世界设施园艺发展概况、特点及趋势分析

束 胜康云艳王 玉袁凌云钟 珉孙 锦郭世荣*

（1南京农业大学园艺学院，农业部南方蔬菜遗传改良重点开放实验室，江苏南京 210095；2华南农业大学园艺学院，广东广州 510642；3安徽农业大学园艺学院，安徽合肥 230036）

随着温室工程建造技术、现代分子生物技术、信息技术和大数据的迅速发展，设施园艺的内涵越来越丰富，科技含量越来越高，集约化生产越来越高效，已成为现代农业的重要标志。本文在综述亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲等主要国家设施园艺发展概况的基础上，分析总结了发达国家设施园艺发展的特点及经验，并从温室自动化、智能化、环境资源友好型等方面，展望了未来设施园艺发展趋势，以期为我国未来设施园艺提质增效、健康持续发展提供借鉴和启示。

设施园艺源于日本的“施设园艺”，西方发达国家称之为温室园艺，我国把在可控环境设施条件下进行园艺作物栽培生产的方式叫做设施园艺。世界设施园艺发展历史悠久，2 000多年前中国就采用透明覆盖物进行时令蔬菜的栽培生产（李式军和郭世荣，2011）。18世纪初，玻璃的发明与应用促进了世界设施园艺的发展，英国、法国等相继开始建造玻璃温室用于植物栽培。19世纪中叶至20世纪初，得益于物理学、工程学的快速发展，西方发达国家设施园艺得到较快发展，荷兰于1903年建成世界第一栋玻璃温室用于园艺作物商品化、规模化生产。20世纪30年代，美国率先研制出透明塑料薄膜，部分代替玻璃应用于蔬菜作物生产，并迅速成为设施主要的覆盖材料，推动了设施园艺在世界范围内应用。设施园艺由于具有技术集约和资本集约等特点，可以提高农业资源的利用率，不仅使单位面积产量和品质大幅度提高，而且保证了蔬菜、瓜果等农产品的周年均衡供应，成为解决农业发展、资源、环境三大基本问题的重要途径。因此，设施园艺受到世界各国的高度重视，并得到迅速发展，已成为许多国家和地区发展国民经济的重要支柱产业。

1 世界设施园艺发展概况

依据自然气候条件、地理位置、经济水平和饮食文化等因素，可将世界设施园艺大致划分为亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲6大区域。随着社会经济的不断发展，设施园艺整体上呈现蓬勃发展的趋势。据不完全统计，截至2017年底，世界设施园艺总面积约为460万hm2，主要分布在亚洲、地中海沿岸、非洲及欧洲等地区，其中亚洲的中国、日本和韩国3国的设施园艺面积约占世界设施园艺总面积的82.90%；地中海沿岸诸国约占5.13%，非洲约占4.35%，欧洲及其他地区约占7.62%（表1）。从发展规模上看，中国设施园艺面积达370万hm2（http：//finance.china.com.cn/roll/20170822/4360312.shtml），居世界第一，约占世界设施园艺总面积的80.43%；意大利设施园艺面积位于第二，之后分别为土耳其和韩国。从设施类型上看，主要以塑料大棚、中小拱棚为主，面积近291.73万hm2，占比为63.42%，在中国、日本、韩国、西班牙以及地中海地区使用最为广泛；塑料温室面积约162.50万hm2，占比为35.33%，其中日光温室面积将近95.8万hm2，主要分布于辽宁、山东、河北等中国北方地区；现代化玻璃温室面积约5.77万hm2，约占1.25%，主要集中在荷兰及西北欧一些国家，结构大多为文洛型（Venlo）连栋温室。从栽培作物上看，蔬菜占设施园艺总面积的85%以上，以番茄、黄瓜、茄子、甜椒等为主；其次为鲜切花和盆栽花卉。从种植地域分布来看，中国、日本和地中海沿岸国家主要种植蔬菜、草莓和葡萄，欧美一些发达国家以高附加值的鲜切花和盆栽花卉生产为主。从栽培技术上看，荷兰、日本、以色列和美国等发达国家，设施园艺技术水平最为先进。发达国家在设施园艺发展过程中非常重视生态环境保护和资源循环利用，杜绝一切引起环境污染的行为；加上温室先进、配套设施及栽培技术体系完善，园艺作物生产几乎不受自然条件影响，基本实现全年生产供应，生产出的园艺产品能获得高产量、高品质、高利润，畅销国际市场。

表1 世界主要国家设施园艺的类型及面积（截至2017年底） hm2

1.1 亚洲

亚洲是世界设施园艺产业发展最快，且面积最大的区域。据不完全统计，2017年亚洲设施园艺总面积约390万hm2，占世界设施园艺总面积的84.78%。21世纪以来，亚洲各国根据自身气候特点以及栽培技术水平，发展形成相应的设施园艺模式，其明显的特征是设施结构类型多样化，但不同国家设施园艺发展程度差异较大，其中以中国、日本和韩国为代表。中国不仅设施园艺体量最大，而且在日光温室研发、设计及配套栽培技术方面取得长足进步；日本和韩国设施园艺较为发达，尤其在设施专用品种选育、设施环境控制、营养液配方研制和植物工厂等方面都处于亚洲领先地位。

