时间:2023-03-16 15:49:21
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设施农业是知识与技术高度密集的产业,集成了现代科学领域如信息、电子、能源、建筑、材料、机械、生物、品种、栽培、养殖、管理等现代科学技术,是最具活力的现代农业,是衡量一个国家和地区农业现代化进程的重要标志之一。因此,设施农业应该成为发展现代农业的“火车头”,现代农业建设的先导区、示范区,农业持续增长的“增长极”。面对当前资源紧缺、生态环境污染严重、农业从业者队伍日益萎缩、农民增收日益艰难、国内外市场竞争日趋激烈的严峻现实,改变传统农业生产方式落后、结构单一、技术含量低下、效益微薄、农民增收困难的现状,就势必要改变落后的生产方式,走技术密集型道路,促进农业持续高效发展,促进农民持续稳步增收,因此,发展现代农业的根本途径就是大力推进设施农业建设。
1国内设施农业发展历史及现状
我国设施农业历史悠久。据记载在汉代就有了以油纸作为透光盖层的原始温室。到清代末期,出现了现代意义上的温室,其结构形式为一面坡式,以玻璃作为透光材料,夜间采用草帘保温。20世纪50年代,从前苏联引进保护地栽培技术,但由于设施条件和技术手段原因,设施农业发展十分缓慢;60年代末,由简单覆盖、风障、阳畦、温室等构成的一整套保护地生产技术体系在北方城市郊区出现。70年代,从日本引进地膜覆盖技术,温室很快得到推广,对保温、保墒、保肥起到了很大的作用。80年代,以日光温室、塑料大棚、遮阳网覆盖栽培为代表的设施园艺发展迅速,形成了以塑料棚为主的与风障、地膜覆盖、阳畦、温室等相配套的保护地蔬菜生产体系。90年代以来,我国较大规模地引进国外大型连栋温室及配套栽培技术,设施农业以设施园艺作物生产为主迅猛发展。到2000年,我国以蔬菜栽培为主体的设施园艺面积已达210万hm2,按绝对面积计算为世界第一。在设施园艺研究领域,我国取得了一定的进展,试验研究出比较适合我国气候条件与国情的园艺设施,在保护地栽培、节水灌溉、机械化育苗以及无土栽培等方面的研究也取得了一定成就,部分研究成果已逐步在生产实践中得到广泛应用与推广。目前我国设施农业不仅包括园艺作物,也广泛地用于大田作物、林果生产、畜禽饲养、水产养殖等领域。
2江苏省设施农业发展现状
2.1认识程度不够
江苏省农业科研、农技推广人员知识老化、年龄老化、后继乏人问题十分突出,绝大部分科技人员对设施农业相关的知识和技术了解不多,有的农技推广人员这方面的技能还不如专业大户,更谈不上提供优良有效的服务。自2002年乡镇农技服务体系改革以来,农业大市兴化市全市至今没有新增一个大学农学专业毕业生。其他地方农业部门也反映,现在高校农学专业学生离农倾向十分严重。
2.2生产队伍素质不高
目前市县乡级农技人员学历层次偏低、知识陈旧、结构老化、思想僵化、丧失学习能力、靠吃老本的经验主义种田,已不适应发展技术密集型产业的需要,而且随着城市化进程的加快,大量青壮农村劳动力向非农产业转移,直接从事农业生产的劳动力队伍日益萎缩、老化,部分地区出现“劳力荒”、“老龄化农业”。
2.3相关政策不配套
江苏省设施农业起步较迟、规模不大、水平不高,要加快发展,亚待政策扶持。同时,设施农业是典型的高投人、高效益的产业,一栋占地667时的普通简易日光温室,建设成本需要1.2万元以上。政府补贴一般每667m2只有1000元,普通农户想要投人往往力不从心。设施农业的大棚、内部设施等不能作为固定资产抵押,无法向银行贷款。如何解决农户发展设施农业前期投人资金不足的难题,促进农民增收,已成为全省设施农业发展中一个重要课题。
2.4设施农业规模不大
设施农业是资金密集型和技术密集型的复合型产业。发展设施农业需要一定规模的连片土地,江苏省从事设施农业基本上是农户分散经营为主,农户无力高投人发展设施农业,大户迫切希望扩大生产规模,又遇到土地流转难度大的问题,导致设施农业规模化、产业化水平较低。
2.5设施技术研究不够
江苏省设施农业起步晚、发展不快,技术研究与生产需要严重脱节的问题,巫待引起高度重视。目前设施农业主要涉及花卉、苗木、蔬菜、菌菇、养殖等方面,种养技术和设施装备的研究开发方面,特别是工厂化高效农业设施技术与发达国家相比有很大差距。全国蔬菜之乡山东寿光开展研究很早,目前第五代日光温室已大量应用生产,而江苏省至今还没有自主研发的、适合本地情况成熟完善的设施类型。进步和可持续发展。
3加快江苏省设施农业发展的思考
3.1提高对设施农业重要性的认识
要从战略高度去认识设施农业,大力推进设施农业建设,助推现代农业发展。既不能“一窝蜂”式扩大设施农业的规模,也不能“蜗牛式”发展设施农业。省委梁保华书记在苏南工作会议上指出,苏南地区农业比重较低,但地位重要,要大力发展现代农业,依靠科学技术改造和提升传统农业,重点是发展高效、特色、设施、生态、观光农业和农产品加工业。因此,要正确认识设施农业,要结合实际,要用发展眼光、超前意识科学制定发展规划,积极引导经济发达地区率先大力推进设施农业建设。
