设施蔬菜产业发展(三)我国蔬菜设施结构现状、问题与建议
2023-05-12李建明
李建明
(西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌 712100)
蔬菜是保证人民身体健康的基本食物,蔬菜产业是一项基本的民生产业。设施蔬菜利用10%的蔬菜种植面积生产了30%的蔬菜产量(李天来,2023),全面提高了蔬菜生产能力,丰富了蔬菜种植种类,实现了蔬菜周年平衡供应和南北蔬菜交互种植,显著提高了人民生活水平。设施蔬菜生产的基本条件是蔬菜生产设施结构。30 多年以来,我国蔬菜设施结构不断创新发展,为设施蔬菜产业的发展作出巨大贡献。同时也造成现今大面积的老旧棚体结构不适宜目前产业发展水平的要求,面对目前劳动力缺乏,需要全面推进机械化水平,旧棚如何改造,新型设施如何建造,温室建造材料与蓄热保温材料如何选择等问题日益突出。为此,本文总结了我国蔬菜设施结构的现状,分析了存在的问题,提出了设计建造的建议,以供商榷。
1 我国蔬菜设施结构的现状
1.1 老旧日光温室现状
老旧日光温室是指使用年限10 年以上,结构老化,生产经济效益较差的一类棚体结构的总称。目前全国范围内竹木结构老旧温室大多已经被淘汰,尚在使用或者塌陷无法使用的日光温室主要以砖墙、土墙温室为主,骨架结构以钢骨架或者是钢骨架与竹木及钢丝结合为主。
西北地区老旧日光温室主要包括土墙、砖墙、石砌墙温室,典型代表有山东引进的下挖式机夯厚土墙温室,也有西北农林科技大学设计推广的土墙钢架日光温室,一般跨度7.5~9.0 m,脊高3.5~4.5 m,土墙底宽3.5~5.5 m,顶宽1.8~2.3 m,墙高2.4~3.2 m,室内无立柱,屋面为全钢骨架结构或钢竹混合结构。砖墙日光温室为西北XB-G Ⅱ型,跨度8 m,脊高4.1 m,砖墙高2.4 m,厚度0.5~1.5 m,屋面为全钢骨架结构,覆盖温室复合保温被(苏雄和李建明,2015;马寿鹏 等,2016)。非耕地石砌墙日光温室是近10 年建造,跨度8~9 m,脊高4.0~4.3 m,砂石和空心砌块堆筑墙体,墙体底部厚度可达3.8~4.0 m,顶宽1.8~2.0 m,屋面为镀锌钢管骨架结构,室内无立柱(马寿鹏 等,2016)。整体上,西北地区老旧温室以砖墙、土墙为主,存在着占地面积大、墙体施工难度大、破坏环境资源的缺陷。
东北地区现有老旧日光温室主要以辽沈系列日光温室(王铁良和白义奎,2011)为代表,包括辽沈I、Ⅱ、Ⅲ型温室:跨度6.5~8.0 m,脊高3.3~3.5 m,墙高2.4 m,有土墙和砖墙,砖墙体内外为37 cm 砖墙与中间厚聚苯板复合,室内无立柱,镀锌钢管作拱架,配有卷帘机、卷膜器。整体上,东北地区天气寒冷,对温室保温性能要求较高,老旧温室多数为砖与保温板复合结构,该类温室造价较土墙日光温室高,投资回报期较长。
华北地区日光温室整体跨度在7.0~12.5 m,墙体有砖墙和土墙两种,墙体平均厚度0.5~4.1 m,分别包含下沉型和非下沉型两个类型。土墙结构温室:跨度8 m,脊高3.2~4.3 m,下沉式土墙,墙高2.2~3.0 m,钢骨架屋面,覆盖棉被(盛顺,2013)。砖墙结构温室:墙体厚度一般为37~60 cm,包括空心、夹心和外贴保温层等墙体,跨度8~12 m,脊高4~6 m,屋面承力结构为镀锌钢架,配备棉被、棚膜及卷放设备(何芬 等,2015)。