1.1.1 日本 据日本农林水产省的最新统计，截至2017年8月，日本设施园艺面积达到5.38万hm2，设施类型主要以塑料大棚和中小拱棚为主，面积约为5.22万hm2，占设施总面积的96.9%；现代化玻璃温室面积1 658 hm2；植物工厂面积29 hm2（http：//www.maff.go.jp/j/seisan/ryutu/engei/sisetsu/pdf/jyousei_1.pdf.2017-08）。设施主要用于蔬菜、果树和花卉生产，占比分别为69.1%、15.7%和15.2%，其中蔬菜设施生产以番茄、黄瓜和西瓜等瓜果菜类为主，果树以草莓、葡萄和无花果等为主。日本设施园艺高度发达，设施栽培面积、产量、技术水平均位于世界前列。在栽培模式方面，广泛使用无土栽培技术，包括岩棉、草炭、椰糠等固体基质栽培方式和深液流、营养液膜等水培栽培方式。日本协和株式会社采用深液流无土栽培模式，通过对水、肥、光、气等环境因子精确控制，实现了1株甜瓜可产90个，1株黄瓜生产3 300条，1株番茄生产22 000个果实。在温室环境控制方面，逐步淘汰单体面积较小的温室，推广大型双屋面温室及连栋塑料大棚，高度一般在4～6 m，宽度10 m以上，采用通风降温、保温和加温等设备对设施内温湿度进行自动化调控，并配备移动式育苗床、自动传输、无人运输车、灌水施肥、采摘系统等实现设施生产的智能化管理，为作物生长发育创造最佳的环境条件，实现园艺作物优质高产，周年供应。在设施新材料及配套技术研发方面，日本Mebiol株式会社研发出一种特殊纳米凝水膜（Imec），该膜可使生物小分子，如无机离子、氧气、二氧化碳等，随水单向穿过渗透膜，用于无土栽培时能有效提高作物水分利用效率和养分水平，可生产出高品质的蔬菜产品。日本是全球发展植物工厂最好的国家之一，尤其在人工光与太阳光并用型植物工厂方面走在世界前列。截至2017年，商业化生产的人工光与太阳光并用型植物工厂已达250个，主要种植番茄、辣椒以及叶菜类蔬菜，植物工厂生产基本实现了产前（种子处理、播种）、产中（嫁接育苗、栽培管理、环境控制、病虫害防治、采摘等）和产后（精选、分级、清洗、包装、预冷等）全程自动化。

1.1.2 韩国 属温带气候，四季分明，秋季日光充足，年均气温10 ℃。自20世纪90年代起大力发展设施园艺，面积从1990年的2.40万hm2增至2017年的6.38万hm2，增长了1.6倍。设施类型以不加温的改良节能型塑料薄膜温室为主，面积约4.16万hm2，占设施总面积的65.2%；塑料大棚及中小拱棚面积约1.20万hm2；现代化玻璃温室面积较小，仅405 hm2。设施主要栽培番茄、黄瓜、辣椒、甜椒、大白菜等蔬菜作物，占温室栽培总面积的92%；温室花卉和果树栽培面积较小，仅占8%左右，生产的园艺产品大多出口到东南亚和欧盟等地区。韩国温室结构经过不断的创新和改进，形成具有自己特色的设施结构，温室一般宽9 m，增设了气窗和窗帘等设施，有利于机械作业，既有左右拉开的拉门式，也有卷开式，减少成本。通过安装循环风扇保持室内温度、湿度的均衡，冬季还可以安装2～3层薄膜，提高室内保温效果。由于土地贫乏、资源短缺、人口密集等自然条件及社会条件限制，在发展设施园艺过程中广泛使用穴盘育苗、嫁接机器人、高效节能和营养液废液循环利用等技术（Lee et al.，2015；Min et al.，2016）。近年来，温室无土栽培稳步发展，从2000年的700 hm2快速增长到目前的1 000 hm2左右，占设施园艺总面积的1.6%，主要用于叶用莴苣（生菜）、甜椒、番茄、黄瓜等蔬菜作物以及部分花卉种植。设施作物育苗、种植、田间管理、收获、产品处理与加工等过程基本实现机械化，且大多机械具有精小、耐用的特点，如韩国生产的管理机，一台主机配带40多种农机具，可用于温室、塑料大棚等作业，也可用于农田作业，方便自如。此外，韩国政府极为重视植物工厂技术与装备的创新研究，借助高度发达的电子信息技术，大力发展利用LED（发光二极管）照明技术的人工光型植物工厂，并不断探究适合作物生长的光环境及调控技术。

1.2 地中海沿岸

地中海沿岸地区夏季炎热、干燥，冬季温暖湿润，四季阳光充足，昼夜温差大，较为适合发展设施园艺，是欧洲蔬菜和水果等园艺产品的主要供应国，素有“欧洲厨房”之美誉。除以色列、西班牙、意大利、土耳其等国外，其他国家设施园艺面积相对较小。

1.2.1 以色列 耕地面积极为有限，土地贫瘠，水资源短缺，北部地区年均降雨量为800 mm，南部沙漠地带年均降雨量只有25 mm，而北部和南部地区蒸发量却分别高达1 400 mm和2 800 mm。建国60多年来，以色列通过大力发展高效、集约的现代设施园艺，农产品产出增长了数十倍，而农业用水量变化不大，创造了“沙漠农业王国”的奇迹。截至2017年，以色列设施园艺面积达2.37万hm2，其中温室面积约0.87万hm2，主要用于生产鲜切花；塑料大棚面积约1.5万hm2，用于种植番茄、黄瓜和甜椒等蔬菜作物。以色列设施园艺产业技术水平居世界前列，尤其在节水灌溉、新品种选育和栽培技术管理等方面表现突出。针对水资源贫乏，以色列极为重视高效节水灌溉技术及设备的研发与推广应用，生产过程中普遍采用喷灌、滴灌设备，通过自动监测土壤和作物水分需求，智能化调控水分的供给，实现水资源高效利用和精确控制（Tal，2017）。在设施园艺新品种选育与研发方面，十分重视科技体系创新，利用先进的生物技术，培育出多种品质优良、抗病抗虫、适应性强的设施园艺新品种，如温室番茄品种色泽艳丽，商品性好；无籽西瓜可以根据客户需求实现个体大小和颜色定向育种，每年仅蔬菜种子出口销售额就达数亿美元。在温室设施及技术集成应用方面，经过多次升级换代，目前温室结构非常牢固，抗风性强，保障了温室的安全性，室内配有天幕、帘幕、天窗、遮阳网以及自动反射系统等设施，可有效调节设施内的环境因子。在覆盖材料研发利用方面，以色列温室薄膜生产商将农艺种植与塑料工艺充分结合，先后开发出多种温室用薄膜产品，广泛应用于设施园艺生产当中，如利用光转换膜对透过的太阳光进行光谱转换，以满足作物对不同光质的需求；利用能屏蔽紫外线的塑料覆膜，减少温室内害虫的活动。以色列50%以上的温室采用无土栽培，生产过程中利用各种传感器对作物实时监控，通过大数据处理分析实现对温度、光照、水肥的调节，不仅使作物产量成倍增加，而且还提高了产品质量，普通番茄产量高达 500 t·hm-2，樱桃番茄产量也达 120 t·hm-2，玫瑰花最高产量达350万枝·hm-2。病虫害绿色生物防控技术在温室蔬菜生产过程中广泛采用，如利用天敌蜘蛛和寄生蜂杀死螨虫、蚜虫和飞蛾等害虫。此外，以色列温室作物生产过程现代化程度高，如种子处理、基质搅拌、播种育苗、移栽、水肥灌溉、采摘分级、加工贮藏等环节基本实现了机械化。

