國(guó)內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研究探討.

1、國(guó)內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研究探討設(shè)施農(nóng)業(yè)是在環(huán)境相對(duì)可控的條件下進(jìn)行生產(chǎn)，在一定程度上克服了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)難以解決的限制因素，使資源各要素能得到優(yōu)化配置和高效利用，單位土地面積的生產(chǎn)能力可得到成倍乃至數(shù)十倍的提高。有關(guān)資料顯示，我國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)以不到3%的種植業(yè)土地，獲得了20%左右的種植業(yè)總產(chǎn)值1。因此，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所要求的，也是我國(guó)人均資源失衡等嚴(yán)峻形勢(shì)所決定的。設(shè)施農(nóng)業(yè)是指通過采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù)，改變自然環(huán)境，為動(dòng)植物生產(chǎn)提供相對(duì)可控甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環(huán)境條件，從而在一定程度上擺脫對(duì)自然環(huán)境依賴的有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)，具有高投入、高技術(shù)含量、高

2、品質(zhì)、高產(chǎn)量、高效益等特點(diǎn)，是一種最有活力的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。世界各國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展證明，科學(xué)技術(shù)是推動(dòng)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力。生物技術(shù)、信息技術(shù)、能源技術(shù)、新材料技術(shù)等高新技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的綜合應(yīng)用，使設(shè)施農(nóng)業(yè)成為技術(shù)高度密集的產(chǎn)業(yè)，向大型化、機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化方向發(fā)展，有力地促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，本研究主要對(duì)國(guó)內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研究進(jìn)行綜述，希望能對(duì)我國(guó)這方面的研究工作有所幫助。隨著全球現(xiàn)代工業(yè)向農(nóng)業(yè)的滲透，世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家把發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。在設(shè)施園藝研究領(lǐng)域中，各國(guó)發(fā)展模式正在按照其自身氣候與自然條件進(jìn)行本地化研究，其研究方向可歸納為

3、三大類：第一是相關(guān)高新技術(shù)支持方面的研究。如環(huán)境溫度、濕度、CO2濃度、土壤營(yíng)養(yǎng)成分監(jiān)控技術(shù)；病蟲害防治技術(shù)、合理肥效控制、能量綜合利用技術(shù)、無土高效栽培技術(shù)、無公害高效栽培技術(shù)、產(chǎn)品后處理及深加工技術(shù)等。第二是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程中涉及的相關(guān)設(shè)備技術(shù)的研究，如自動(dòng)化環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、溫室原料生產(chǎn)設(shè)備、育苗播種機(jī)械設(shè)備、耕作收獲機(jī)械設(shè)備、灌溉施肥植保機(jī)械設(shè)備、傳感執(zhí)行機(jī)械設(shè)備、病蟲害投放設(shè)備、降溫加溫通風(fēng)設(shè)備、予冷儲(chǔ)藏設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械、基質(zhì)消毒設(shè)備、后處理深加工設(shè)備等等。第三是設(shè)施農(nóng)業(yè)保障技術(shù)的研究，如設(shè)施農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息支持系統(tǒng)技術(shù)等。1. 設(shè)施農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的研究進(jìn)展1.1. 無土栽培技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，

4、無土栽培正在改變著傳統(tǒng)種植方式，成為飛速發(fā)展的新興學(xué)科。無土栽培以人工制造的作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境，可有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中難以解決的水分、空氣、養(yǎng)分的供應(yīng)矛盾，使作物根系處于最適宜的環(huán)境條件，從而充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力。目前，世界上應(yīng)用無土栽培技術(shù)的國(guó)家和地區(qū)已達(dá)100多個(gè)。美國(guó)是世界上最早進(jìn)行無土栽培商業(yè)化生產(chǎn)的國(guó)家，主要集中在干旱、沙漠地區(qū)，主要栽培作物有黃瓜、番茄等蔬菜，無土栽培面積超過2 000平方米。荷蘭是無土栽培最發(fā)達(dá)的國(guó)家，其無土栽培面積達(dá)4 000平方米，有64的溫室都采用無土栽培技術(shù)。日本也是無土栽培較發(fā)達(dá)的國(guó)家，其無土栽培以巖棉培和NFT為主，無土栽培面積約300平方

