天津市设施农业园区机械化发展思考

赵昌娜，陈宏波

（天津市农业机械推广总站，天津 300020）

设施农业园区机械化与设施农业园区发展水平息息相关，为支撑设施农业向产业化发展提供了保障，体现了设施农业园区不同发展阶段的技术水平[1]。目前，天津市设施农业主要集中在各区县呈园区聚集规模化发展，不仅打破了农产品生产的季节性，实现了周年反季生产，同时作为天津市农业的重要组成部分，承担了天津市多元化、多层次的消费理念，是天津市农业走向绿色高效安全、现代化、工厂化的必然选择[2]。但受政策、行业和设施农业自身环境发展复杂多样性的制约，设施农业园区机械化作业条件不能像大田机械化一样实现集约规模化作业，技术装备配套环节薄弱导致设施农业机械化总体水平不高，各技术环节发展不均衡，制约了设施农业园区产业化发展[3]。

1 天津市设施农业园区机械化发展现状及分析

1.1 机械化总体发展现状

近几年，设施农业机械化在设施农业园区发展和带动下全面推进，机械化总体水平得到全面提升。几年来，天津市通过农机购机补贴，推广应用了多项设施农业机械化技术及设备，设施农业机械化进程正逐步发展并日臻完善。天津市以基础环节的设施农业机械化技术发展最快，具有一定规模的设施农业园区的耕作机械化水平近50%，卷帘机机械化水平近30%，节水灌溉机械化作业水平可达到50%，高效植保机械化水平超过25%。可是与发达国家和地区相比还存在不小的发展差距，概括的说，设施农业园区总体机械化发展水平不高，技术装备配置率低，各个技术环节发展不均衡，导致劳动强度大，作业环境差，生产效率不高，作业质量有待进一步提高。很多技术环节多停留在试验和示范阶段，大面积推广转化的科技成果转化率低，整体要求和技术标准不高，成为制约天津市设施农业园区提质增效，实现飞跃的约束[4]。

1.2 天津设施农业园区机械化技术发展特征

1.2.1 机械化发展现三高：定位高、期望高、园区化率高 成熟的机械化技术装备在园区的覆盖面积迅速提高，园区化率高，推广技术科技含量高。在设施农业园区机械化技术发展上，从具有多种功能的设施农业耕整地技术、卷帘技术、水肥一体化灌溉等基础机械化技术环节，不断向高效精准智能化的设施农业植保技术、设施温湿调控技术、设施补光技术装备发展，尤其是在农机购置补贴政策以及一系列有效措施的促动下，天津市设施农业的发展不断丰富了农机化技术种类，逐步建立起技术装备发展和保障体系，特别是最近几年的科技项目带动了天津市设施农业行业向着高效智能化迈进。与此同时，高定位也带来更高的发展期望，很多设施农业基础环节的技术走向智能化、精细化。在农机补贴政策不断向设施农业机械化技术装备倾斜，坚持设施农业园区带动的发展原则下，天津市各级部门积极开展落实农机补贴政策，对比较上规模的设施农业种植园区和设施养殖园区进行了重点扶持，补贴资金主要用在自动卷帘机械化技术设备、现代物理农业机械化技术设备以及保温设备，农机化发展充分支撑了设施农业园区的建设发展。统计数据显示，几年来天津市投入农机化补贴的中央农机补贴资金近900万元，其中设施农业卷帘机械补贴了4 000台、保温被2 000棚、设施物理农业技术设备超过300台套，受益农户200多个，种植小区辐射30多个，园区化率不断升高。

1.2.2 机械化设备上呈三低：综合作业水平低、覆盖率低、人员素质低 综合机械化水平低，机械设备科技含量低，操作人员作业水平低。天津市设施农业机械装备总量稳步增长，设施农业机械应用和推广成为天津市提高农机化作业水平的新经济增长亮点。但是设施农业机械化水平还有差距，主要环节还处于半机械化半手工状态，制约了天津市现代农业发展的脚步。非常缺少像以色列、荷兰等一样科技投入高、资金投入高、效益高的集约密集工厂化设施农业技术装备投入和发展，与欧美等发达国家的设施农业机械化技术水平存在一定距离，也和国内设施水平发展较快的北京、上海等地区存在差距。总的来说，天津市设施农业园区的发展在很多环节水平不高，有待大幅度提升。因为只有相对成熟的耕整地机械化技术、灌溉以及植保机械化技术基本实现了不同程度的机械化作业，播种、管理、采收和储运等多个环节还刚处于起步阶段，也是制约设施农业机械运用的首要因素。