华东地区温室以山东地区温室类型为主,包括山东Ⅱ-Ⅳ型温室:跨度7~10 m,脊高3.1~4.0 m,后墙高2.0~2.5 m,采用钢骨架结构;温室内跨度、高度不断增加,逐步减少了室内立柱的应用,空间利用加大,土墙加厚,墙体保温性能提高(周长吉,2013)。山东Ⅴ型(厚土墙下挖式)温室:跨度10~12 m,脊高4.0~5.5 m,外覆盖材料为保温被,设水泥钢筋立柱;为进一步提高墙体保温性能,地面下沉0.5 m 以上,后墙采用厚土墙结构,墙体底宽3.5~4.5 m,顶宽1.0~1.5 m,但室内下沉也影响了温室前端采光(甘长霞,2014)。华东地区日光温室为追求温室保温性能,多数采用厚土墙式结构,这种墙体结构占地面积过大,土地利用率低,建筑成本较高,降低了日光温室的性价比。
总体上,西北、东北、华北和华东4 个地区老旧日光温室主要以砖墙、土墙结构温室为主,温室在应用过程中暴露出明显的缺陷。土墙建造成本低,节能保温,但占地面积较大,防水差、易坍塌;砖墙坚固、保温蓄热较好,但破坏耕地、墙体自重大。未来需要根据不同地区特色,建造适宜当地发展的新型日光温室。
1.2 老旧拱棚现状
塑料拱棚可促进蔬菜作物早熟、高产或延长供应期,仍然是我国蔬菜设施的主要棚体,应用面积最大。大部分拱棚设施简陋,使用性能降低,目前所用的老旧拱棚主要包括4 种:① 装配式镀锌钢管大棚。跨度6~8 m,高2.5~3.0 m,用薄壁钢管制作成拱杆、拉杆、立杆;用卡具、套管连接棚杆组装成棚体,卡膜槽固定薄膜;存在建造成本高、维护管理困难、防火性能差的缺陷。② 钢竹混合结构大棚。一般跨度8~12 m,高2.2 m,用竹竿作拱杆,水泥柱作立柱,钢筋作拉杆;存在跨度大,棚面越宽压膜难度越大的问题。③ 钢架结构大棚。一般跨度为10~12 m,高2.5~2.7 m,利用钢筋焊接拱形桁架和纵向拉杆,无立柱;存在普通钢管容易生锈、一次性投入成本高的问题。 ④ 连栋塑料大棚。由多个相连的单拱单膜温室构成一个整体,两个拱棚之间用水槽连接;主体结构为组合式热镀锌框架,顶部塑料可覆盖单或双层薄膜;存在遇到大雪、暴雪天气清除积雪困难,建造和维修难度大;棚体过大,棚内空气流动不畅,湿度大,病害蔓延快等问题。现有拱棚使用成本低、性能差,无法为作物提供适宜生长环境。
1.3 目前推广应用的主要新型棚体结构
土墙日光温室:跨度16 m,脊高6 m,厚土墙体,土地利用效率50%;在特别寒冷的低温地区建造跨度12 m,脊高6 m,厚土墙。
大跨度保温大棚:北方地区的塑料大棚难以进行越冬生产,而日光温室土地利用率低,越夏生产困难。西北农林科技大学设施农业团队将2 种设施的优点集合,开发出了大跨度外保温型塑料大棚。该类大棚土地利用率可达80%,大棚外覆盖保温被,机械卷放,保温性能好,分为对称型和非对称型两种,性能良好(李建明,2012;武莹和李建明,2019;武莹 等,2019;肖金鑫 等,2020;曹晏飞 等,2020,2021)。在河南地区极端寒冷天气下室内外温差可达21 ℃;大棚脊高6.2 m,设置顶部和底部通风口,夏季降温效果好;在河南地区可进行早春茬和秋冬茬喜温类果菜栽培,应用效果良好(董晓星 等,2022)。
柔性保温墙体温室:跨度12~16 m,脊高5~6 m,保温被墙体,土地利用效率50%~65%(王艳芳 等,2023)。在没有其他保温或加温措施情况下,北方地区生产喜温类蔬菜存在越冬困难的问题。
少跨塑料连栋温室:以3~6 栋为1 个单位,建造少跨连栋温室,以每米1 个拱架落地建造,檐高1.8 m,脊高3.6 m。
1.4 设施材料应用现状
日光温室设施材料主要分为墙体材料、屋面覆盖保温材料、骨架材料三大类,其中竹木结构骨架逐渐被淘汰,目前多数老旧温室骨架材料主要为钢骨架结构。
