靠谱报告 | 设施农业助力乡村振兴，崇明先进农业技术初探

我国是一个人均资源极度匮乏的国家，资源与人口的现实压力决定了我国农业的发展必须走资源节约型可持续发展之路。设施农业作为资源高效利用型产业，可实现在盐碱地、戈壁、等非可耕地上进行生产，发展设施农业产业，是应对农业资源短缺、保障我国食品安全的需要。

“全面推进乡村振兴，加快农业农村现代化”。乡村振兴始终是应当落在实处的，农业是农村的支柱产业，只有真正了解国内外先进农业技术才能更好地为乡村振兴与农业现代化献计献策。

乡村振兴的根本是产业振兴，发展农业产业才是解决振兴问题的关键

本文将结合本次崇明乡村游学的所见所闻与各企业图文资料整理，着重介绍先进农业技术——设施农业的相关知识。

设施农业：

设施农业，是在环境相对可控条件下，采用工程技术手段进行动植物高效生产的一种现代农业方式，是生物—环境—工程—信息技术结合的产物。设施农业涵盖设施园艺、设施养殖两大部分。其中，设施园艺主要包括联栋温室、日光温室、塑料大棚、遮阳棚。设施养殖主要包括水产养殖、畜牧养殖、食用菌生产。

温室通过调节小气候生态环境来维系作物生长与产出。小气候生态环境主要包括植物根上环境与根下环境。其中，根上环境主要包括室内温度、湿度、光照、CO₂浓度；植物根下环境主要指基质（土壤）温度、湿度、酸碱pH值、导电率EC（肥料浓度）。

温室计算机控制系统是创造适宜温室小气候生态环境不可缺少的重要手段。农户将控制策略（对应植物生长的环境要求）输入计算机，自控系统会利用传感器将各种室内外环境参数采集进来。由“加热”、“通风”、“帘幕”、“降温”、“补光”等模块控制，按预设的控制策略驱动各种调节设备（如天窗、风机、湿帘、驾驶设备、灌溉设备等），达到温室自动控制的目的。

01 【“湿帘—风机”降温系统】

温室“湿帘—风机”系统由风机及湿帘两部分组成，其中湿帘部分包括湿帘本体、供水系统及回水系统，湿帘的用水是循环利用的。

水均匀淋湿湿帘墙，在湿帘波纹状的表面形成薄水膜。风机将温室内的高温空气抽走形成负压，温室内外的气压差迫使室外干热空气穿过湿帘介质进入室内。水膜上的水会吸收空气中的热量进而蒸发成水蒸气，带走大量的潜热，使经过湿帘的空气温度降低。在风机的作用下，这些被降低温度的空气源源不断地进入温室，达到室内降温的目的。

02 【湿帘风冷机】

湿帘风冷机是将湿帘降温装置与风机组合在一起，缩小了的湿帘—风机降温系统。可用于小区域或局部的降温，有较好的效果。

03【喷雾降温系统】

1） 高压细雾系统：液力雾化，由贮水箱、高压水泵、过滤器、输水管路、喷嘴组成。

2） 低压射流雾化喷雾系统：气力雾化，不需要高压泵。压缩空气即可，水系统压力较小。

3） 加湿降温喷雾机：利用高速离心机和轴流风机的复合作用，将水变成水雾喷出来，再利用水雾蒸发，使周围环境温度下降湿度增加，蒸发效果优于高压细雾系统，夏季通常可降温5-6摄氏度。同时起到循环风机的作用。必要情况下，加湿降温喷雾机还可用于叶面施肥和喷洒农药。

04 【温室采暖系统】

1） 热水采暖系统：水的热惰性较大，温度场分布均匀、升温平稳、不易伤害作物，是温室中最常用的采暖系统。热水采暖系统散热器分圆翼型热镀锌散热器与光管散热器两种。其中光管散热器可布置在地下或根据作物需求作多层布置，也可埋入地下加热。布置在地面的光管散热器还可兼作采摘车的轨道。

2） 热风采暖系统：通过热交换器将加热空气直接送入温室而提高室温的加热方式。由于空气的热惰性小，加温时室温上升快，停止加温时室温也较快下降，室内加温易不均匀，加温效果不如热水采暖系统，适合于南方小面积单栋温室加温。

3） 电热采暖系统：通过电加热线将电能转变为热能来加温空气或土壤。升温快、温度分布均匀和稳定、操作灵便，但耗电量大、运行费用高，因而多用于育苗温室的基质加温和实验温室的加温。

4） 温室融雪系统：北方地区冬季屋面易有积雪，为减小温室主体结构压力，同时保证室内采光。一般温室需单独设计融雪系统，常采用光管散热器沿紧贴天沟的位置布置。

01 【幕帘系统】

1） 室内帘幕：室内帘幕指在温室内部安装的遮阳网或保温幕 

2） 室外帘幕：室外帘幕指在温室顶部安装的外遮阳网。从遮阳降温的角度来说，外遮阳的降温效果更好。

3） 遮阳材料：纱网、铝箔网、镀铝网

  纱网：

以单丝聚酯纤维或单丝聚乙烯醇缩醛纤维等材料纺织而成，根据孔的疏密及颜色形成不同的遮光率，一般用于室外。

  铝箔网：

材质主要为铝箔、聚酯膜、编制用的聚酯线。铝箔条用纯铝箔与聚酯膜复合而成，再将铝箔条按一定间隔编织成遮阳网。主要用于室内遮阳，也有少部分用在室外。

  镀铝网：

用在上下两层薄膜中间镀上一层铝而形成的镀铝条，按一定间隔编织成遮阳网。主要用于室内遮阳，也有少部分用在室外遮阳。

为保证温室内作物的有效光合时间，减小室外不利日照影响，温室内可采用补光系统。同时，多层栽培时下层作物比上层难以照射到阳光，使用人工补光灯可补偿下层的光照不足。

02 【人工补光系统】

1） 荧光灯：荧光灯是较理想的补光光源，光谱全。但缺乏远红光，易抑制长日照作物开花。

2） 高压钠灯（HPSL）：广泛应用于园艺补光灯，光合有效辐射范围内转换效率高（尤其在500-650nm黄橙红区），但缺乏蓝光与红光且仅25%电能转换为了光能，产生较大热量。