1.2.3 管理上缺乏3个组织：少统一管理、少评价体系、少组织化 缺少为设施农业提供服务的专业组织，缺少对设施农业机械化评价体系标准和统一的管理，天津市关于设施农业专业合作机构的管理和服务组织很少，区别于大田粮食作物。导致社会化服务水平相对较低，对设施农业机械化技术装备的推广应用不统一，维护不专一，整体配置水平相对不高。在很多设施农业机械化作业环节，没有统一的评价作业标准，也没有专业的队伍对设施农业机械化作业技术给予统一的标准评价体系，导致设施农业产前、产中和产后社会化服务水平不高，好的技术设备不能很系统化的应用到实际生产中，很多设施农业机械化技术环节在没有组织化推广应用的前提下，缺少一个系统的规划把机械化技术系统得以配套推广应用[17]。尤其是在实际生产中，也缺少了组织化管理和监督。

1.2.4 技术发展的3个新趋势：智能化、网络化、高效化 随着科技的发展，设施农业智能化、精准化，以及智能感知芯片、移动嵌入式系统等先进的物联网技术，不断应用在天津市设施农业园区的建设和发展中，并发挥了越来越大的作用。不仅能实现监视农作物灌溉情况、监测温度、湿度、风力、大气等方面信息，拓宽了空气土壤变更以及大面积的地表变化对设施农业园区发展的影响。

设施农业园区覆盖度不断提高，但是实际应用中问题不少，技术应用普及度不高。设施物联网技术及其项目的使用：一是提高了天津市设施农业综合生产能力，在一定程度上减少了农药和化肥等化学制品的投入量，有利于生态环境的改善和蔬菜品质的提升。高效智能化的发展趋势，不仅提高了设施农业园区蔬菜的品质，同时提高了市场竞争力。对促进农机产业服务发展，增加农民收入，促进农村经济发展起到积极促动作用。

2 设施农业机械化技术装备发展存在问题

2.1 设施农业技术装备总体水平不高

近几年，天津市在设施农业园区机械化技术设备发展方面取得一定成效，尤其是设施农业植保机械化、播种育种机械化以及温湿度调控等方面得到了较快速度的发展。然而与我国设施农业发展发达的城市相比较，还存在很多方面的问题。目前，天津市设施农业生产主要依靠农户的经验，缺乏高新技术装备的支持，因此生产管理粗放，生产效率不高，设施条件下农产品的产量和品质仍然处于较低水平。这就使得设施农产品的供给无法很好的适应市场需求，与发达国家及国内先进地区相比，设施农业生产的效益不高。在这种条件下，经营设施农业的农户和企业出于对市场风险、投资回报及技术掌握难度等因素的考虑，应用设施农业先进技术装备的积极性普遍不高，导致整体水平不高。

2.2 整体技术装备水平不均衡

目前，天津市设施农业全程机械化发展水平各环节配置不均，整体水平偏低，只有耕整地、灌溉、植保基本上实现了机械化和半机械化，也是制约设施农业机械运用的首要因素。但是蔬菜的栽培、除草、开沟施肥、整枝修剪、果蔬采收等作业主要依靠手工操作，在设施农业种植业快速发展的时候，与之配套的设施农业机械化技术和设备引进示范相对滞后，导致设施农业机械化配置水平与设施农业基础建设的发展速度不匹配，很多设施农业园区的机械化综合水平比较低，造成了劳动强度高，生产效率低，以及运行成本过高，导致蔬菜品质的低端的情况。

2.3 装备保有量满足不了发展需求

目前，天津市设施农业生产中，由于劳动强度较大的作业环节所需机械装备保有量不足，严重影响了设施农业生产效率的提高。其中，在设施种植中虽然已经推广应用了小型耕整机、自动卷帘机、高效植保机等，但这些机具仅能覆盖不到20%的温室大棚，保有量还存在很大缺口。在设施畜牧养殖中，饲料加工、自动饲喂等环节所需的机械装备保有量也较少，不能满足规模化养殖的需要。