1.2.2 西班牙 位于欧洲西南部，受地中海气候影响，土壤质地较差，且水资源不足，年降雨量250 mm左右，但冬季晴朗，适于温室作物栽培。自20世纪90年代中期开始，西班牙设施园艺发展迅速，目前其设施园艺面积在5.32万hm2左右。西班牙设施以连栋塑料薄膜温室为主，主要种植番茄、辣椒、西甜瓜、玫瑰、非洲菊等作物，温室生产的蔬菜和水果大多出口至欧洲，素有“欧洲果蔬之都”美称。西班牙设施园艺产业集群化特征明显，经过几十年的发展，其东南部的阿尔梅利亚省逐步形成世界上最大的温室蔬菜生产群，集中了西班牙50%以上的设施面积，年产园艺产品300万t左右，大部分出口到法国、德国和英国等欧洲国家，是西班牙最大的设施蔬菜生产基地和出口基地（Vanthoor et al.，2012）。围绕温室集群，聚集了一大批温室建造、种苗供应、覆盖材料、肥料、农药等相关产业，带动了就业和经济繁荣，并增强了西班牙设施园艺的技术创新和市场应变能力。西班牙在发展设施园艺生产过程中，非常注重温室技术创新和实用栽培技术的应用。在消化吸收其他国家温室设计经验的基础上，创造性地设计出适合本国国情的哥特式温室结构。西班牙土壤大多贫瘠，气候干旱、少雨，因而在设施园艺生产中广泛使用有机肥，并结合水肥一体化技术来改良土壤和提高水分利用效率。部分温室采用砂砾、珍珠岩、椰糠等固体基质进行简易无土栽培，主要生产草莓、番茄、黄瓜等作物；同时，利用温室、大棚进行有机蔬菜种植的面积也在不断增长。在病虫害防治方面，80%以上的温室作物生产普遍采用生物防治手段，土壤消毒采用日光能的方法，一般利用夏季高温时期，土壤灌水覆膜后闷棚15天左右，可有效控制土传病虫害。

1.3 欧洲

设施园艺发展主要位于北纬50～60° 的西北欧国家，其中以英国、荷兰、法国和德国等国家为代表，是世界现代温室的主要发源地。目前，欧洲设施园艺总面积约为5.51万hm2，占世界设施园艺总面积的1.25%，温室作物生产以蔬菜和花卉为主。虽然这些国家在世界设施园艺面积中所占比例不高，但是温室设计建造、栽培管理水平以及生产过程自动化程度非常高，多年来设施园艺面积一直处于稳定状态。同时，还研发了多种设施栽培新模式，并从品种选育、栽培方式、环境控制及设备等方面推出标准化成套模式，成为引领世界现代温室发展的风向标。

1.3.1 荷兰 国土面积仅为415万hm2，耕地面积占国土面积的29.8%，是典型的资源不占优势的“小国”，农业生产空间有限。荷兰通过大力发展以玻璃温室为特色的设施园艺，极大地缓解了资源环境对农业生产的不利约束；同时，温室园艺产业已成为荷兰国民经济重要的支柱产业。据统计，荷兰玻璃温室面积约1.08万hm2，占世界玻璃温室总面积的20%左右，近20年来一直保持稳定，设施结构以文洛型连栋温室为主，其中温室蔬菜种植面积约4 200 hm2，主要生产番茄和黄瓜；鲜切花面积约5 400 hm2，以月季、百合、香石竹、兰花等为主；苗圃和盆栽面积约1 200 hm2，以朱蕉类、榕树、秋海棠等为主。2017年，荷兰农产品出口额达917亿欧元，占世界园艺产品贸易总额的25%以上，其中温室鲜切花和苗木出口额为91亿欧元，温室蔬菜出口额为67亿欧元。温室花卉和球茎在世界贸易总额中的占比分别高达50%和80%，成为全球仅次于美国的农产品出口大国。荷兰是世界设施园艺最发达的国家之一，其规模化、专业化、集约化程度非常高，韦斯特兰地区是荷兰温室园艺生产和发展规模最为集中的地区，温室大多由家庭农场经营，单体温室面积大多在2 hm2以上，通常只种植1种作物甚至1个品种，因而设施园艺生产技术得到不断创新，产品质量和品质不断提升。温室作物生产过程中大量使用各种机械化设备和智能化控制系统，覆盖了从设施建造到栽培管理中的播种、栽培、收获、采后等方方面面，如移动式育苗床、自动传输、无人运输车、轨道式360° 喷药机、盆栽上盆系统、栽种机器人、盆栽轨道式分选包装系统、切花采后处理系统、园艺计算机系统、冷链系统等被广泛应用。温室专用品种选育处于世界领先水平，荷兰种苗公司在收集全球优质种质资源的基础上，通过先进的分子育种手段，每年都有数十种温室专用园艺品种面向市场，如黄瓜、番茄、郁金香、百合等作物品种，是荷兰设施园艺成为世界领先的关键因素。温室作物生产普遍使用无土栽培技术，采用计算机控制系统可使设施内的光照、温度、湿度、气体、水肥各个环境因子完美结合，结合封闭循环式无土栽培系统，为作物高产、稳产提供保证。

1.3.2 英国 属海洋性温带气候，全年气候温和，冬季温暖，夏季凉爽，季节性温差变化很小，较为适合发展农业。截至2017年，英国设施园艺总面积为2 852 hm2，其中设施蔬菜面积达1 606 hm2，占总面积的56.31%，在英国农业生产中占有重要地位。据英国农业部的数据显示，近10年来设施蔬菜产量呈逐年上升的趋势，从2006年的27万t增加到2016年的30.4万t，产值达3.53亿英镑。温室果树种植面积为217 hm2，占果树种植总面积的0.73%；设施鲜切花、盆栽花卉面积为1 029 hm2，占观赏苗木种植总面积的6.02%。英国设施类型以玻璃温室为主，且单体温室面积较大，如南部康沃尔郡建有全球最大的单体生态观光型温室，面积相当于35个足球场，主要用于园艺植物的保护与展示。在政府的鼓励倡导下，将许多工业技术集成应用于设施园艺中，蔬菜和果树（草莓）设施生产基本实现从播种、除草、施肥、喷药、收获到包装等环节高度机械化。英国温室自动化控制程度非常高，大多数温室都装有环境自动控制设备，有些温室还装有自动控制的加湿设备和增施二氧化碳（CO2）的设备，通过采用计算机控制系统及物联网技术，可实现对温室内的温度、光照、湿度、通风、CO2施肥、营养液管理（pH和EC调节）等进行综合控制管理和远距离监测。目前，CO2施肥技术在温室园艺作物生产中得到普遍应用，为保证CO2气体在温室内分布均匀，温室内通常安装内循环风机，搅动空气使温室中的CO2均匀分布。世界能源危机发生之后，英国非常重视温室节能技术和新能源的研究和应用，将温室加热方式由原来的燃煤、燃气逐步转变为利用清洁的地源热能进行加温，部分温室采用光伏板、风力发电机和充电电池供给电源。