温室墙体材料:是维持温室室温,保证墙体结构整体承载力和安全性能的关键,主要分为以下两类。一类为结构性材料,主要作为墙体受力构件,包括空心砖、红砖等砖类材料(穆晓路 等,2011),蒸压加气混凝土砌块和空心砌块等砌体材料(赵鹏 等,2018),夯实粘土、加草粘土等土壤类材料(兰孝帮,2013)。这些材料取材方便、成本较低,但是存在破坏环境资源、用量大、施工难的问题。另一类是保温性墙体材料,位于墙体中间或贴附于墙体外表面,加强墙体保温性能,主要材料有聚苯乙烯泡沫板(李明 等,2016)、秸秆块(武国峰 等,2015)、泡沫水泥板、玻璃棉板(孙亚琛等,2017)等。另外,现在大多装配式日光温室主要以柔性保温被材料作为保温隔热墙体(周波 等,2016;宋明军 等,2018)。这些材料以保温隔热为主,基本无蓄热能力,且应用成本较高。
屋面覆盖保温材料:现有屋面覆盖保温材料主要包括塑料薄膜和保温被两种,其中现有塑料薄膜主要为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)薄膜,存在吸尘、耐候性差,保温性差,不易粘接、无法回收、高温变形等缺陷;现有保温被可分为三大类,以废弃纺织废料加工成针刺布为核心的毛毡保温被,由化工塑料制备而成的发泡塑料、海绵、橡塑棉保温被,以太空棉或无胶棉为主的保温被(陈之群 等,2010;孙亚琛 等,2017;葛覃,2018)。近些年多数保温被保温性能虽普遍优于草苫保温被,但也普遍存在使用寿命短,防水性能、耐老化性能差的缺陷,除毛毡被以外,其他棉被使用成本也较高。
近年来所应用的设施材料在使用过程中逐步显露出许多问题,对于未来的墙体、骨架、屋面覆盖材料,需要实现材料的升级换代,开发性价比较高的温室设施材料,为日光温室升级提供条件。
1.5 蔬菜设施能源利用主要方法
蔬菜设施生产中,由于温室建筑结构、地理位置和气候环境的影响,许多温室会出现“亚低温”状态,导致作物产量不高和品质不佳,为了提高温室内温度,传统的能源利用类型为化石燃料和电能,存在着污染环境、运营成本高等问题,已逐渐被新型能源利用方法替代,主要包括太阳能、地热能、生物质能,或者是多种新能源的综合利用。
① 太阳能的利用。温室本身就是一个太阳能利用的设施结构(李建明 等,2022),同时其他太阳能的利用方式有光伏发电和光热转换。光伏发电是通过太阳能光伏板直接将光能转化为电能,蓄电池蓄电,夜间采用电加热的方式进行温室加温,但其成本高昂,制约了其进一步发展;光热转换是利用真空管水集热器以及平板集热器(李建明 等,2021;宋磊 等,2021)等太阳能收集装置,以水为工质,将太阳辐射能转换为热能后直接供给温室加温。相比光伏发电,该种方式对太阳光的能量利用效率更高、成本更低,却容易受光照条件等因素影响,稳定性不高,但随着类似可变倾角式太阳能收集装置(宋磊 等,2021)等技术的出现,这一问题会逐渐被克服。
② 生物质能源利用。生物质能来自有机废弃物如秸秆、粪便等,通过发酵的方式将其转化为可利用的能源和材料,发酵过程产生的热量可以为温室加温、产生的二氧化碳可以提高植株光合效率等(肖金鑫 等,2020),具有低碳、清洁、储量大的优点,但由于废弃物成分和发酵过程复杂多变,利用不当会产生一些有害物质。
③ 地热能利用。我国地热资源丰富,利用地热能最普遍的方式是使用地源、水源热泵,用于温室内低温季节的增温和高温季节时降温,具有节能环保、维护费用低、寿命长等优点,但长期运行易导致土壤冷热失衡、系统换热效率降低等问题。
④ 温室土壤深层蓄热技术。温室土壤深层蓄热也称温室“蓄热银行”,西北农林科技大学设施农业团队利用深层土壤蓄热能力强的特点,研究设计了一种温室地下深层蓄热装置,夏季温室内温度高时,将热量通过埋于地下的传热管道抽入地下,冬季低温时从土壤中抽出热量,持续完成温室降温和加温辅助功能,此项技术随着研究的不断深入,会有更广阔的应用前景(Xiao et al.,2023)。
