提高资源利用促进设施蔬菜可持续发展

【摘要】我国设施蔬菜发展迅速，已成为现代农业的重要标志，通过分析设施蔬菜发展存在的资源利用率低、食品安全等问题，提出了设施蔬菜可持续发展的对策建议。

我国为设施蔬菜生产大国，2014年，全国设施蔬菜386万hm2，产量2.63亿t，产值1.02万亿元，占乡村居民人均纯收入的10%左右。设施蔬菜约用20%菜地，约占蔬菜总产量的40%和蔬菜总产值的60%左右[1]。实践证明，设施蔬菜产业在我国一些区域已成为农业的支柱产业，也成为现代农业的重要标志。要促进并实现设施蔬菜安全、高效的可持续发展，面临我国资源短缺和资源利用率低的双重压力，我国设施蔬菜在资源的高效利用等方面仍存在一些迫切需要解决的问题。

提高设施蔬菜土地利用水平，

开发利用非耕地

我国耕地资源严重短缺，人均0.09 hm2，是世界人均耕地的三分之一左右，今后再通过大幅度增加蔬菜面积来保障市场供应的途径严重受限，必须依靠科技进步大幅度提高土地利用率和单位面积产出率来保障市场周年供应。但目前我国日光温室普遍以厚土墙为主，土地利用率仅40%左右，且绝大部分采光保温设计建造不科学，抗风雪灾害的能力差，用作冬春生产设施安全隐患很大，导致冷害、冻害时有发生[2]。所以首先必须进行日光温室的优化升级，大幅度提高其土地利用率。要开发高节能日光温室，保持采光性、保温性优于目前日光温室的前提下，进行大跨度日光温室的自动化全季节安全利用研究，提高空间利用率和抗灾能力，适应机械化、自动化作业。近年来，我国已在日光温室结构的优化上取得突破性进展，如各种薄后墙或无后墙日光温室大大地提高了土地的利用，研究开发出可变前屋面倾角的日光温室等明显改善了采光与保温[3]，但还需进一步完善和加强大面积推广应用力度。其次要研究开发非耕地的利用，非耕地是指沙漠、戈壁滩、盐碱地、旱砂地、荒山坡地、沿海滩涂等不适于耕作的土地，我国沙漠荒地已占到陆地面积的七分之一。设施蔬菜在非耕地的开发有广阔前景，要研究适于非耕地地区栽培的设施园艺作物品种，适于蔬菜生产的低成本基质及配套栽培技术。西班牙东南部阿尔梅里亚省埃尔埃希多地区在数万公顷的山坡和一望无际的地中海滩涂中建造一片片塑料温室，2013年该地区设施蔬菜面积达29000 hm2，成为“欧洲蔬菜之都”，其非耕地利用经验值得我们借鉴。鉴于无土栽培有利于标准化管理及在非耕地上利用的优势，无土栽培今后将在我国有较大规模发展。另外，提高单位面积蔬菜产出率也是提高土地利用水平的重要措施，我国目前设施中约95%进行蔬菜（包括西甜瓜）生产，但我国温室蔬菜平均每年每667m2产量不足20 kg/m2，设施蔬菜的单位面积产量与国外相比还有较大的差距。如何提高土地资源利用，大幅度提高设施蔬菜单位面积产量、质量、效益和劳动生产率将是设施蔬菜可持续发展的一项长期任务。

研究设施蔬菜节能技术，

提高能源利用率

据报道，中国能源效率为30%左右，比国际先进水平低约10个百分点。据有关报道，荷兰大型温室番茄在64 kg/m2产量水平时（室内温度控制在18～22℃），每667m2折合用标准煤34.7 t，生产1 kg番茄消耗标准煤0.815 kg。上海东海大型温室番茄在22.5 kg/m2产量水平时（室内温度控制在15～22℃），每667m2用标准煤36.4 t，生产1 kg番茄消耗标准煤2.4 kg。上海与荷兰气候相似，上海年平均气温为16℃左右，荷兰为10℃左右。上海与荷兰一月平均最低气温差异不大，均在0.5℃左右，上海全年日照时数1825～2080 h，而荷兰全年日照时数仅1484 h，对比分析结果可以看出，上海温室的单位能量蔬菜产出率仅为荷兰的1/3。我国北方如北纬40°左右的温室每667m2冬季用标准煤平均在70 t左右，而番茄产量水平一般均小于25 kg/m2，北方大型温室的单位能量产出率更低，与先进国家差距较大。所以要大幅度提高单位能量产出率和单位面积产量，才能保障温室蔬菜高效可持续发展。大型现代化温室比日光温室在全光性、土地利用率和适用于机械化操作等方面具有明显优势，但目前主要问题是能源消耗较高，影响效益，我国大型温室能源消耗占当年生产成本的50%左右，而荷兰能源成本占当年总成本的25%左右。如果通过技术创新把温室能源成本降到30%以下，同时把单位面积产量如番茄、黄瓜提高到35 kg/m2以上，则大型现代化温室在我国有望大面积发展。

设施蔬菜节能与能源的高效利用应采取的措施是，一要根据区域的光热资源、地理位置、气候条件等进行设施优势区域科学规划布局，在最适宜地区发展相应的节能设施类型；二是加强设施结构优化，开发新型覆盖材料，增强覆盖材料的透光率和保温性。三是开发新能源及利用技术，研究热能的多用途利用和余热回收，研究开发蓄热保温技术，如水循环蓄热和空气循环蓄热技术，研发新型蓄热隔热材料；四是提高单位能量的作物产出率。