3.2加强生产队伍素质建设
设施农业对从事设施农业生产和开发人员提出了更高的要求。先进设施和技术只有由掌握现代科学技术的高素质生产者运作,才能充分发挥设施和技术的先进性,充分发挥巨大的增产潜力。因此,必须通过各种方式和途径,大力引进、培养和造就一批具有现代农业思想、熟悉现代农业理论、掌握现代农业技术并且具备创新能力的精干的技术、经营管理和研究开发人才队伍,提高生产队伍的素质。
3.3制定优惠政策
要制订扶持设施农业发展的产业、人才、金融等优惠政策,对苏北、苏中和苏南三类地区实行分类指导,分层次推进;要设立发展设施农业专项资金增加投人,解决农民的资金投人问题。对于苏南地区,大力引导和鼓励“三资”投向设施农业,重点发展钢架大棚,鼓励发展连栋大棚、智能温室,大力推广遮阳网、喷(滴)灌等辅助设施;对于苏中地区,给予政策和资金适当支持,重点发展温室、大棚,积极发展大中棚;对于经济薄弱的苏北地区,要给予更大政策倾斜和财政资金支持力度,同时引导和鼓励经济发达地区“三资”投向设施农业,重点发展标准化节能型日光温室、竹木大中棚,鼓励发展钢架或钢架、竹木混建温室、大棚。
3.4推进设施农业规模化
连片成规模,规模出品牌,品牌出效益。设施农业投人高、产出高、效益高,只有进行规模化生产才可能形成品牌效应,占领市场,使技术密集和资金密集的优势得到有效的开发与持续利用,产生巨大的经济效益。要培育一批重点农业产业化龙头企业,集中扶持和培育规模化的设施农业基地,加快设施农业企业的发展。
3.5培育专业合作组织
实践证明,发展农民专业合作组织,是提高农民组织化程度、开辟农产品销售渠道、有效增强农民市场竞争力的基本手段,是全面繁荣农村经济、促进农民增收的重要举措。个体农民的市场力量较弱,缺乏竞争力。要引导那些具有近乎相同的产品、相同的利益、相同市场地位的农户组成利益共同体,大力培育适合市场竞争的共同利益集体,促进农民专业合作组织发展。同时,建立相应的政策与法规,规范各类型农业专业合作组织健康运行。
三峡库区设施农业发展情况
1库区设施农业发展的现状、优势及问题
三峡库区设施农业起步于20世纪80年代,从21世纪初全面推广,从开始的地膜蔬菜种植逐渐发展到蔬菜、水果、花卉、药材、食用菌、苗木等设施园艺,生猪、鸡鸭、牛羊规模养殖等设施畜禽,河汊围网养鱼、网箱养鱼等设施水产。据不完全统计,2010年三峡库区设施园艺近10万hm2,畜禽规模养殖1亿多头(只),设施水产品近100万t。库区设施农业的迅猛发展,提高了人们发展现代农业的意识和积极性,在一定程度上改变了传统粗放耕作的农业生产方式,促进库区农业结构调整,缓解了人地矛盾,减少了农业面源污染,保护了库区生态环境,并提升了农业产出效益,增加了农民收入,促进了移民安置稳定。库区发展设施农业具有一定优势:①经过近30年的探索和发展,库区干群对发展设施农业尤其是园艺设施农业的意义和作用有较深刻的认识,并掌握一定的设施农业技能,自愿积极发展设施农业;②从2008年起,国家和库区各地政府在组织实施生态农业园建设中积极推广设施农业试点示范,并取得了明显成效和推广经验;③经国务院批准,三峡后续工作(实施时间2011—2020年)规划在移民安稳致富和促进库区经济社会发展方面,投入巨资发展生态农业园建设(包括设施农业建设),必将极大地推动库区设施农业发展。目前,三峡库区设施农业发展也存在着一些问题:①成片成规模的园艺设施不多,尤其是大型连栋温室不多,影响其效益;②设施农业的设施装备和技术支撑能力不足,如设施园艺生产的耕种、灌溉、植保等作业机械装备及温室智能化环境控制装备水平不足,畜禽规模养殖场废弃物无害化处理相当一部分达不到标准;③设施农业尚未形成配套系统,设施农业的生产、加工、储存、物流、营销、科研等尚未完全配套;④设施水产因受严格保护三峡水库水质的限制及影响,长江网箱养鱼被取缔,2010年后全库取缔网箱养鱼4.2万多口、85万m2,需要根据三峡库区实际研究发展设施水产的新思路新办法。
2三峡库区设施农业试点示范情况
从2008年起,国务院三峡办及湖北、重庆2省(市)及库区区(县)政府探索组织实施库区生态农业园建设的模式和经验,通过政策扶持、财政资助、地方筹资、引进社会资本等多种措施,积极推广设施农业试点示范,取得了明显成效。2010年12月,国务院三峡办印发了《关于在三峡库区开展现代农业试点、促进库区移民安稳致富的指导意见》,批复了夷陵区太平溪现代茶园及无公害蔬菜基地建设、秭归县晚熟脐橙标准园及产业链建设、巴东县溪丘湾生态茶叶示范园建设、涪陵区南沱镇优质高效设施蔬菜基地建设、万州区太龙三峡移民食用菌产业区建设、忠县设施柑橘品种示范推广园建设、长寿优质杨梅产业发展、宜昌年产3亿株现化化种苗工厂项目、云阳县三峡水库生态屏障工程苗木基地建设项目等14个设施农业项目;计划投资03亿元,其中国家资助2.73亿元,地方政府、对口支援单位和建设项目单位投资2.3亿元;准备用3-5年时间,在库区范围内形成一批具有区域特色的现代农业示范点(园区),引领库区设施农业的发展,带动三峡库区农业产业结构优化、移民收入提高、农村经济社会全面发展。