5、米。中國(guó)無土栽培的總面積約為315平方米，僅占其溫室面積的萬分之一?，F(xiàn)在世界上商業(yè)性無土栽培是以基質(zhì)栽培為主，荷蘭的基質(zhì)栽培占無土栽培總面積的90以上，法國(guó)占81，加拿大占80，比利時(shí)占50左右，日本各種循環(huán)水栽培占80以上2。1.2. 生物防治技術(shù)生物防治作為溫室害蟲綜合治理中的重要措施之一，具有獨(dú)特的優(yōu)越之處，如不存在化學(xué)殺蟲劑的污染、殘留和害蟲抗藥性等問題。隨著病害生態(tài)防治技術(shù)和害蟲天敵人工繁育技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家利用生物防治技術(shù)、生態(tài)調(diào)控技術(shù)防治設(shè)施蔬菜病蟲害越來越普遍。目前國(guó)際上工廠化生產(chǎn)天敵昆蟲的公司已有80多家，已經(jīng)商品化生產(chǎn)的天敵昆蟲達(dá)130多種。如荷蘭Koppe

6、rt公司，設(shè)施蔬菜主要害蟲的天敵昆蟲如粉虱天敵漿角蚜小蜂、麗蚜小蜂，斑潛蠅天敵潛蠅姬小蜂，蚜蟲天敵食蚜癭蚊以及對(duì)許多害蟲均有良好控制作用的赤眼蜂、瓢蟲、草蛉、捕食螨等在該公司均有商品化的產(chǎn)品。目前發(fā)達(dá)國(guó)家完全通過釋放天敵昆蟲來控制設(shè)施害蟲的溫室越來越多。如荷蘭溫室的青椒，其生物防治的商品率已經(jīng)達(dá)到80%90%。1.3. 自動(dòng)控制技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)是指對(duì)設(shè)施內(nèi)溫度、濕度、光照、水分、營(yíng)養(yǎng)、CO2濃度等綜合環(huán)境因子的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與調(diào)控，這是當(dāng)前國(guó)際上設(shè)施農(nóng)業(yè)研究的熱點(diǎn)。其中，值得關(guān)注的研究成果有：一是溫室作物高效生產(chǎn)管理模型的研究。通過對(duì)溫室作物生理信息與環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)之間定量規(guī)律的研究，建立作物數(shù)字化模型

7、，為溫室精準(zhǔn)化管理提供理論依據(jù)3。如荷蘭開發(fā)出的Tomsim（番茄）、Hotsim（黃瓜）等模型，對(duì)包括整枝方式、栽培密度、基于天氣和植株生育狀況的環(huán)境管理指標(biāo)、不同生育階段的水肥管理指標(biāo)、病蟲害預(yù)防和控制技術(shù)等進(jìn)行了量化，并已得到廣泛應(yīng)用4。日本農(nóng)業(yè)研究中心開發(fā)出的MetBroker系統(tǒng)和山武股份公司開發(fā)的拓?fù)浒咐Ｐ头?Topological Case-Based Modeling:簡(jiǎn)稱TCBM)，形成的作物模型已成功用于溫室番茄的管理。二是基于Web的溫室數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)通過將作物管理模型與環(huán)境控制模型相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)溫室的智能化管理，大幅度降低了系統(tǒng)能耗和運(yùn)

8、行費(fèi)用5。日本千葉大學(xué)利用遙感技術(shù)和圖象檢測(cè)裝置測(cè)定植物群落的生長(zhǎng)狀況，實(shí)現(xiàn)了溫室的智能化管理與控制。以色列ELDARGAL公司研制的能同時(shí)采集數(shù)十個(gè)植物生理和環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)儀，通過與專家系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)植物環(huán)境的精確調(diào)控。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，溫室的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)也得到了較快的發(fā)展。倫敦大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的溫室計(jì)算機(jī)遙控技術(shù)，可以觀察、遙控50 km以外溫室內(nèi)的溫、光、氣、水等環(huán)境因子狀況。日本明星電氣公司開發(fā)的農(nóng)業(yè)氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可同時(shí)連續(xù)檢測(cè)15種環(huán)境要素,并將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)連接到計(jì)算機(jī)或因特網(wǎng)上，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和調(diào)控。美國(guó)加里福尼亞大學(xué)和康奈爾大學(xué)還研制出了溫室生產(chǎn)SPA(Speak Pl