⑤ 空气源热泵技术。是利用空气热能进行供暖的空气源热泵。由压缩机、膨胀阀、蒸发器与冷凝器组成,工作原理为逆卡诺循环,可以吸收并传递空气中的能量,安置自由度高,安全性高,但占地面积大,效率低,不适合极寒地区加温和炎热地区的降温。
取长补短,综合利用以上能源多能源配合:采用两种或者两种以上能源类型配合为温室加温,可以有效弥补单一能源类型使用的劣势,发挥优势,提高能源利用效率。地热能与太阳能的互补配合,可以避免光照不足时太阳能无法供能、减轻地源热泵长期使用导致的土壤热失衡问题,以及太阳能、生物质能与电能为温室联合供暖等多能源配合方式,通过取长补短,实现能源高效使用。
蔬菜设施能源利用方法多样,随着煤炭等旧能源利用方式的弊端日益显现,新型的绿色能源不断发展,多种能源配合利用的方式成为趋势。并且随着能源利用方法的不断深入研究和改进,蔬菜设施产业将会朝着低碳排放、低能耗、高能源利用效率的方向不断迈进(郭宇 等,2021;李建明 等,2021;Xiao et al.,2023)。
2 我国蔬菜设施结构存在的主要问题
2.1 老旧日光温室内部空间小,不利于机械化作业
目前生产中主要应用的老旧日光温室跨度小、脊高矮,大多数日光温室跨度主要为8~10 m,作业空间不足,生产作业面窄,无法进行机械化生产或机械化作业效率低;温室采光屋面前沿角设计不合理,使温室空间利用率和光照透过率减小;棚体内部立柱支撑结构多,使得机械化作业和生产运输不便;温室墙体厚度大,机械进出受限,劳动效率低。
2.2 土地利用效率与温室蓄热保温性能矛盾突出
土墙日光温室土地利用效率仅为40%~50%,浪费土地资源的同时破坏了土地耕作层;砖墙日光温室土地利用率有所提升但成本增加;柔性保温墙日光温室土地利用效率为50%~65%,且更加适合机械化作业,但保温性较差。拱棚土地利用效率为80%,水泥立柱搭配竹木结构立柱多,不便于机械化作业,且荷载能力差,主要为小农户使用;钢管简易拱棚,跨度相对较小,土地利用率低;大跨度保温大棚,土地利用率高且可覆盖外保温被,提高保温效果。如何进一步综合利用绿色能源,提高棚室温度,扩大应用范围,仍需开展相关研究。连栋温室土地利用效率90%,但是耗能量大。因此,解决土地利用效率、保温蓄热性能与造价的矛盾是我国蔬菜设施设计与研究面临的主要问题之一。
2.3 设施结构综合性能差
日光温室、大跨度保温大棚和简易拱棚主要通过被动通风的形式来调控温室环境,调节能力有限且定向调控能力较差,因此在华北、西北、华东地区夏秋高温季节阶段多处于闲置状态。温室中常用的透光覆盖材料有玻璃、塑料薄膜和硬质塑料板,易附着雾气、水滴、粉尘等造成透光率下降,新型材料较少。在保温蓄热方面,主要依托于传统的墙体蓄热,保温被隔热。在新型墙体蓄热、土壤蓄热、新型高性能保温被开发方面,尽管进行了一定的研究,但是生产中使用面积还有待进一步扩大。单纯采用保温隔热材料做墙体围护材料的日光温室虽然具有良好的保温隔热性能,但失去了墙体的储放热功能,很多地区温室室内温度难以达到果菜安全生产的要求。在蓄热性能方面,生产中应用的日光温室主要以被动蓄热为主,主动蓄热方式如真空管水集热系统、太阳能水循环系统、地中热交换系统、相变蓄热墙体等,这些蓄热方式虽一定程度上提高了温室的蓄热能力,但应用面积很有限。塑料大棚、简易拱棚几乎没有蓄热能力,连栋温室墙体所占比重小,空间大,蓄热对温室整体的加温效果不显著。由于缺乏温室环境调控能力,或者说环境调控能力还很有限,所以实现温室大棚的环境智能控制也就失去了工作平台。
2.4 适地性与专用型差
温室大棚结构类型与当地气候环境不配套,在建造过程中生搬硬套“一套图纸通用全国”。温室大棚结构应依据气候环境或者栽培作物而变化;很多温室大棚结构与作物类型和栽培技术不匹配、温室大棚结构和材料与气候环境不匹配的问题突出,缺乏专用棚型的设计,急需改进提升。