目前,上述设施农业试点示范项目建设正按计划实施,一部分项目已完建并投入使用,发挥出一定效益。如湖北省宜昌市夷陵区太平溪现代茶园及无公害蔬菜基地建设已于2012年5月基本完成,完成投资2105万元,建设国家现代农业标准化茶园示范基地29.33hm2、高科技无公害蔬菜基地6.67hm2,建设库房813m2、道路6.7km、排水沟1km以及灌溉水池等,可年产无公害蔬菜460t,茶叶75t,实现年总销售收入1400多万元,解决160多人的就业问题,带动当地现代农业产业发展。同时,库区各地采取地方自筹资金、利用对口支援投资、建设项目单位投资、当地村组用土地入股等方法,积极推广和发展设施农业。2009年,重庆市万州区长岭镇龙立村利用上海对口支援40万元建设标准化蔬菜大棚20个,村集体当年仅大棚一项实现收入6万元。重庆市涪陵区政府引导和帮助重庆三峡建设集团公司在南沱镇、珍溪镇、义和镇建成柑桔优势产业化示范园500hm2,通过采取“公司+基地+农户”的经营管理模式,形成“品种选育—苗木培育—基地建设—科技研发—果汁加工—市场销售”的完整柑橘产业链,直接受益移民6000余人,使果农每年每人增加纯收入超过1000元。万州区支持同鑫现代农业发展公司建设智能温控大棚实施蝴蝶兰花卉产业发展项目,支持重庆闽万菌草食用菌技术公司建设食用菌生产标准化厂房,使同鑫农业园带动培育了50余个从事相关种养殖项目的专业大户,并惠及4000名移民年均增收8000元;闽万菌草公司项目建成后安排农民就业300人以上,直接为当地农民增收450万元,户均增收3万元。
三峡库区发展设施农业的思考
三峡库区发展设施农业是一个系统工程,需要用有关理论来指导,运用技术来支撑,综合运用经济、社会、工程、技术和生态方法,推进设施农业持续健康发展,提高和确保其效益。1)贯彻落实以人为本、科学发展观的思考。三峡库区发展集约农业和设施农业,提升资源利用率,增加农民经济收入,保护生态环境,实现“多赢”目标,是贯彻落实以人为本、科学发展观的具体体现和现实需要。2)人口、资源、环境经济学理论思考。目前,世界各国政府把解决人口、资源与环境问题看成是实现可持续发展战略的主要内容,运用经济学的基本理论和方法来揭示、分析人口经济过程以及自然资源和环境的基本规律和辩证关系,评价和指导制订相关政策。三峡库区发展农业生产,必须很好地运用人口、资源、环境经济学理论,才能科学利用和合理开发资源,发展集约农业、设施农业,合理解决环境资源承载力不足和人多地少突出矛盾,保护好生态环境,推进库区经济社会与环境协调发展。3)现代农业理论和技术运用思考。现代农业是集生物技术、环境技术、信息技术、工程技术和现代管理为一体,具有显著提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,保护生态环境,增强农业综合生产能力、抗风险能力和市场竞争力的特点。三峡库区农业生产必须改变传统生产方式,采用现代农业理论和技术指导和发展设施农业、精细农业和生态农业,才能有效地改变农业落后面貌,推进库区农业生产可持续发展。4)推进百万移民安稳致富、建设和谐稳定新库区的思考。三峡工程建设的重点和难点是农村移民的安置稳定,因地制宜地发展设施农业,帮助移民改变传统农业生产方式,有效提高劳动生产率和产出效益,增加移民就业创收能力和经济收入,有利于促进移民安置稳定,逐步劳动致富,同心同德建设和谐稳定新库区[3]。
三峡库区发展设施农业的对策
1提高认识,加强领导,建立健全发展设施农业工作机制
三峡库区各级政府要进一步提高思想认识,充分认识发展设施农业是改变传统农业经济发展方式,发展现代农业的重要措设,是惠民工程,切实把发展设施农业纳入重要议事日程,大力加强发展设施农业的领导,统筹全局,综合协调,整体推进,并逐级落实发展设施农业责任,建立健全发展设施农业的工作机制、保障机制和考核机制。发改委、财政、移民、农业、农机、科技、水利、环保、国土、建设等职能部门要明确责任,密切配合,统筹协调多方面的力量和资源要素,形成发展合力,共同推进设施农业的科学发展。
2加强科学规划,完善政策扶持及保障措施
库区各地要加强调查研究,在摸清设施农业发展现状基础上,根据《全国设施农业发展“十二五”规划》和《三峡后续工作规划》,因地制宜制定设施农业发展规划,提出适合当地实际的工作思路、目标任务、重点工作及推进措施。要采取强有力的政策措施引导和推动设施农业发展,采取国家支持、地方财政配套补贴、利用对口支援、引导社会资本参与等多种措施,调动社会及广大农民发展设施农业的积极性,争取多方面对设施农业的投入。库区各地要结合建设生态农业园,创建一批高标准的设施农业示范园区,大力推广温室智能化环境控制技术、节水灌溉与水肥一体化技术,生态喷药植保技术、CO2施肥技术、物理农业技术,加强设施农业新材料新工艺引进,促进设施农业设备更新换代和产业技术升级,充分发挥示范带动效应[4]。