2.4 缺乏工程农业思考

目前，天津市在设施农业园区的机械化发展方面缺乏一种系统的工程发展理念，设施农业园区没有形成技术集成化，生产过程技术单一，各项技术操作都是分开的，零散的，没有形成统一协作的技术规范，机械化技术与农艺要求以及信息化技术没有有效的联系起来[5]。很难把设施农业当成一项农业工程进行整体规划，各方面技术发展各自为战，很难形成技术集成优势。在实际工作中，常把设施农业建造和各个必要的机械化技术环节提升分拆到不同部门和行业来完成，缺乏系统化、全程化。很多技术也未必适合多样的设施农业结构，导致技术推而不广，设施农业总体水平徘徊在低水平。

3 设施农业机械化技术装备发展影响因素

3.1 政策因素

2013年开始，中央财政下拨农机购置补贴资金217.5亿元，与此同时，把设施农业机械化技术设备列入专项补贴，但是补贴资金仅为2.3亿元，只占农机补贴总资金的1%。对设施农业机械化装备的补贴不仅种类少，补贴的资金也很少。一方面，近几年中央农机购置补贴政策的支出，主要用在提高天津市主要农作物关键环节的机械化技术装备上；另一方面，天津市设施农业机械化技术各环节发展不均衡，有的技术装备尚处于研发试验阶段，很难满足实际作业需求，因此没有机会列入农机补贴目录；再一方面，天津市农机部门在设施农业园区发展方面不断提高认识，也不断更新发展技术模式，设施农业机械化发展也是伴随发展速度和现状，才对机械化技术装备有了更大的需求度。尽管政府投入很多，设施农业发展表现为很快很跨越，但是缺乏对设施农业机械化行业的持续用力，久久用力，难以形成以政策构建常态发展力量。

设施农业机械化作为其中一个薄弱点，这几年伴随补贴政策的快速发展，天津市设施农业在机械化耕种、机械化灌溉以及机械化植保等环节的作业不断发展，设施农业智能化环境控制装备水平也在不断提高。但是环节还不够全，覆盖度远远满足不了生产需求，新技术、好技术尚不能实现大范围覆盖和提升。补贴范围有限，多针对比较成熟基础的耕作、调控技术进行补贴，缺乏更大技术范围支撑。

3.1.2 设施农业园区种植管理尚未适度规模经营设施农业看似一个园区整体设施一片，但是温室多是个体承包，生产承包模式还停留在30年前家庭联产承包制，不能实现真正意义上的土地流转，设施适度规模化经营，导致种植品种各异，管理模式不一，很难规范统一管理，高新精简的一个单项机械化生产技术很难带动设施农业园区规模化、产业化的大发展。以一家一户为单位的小规模生产在现在的设施农业发展中依旧较为普遍，导致设施生产组织化程度低，规模小，生产分散，很难形成品牌，也难以吸引商家对生产的农产品的注意力，主要以地头市场为主，销路很窄，阻碍了市场化的发展。由于新鲜的农产品很难在常温下贮存，也缺少相应的设施农业冷藏设施设备，导致农产品大量浪费或者以低廉的价格就近就快出售，大幅降低了设施农业产业效益的增长和提升。

3.2 技术因素

3.2.1 设施农业基础设施相对落后 设施农业结构种类众多，在我国40°以上比较寒冷的地区主要应用日光温室，这种温室较好的利用了太阳光照资源，在节约了大量煤炭的同时大大降低了环境污染，在中国属于独创，在我国设施农业中占有总面积的60%以上。在2012年对我国设施农业结构统计数据表明：简易的设施农业结构在我国占到74%，这种简易设施多，带来的最大问题就是农产品生产受自然环境气候的制约不能得到很好的解决，新的品种和栽培技术在寒冷的冬季难以实现连续生产，农户的投资经营收益受到很大程度的影响。尽管我国还有比较大型的设施农业温室近200万公顷，其中大部分为塑料冷棚，面积占到99%，也很难满足很多品种冬季连续生产的难题，比较先进大型的玻璃温室只占到1%，尽管设施条件好很多，但是面积有限，运行成本高，无法保障农产品供给。

3.2.2 设施农业技术环节繁杂难控 设施农业是一项系统复杂的农业系统工程，通过实际生产技术需求和工作经验筛选出8个设施农业园区发展的技术环节，包括耕整地机械化技术、种植机械化技术、灌溉施肥机械化技术、环境调控机械化技术、机械化收获技术、分选包装机械化技术、运输机械化技术、贮藏机械化技术。设施农业的机械化不同于大田的机械化作业，不仅仅涉及耕作、播种、植保和收获，仅一个调控环节就涉及到降温、增温、除湿、补光、植保等多个环节，比如面对设施内生产环境日趋恶劣，系统性的工程技术、无毒害的生物技术以及智能化的信息技术集成应用远远不够。