节约水资源，提高水肥利用率

我国是水资源缺乏的国家，人均淡水资源2300 m3，相当于世界平均水平的28%，且利用率低。我国农业单位面积水资源的利用率仅为以色列的1/5左右，要研究开发设施蔬菜节水保水和集雨技术及配套设施。荷兰进行雨水的收集利用值得学习，荷兰每公顷温室配备1500 m3储水罐/池，解决了温室作物75%的用水。同时荷兰大力推广封闭式无土栽培，节水省肥，以黄瓜为例，较土壤栽培可节水21%，节肥34%[4]。荷兰生产1 kg鲜重番茄产品的用水量为15～22 L，而我国为30 L以上。我国肥料如氮素利用率为30%～35%，比先进国家低10～20个百分点，不仅造成资源浪费，还会引起面源污染。必须大力加强节水节肥的肥水一体化技术研究与推广，提高水肥利用率。

进一步开展节肥减药，

提高产品安全质量

由于设施结构欠合理，加上环境调控能力差，造成设施蔬菜病虫害大量发生，致使农药使用过量，给产品造成污染。有些温室蔬菜生产为了单纯追求产量，盲目过量施用化肥，重茬连作，加上土壤管理措施不当，随着设施作物栽培年限的增加，常引起土壤微生物种群的改变、土壤结构的破坏和次生盐渍化以及养分障碍的发生，造成土壤质量退化，全国设施菜田土壤次生盐化比例已达43%左右。连作障碍已成为影响我国设施农业土壤资源持续高效利用的瓶颈。

据估计，我国常年发生的重要设施园艺作物病虫害多达百种以上，而造成严重危害的约50余种，产量损失超过25%，加上防治设施园艺作物病害药剂不合理施用，严重污染园艺产品和生态环境。在设施农业发达的国家，利用生物防治技术、生态调控技术防治设施蔬菜病虫害越来越普遍。荷兰设施蔬菜生物防治率已达90%以上，我国这样一个设施农业大国，根据目前我国蔬菜生长的复杂自然环境以及目前我国的科技水平，防治蔬菜病虫害仍然要使用化学农药。但目前我国农药有效利用率不足30%，远低于发达国家水平。

在施用农药时要正确区分可以合理使用的农药和不可以使用的违禁农药，还要有安全间隔期，以避免农产品农残超标。同时要加强农药使用技术的研究，就是要用最少量的农药达到最佳防治效果的目的，研究采用生物防治和物理防治手段相结合进行综合防控。要加强化肥减量提效、农药减量控害的研究与推广，加强研究设施条件下病虫害发生的规律和控制技术，开发设施病虫害的生态调控与物理化学控制技术，研究温室土壤日光消毒技术和增强园艺作物抗性技术、综合治理技术。要研究开发秸秆等农业废弃物无害化快速腐熟技术，栽培系统的温光调控、施肥、灌溉等量化管理及病虫害全过程控制的无害化技术。到2020年，初步建立资源节约型、环境友好型病虫害可持续治理技术体系，力争实现设施蔬菜化肥、农药使用量的零增长。

发展设施蔬菜轻简生产，

提高劳动生产率

设施蔬菜轻简栽培是通过机械化、自动化等设备与技术，简化蔬菜种植作业程序，减轻劳动强度，节约劳动力，实现蔬菜高产优质和节本增效。

随着设施蔬菜向规模化、现代化的深入发展，设施蔬菜生产劳动力数量的不足和老龄化，已经成为制约设施蔬菜生产发展的主要因素。据调查，我国从事农业生产的劳动力数量占全社会从业人员的比重，由1978年的70%下降到目前的35%左右。目前面临的问题是，有知识文化的青壮年劳动力大量转移，老人、妇女成为农业劳动力主体。“谁来种菜”的担忧已成为现实，特别是进行现代化蔬菜生产的劳力更为缺乏。因此，要利用机械化、自动化、信息化等设备与技术[5]，简化蔬菜种植作业程序，节约劳动力，减轻劳动强度，提高劳动生产率，实现蔬菜高产优质和节本增效。目前全国设施蔬菜平均机械化水平30%左右，要加强农机与农艺的融合，加强设施蔬菜自动化、信息化轻简生产装备与配套技术的研究与推广。加速国产准确实用的传感器研发，加快电子传感、遥感技术、智能化仪器设备等现代技术的应用研究和推广速度，提高工程技术和信息技术在设施蔬菜中的集成应用水平，推动设施蔬菜向物联网等更高层次的现代智慧农业发展。

参考文献

[1] 张志斌.国外设施园艺的发展与启示[J].江苏农业学报，2012，

28（4）：861-866.

[2] 张真和，陈青云，高丽红.设施蔬菜产业发展对策研究[J].蔬

菜，2010（5）：1-3.

[3] 张勇，邹志荣.高效可变采光倾角日光温室的结构及其性能研

究[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2013（11）：113-116.

[4] 陈青云.节能日光温室光温环境的动态模拟及其应用[J].农业

工程学报，1995（11）：126-131.

[5] 张真和.我国发展现代蔬菜产业面临的突出问题与对策[J].中

国蔬菜，2014（8）：1-6.

作者简介：张志斌（1949-），男，研究员，研究方向：设施蔬菜。