1.4 美洲

从20世纪90年代开始，美洲设施园艺面积呈先迅速扩大、然后逐渐下降的趋势，从1991年的不足0.29万hm2到2010年的逾5万hm2，再到2014年的4.5万hm2，不同国家之间设施园艺发展水平差异较大。北美的加拿大和美国均有一定规模的现代化温室用于蔬菜生产，而南美的巴西、智利大多采用简易设施用于内销蔬菜和外销花卉生产。

1.4.1 美国 园艺在美国发展的历史较长，但设施园艺产业规模不大。据不完全统计，目前美国设施园艺面积约为2.2万hm2，其中7 000 hm2的温室用于生产附加值高的花卉，设施蔬菜生产面积约1.5万hm2。设施园艺发展结合本国国情，从实用主义出发，走出一条与荷兰、以色列和日本等设施园艺强国不同的发展道路。园艺设施类型大多为保温性能较好的双层充气塑料薄膜温室，部分为玻璃或聚碳酸酯板温室，主要分布在南部的加利福尼亚州、亚利桑那州和东南部的佛罗里达州，温室高度5.5～6.0 m，脊高7 m，通风口全部在屋顶，夏季高温时通常在屋顶或侧面喷白灰降温。从事设施园艺生产的企业经营规模普遍较大，大多数农场面积在30 hm2以上，如Eurofresh农场设施园艺面积达到111 hm2，通过规模优势取得农产品综合竞争的优势，从而获得较好的经济效益。设施园艺生产过程机械化程度非常高，无论农场规模大小，从种子处理、基质处理、育苗播种、定植、灌溉施肥、环境调控、采摘、病虫害防控、商品化处理等整个生产过程均普遍实现自动化控制，极大地提高了设施园艺生产效率。美国在园艺作物无土栽培技术方面居世界一流，主要应用在沙漠、干旱等非耕地地区，其无土栽培知识及技术普及程度非常高，栽培作物以番茄、黄瓜和生菜等蔬菜为主，少量栽培树莓、玫瑰等作物。无土栽培系统通常采用基质培，结合滴灌系统，加上温室良好的环境控制能力，蔬菜产量较高，番茄年产量可达75 kg·m-2，黄瓜年产量达100 kg·m-2。近年来，美国凭借领先的航天探索技术和先进的国际空间站，积极开展太空农业方面的研究，美国国家航空航天局（NASA）通过运用无土栽培和LED技术，已成功在太空种出小麦、玉米、番茄、生菜、绿豆、菜豆和马铃薯等多种作物，并于2015年首次实现航天员在太空食用种出来的生菜。

1.4.2 加拿大 根据自然环境和气候特点，在西部气候温暖的地区重点发展大型玻璃温室，五大湖周边地区以发展双层充气塑料薄膜温室为主。据加拿大统计局数据显示，加拿大温室总数达到3 220栋，设施园艺总面积约2 550 hm2，其中玻璃温室870 hm2，占32.8%；塑料薄膜温室1 680 hm2，占67.2%。设施种植以番茄、黄瓜、甜椒和生菜等蔬菜为主，面积超过1 400 hm2，比2014年上升了3%，并在过去5年中一直呈上升趋势，总产量达到60万t。少部分温室用于果树栽培，约占设施总面积的7%。加拿大设施园艺主要分布在安大略省、哥伦比亚省和魁北克省，3省设施园艺面积占全国设施园艺总面积的90%以上，其中仅安大略省就占65%。设施结构和栽培生产技术体系日趋完善，经过多年的实践，温室单体面积逐步大型化，且覆盖材料由双层聚乙烯塑料薄膜代替玻璃覆盖，从而提高保温性，降低生产成本。温室作物大多采用无土栽培，以椰糠和岩棉为主的固体基质为介质，营养液通过施肥机进行自动灌溉，多余营养液实现回收和循环利用，降低了水肥的浪费和环境污染。加拿大温室环境和栽培管理基本上实现了自动化控制和机械化操作，极大地提高了劳动生产率，温室管理、生产和效益已居世界先进水平，如采用无土栽培技术可使温室黄瓜、番茄和甜椒产量分别达100、70、35 kg·m-2。加拿大政府非常重视设施农产品质量安全，在设施生产中尽量避免使用农药和植物生长调节剂，主要通过调控设施内温、光、湿等环境因子，并与生态防控相结合达到综合防治病虫害的目的，如利用生物天敌丽蚜小蜂防治害虫。此外，温室瓜果类蔬菜生产普遍采用熊蜂授粉，不仅有效促进番茄和甜椒坐果，提高产品品质，而且省去了开花期需要大量的人工进行授粉作业。

1.5 大洋洲

大洋洲位于南、北回归线之间，属热带和亚热带地区，是世界上设施园艺面积最小的地区，但发展具有一定的区域特色，且设施园艺单位面积产出居世界前列，尤其以澳大利亚和新西兰两国为代表。