9、ant Approach to Environment Control)智能化技術(shù)，已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段6。我國(guó)圍繞“設(shè)施農(nóng)業(yè)植物生理生態(tài)檢測(cè)和環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)”、“溫室設(shè)施配套作業(yè)技術(shù)裝備”、“設(shè)施農(nóng)業(yè)嫁接、移缽自動(dòng)化技術(shù)裝備”等方面開展了研究和攻關(guān)。開發(fā)研制出植物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和基于以太網(wǎng)的溫室環(huán)境智能化調(diào)控系統(tǒng)、移動(dòng)式無土栽培基質(zhì)消毒與營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)再利用技術(shù)裝備、土壤消毒設(shè)備、溫室精確育苗與移植設(shè)備、嫁接用大粒種子定向播種機(jī)、自動(dòng)化嫁接復(fù)式作業(yè)裝備和自動(dòng)化幼苗移缽裝備等。自動(dòng)測(cè)量、環(huán)境控制和計(jì)算機(jī)程序化技術(shù)已在各國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，從而促進(jìn)了設(shè)施農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的興起與發(fā)展。2. 設(shè)施農(nóng)業(yè)

10、裝備技術(shù)的研究進(jìn)展2.1. 溫室節(jié)能技術(shù)由于能源緊張、CO2排放的限制等原因，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家目前將節(jié)能技術(shù)作為溫室領(lǐng)域最重要的研究課題。發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室產(chǎn)業(yè)基本上都是依賴于消耗天然氣和石油發(fā)展起來的，每生產(chǎn)10 kg的黃瓜大約需要消耗5 L燃油。近年來，隨著京都議定書的執(zhí)行，一些發(fā)達(dá)國(guó)家正在研究如何減排CO2，如荷蘭規(guī)定，到2010年，將以1980年（100%）為參照減少溫室行業(yè)65%化石燃料的使用，到2020年，將基本不用化石燃料。因此，一些國(guó)家紛紛投入大量的科研經(jīng)費(fèi)用于節(jié)能和新能源技術(shù)的研究。溫室節(jié)能技術(shù)的主要研究進(jìn)展包括以下4類技術(shù)：2.1.1. 覆蓋材料透光技術(shù) 大幅度提高覆蓋材料的透光

11、率、增加太陽光的入射量。例如，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)開發(fā)了一種叫zigzag的板材，利用反射光的二次利用，透光率可達(dá)89，最高達(dá)到9395。一些國(guó)家還開發(fā)出了溫室屋頂清洗機(jī)械裝置，用于清洗屋頂?shù)幕覊m，增加溫室的透光率。此外，對(duì)溫室覆蓋材料的內(nèi)側(cè)進(jìn)行鍍膜處理，可以阻止溫室內(nèi)部長(zhǎng)波向外輻射，減少熱損耗，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能25以上。2.1.2. 熱能的多用途利用和余熱回收技術(shù) 如溫室鍋爐的煙筒普遍裝有余熱回收系統(tǒng)，熱回收效率可達(dá)75以上7，盡可能減少熱損耗。此外是淺層地能的利用，利用土壤作為蓄熱源，夏季把低溫冷源抽到地上，用于溫室降溫，把經(jīng)過熱交換的熱量打到地下，冬季把高溫?zé)嵩闯樯蟻?，在熱泵作用下升溫?550，

12、這樣只需要稍許加溫就可以用于溫室采暖，節(jié)能幅度達(dá)6570。2.1.3. 溫室優(yōu)化結(jié)構(gòu)技術(shù) 通過縮小屋脊和擴(kuò)大溫室單棟面積來合理采光和減少熱損失。溫室結(jié)構(gòu)向高大發(fā)展，脊高6 m的新型溫室迅速增加，單棟面積也擴(kuò)大至100 m×200 m，有的達(dá)到200 m×200 m以上，大型溫室有利于溫度穩(wěn)定及提高光合利用率。荷蘭為了提高溫室總體密封性能，節(jié)約能源，對(duì)屋頂鋁材結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較大改進(jìn)，增加了密封膠條，提高了密封性能，有效減少了玻璃由于熱漲冷縮發(fā)生的破損。2.1.4. 節(jié)能光源LED技術(shù) 隨著發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode,LED）技術(shù)的發(fā)展，已研制出針對(duì)植物需

13、求的單色LED（如波峰為450 nm的藍(lán)光、波峰為660 nm的紅光等）及其組合光源，光能利用率可達(dá)8090，節(jié)能效果極為顯著，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在溫室補(bǔ)光、組培、育苗以及植物工廠等領(lǐng)域的應(yīng)用8。由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究開發(fā)的LED光源植物苗工廠，用節(jié)能LED光源替代傳統(tǒng)的熒光燈光源，并根據(jù)植物苗對(duì)光環(huán)境的要求，進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，構(gòu)建了國(guó)內(nèi)第一套用人工光源的植物苗工廠。該技術(shù)于2008年11月20日通過科技部組織的專家驗(yàn)收。研究成果按照植物苗工廠的技術(shù)需求，篩選了特定波長(zhǎng)的紅光LED和藍(lán)光LED，選取單色紅光660 nmLED和藍(lán)光450 nm LED光源按一定比例進(jìn)行組合，并開發(fā)