3运用科学理论和技术,加快发展设施农业
要运用科学理论和现代技术,推进设施农业发展。项目建设上,要积极推广应用新型材料、先进技术装备、环境控制技术、水肥施用新工艺、配套加工设备等,适应设施农业的机械化、精准化、规模化要求。项目管理上,要合理制定规章制度,建立评价考核机制,加强监督检查,提高管理效能,有效推进设施农业发展。项目科研上,要加强设施农业的先进技术、设施装备、科学管理等科研活动,加强科技成果转化运用工作,提升设施农业科技含量。项目配套服务上,要加强“产供销”配套建设,并努力建立健全设施农业推广服务体系,提高设施农业推广服务能力,推进设施农业持续发展[5]。
4创新工作思路和方法,因地制宜发展设施农业
三峡库区各地要创新工作思路和方法,因地制宜发展设施农业。一是要根据库区资源环境条件实际,大力发展蔬菜、水果、茶叶、花卉、食用菌、药材、苗木等设施园艺,并加强生产、仓储、加工、物流、营销、科研等“一条龙”配套建设,综合提升设施园艺产出效益,有效促进移民就业和增收。二是大力发展规模养殖的生猪、牛羊、鸡鸭鹅等设施畜禽,并加强产供销配套建设,认真做好畜禽规模养殖场废弃物无害化处理,在发挥设施畜禽效益的同时,切实保护好当地生态环境。三是库区各地要根据严格保护水质的要求,创新发展设施水产,在长江干流、支流上每年实行达氏鲟、长薄鳅、四川白甲鱼、胭脂鱼、岩原鲤、大口鲶、铜鱼等珍贵鱼种和青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼等经济鱼种大规模放流增殖,在保护好鱼类资源的同时,适当发展渔业生产;在其它非饮用水源地的水库、湖泊可有计划地大力发展养鱼、养虾、养甲鱼等设施水产,并努力做好优良种苗选育、先进养殖技术推广运用、仓储加工、运输销售等配套建设,推进设施水产持续发展。
所谓设施农业,是在遵循自然条件的基础上,可以对作物所处的环境进行控制,通过工程技术和人工技术,改变自然提供的光温条件和降水条件,为动植物的生长提供最优环境,使动植物全天生长,增加生长时间,缩短生长周期,实现动植物高效生产的先进农业生产方式。我国是人口大国,人均耕地面积仅占世界人均面积40%,因此,发展设施农业是解决我国因人多地少而导致粮食问题的重要办法。21世纪以来,我国的设施农业面积占世界总面积85%以上。设施农业的核心设施是环境安全型温室、环境安全性菇房、环境安全型畜禽舍,其关键技术是最大限度利用吸收太阳能的覆盖材料。当前我国设施农业有95%以上采用聚烯烃大棚,这样能够将太阳光中无用的光波转化成光合作用所需要的光波,合理控制温室大棚的温差,调节大棚温度,适宜动植物生长,在高温季节能够降温防止苔藓类植物生长,寒冷季节能够增温保暖,也能够达到防尘作用。设施农业有两个农业种类,一是设施园艺,二是设施养殖。设施园艺又称为设施栽培,指在生长季节或者地区不适合种植园艺作物的土地,利用连栋温室、塑料大棚、养殖棚等设施,人为控制农作物生长环境,用于培育高产优质的花卉、蔬菜、水果等园艺作物。该园艺培养的农作物绿色无污染,是人类最健康的食用品。当前食品问题层出不穷,人们对当前食品安全问题十分重视,这就使环境安全型温室成为生产无毒园艺作物的核心设施,是今后设施农业发展的重点工程。
2农业机械
在种植业、畜牧业和农产品、乳畜业初级加工过程中,使用的各种机械就是农业机械,也就是指用于农业、渔业、林业、畜牧业生产加工的所有机械都是农业机械。因此,农业机械包括动力机械、农田机械、种植机械、耕作土地机械、施肥机械、灌溉农田机械、农产品运输机械等。农业上推广使用农业机械能够提高农业生产力,增加作物产量,发展农业经济。
3分析设施农业中农业机械化的应用
3.1大棚卷帘机
大棚卷帘机又称卷帘机,是温室大棚实现保温作用的“保温被”,实现大棚草帘自动卷放的机械设备。卷帘机根据动力来源分为电动卷帘机和手动卷帘机,根据安置大棚位置分为前式卷帘机和后式卷帘机。在设施农业中常用电动前(后)卷帘机,由于卷帘机选用五轴全钢壳,提高了其抗磨性,延长了使用寿命。卷帘机应用于设施农业极大推动了农业机械化的发展,同时,为设施农业提供全自动控制管理温度的设备,为动植物提供最优环境。伴随着大棚卷帘机的广泛使用,也出现因操作卷帘机不当的意外事故,为此国家农机推广中心推广宣传遥控式卷帘机,避免发生意外事故。
3.2温控设备
动植物生产和生长阶段需要适宜的温度,设备农业中可以通过大棚卷帘机、开窗机械以及覆盖层来控制温度。但在冬季严寒夏季酷暑的北方地区,需要采用温控设备协调其他设备控制大棚温度。在实际农业生产中多采用提高温度的设施,尤其是在北方,设施农业广泛使用温控设备,利用温控技术,全自动调温。
3.3大棚湿度控制器
温湿度控制器可以检测环境的湿度,调节环境湿度值。使用该系统用户通过操作装置,设置一定的湿度值,并在操作装置上以数字的形式显示测量的温度值和设定的温度值。当检测到湿度值高于上限设定的湿度值,会自动开启排风循环扇以此降低室内的湿度,使湿度恢复到设定的湿度值。如果湿度低于设定的湿度值系统将自动开启湿机增加,以此温室的湿度,直到室内湿度值达到设定的湿度值。