1.5.1 澳大利亚 国土面积广阔，人口较少，自然资源极为丰富。农业是澳大利亚国民经济的四大主导产业之一，而设施园艺在其现代农业中占据一定的地位，主要集中在新南威尔士州和维多利亚州等东南地区。目前，设施园艺总面积2 283 hm2，主要用于蔬菜设施栽培，面积约1 600 hm2；其次是盆栽花卉和鲜切花，面积约591 hm2；设施果树面积较少，仅为92 hm2。设施类型大多为不加温的塑料温室，少量为现代化程度较高的玻璃温室。澳大利亚现代化温室作物生产技术水平较高，这与园艺作物广泛采用无土栽培密切相关，设施蔬菜栽培基质多采用椰糠，种植的蔬菜作物有番茄、黄瓜和叶菜等；60%以上的花卉生产也都采用椰糠基质栽培，如非洲菊、月季等鲜切花种植。澳大利亚土地资源丰富，但多地气候干旱，导致水资源相对比较缺乏，所有设施园艺生产基地均普遍采用节水省能的滴灌和微喷灌技术；同时，澳大利亚科研人员不断探索在沙漠中利用海水进行温室蔬菜灌溉生产，通过将海水引到温室外的太阳能凹镜管道里进行脱盐，产生的淡水用于番茄灌溉，由于海水具有清洁和杀菌作用，因此在生产过程中无需对营养液进行消毒处理。澳洲从事设施园艺生产的劳动力较少，因而重视省力化和机械化设备的研发和推广使用，整地、施肥、播种、喷药、收获等过程基本实现机械化，生产效率高，平均每人管理1 hm2以上的温室。

1.5.2 新西兰 位于太平洋西南部，属温带海洋性气候，夏季平均气温20 ℃，冬季12 ℃。近十年来，设施蔬菜和果树发展迅速，果蔬农产品大多出口到荷兰、澳大利亚、中国等诸多国家。设施蔬菜生产大多采用无土栽培形式，一般选用锯木屑、砾石、岩棉和椰糠等基质作为黄瓜和番茄的栽培介质（Lewthwaite et al.，2011）。果树设施栽培技术水平居世界前列，尤其以猕猴桃“伞”形棚架栽培形式产量较高，每667 m2产量可达3 000 kg以上。设施花卉种植面积较小，但专业化程度非常高，每个农场一般只种植1～2个花卉品种，利用玻璃温室或塑料大棚进行“反季节”生产玫瑰、康乃馨等花卉用于出口，经济效益较好。新西兰人口较少，农业生产用工成本高，在发展设施园艺生产过程中广泛使用机械化，不仅设施作物单产水平比较高，而且劳动生产效率也非常高，从播种到田间管理，再到采后处理，机械化处理涵盖了生产中的各个环节。新西兰注重设施花卉新品种培育与开发；同时，也十分重视新品种的引进，每年都有温室大花蕙兰、彩色马蹄莲等新品种推出，深受全球市场欢迎。近年来，由于能源危机再现，加上减少温室气体排放需要，一些新能源在设施作物生产中得到应用，如充分利用丰富的地热资源来供暖或发电，用于温室园艺作物生产加温（de Silva & Forbes，2016）。

1.6 非洲

目前，非洲设施园艺处于快速发展阶段，但温室建造设计和栽培管理技术水平整体较低，主要表现为设施类型结构单一、档次较低，对温度、光照、水分等环境因子的控制能力较弱。据不完全统计，截至2017年设施园艺面积约为20万hm2，占世界设施园艺总面积的4.35%，主要分布在北非的埃及和阿尔及利亚（Nordey et al.，2017）。非洲80%以上的地区位于热带，终年高温，一年可分为雨季和旱季，加上国民经济发展水平普遍较低，因而在发展设施园艺过程中不需要考虑保温，只需要实现降温和防虫栽培，设施类型以简易的塑料大棚和防虫网室为主，少数国家采用具有一定温控能力的温室进行出口鲜切花和盆栽花卉生产。

非洲国家因其独特的地理位置和气候条件，在具体发展设施园艺过程中，结合自身优势和国民消费习惯，逐渐形成具有一定区域特色的设施园艺产业及模式，部分国家除了种植供给国内消费外，还用于出口创汇，经济效益较好。肯尼亚、埃塞俄比亚等东非国家生产的鲜切花和玫瑰销往世界各地。南非是非洲大陆经济最为发达的国家，设施园艺发展水平相对较高，也是为数不多拥有现代化温室的非洲国家之一，主要用于种植蔬菜和鲜切花（de Visser & Dijkxhoorn，2012）。北非的埃及、阿尔及利亚、摩洛哥等北部靠地中海沿岸诸国，利用温暖的气候条件，发展简易设施进行番茄、辣椒、洋葱等蔬菜生产，产品销往欧洲各国。近年来，世界粮农组织和一些发达国家加大对西非设施农业的援助和投入，帮助西非各国发展设施园艺，尼日利亚、塞内加尔、科特迪瓦等国的蔬菜和水果产量持续增长，番茄、菜豆、甜瓜、芒果等产品远销欧洲和海湾国家。

2 国外设施园艺发展的特点与经验

2.1 单体温室大型化，温室结构轻简化

由于大型温室具有投资省、土地利用率高、室内环境控制相对稳定、节能、便于机械化作业和产业化生产等优点，发达国家在建造园艺作物生产温室时，普遍趋于大型化、规模化。如美国加利福尼亚州在沙漠地区建成的单体温室面积均在1 hm2以上，主要用于番茄无土栽培生产，产量可达75 kg·m-2。荷兰单体温室面积大多在4～5 hm2，最大能达数十公顷，生产温室典型布局方式是平行三段式，温室北侧一般作为办公管理及设备用房区，中间为操作车间区，南侧为作物生产区。温室每个区域之间都通过自动感应门隔断，从办公区进入生产温室，需要对体表进行严格的消毒。温室结构大多采用Venlo型，园艺作物栽培模式为立体吊线栽培，为了提高园艺作物长季节高产优质栽培效果，温室结构高度由原来的4～5 m增加到目前的6.5～7.5 m。

在温室结构创新方面，发达国家非常注重温室结构轻简化。以荷兰为代表的欧盟，在满足温室荷载的基础上，普遍采用轻质高强度的新型材料，可减少温室支撑结构和构件材料的遮光面积。如温室天沟由传统的单层铁制材质改变为中空铝合金，保温效果更好，且其平面尺寸小，有效增加温室内采光。目前，中空铝合金天沟技术已广泛应用于不同覆盖材料（PC板、玻璃、塑料薄膜等）的Venlo型温室和哥特式温室；亦广泛应用于全开启温室和大跨度连栋温室等各种结构类型的温室。

2.2 设施园艺产品生产由注重产量向功能、营养型转变

由于消费者对农产品需求的多样化，育种和生产目标相应地也需由市场导向，因而品种的定向培育也呈现出多样化或功能化。发达国家为迎合消费者的需求，不断选育出适合设施栽培的功能型园艺新品种，并开发出一些具有保健疗效和其他特殊功能的产品。如以色列将野生番茄和普通番茄杂交，培育出含有大量抗氧化剂和VC的黑色樱桃番茄新品种；英国专家选育出一种可以长成网球大小的超级草莓，其大小为普通草莓的6倍，食用口感跟吃苹果一样；荷兰种苗公司开发出一些富含钙质、维生素且热量低的“减肥蔬菜”，高氨基酸含量的“营养蔬菜”，具有观赏价值的“花卉蔬菜”等新品种。