2.5 材料、能源和控制系统缺乏
生产中日光温室主要利用土墙和砖墙,但存在土地利用率低、破坏环境、施工复杂等缺陷;柔性保温墙体虽具有施工简单,成本低等优势,但降温快,蓄热保温性差;传统的草苫由于使用年限短、保温效果差、不防水等缺陷被日益取代,目前生产中主要应用的保温被也存在防水及耐老化性能差、重复卷曲容易导致棉被材料结构损坏、使用寿命短、保温效果不理想、存在安全隐患等问题。总体来讲温室的墙体材料、保温材料研究缺乏,创新性不足,是限制温室性能提高的主要因素之一。
设施温室整体能源综合利用率低,连栋温室和玻璃温室能耗高;温室集热和蓄热设备造价高,运行成本高。虽然进行一定的新能源利用技术研究,但是新能源可利用类型地域性强,应用面积还很有限。
环境调控系统不完善,调控性能有限,能耗高;控制方式简单,缺乏推广应用价值大的智能控制方案和设备,以及依据作物生长的环境调控策略。目前在日光温室中应用较多的为自动放风机和卷帘机,但仍主要依靠人工控制,效率低,在老旧的温室上还容易出现卷偏、结构变形等问题;塑料薄膜大棚和简易塑料棚主要应用电动或手动放风机,调控能力有限;连栋温室中主要应用湿帘-负压风机、微雾、棚顶喷淋对温室进行降温,能耗高,成本大,综合智能控制水平低。
3 我国蔬菜设施结构发展建议与展望
在温室大棚建造与选型时,理想的温室大棚结构应该符合时代生产力与生产关系条件,性价比高、生产效益高、容易使用与维护。为此,在未来棚室设计与建造中提出以下建议。
3.1 依地域环境、作物种类、经营主体选择设计棚型结构,集成设施设计新结构、新设备、新材料
在温室设计与建造过程中,应集成设施设计新结构、新设备、新材料:以宜机化、装配化为蔬菜设施新结构的设计理念,以自动化、智能化为蔬菜设施新设备的应用需求,以保温蓄热性能好、高性价比为蔬菜设施新材料的应用基础。以此充分发挥新结构、新设备和新材料对蔬菜产业的科技引领与示范支撑作用。
① 依地域环境选择设计棚型结构。我国地域幅员辽阔,气候复杂多样,这就对蔬菜设施结构类型的区域适用性提出了新的要求。因此,气候适宜性温室大棚将是我国温室产业未来创新与发展的重要方向。依据气候与环境特点,进行温室大棚设计建造。高寒地区具有气候冷凉、气温偏低、太阳能资源丰富的特点。推荐棚型应具有抗寒性强、机械化程度高、成本低等性能特点。高寒风沙地区具有气候干旱、雨量稀少、风沙较多,气温日较差和年较差大,太阳能资源丰富的气候特点。由于风沙气候对设施结构及栽培作物具有较强的危害性,因此推荐棚型应具有防风防沙性能好,抗寒性强,机械化程度高、成本低等性能特点。华北地区具有雨热同期,光热资源丰富的气候特点。推荐棚型应具有冬季抗寒性强,夏季通风除湿效果好,机械化程度高、成本低等性能特点。华东地区具有全年气候温和湿润,雨量充沛,太阳能资源丰富的气候特点。推荐棚型应具有保温性能强、通风除湿效果好、避雨、机械化程度高、成本低等性能特点。华南地区具有气候炎热,高温多雨,空气湿度大,昼夜温差小,太阳能资源丰富的气候特点。推荐棚型应以通风除湿效果好、避雨抗风能力强为首要性能特点,其次是具有保温性好、机械化程度高、成本低等特点。
② 依作物种类选择设计棚型结构。栽培作物是蔬菜温室的生产对象,温室大棚的各项性能指标应能满足栽培作物的生长环境需求。茄果类、叶菜类、瓜果类、茎菜类、根菜类和食用菌类等不同种类蔬菜对温室内温湿度、通风及光照等环境需求差异较大,单一结构类型温室无法同时满足所有需求,因此,在温室大棚设计规划与建造阶段,应充分考虑目标栽培作物种类的生长环境需求,合理选择并针对性优化棚型结构及配套生产设备。