3.4农业运输机械
农业生产过程中,农业运输的工作量占总工作量较大比重,因此提高农业运输工作效率可以提高农业生产率。农业生产中需要运输物料和成品,由于其种类繁多、数量巨大、形状不一,这就要求运输机械有特殊的结构和功能。例如:农作物秸秆、动物饲料、地表草被等这些物体的共同特征是质量轻、体积大且形状不一,该类物料可以采用小型运输车,每吨载重量占用装载溶积为4m3-6m3。相比该类物料,质量较重和体积较小的水泥、土料、化肥等选用每吨载重量占用装载容积为0.5m3-0.8m3。在运输中需要根据运输物品特点决定运输机械。
4结语
1、打孔通气
定植后在距植株15厘米处打孔,可以在每行的两株之间,也可以根据不同的株行距视情况而定。用14号钢钎子,孔深以穿透秸秆为准。为防止打孔时往孔内流土堵孔,可提前向需打孔的土台上淋水,待土能定住型后,再打孔,孔就不堵了。注意2—3浇水后要补打孔,以防水将孔堵上。打孔位置与上次错开。
2、注意事项
(1)开沟宽一定要宽于定植行宽。
(2)铺完玉米秸杆要喷施尿素水。
(3)秸秆上面覆土要到达25cm厚。
(4)定植前要浇透水让秸秆沉实。
(5)定植后一定要打孔。
二、防虫网配套物理杀虫技术的正确应用
蔬菜防虫网是以防虫网构建的人工隔离屏障。色板诱杀技术是利用昆虫对颜色的趋性来诱杀农业害虫的一种物理防治技术,可诱杀白粉虱、蚜虫、蓟马等小型害虫,与化学防治相比具有使用简单、绿色环保等优点。黏虫色板与防虫网综合利用能达到控制害虫数量,减少病害发生的目的。
1、根据蔬菜特性选用适宜的防虫网
蔬菜生产以选用14—40目的网为宜。在能有效防蔬菜上形体最小的主要害虫—蚜虫的前提下,目数应越小越好,以利通风。将防虫网覆盖在大棚通风口,或直接将防虫网覆盖在棚架上,全棚覆盖前进行土壤消毒和化学除草,目的是杀死残留在土壤中的病毒和害虫,阻断害虫的传播途径。防虫网四周要用土压实防治害虫潜入产卵。随时检查防虫网破损情况,及时堵住漏洞和缝隙。
2、防虫网投入较高,提倡多茬使用
在田间使用结束后,应及时收压,洗净,吹干,卷好,再次使用时应检查破损情况,及时缝补漏洞和缝隙。
3、色板种类
目前色板主要有两种:即黄板和蓝板,黄板可诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇、部分蓟马等害虫的成虫,而蓝板目前仅用来诱杀蓟马。
4、使用方法
采用细线(铁丝)悬挂,棋盘式分布或条状分布,密度以每亩20—25块为宜,高度以高出生长点5—10厘米为宜,当色板黏虫胶失去黏性时随时更换。
5、注意事项
(1)色板最好在害虫发生前期或初期,害虫数量极少时使用诱杀效果好,虫口密度容易控制,可以有效预防害虫传播的病毒病。害虫数量较大时使用效果不佳。所以在栽植前使用防虫网,并对整个温室进行熏蒸消毒,杀灭室内菌虫源,才能更好的发挥黏虫板的作用。
(2)使用色板期间最好随着蔬菜生长不断升高高度,使色板始终高于蔬菜生长点,便于诱捕害虫。
1.1土壤物理性质变差
设施农业土壤在经过种植一段时间后,土壤的团粒结构被破坏,土壤容重变小,熟化程度不断提高,但同时土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出现板结现象,透气性和透水性均在不同程度上降低,并且随着种植年限的增加这样的问题也在不断加剧。
1.2土壤化学性质变差
设施农业对于化肥的大量使用使得土壤化学性质不断变差,主要体现在以下几个方面:第一,土壤酸化严重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等问题使得大量未被吸收的肥料进入到土壤中,导致土壤中硝酸盐含量大幅增加,土壤pH值呈现下降趋势,即土壤的酸性特征越来越明显,在种植季节由于农作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范围内得到增加,但在轮作间隙土壤pH值又明显降低,从总体上来说,随着设施农业种植期限的不断增加,土壤酸化的程度就越严重。第二,土壤养分失衡现象日益明显。设施农业土壤中的有机质、全氮、磷的含量较高,但中量和微量元素相对缺乏,因此表现为养分极度失衡。不利于农作物的生长。不同弄作为对土壤养分的需求不同,然而由于农民对于土壤科学施肥的认识程度不足,导致氮肥、磷肥的施入量很大,而钾肥的量却很小,在一些对钾肥需求较高的农作物种植过程中就会出现氮肥和磷肥的大量富集,这种养分失衡的现象对农作物的生理产生不利影响。第三,土壤次生盐渍化严重。设施农业土壤由于长期处于覆盖状态,土壤与外界环境接触较少,缺少雨水的淋溶作用,与露天土壤相比,其蒸发程度较高,再加上人工施肥过程中大量肥料未被吸收进入到土壤中,使得土壤中盐分浓度不断增高,并且随着使用年限的增加次生盐渍化程度越来越高。
1.3土壤中有害微生物数量增加