14、了相應(yīng)的LED光源板及其控制系統(tǒng)，研制出了一套控制參數(shù)設(shè)置方便、界面可視化程度高、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的光環(huán)境控制軟件。項(xiàng)目所形成的“LED植物苗工廠及其光環(huán)境控制系統(tǒng)”成果已在部分地區(qū)植物組織培養(yǎng)、蔬菜與花卉工廠化生產(chǎn)等領(lǐng)域示范應(yīng)用，顯示了廣闊的推廣前景。2.2. 溫室環(huán)保技術(shù)環(huán)保技術(shù)要求人們必須從各方面促使農(nóng)業(yè)的發(fā)展與自然界和諧一致。由于對(duì)資源高效利用和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，一些發(fā)達(dá)國(guó)家近年來投入大量精力進(jìn)行溫室精確施肥、雨水收集、水資源和營(yíng)養(yǎng)液的循環(huán)利用技術(shù)以及對(duì)土壤、大氣的保護(hù)技術(shù)研究，盡量減少資源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的破壞。主要研究進(jìn)展為：一是在無土栽培營(yíng)養(yǎng)液閉路循環(huán)技術(shù)方面，歐盟規(guī)定2000年之前所有

15、的溫室無土栽培系統(tǒng)必須采用閉路循環(huán)系統(tǒng)(Closed system)，通過對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的回收、過濾、消毒、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)等措施，結(jié)合新的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)充，又重新回到溫室循環(huán)使用。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)節(jié)水21、節(jié)肥34，而且還可以大幅度地減少營(yíng)養(yǎng)液外排對(duì)周邊環(huán)境的污染，提高營(yíng)養(yǎng)液利用效率。二是在雨水收集利用方面，通過一系列的管路系統(tǒng)將溫室天溝的雨水收集起來，傳送到溫室附近的蓄水池中，再通過過濾凈化等措施，輸送到溫室進(jìn)行灌溉，每公頃溫室需配備約1 500 m3貯水罐(池)，能夠解決75溫室作物的用水。三是在病蟲害防治方面，采用生物防治和物理防治手段相結(jié)合進(jìn)行綜合防治，盡量減少化學(xué)藥劑的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜自身和環(huán)境的零污染

16、6。2.3. 溫室智能化技術(shù)計(jì)算機(jī)智能化調(diào)控裝置采用不同功能的傳感器探測(cè)頭，能準(zhǔn)確采集設(shè)施內(nèi)室溫、葉溫、地溫、室內(nèi)濕度、土壤含水量、溶液濃度、CO2濃度、風(fēng)向、風(fēng)速以及作物生長(zhǎng)狀況等參數(shù)，并通過數(shù)字電路轉(zhuǎn)換后傳回計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和智能化處理后顯示出來，再由計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)根據(jù)作物生長(zhǎng)所需最佳條件發(fā)出指令，促使有關(guān)系統(tǒng)、裝置及設(shè)備協(xié)調(diào)運(yùn)作，將室內(nèi)的溫、光、水、肥、氣等諸因素調(diào)到最佳狀態(tài)，確保一切生產(chǎn)活動(dòng)科學(xué)、有序、規(guī)范、持續(xù)地進(jìn)行。采用智能化溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)可節(jié)能1550，提高作物抗性。在荷蘭，溫室的操作基本上由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制。荷蘭有五大溫室制造公司，他們不僅在機(jī)械化、自動(dòng)化、產(chǎn)品采

17、后處理方面設(shè)備技術(shù)水平高，而且在計(jì)算機(jī)智能化、溫室環(huán)境調(diào)控方面也居世界領(lǐng)先地位，配套溫室設(shè)施出口額占世界貿(mào)易的80。2.4. 溫室工廠化技術(shù)工廠化農(nóng)業(yè)的核心是對(duì)設(shè)施內(nèi)栽培環(huán)境進(jìn)行有效的控制，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化生產(chǎn)，營(yíng)造適于作物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境條件。植物工廠是在全封閉設(shè)施內(nèi)周年進(jìn)行園藝作物生產(chǎn)的高度自動(dòng)化控制體系。目前世界比較先進(jìn)的溫室設(shè)施及溫室自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是由奧地利Ruttuner教授設(shè)計(jì)的Complexsystem和日本中央電力研究所推出的蔬菜工廠等。這類植物工廠采取全封閉生產(chǎn)，人工調(diào)控光照，立體旋轉(zhuǎn)式栽培，不僅全部采用電腦監(jiān)控，而且還利用機(jī)器人、機(jī)械手進(jìn)行播種、移栽等工作，完全擺脫了自然條件