近年来，许多国家在保证设施园艺农产品产量的同时，逐渐开始注重产品质量，甚至不惜成本地提高农产品的外观品质和营养品质，以获得较高附加值（Rouphael et al.，2018）。发达国家在提高农产品品质时，普遍将现代农业技术应用于作物生产中，如日本利用无土栽培技术种植桃太郎番茄，通过限根栽培和多次少量供应水肥的方式，可生产出“高糖度番茄”，其口感酸甜可口，可溶性固形物含量达到8%～10%，价格是普通番茄的数倍，最高每个达850日元（约50元人民币），经济效益显著。此外，采用水培技术在温室内进行番茄种植，不仅作物生长时间要比传统种植的缩短1/4～1/3，而且番茄红素含量比普通番茄高出1.5倍，深受30～50岁女性消费者的欢迎。富士公司通过选用专用品种和调控光谱等方式，可在植物工厂内生产出低钾含量的生菜和番茄，为肾功能患者提供食材。

2.3 低碳节能、环境友好型技术贯穿设施园艺生产过程

随着能源危机的不断加剧，加之人们环保意识的不断增强，发达国家在设施园艺低碳、节能技术方面开展了一系列的探究与实践，走出一条资源节约型和环境友好型并重的可持续设施园艺发展道路。在清洁能源利用开发方面，以荷兰、德国为代表的欧洲国家广泛采用地源热泵技术，夏季通过把地层低温冷水源抽到地上，用于温室降温，经过热交换的热量回流到地下，冬季再把高温热水源抽上来，只需要稍微加温就可以用于温室增温，可节约1/3～2/3 的能耗（Bayer et al.，2012；Miglani et al.，2017）。此外，日本、欧美等国家将光伏发电与设施园艺结合起来，研发出光伏农业技术，在确保温室作物采光的前提下充分利用太阳能进行光伏发电，产生的电能主要用于作物补光，同时解决夏季降温、冬季供暖的用电需求。在多余能量回收和综合利用方面，欧美国家利用锅炉群工作时排放的高温烟气进行收集转换、储存，用于冬季温室作物加温。在探索温室能源高效利用方面，日本、荷兰、美国等发达国家大力发展新型节能LED代替普通光源技术，已研制出适合不同作物生长的单色LED及其组合光源，光能利用率达75%～90%，节能效果极为显著，已广泛应用于温室补光、育苗、组培、植物工厂以及太空农业等领域（Berkovich et al.，2017）。

环境友好型技术要求农业的发展与自然和谐一致。近年来，发达国家在探索温室能源高效利用、生态环境保护等方面开展了大量的研究工作。自2000年开始，欧盟国家所有温室无土栽培系统营养液必须采用闭路循环系统，通过对营养液的回收、消毒、补充等处理，实现环境废液零排放。以色列通过运用水肥一体化、循环用水、微滴灌精准施肥等技术措施，可实现设施园艺作物节水30%～40%、省肥35%～40%，同时农产品单产显著提升。在温室病虫害防治方面，采用生物、生态和物理防治相结合的综合防治措施，尽量减少化学药剂的使用。荷兰Koppert公司通过释放斑潜蝇天敌潜蝇姬小蜂、蚜虫天敌食蚜瘿蚊、粉虱天敌角蚜小蜂和丽蚜小蜂等，可有效控制温室害虫的发生，蔬菜商品化率达到80%～90%。为了提高温室番茄、甜椒等蔬菜作物的品质，发达国家一般禁止使用化学生长激素用于作物授粉，而是普遍采用熊蜂授粉方式，可使作物产量提高15%～20%，品质更优。以色列和日本广泛采用太阳能技术代替溴甲烷等化学药剂进行土壤消毒，翻耕土壤后铺一层塑料薄膜，经过夏季高温处理，可杀死地表30 cm土层中90%～100%的细菌、真菌以及线形蠕虫等，降低了化学农药的使用量。这些技术措施均有效地缓解了设施园艺生产过程对环境的污染和破坏。

2.4 无土栽培成为现代温室作物生产的主要形式

无土栽培改变了传统设施栽培方式，是现代温室和植物工厂农业生产的核心组成部分。自20世纪初，无土栽培技术在全世界设施园艺生产中得到快速发展。目前，全球有100多个国家和地区采用无土栽培技术进行温室作物生产，由于温室无土栽培环境可人为控制，所以其产品优质、安全、产量高。发达国家在温室作物生产过程中广泛采用无土栽培，并结合本国国情，选择适合自己的生产模式。美国是进行无土栽培商业化生产应用最早的国家，其无土栽培系统较多，如番茄、黄瓜等蔬菜主要采用基质袋式，花卉和果树选择基质容器，配备相应的滴灌设备进行无土栽培。近年来，美国重点研究太空作物无土栽培生产，已成功种植出番茄、生菜等。以色列广泛应用其丰富的砂、活火山岩石及蛭石作为基质，结合先进的水肥滴灌技术，进行出口花卉、蔬菜的无土栽培生产。日本无土栽培形式多样，栽培介质主要以砾培和水培（深液流）为主，前者约占1/3，后者约占2/3，在营养液配方研究方面居世界前列。荷兰是无土栽培技术最发达的国家，60%以上的温室用于花卉无土栽培，剩下40%用于蔬菜作物生产，番茄产量达75～90 kg·m-2，黄瓜最高产量可达120 kg·m-2。无土栽培之所以能够获得较高的产量和品质，关键在于栽培介质。荷兰、丹麦、法国、希腊、美国等国家广泛采用岩棉进行作物无土栽培。但由于废弃岩棉污染环境，且处理成本较高，近年来澳大利亚、加拿大、以色列、英国等国研制出替代岩棉的无土栽培生态型椰糠基质，形成与其相配套的设施蔬菜低碳栽培技术体系，并实现商品化、产业化生产，广泛应用于温室作物无土栽培。