设施农业的土壤的环境温度较高、湿度较大,给各种微生物的繁殖提供了良好的环境,由于农民对土壤缺乏科学的管理,例如消毒不及时、病害隔离消除不当等使得土壤中的有害细菌、真菌得以大量繁殖,通过土壤的传播使得很多植株被感染,影响农作物的质量和产量。
2.改善设施农业土壤生态环境的相关对策
2.1加强农业综合调控
2.1.1科学轮作
在同一片土壤上将不同生长习性的农作物进行轮作,可以使土壤中的养分在轮作过程中被充分、平衡吸收,因此有利于保证土壤养分的均衡。例如,可以实行粮食作物与蔬菜的轮作方式,使土壤中的氮、磷、钾等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可实行水旱轮作,利用水的稀释作用平衡土壤的酸碱度,促进土壤中微生物群落的调节,降低土传病害的发生几率。
2.1.2合理施肥
杜绝盲目施肥,在对土壤施肥之前首先要对土壤进行化验,根据土壤自身成分特点以及所栽培农作物的生长习性选择所施肥料的品种,并且要以农家肥等有机肥料为主,无机肥料为辅,提高微肥的施用量,增加土壤中有机物质的含量,并且尽可能降低土壤中无机盐的含量,在满足农作物生长需要的前提下提高农作物的抗逆能力。另外还要对施肥方法进行改良,应当秉承少量多次的原则,并综合多种施肥方式,如底肥、口肥和叶面肥等,促进肥料被农作物利用的效率,减少其在土壤中的积累。
2.1.3合理灌溉
当前设施农业土壤中水分的迁移方向主要为地下向地表的移动,缺少雨水的淋溶,为此,应当对设施农业实施合理的灌溉,通过人工的灌溉过程使土壤表层的水分增加,改善土壤水循环,并且有利于稀释和带走土壤中多余的盐分,尤其对于次生盐渍化严重的设施农业土壤来说,灌溉时要力求浇透,以提升效果。在轮作间隙或农闲时,可将覆盖物去掉,充分利用自然雨水的冲刷来改善土壤的生态环境。
2.2工程措施
2.2.1土壤改良
在设施农业土壤经历长时间使用后,为改善土壤酸化问题和降低土壤有害微生物的数量,可采取有效措施对土壤进行改良。例如,可通过向土壤中施入生石灰等弱碱性改良剂的方式中和土壤中的酸性物质,使土壤pH值趋于平衡,再者,可通过低温冷冻、高温消毒、药剂熏蒸等方式对土壤进行消毒处理,对有害微生物进行有效杀灭。
2.2.2埋设暗管
在地表以下40-60cm的深度分层埋设暗管,在浇水后土壤中的盐分随着土壤的毛细孔洞进入到暗管中,随着水流不断排出,达到降低土壤盐分富集的效果。据研究表明,通过埋设暗管的方式可以达到80%的多余盐分排出,因此能有效保证土壤的生态环境处于良好状态。
2.2.3换填客土
在设施农业生产中,不可避免地有一些土壤次生盐渍化严重而导致无法种植或不适宜继续使用的情况,此时可以采用客土交换原土的方式对土壤进行改良,土层交换厚度根据原土的状况不同一般可为5-15cm。
3.结束语
据统计,到二十一世纪第一个十年,我国的设施农业种植面积已经位居世界首位,达到了350万hm2。同时伴随着物联网技术应用推广开来,大范围应用于设施农业,会使应用整个体系更加完善。与此同时,物联网凭借其产出增加、成本降低、高效及智能化等优势被人看作是现代农业智能化实现的重要途径。设施农业是结合动植物的特点分析其最佳的生长条件,同时在有关设备和人力的共同调节下控制环境,使动植物不受季节天气的束缚达到每年均衡生产上市的目的。当现代信息技术发展到某个程度进而衍生出物联网技术,实现了技术上的突破,物联网技术是将传感器技术、人工智能、网络与自动化等综合在一起从而实现的聚合性应用。它涉及的技术领域比较广,因此被认为是信息技术第三次革命性的创新。这种技术拥有巨大的潜力,同时世界各国人们对其充满了期待,我国顺应时代潮流,提出了“感知中国”的战略,其重要性可见一斑。把互联网的快速发展应用到设施农业发展中去,实现农业现代化与信息化的完美结合。在智能监控与分析、数据的传输与采集、自动化调控等互联网信息技术的帮助下对农业的生产过程等进行监控管理,对农业生产实现科学的组织与规范的管理,让动植物能够更好生长生产,实现产出最大化。如今,物联网在设施农业中的应用已经形成一套控制闭环的系统,它的实现首先通过传感器来得到温室环境的各种参数(如温度、湿度、酸碱性等),在把得到的数据通过数据的收发网关来发送到信息的处理中心,同时由它来对得到的信息进一步处理并采用一系列的算法等作出决策,然后再经网关把算出的决策传送到设施农业执行机构,触发执行任务后就可以参考标准对现在的环境作出调整。如此循环往复,实现目标。
二、物联网技术在设施农业中的应用