18、的束縛，真正實(shí)現(xiàn)了工廠化農(nóng)業(yè)的數(shù)字設(shè)計(jì)、調(diào)控與管理。植物工廠一年中可多茬次栽培，生菜、菠菜栽培期較露地栽培縮短1412，產(chǎn)量可達(dá)150 kg/平方米，為露地栽培的1020倍。由于土地資源的限制以及人類開發(fā)太空資源的考慮，近年來，日本、以色列、美國(guó)、荷蘭等國(guó)積極進(jìn)行植物工廠的研究與探索，美國(guó)NASA已開始研究在太空采用人工光植物工廠技術(shù)實(shí)現(xiàn)宇航員食物的自給。日本政府基于本國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力老齡化、成本急劇上升以及人們對(duì)安全食品需求的考慮，多年來大力發(fā)展節(jié)能、環(huán)保、安全型植物工廠的研究與開發(fā)，通過政策與資金方面的扶持，極大地推動(dòng)了植物工廠的普及與發(fā)展。植物工廠播種、定植、采收、肥水以及溫濕度管理等完全由

19、計(jì)算機(jī)操作、自動(dòng)化作業(yè)，為工廠化農(nóng)業(yè)發(fā)展展現(xiàn)了美好前景。日本、韓國(guó)研究開發(fā)了瓜類、茄果類蔬菜嫁接機(jī)器人。日本研制了可行走的耕耘、施肥機(jī)器人，可完成多項(xiàng)作業(yè)的機(jī)器人，能在設(shè)施內(nèi)完成各項(xiàng)作業(yè)的無人行走車，用于組織培養(yǎng)作業(yè)的機(jī)器人等。目前，一些國(guó)家在設(shè)施農(nóng)業(yè)優(yōu)良品種的選育、新材料開發(fā)、環(huán)境控制、高效栽培及其配套系統(tǒng)等方面均形成了完整的技術(shù)體系9。3. 設(shè)施農(nóng)業(yè)保障技術(shù)的研究進(jìn)展3.1. 溫室新材料與新結(jié)構(gòu)研究溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)研究的主體，其材料與結(jié)構(gòu)是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，散射光覆蓋材料對(duì)作物生長(zhǎng)的影響由研究階段進(jìn)入應(yīng)用階段。試驗(yàn)表明，在荷蘭這種光照不足的國(guó)家，在減少4光照強(qiáng)度的情況下，黃瓜試驗(yàn)可以

20、增產(chǎn)7.8，對(duì)于盆花也有相似的效果。一種雙層FClean薄膜溫室在德國(guó)的試驗(yàn)表明，其采用“一層FClean直射光一層散射光膜”的方式，可比普通雙層充氣膜增加10光照，節(jié)能30以上，較好地解決了溫室降溫和采光的矛盾。3.2. 網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)支持系統(tǒng)研究隨著信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、光電技術(shù)、遙感技術(shù)等多項(xiàng)信息技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)美國(guó)伊利諾依州統(tǒng)計(jì)，有67%農(nóng)戶使用了計(jì)算機(jī)，其中27使用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前，日本全國(guó)電腦自動(dòng)化技術(shù)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門中廣泛應(yīng)用，普及率已達(dá)92%；日本農(nóng)林水產(chǎn)省的農(nóng)副產(chǎn)品情報(bào)中心已與全國(guó)77個(gè)蔬菜市場(chǎng)、23個(gè)畜產(chǎn)品市