③ 依经营主体选择设计棚型结构。经营主体是蔬菜温室的服务对象,温室的类型、规模及生产形式不仅应满足经营主体当下的生产需求,还应考虑其未来的发展方向。家庭农场以生产农户独立经营为主,具有规模小、投资少、生产成本低和升级转型慢等特点;生产合作社以稳定高产值为目标,具有规模中等、统一规划安排、统一生产管理及升级转型较慢等特点;现代化农业高新企业以高投入高产出和科技创新引领为目标,具有投资大、技术新、生产规格高和升级转型快等特点。因此,在温室设计规划与建造阶段,应充分考虑经营主体的生产特点,合理规划设计棚型结构及配套生产设施。
3.2 制定全国不同地区温室大棚改造方案,减少资金浪费
目前,老旧结构温室大棚已经成为制约蔬菜产业发展的一大限制性因素,而老旧温室大棚的改造也已成为一个亟需解决的产业技术难题。为减少资金浪费,助力传统蔬菜产区进行科学合理的技术升级转型,保障蔬菜产业健康持续发展,提出老旧日光温室结构改造方案与改造原则。
3.2.1 改造方案 老旧日光温室大部分为跨度8~10 m,棚间距8~10 m,改造方案分为以下几种:① 使用旧棚后墙,向前延伸骨架,增加温室跨度。这种方案适宜于墙体较好的温室,改造后温室跨度12 m,保温性变化不大,空间增大。② 使用前屋面骨架,废除厚墙体,温室后扩展延伸,增加温室空间。这种方案温室跨度可达14~16 m,温度有所降低,但是土地利用效率显著提高。③ 使用原有日光温室厚墙体和地基及部分骨架,建造双跨日光温室,跨度达到20 m,空间显著提高。④ 利用旧棚墙体,南北均延伸,改造为阴阳温室结构。改造后春季利用南部温室种植喜温蔬菜,北部只能在夏秋季进行生产种植。⑤ 利用原有温室地基,选用跨度为原有温室跨度大小,例如原有温室跨度为8 m,温室间距也为8 m,建造跨度为8 m 的塑料连栋温室。⑥ 大跨度非对称保温大棚建造。利用现有日光温室墙体地基作为中间一道支柱地基,建造大跨度非对称保温大棚。
3.2.2 改造原则 ① 依据棚体现状进行改造。在旧棚改造中,应该依据旧棚现状,认真分析,科学评价,能使用旧棚墙体的用墙体,能使用骨架的用骨架,成本最低化,效益最大化,选择以上改造方案。② 依据宜种植作物种类选择方案。不同作物以及不同栽培茬口对温室环境条件要求不同,在老旧温室改造中应就地总结以往的作物种植管理经验,获得栽培作物种类最明确的生长环境需求,从而对老旧温室大棚进行针对性的结构优化设计,制定出更加科学合理的升级改造方案。③ 依据投资规模。投资规模是老旧温室大棚改造的限制性因素。因此,应尽可能地回收利用原温室中有价值的结构与材料,减少资金浪费,从而在投资规模内制定出更加全面系统的老旧温室大棚升级改造方案。
3.3 加强温室材料、温室能源利用以及环境控制技术研究攻关
由于蔬菜设施建造建筑材料、蓄热材料、保温材料、温室能量利用原理机理研究的缺乏,我国温室发展仍然较落后。中共二十大报告提出要大力发展设施农业,必须依据全国不同环境特点、栽培作物种类、栽培方式以及投资主体管理模式,研究创新不同类型温室结构;开展温室结构材料、蓄热材料、保温材料、新能源利用材料与设备以及依据作物的智能管理系统的研究,解决现阶段设施农业设施结构存在的关键技术问题。
3.4 加强政策管理,发挥组织优势,促进新设施、新技术、新设备的推广应用
相较于设施蔬菜短至数周、长仅数月的生产周期,蔬菜温室大棚往往拥有数十年的使用寿命,升级换代速度缓慢。因此,作为设施蔬菜产业现代化中最重要的一环,蔬菜设施结构必然需要率先实现科学化、现代化,以新结构、新设备、新材料和新理念来促进农机农艺设施相融合,降低人力成本,提高产量和生产效率,进而保障设施蔬菜产业顺利实现现代化。这就需要国家、地方政府成立技术把关机制,以政策为导向,发挥组织优势,促进新型设施结构的应用,同时加强科技成果宣传,提高成果普及程度,快速实现我国蔬菜设施结构优化发展目标。