当前,在种植、养殖、农资、农产品加工、农业信息化推送、农业智能化管理等方面,设施物联网技术都取得了一定的应用与发展。物联网技术的应用,可以让植物生长环境更好,可以全面感知家禽牲畜的生长状态,减少弊病。下面就对其应用具体几个方面进行探讨:一、物联网技术可以对农业情况进行实时监测。在整个物联网技术的研究工作中,其终端技术的应用及研究是工作的重点之一。简单地说,物联网终端与各式各样的作用不同的传感器有着密不可分的联系。在传感器的帮助之下,可以全方位的对农作物实时进行监控,依据监控所得数据进一步采取措施,使农作物在合适的环境下生长。其中传感器的种类大致有温度、光、湿度、pH值、二氧化碳、生物等传感器。使用这一终端对在农业生产中出现的各种问题进行合理适度的调整控制,同时还节约了各类资源,如水与人力等。二、对农作物的病虫害具有防治作用。判定农作物是否发生灾害的关键数据是阈值,当阈值到达一定的界限之后,农作物灾害便随之而来。在以往的种植过程中,人们常常需要花费不少的时间、金钱、精力去应对农作物灾害发生,但是往往得到的效果也不尽如人意,同时大量时间、金钱付诸东流。在设施农业中应用物联网技术,可以借助无线传感器对农田进行大规模的同步监测,同时针对观察情况,科学及时地对发现的情况处理,对农作物的灾害防御有很好的作用。在准确判断灾害情况、范围、程度的同时,还可以面对问题给出最合理的方案。根据情况的不同,在整个过程中还可能会用到GPS定位、GIS等先进技术。
三、物联网在设施农业应用中存在的问题
随着国家对物联网发展事业的重视,物联网产业持续升温,很多与设施农业相关的设备工厂开始在设施农业物联网方面大展拳脚,使得产品种类多种多样。在这个过程中,这些公司也出现了很多的问题。一、产品功能单调、没有特色。再次开发前景受限、价格过高等。这些工厂研发制造水平旗鼓相当,在激烈竞争的同时并没有出现领头羊式的企业。再者由于该技术比较新颖,没有一套公认的、合理的、权威的评价标准。面对这一困境,需要国家进行适度干预,从全局上对该产业进行规划、同时明确发展的方向并根据实际情况制定一些计划。要在新产品的研发与新技术上加倍努力,根据不同的地区情况、人员素质情况研发技术,因地制宜。在发展的同时还出现了技术不协调的问题。二、目前我国的农业生产信息化还没有普及,所以物联网中很多的高新技术并不是完全适用于我国当前的市场,这就导致我国的物联网技术在一些关键的技术上一直停滞不前。但是伴随着传感器在各个不同类型农业的发展,其价格也逐渐走低,该技术取得了一定进步。综合上述两种现象,产生了在一个大的技术系统中各类技术发展不均衡。设施农业的发展离不开物联网技术的支持,虽然目前物联网技术取得一定发展,但是总体上水平较低。要是这个问题走出泥潭,首先是对关键技术(无线传输等)进行攻关,取得突破,再是对已经取得的技术成果(传感器等)进一步巩固完善。三、当前,我国农业物联网产业分布分散,没有统一的组织,没有明确的分工,这使得行业内交流较少。出现了对同一技术重复开发,造成资源大量浪费。这需要各个企业共同努力建设一个权威技术平台,围绕该平台,进行交流探讨,避免一些重复开发、资源浪费问题再次发生。
四、就物联网在设施农业发展中的设想
要想使设施农业实现投资少,环保节约的目的就要大力发展精确农业,这种农业类型以效益作为目标,是一种超前性的农业新技术。这种技术把信息智能化与机电一体化结合起来,并取得一定的应用。精确农业凭借其减少不必要投资,同时加强农业管理水平,既保证能源消耗少,又可以使环境影响小等优势值得被引入我国设施农业。自进入二十一世纪以来,食品安全的问题逐渐凸显。要想使食品安全有保证,农产品的生产、传输、出售等各环节必须严格把关,用传统的方式往往会消耗大量的人力物力,但是设施农业的引入可以缓解这个问题。比如通过物联网技术监控动植物生长,监测动植物生长环境的各个指标,真正保证食品安全,实现绿色无公害。当前,传感器应用和比较广泛,但是随着发展很多农户存在完全自动化管理的要求。这对整个设施农业的发展可以起到很好的领导作用。同时要建设一批专业的技术队伍和技术品台,使企业之间、用户之间、企业用户间有一个良性沟通。
五、结语
实施设施农业机械化的效益分析
推广部门非常重视设施农业机械所带来的经济效益。为此,县农机局专门抽调人员对两家子乡、郝官屯镇、西关乡、方家镇等乡镇的设施农业大棚进行调查。调查结果显示,大棚的迅猛发展为农业机械化的推广提供了条件,而设施农业机械化的应用对作物的增产增效具有重要作用。1)减轻劳动强度,降低成本,提高收益。用人工揭放百米大棚的草帘需要2h以上的时间,而用自动卷帘机操作仅需12min,可节约2h的时间,这也意味着大棚可以增加2h的光照时间,进而可使大棚温度提高3~5℃,保证设施农产品提前上市5~7d,每棚可增加收入1500元左右。另外,与人工相比,使用微耕机耕翻可节约17.5h/次,节省开支38元。2)有效提高应对自然灾害的能力。大棚自动卷帘机能大大提高卷帘速度,可以有效预防严酷气候对农作物的突然侵害,降低自然灾害的风险。2010年12月和2011年1月,康平县遭遇了五十年一遇的大风降温天气,但安装了自动卷帘机的大棚无一受损。3)加快设施农业产业化、规模化发展。人工管理大棚的劳动强度大,尽管经济效益良好,但仍不可避免地制约了设施农业的集约化、规模化发展。使用自动卷帘机、微型耕作机等设施农业机械后,每户可以轻松地管理5个大棚,促进了设施农业规模化、产业化的发展。
康平县设施农业机械化发展中存在的问题