3.3 推广因素

3.3.1 推广度低支撑不起园区集群产业化发展天津市农机系统利用十多年的科技工作，围绕天津市都市型设施农业发展目标，先后引进试验示范了设施农业的棚室结构，最基础的耕整地、卷帘以及灌溉机械化作业，在机械化增温和补光方面也做了大量工作，尤其是农机化技术推广总站，为天津市设施农业机械化技术的发展做了大量工作，取得一定成效。但是在设施农业以园区方式高度密集发展的今天，机械化技术现状和水平依旧不能满足设施农业快速发展步伐，推广度不高，还需要进一步加强推广转化能力。在很多技术环节还处在空白阶段，在机械化育苗、移栽等很多环节也是刚刚起步，还没有得到大范围的推广应用。此外，自动化、智能化和标准化程度较低，对设施农业的进一步发展已形成制约。目前，天津市设施农业应用的机械化技术多为传统技术，智能型设施农业机械，应用水平不高，很难在全市设施农业生产中推广普及。一般来讲，智能型设施农业机械多采用了机电一体化设计，实现了传统农业里无法实现的机械化作业。比如日本研究制作了西红柿、樱桃收获机，中国农业大学研制开发的黄瓜采摘机械人，这些先进具有引领性作用的机械化技术设备，均采用了视觉鉴别和识别系统。能很好的辨识果实成熟度。再比如，国外已经研究出设施土壤温度自动控制播种深度的智能型播种机，更加符合农艺要求，实现最佳的播种深度。与传统技术发展相比，提升农机化技术装备推广度，实现智能型设施农业园区发展是今后农机部门的努力方向。

3.3.2 标准化工作缺乏体系和完善 与很多设施农业园区发达的国家衡量，中国对设施农业的建造标准存在行业很多空白、已制定的技术相对标准水平不高、尤其更新非常慢、国际化交流少等很多问题。设施农业的机械化作业是一个系统工程，从设施基础棚室建造、良种良苗选育、田间管理到后期的收获和贮藏运输，是个完整而连续的过程，在每一个技术环节都应该有相应的技术标准。可在实际生产中，设施农业园区机械化技术标准化体系发展不够完善，对设施农业的发展造成阻碍。

4 结 论

4.1 建立技术装备标准化体系

目前，天津市设施农业园区机械化发展整体水平不高，在相对成熟的技术方面比如环境调控能力水平标准不高，能力不强、机械化技术作业机具以及设备配套不完善。天津设施农业园区要全面引进示范推广在机械化产前、机械化产中，以及机械化产后的综合配套服务技术 培训，不断实现设施农业园区机械化技术服务的标准化和系列化。加强适用于温室作业的设施装备研制、选型、鉴定及推广工作的技术评价体系，可观的评价设施农业园区发展，以优良的技术装备提供技术创新服务。

4.2 促进设施农业园区适度集群工业化发展

打开思路，提升设施农业园区发展定位，加强学习和经验交流，将农业以工业化的模式推进。改变种植模式和种植观念，不是单单在设施农业园区里推广应用一台设备，而是促进和带动其适度集群工业化发展。紧紧抓住各级大力发展现代农业的契机，加强高效设施农业生产基地的技术模式配套和设备支撑，以市级农机化推广系统为带动，全方位高效抓好农业示范园的机械配套工作，突出抓好各级现代农业产业园区的机械配套。

4.3 树立工程农业为导向的发展理念

要做大做强天津市设施农业园区及机械化技术提升，必须在设施农业园区发展的过程中树立工程农业的发展理念，把各个环节的技术作为一个系统工程，统筹规划发展，形成技术优势和产业优势。在发展过程中，要发挥政府尤其是区政府的扶持引导作用，强化政策带动，发挥导向作用。一要高点定位园区发展目标及技术配套，努力提升园区建设档次，在设施园区规模技术设备配置水平上下大力气全面提高；二要多措并举全方位做好园区基础设施建设。要通过争取政府资金和政策扶持；三要精心做好品牌宣传，进一步扩大园区产品影响，为建设一流园区提供必要的广告支持让园区在市场竞争中做大做强。

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