2.5 引入物联网和大数据技术，实现生产过程智能化管理

基于计算机技术、传感技术和互联网技术的快速发展，物联网技术不断成熟，逐渐应用于现代设施园艺作物生产中。国外设施园艺发达国家以物联网技术为核心，集传感器技术、计算机网络和移动网络技术，设计了一套温室智能控制系统，实现了对温室内温度、光照、水分、营养和CO2浓度及设施装备的自动化控制。美国、英国和法国等国家基于物联网技术，整合机器与机器（M2M）和人机界面形成了低投入的传感器/执行器网络平台，研发了对温室内温度、空气湿度、土壤水分和营养状况、光照、温室气体等参数进行自动采集，自动控制温室的加热降温设施、灌溉系统和补光系统等温室环境控制系统，使温室内的环境因子满足植物生长的需要，实现农业生产过程中的精确控制（Ampatzidis et al.，2017）。基于传感器网络监控系统和物联网远程控制技术，西班牙研发了温室水培作物自动化生产系统。以色列通过传感器测定温室内的温度、湿度和CO2浓度等环境因子，利用计算机水肥分析系统进行分析，研发了现代化水肥一体化滴灌和喷灌系统，实现了灌溉系统的智能化控制，该系统减少了灌溉过程中水分的渗漏和蒸发，减少水肥的使用（Ray，2017；Wolfert et al.，2017）。基于大数据技术和云技术的发展，设施园艺发达国家利用传感器对温室内的环境因子自动化采集和校验，将数据传输至手机端APP，实现了远程、实时观看温室数据，实现了手机对温室的智能化调控。农业物联网和大数据技术应用于现代温室生产中，实现了设施园艺作物生产过程的自动化、智能化和可视化，降低了劳动成本、提高了资源利用率和农产品产量，有利于推进精准农业的发展，是未来农业的发展方向。

2.6 注重温室新材料、新装备及其配套技术的研发

随着温室结构和装备材料的不断更新，从简易塑料大棚逐渐发展为现代化温室和植物工厂。在温室覆盖材料方面，20世纪大多使用塑料薄膜和玻璃作为温室覆盖材料，现已研发了多元的聚碳酸酯、聚乳酸等生物可降解的改性材料、漫反射玻璃等新型覆盖材料，不仅提高了光能透射率而且改变了光谱特性，既减少了热量损失又降低了内部水滴的凝结，如荷兰漫反射玻璃温室种植番茄、黄瓜和玫瑰等作物比普通玻璃温室增产10%。荷兰瓦赫宁根大学研制出一种可应用于温室加热降温的太阳能集热器，集热器可将储存的多余太阳能转换成电能，从而进行冬季供暖与夏季降温，节省额外能源开支；意大利利用相变材料吸放热的特点，将相变材料应用于温室集热器中，优化了集热器系统；英国开发出一种双层塑料薄膜中填充泡沫的新型覆盖材料，模拟结果表明该材料保温性能优良，且降低了能耗需求。此外，发达国家不仅注重温室新材料的开发与应用，而且将先进的技术与设施园艺相结合，将自动化技术应用于园艺作物的播种、定植、施肥、灌溉、病虫害防治、收获以及农产品加工、贮藏、保鲜等全过程，实现了温室环境的自动化、智能化控制，满足了作物生长的需要，摆脱了外界不良环境对作物生产的影响，保证了作物周年生产和均衡上市，形成了温室制造、产品生产、运输销售等为一体的设施园艺产业体系。荷兰FlierSystems公司开发了种苗分级系统、TTA公司设计了盆栽花卉种苗移植机、Visser公司研制了物流化种苗输送系统等，解决了基质装盆、种苗移植、疏盆、分级、成品包装、运输对劳动力极大需求的问题。近年来，日本人工光源型植物工厂得到了快速发展，栽培技术和理念处于世界领先水平，研发了一套生菜播种、定植、移栽、施肥、灌溉、收获、分级包装为一体的自动化控制装备。美国、以色列、韩国、英国等发达国家研发了苗盘覆土消毒、育苗移栽、蔬菜嫁接、施肥、病虫害防治、采摘、分级包装等机器人装备，用于设施园艺生产。温室园艺机器人的使用，不仅降低了劳动力成本，提高了劳动生产效率，改善了劳动环境，而且保证了设施生产的一致性和均一性。

2.7 植物工厂精准化、智能化程度不断提升

植物工厂是由计算机对植物生长发育过程中的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境要素进行精确自动控制，不受或很少受自然条件制约的全新生产方式（Kozai & Niu，2016）。植物工厂因综合运用了无土栽培技术、生物技术、计算机技术和信息技术等手段，被认为是设施农业发展的最高级形式，具有土地利用率高、省时省力、机械化程度高和生产周期短等优点。近年来，植物工厂得到了快速发展，设施装备和环境控制系统不断完善，尤其是人工光源的植物工厂受到全球的广泛关注。LED具有单色光可组合、能耗低、产热少、寿命长及无污染等优点，逐渐应用于植物工厂中。更为重要的是，与高压钠灯相比，LED光源可以减少50%的能耗。在LED调控园艺植物生长发育和品质方面的深入研究，为植物工厂灯具的开发和环境调控提供了重要的理论依据。LED补光可提高草莓的光合速率，缩短开花时间，并增加花朵数量。不同的补光方式对作物的生长具有一定的影响。番茄第1穗花开花后，对下部叶片用LED光源进行夜间补光，不仅增加了产量，而且提高了可溶性糖和VC的含量；对水培生菜下部叶片向上补光减缓了下部叶片的衰老，提高了作物产量；此外，当红蓝光的照射时间均为14小时，红光比蓝光延迟4小时或7小时打开显著增加了生菜的叶面积和产量（Jishi et al.，2016；Tewolde et al.，2016）。美国利用CFD模型研发了一套植物工厂空气循环流动系统，极大地提高了不同高度、不同区域室内环境因子的均一性，有效降低了生菜顶部灼伤的概率（Zhang et al.，2016）。基于物联网技术的应用和普及，国外发达国家的植物工厂实现了作物自动化生产和环境因素的智能化控制，从播种、育苗、定植、灌溉、施肥、病虫害防治和采收全部实现了自动化控制。植物工厂内的温度、空气湿度、光照、CO2浓度和营养液等环境因子通过传感器进行感知，数据传输至计算机控制系统，通过控制系统进行分析后发出指令，实现对植物工厂各个系统的智能化控制。