设施农业带来的可观效益使康平县的设施农业发展迅猛,但全县的自动卷帘机仅有1500套,不到温室总棚数的20%,缺口较大。机械化发展程度不均衡。由于部分机械价格过高、群众对机械化的看法和认识程度不一等原因,设施农业机械的推广主要集中在起步较早的西关乡、方家镇、两家子乡等乡镇,其他乡镇发展缓慢。机械操作培训相对滞后。部分群众缺乏操作知识,因使用不当造成机械损坏和人员伤亡的现象时有发生。机械化整体水平低,没有形成系列化配套的设施农业机械。目前,全县需要小型园田耕作机(微耕机)、卷帘机、温室加热器、温室滴灌设备、种子催芽机、机械通风装置、烟雾机、臭氧灭菌机和育苗机等多种设备,而目前主要推广使用的仅为卷帘机和微耕机,二氧化碳增施机和臭氧灭菌机尚在推广示范阶段,育苗机等还没有引进。设施农业先期投资较大。一些群众有意从事设施农业产业开发,但由于缺少启动资金和购机能力,只能望机兴叹。
1.1基于ARM的嵌入式控制器
嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关电路组成。笔者选用的S3C2440处理器,是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核,0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高,并且还具有丰富的扩展功能接口,便于构建电路,如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点,通过SPI总线与ZigBee模块通信,用于和无线传感器节点进行数据传输,该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址;嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信,用于接入Internet网络实现数据上传web服务器,同时可以接入GSM网络,实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时,启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序,系统启动后依次加载各种驱动程序,并运行监控程序,
1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台
数据管理级远程综合服务平台基于B/S(Browser/Sever),形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序(Application)、后端数据库(Database)的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户,从各自的所在地点,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的工作量,节省了用户的总体成本,同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限,服务器数据库也很安全。
2温湿度监控系统在设施温室的应用
2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用
所选温室为天津应用广泛的温室之一,覆盖范围广,此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备,有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点,用户可根据自身需要设定收发间隔,可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气,信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号,实用性和适用性都符合天津现阶段的要求,在农户应用中口碑很好,而且设备占用空间小,在温室本来就有限的面积内,有着良好的空间优势。操作简单,只要简单培训,农户就可以上手,不需要专业的知识背景,界面人性化设计,可语音报数,提供良好的服务功能。
2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用
天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地,主要以生产白灵菇为主,其他食用菌为辅,现占地面积3.3hm2,共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器,实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示,实现温室环境因子监控的阈值报警功能,实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源,提高业务产能,规避操作风险。
3小结与讨论