21、場(chǎng)聯(lián)機(jī)，向各縣農(nóng)協(xié)提供農(nóng)副產(chǎn)品價(jià)格、產(chǎn)地、市場(chǎng)交流等方面信息10。農(nóng)業(yè)信息支持系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，為設(shè)施農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)建設(shè)、管理、模式化運(yùn)行、遠(yuǎn)程服務(wù)等提供了可靠保障。4. 展望及啟示41 研究展望隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化控制系統(tǒng)能根據(jù)作物對(duì)環(huán)境的不同需要，由計(jì)算機(jī)對(duì)可控環(huán)境內(nèi)的溫、光、水、氣、肥等因子進(jìn)行單項(xiàng)或多項(xiàng)聯(lián)合自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)控，并可實(shí)現(xiàn)溫室作物全天候、周年性的高效生產(chǎn)，正朝著智能化、自動(dòng)化管理的方向發(fā)展。在農(nóng)業(yè)資源高效利用技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程裝備技術(shù)、環(huán)境智能控制技術(shù)等高技術(shù)的研究方面，正向低能耗、高效益、智能化等系列化技術(shù)研究方向發(fā)展。其主要特征哦：一是溫室結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)當(dāng)?shù)?/p>

22、的自然條件，栽培制度、資源情況等因素，設(shè)計(jì)適合當(dāng)?shù)貤l件，能充分利用太陽輻射能的一種至數(shù)種標(biāo)準(zhǔn)型溫室，構(gòu)件由工廠進(jìn)行專業(yè)化配套生產(chǎn)。二是溫室環(huán)境調(diào)節(jié)自動(dòng)化。根據(jù)植物種類在一天中不同時(shí)間或不同條件的溫度、濕度及光照的要求，定時(shí)、定量地進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證植物有最適合的生長(zhǎng)發(fā)育條件?，F(xiàn)在世界上發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室植物生產(chǎn)，溫室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)與控制已經(jīng)由一般的機(jī)械化發(fā)展為由計(jì)算機(jī)控制，做到及時(shí)精確管理，創(chuàng)造更穩(wěn)定、更理想的栽培環(huán)境。三是栽培管理機(jī)械化。灌溉、施肥、中耕及運(yùn)輸作業(yè)等都應(yīng)用機(jī)械化操作。四是栽培技術(shù)科學(xué)化。首先充分了解和掌握植物在不同季節(jié)，不同發(fā)育階段，不同氣候條件下，對(duì)各種生態(tài)因子的要求，制定一整套具體

23、指標(biāo)，一切均按栽培生理指標(biāo)進(jìn)行栽培管理。溫度、光照、水分、養(yǎng)分及CO2的補(bǔ)充等措施都根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)管理。42 對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的啟示從發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來看，設(shè)施農(nóng)業(yè)具有技術(shù)和勞動(dòng)力密集、高投入高產(chǎn)出的特點(diǎn)。因此，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)的研發(fā)，一方面要吸收國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，另一方面要結(jié)合我國(guó)氣候特點(diǎn)和國(guó)情，進(jìn)行必要的、系統(tǒng)的非重復(fù)性相關(guān)基礎(chǔ)研究。我國(guó)有關(guān)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重點(diǎn)應(yīng)放在以下幾個(gè)方面：一是選育適合設(shè)施栽培的作物專用品種；二是研究設(shè)施作物營(yíng)養(yǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)生理及其與環(huán)境關(guān)系的規(guī)律；三是研究設(shè)施作物微氣象模擬模型、基于環(huán)境作物技術(shù)措施的作物生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)模擬模型；四是研發(fā)適合設(shè)施作物

24、栽培管理的成套生產(chǎn)技術(shù)及智能決策支持系統(tǒng)；五是溫室新材料和溫室結(jié)構(gòu)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究；六是溫室作物病害預(yù)測(cè)預(yù)警和生物防治技術(shù)研究；七是溫室生產(chǎn)廢料循環(huán)利用和處理新技術(shù)研究；八是設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品采后處理和流通技術(shù)的研究；九是在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合具有我國(guó)特色的研究成果，研制出適合我國(guó)氣候特點(diǎn)和國(guó)情的工廠化設(shè)施農(nóng)業(yè)。隨著我國(guó)土地資源、水資源、能源資源以及人力資源的不斷緊張，作為高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的設(shè)施園藝將圍繞未來資源短缺和農(nóng)村勞動(dòng)力不斷轉(zhuǎn)移的新局面，以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)為目標(biāo)，以區(qū)域優(yōu)化為手段，不斷創(chuàng)新工程技術(shù)，用現(xiàn)代園藝設(shè)施建造設(shè)計(jì)技術(shù)、信息技術(shù)、環(huán)境控制技術(shù)、生物技術(shù)和新材料武裝設(shè)施園藝，實(shí)現(xiàn)設(shè)施園藝向環(huán)境控制自動(dòng)化，信息化、節(jié)能化方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1 陳青云.日光溫室的實(shí)踐與理論J.上海交通大學(xué)