2.8 重视温室专用品种的选育及其配套技术的研发

温室专用品种选育是保证温室作物优质高产的前提，发达国家非常重视温室栽培专用品种的选育，各国根据不同地区实际情况，有针对性地选育适合的设施专用品种。以色列在温室作物专用品种的研发方面具有强大的优势，采用大型塑料薄膜连栋温室，充分利用天然的光热资源和先进的滴灌技术，通过遗传改良和驯化，培育出适合温室生产的花卉和高档蔬菜品种。在品种选育过程中，除了传统的杂交育种，花药小孢子培养、组织培养、分子标记、QTL定位、转基因、原生质体杂交等分子育种技术得到大量的应用，在蔬菜、花卉等园艺作物上创制出一大批优良的设施专用新品种。近年来，高通量测序技术和生物信息学分析已经成为生命科学领域的研究方法，成本不断降低，逐渐应用到设施作物育种中。随着番茄、黄瓜、茄子、辣椒、甜瓜等基因组测序完成，分子育种技术将成为改变园艺作物产量、营养品质和外观品质的重要手段。研究发现LhMYB12-Lat基因控制亚洲百合萼片花青素点状积累，其表达量越高花青素积累越多。番茄Self-pruning（SP）基因控制着营养生长向生殖生长的转换，SP基因突变体植株矮小，生活周期缩短，将Micro-Tom（SP基因突变）与Moneymaker杂交，后代自交筛选到植株矮小、适合植物工厂栽培的番茄植株（Hiwasa-Tanase & Ezura，2016）。CRISPR/Cas9技术作为最新的基因编辑技术，具有操作简单、成本低廉和突变效率高等优点，已经成功应用于番茄和黄瓜等园艺作物的基因编辑，培育出优良的抗逆品种（Nekrasov et al.，2017；Ueta et al.，2017）。此外，设施园艺发达国家在培育优良设施作物专用品种的同时，也特别重视温室新品种配套技术的开发与应用，如美国开发出利用稻壳、秸秆、椰子壳等可再生资源制成的花卉栽培钵，既实现了农业废物的循环再利用，又提高了作物品质（Lee et al.，2015）。

3 国外设施园艺发展趋势分析

3.1 设施环境调控自动化与设施园艺作业机械化程度不断提升

随着社会经济水平的发展，劳动力成本越来越高，今后西方发达国家将会更加注重设施园艺栽培管理自动化装备的研发与应用，温室建造、育苗、定植、水肥管理、植保、产品采收、包装和运输等过程基本实现机械化控制，温室内温度、光照、湿度和CO2等环境因子实现实时监控管理，并与大数据相耦合，实现自动化调控。目前，发达国家设施园艺中机器人的投入程度越来越高。机器人移苗机可自动剔除坏苗，识别优质种苗，并准确移栽到预定位置；机器人可根据光反射和折射原理，准确检测植物需水量，控制水肥灌溉等。

3.2 单体温室日趋大型化，室内管理趋于数字化、智能化

大型温室具有室内环境变化相对稳定、土地利用率高、便于机械化作业以及规模化生产等突出优点，欧美发达国家温室建造普遍向大型化方向发展。温室栽培管理的核心技术之一就是能够对栽培环境进行智能化管理控制，创造出适于作物生长的最佳环境条件。日本、荷兰、法国等发达国家利用人工智能专家系统，通过总结、收集植物生长信息构建数学模型，研发出适合不同作物生长的温室专家控制系统技术，能够以光照、温度、湿度和CO2浓度作为调控因子，当某一环境因子发生改变时，其余因子自动做出修正或调整，进一步精细化调控设施内环境，创造作物最佳生长环境，实现温室的智能化管理与生产（Reddy，2016；Villalobls et al.，2016）。

3.3 设施园艺的生态社会功能更加突出，环境友好型和资源高效利用技术成为设施园艺栽培管理技术发展的主要方向

随着社会不断进步以及全球经济的快速发展，人们对生活水平及食品质量安全的需求也在不断提高，更大程度地追求绿色、无污染的健康食品。同时，设施园艺在都市农业、园艺理疗、休闲观光、田园综合体等方面将会得到快速发展。

发达国家将园艺产品种类、产品类型、先进的农艺、适当的管理措施、有吸引力的包装和低农药残留量集成一整套技术体系，建立高效的害虫综合防治（IPM）系统，以提高产品质量（P é rez-Hedo et al.，2017）。此外，荷兰、以色列等发达国家日益注重环境资源保护以及提高资源的利用率，投入大量的人力、物力研究温室的雨水收集，设计系列管道把温室天沟的雨水收集、传递到专门的蓄水池中。通过无土栽培中营养液的回收、消毒、过滤处理后再利用技术的实现，可使肥料用量减少34%、节水21%，提高水肥资源利用率，减少环境破坏以及资源浪费（da Silva et al.，2017）。LED作为园艺设施补光光源，替代传统的钠灯，不仅可以降低能耗，提高光能效率，降低碳排放以及降低运行成本，同时由于其发射光谱可调控，可利用特定的LED光系统促进植物生长，控制植株形态，改善芳香植株气味和色素等（Davis & Burns，2016）。基于能源紧张、CO2排放限制等原因，以及综合考虑能源利用效率、储热系统、操作方式、管网布置等问题，未来利用地热、生物质能、太阳能和发电厂余热等清洁能源替代矿物燃料生热是园艺设施热源供应研究的新方向。

3.4 设施园艺栽培品种不断升级优化、品种配置更加合理，市场服务体系日趋完善

愈发重视设施专用品种的选育，为设施园艺生产提供专用的耐低温、高温、弱光、高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗；同时，注重品种的更新，改善设施栽培的种类和品种结构。种苗公司作为品种选育的主体，在种质资源、育苗设备方面具有强大的优势，能够依据市场需求开发设施栽培所需专用品种，并对设施园艺产前、产中、产后提供技术支持和市场信息化服务。

3.5 无土栽培将广泛应用于设施园艺各个领域

无土栽培产品具有品质优、商品性好、安全、绿色等优点。当前大多数国家已普遍把无土栽培技术应用于现代化温室园艺作物生产，供应高档消费或农产品出口，取得了良好的经济效益和社会效益。随着未来人口数量的不断增长、可耕地面积的逐渐减少以及人类活动区域的不断拓展，无土栽培技术将普遍应用于观光农业、阳台园艺、植物工厂和太空农业等领域，而以基质培的无土栽培形式将在非耕地地区、解决连作障碍以及保护生态环境等方面具有广阔的应用前景。