3） LED植物灯：纱网、铝箔网、镀铝网节能环保、寿命长、防护等级高。用户可以选择合适的波长和颜色比例，有效促进植物各阶段的生长。

01 【自然通风系统】

自然通风是一种比较经济的通风方式。在没有CO₂施肥系统的情况下，可以利用自然通风来达到补充室内CO₂的效果。

自然通风的空气交换速率取决于室外风速和开窗面积的大小，温室采用顶窗或顶窗加侧窗的通风效果要好于只用侧窗；利用热空气向上聚集的特性，在屋脊处开窗的通风效果最好。

02 【风机通风系统】

机械通风温室一般宜采用排气通风系统（负压通风系统）。通风系统气流与室外空气气流保持一致，排气通风的风机应安装在室外夏季主导向的下风向，进气口安装上风向。

排气系统的风机优先安装在温室山墙上，以使室内气流平行于屋脊方向保持通风断面固定，这样通风阻力小，室内气流分布均匀。对于超大型温室可设计成高低跨结构，间隔40m左右设置一个高跨，使热量向高跨的顶部聚集，再通过高跨上部两侧的风机进行强制排风。

03 【循环风机系统】

密闭温室内为使作物生长区空气的温度、湿度和CO₂浓度分布均匀，通常采用小型风机，使空气在水平面上形成循环流动，从而保证室内作物生长的一致性。循环风机在温室中高于作物的水平面上组成接力式布局。

温室内高温高湿或低温高湿，都容易引起病虫害的发生和蔓延，必须采取合理的灌溉措施加以调控，以利于蔬菜的稳产和高产。现代化温室中多采用水肥一体化循环灌溉系统，以精细配比的营养液带替净水灌溉，并对营养液进行消毒回收和重新配制再利用，实现肥料充分利用与低碳农业。

01 【微灌】

温室高效灌溉技术的主流，应用广泛。包括滴灌、微喷灌和渗灌等多种方式。其中，滴灌指将滴头与输送毛管制造成为一体的管状或带管状灌水器，以断续滴水形式供水，兼具配水和灌水的功能；微喷灌指以小范围喷洒形式供水；渗灌是指以微孔隙缓慢渗出形式供水。

02【潮汐灌】

又称涨落灌、床灌或槽灌。主要原理是将灌溉水迅速充灌到能够保持一定水深（1.25-5cm）的作物栽培槽或栽培床中，在达到需要的水深后及时排水，以便利用土壤毛细管的作用灌溉作物，同时将水灌入另一个栽培槽或栽培床进行轮灌。

03 【行走式灌溉机】

将微喷头安装在可移动喷灌机的喷灌管上，随喷灌机的行走进行微喷灌的一种温室灌溉系统。可针对不同的作物区调整水压、供水量、供水方式，满足各区作物对水分的不同需求。

04 【立体栽培灌溉】

为了充分利用温室空间，将作物的栽培床进行立体布置。立体栽培床中间为灌溉通道，营养液经管路输送到栽培柱上端的滴灌出口灌入，沿中部通道向下流动。同时，由上而下向各层栽培床的基质渗透灌溉作物，多余营养液从下端流出经回收再利用。

无土栽培：无土栽培是指不用天然土壤而用营养液灌溉来栽培作物的方法。因此，这种栽培方式不受土壤条件限制。同时，由于采用液态或人工配制固态基质，质地疏松，有利于作物根系的发育。

无土栽培可以根据作物不同生长时期对水分和营养的需求准确地供应水分与营养，营养液与基质也容易更新，方便病原菌消除，病虫害发生情况远低于土壤栽培，大大减少农药用量。

国内先进现代农业公司已引进国际一流的种苗工厂先进生产装备，实现播种、催芽、灌溉、补苗、移栽等育苗全过程的自动化。自动化播种设备确保去种皮后播种成活率，无菌化催芽设备精确控制环境温湿光照，发芽率可达95%以上。

自动化补苗移栽设备

熊蜂与蜜蜂同科，与蜜蜂相比个体大，对番茄、辣椒、茄子等深冠花朵的蔬菜授粉效果显著。熊蜂趋光性低，不会如蜜蜂一样飞撞玻璃，同时信息交流系统不发达，对发现新的蜜源不能像蜜蜂那样相互传递信息，因此避免了从通气口飞到温室外其他蜜源上。熊蜂授粉能够提高果实质量、省劳力和增产。实验表明，熊峰授粉可增产7-35%。

1） 植保机械：通过植保机械喷洒低毒化学防治药剂来防病虫害、除杂草。

2） 生物诱杀器：利用害虫的喜绿趋光、喜嫩趋色、群集趋、视感趋波等习性，将害虫诱捕杀死。常用黄、绿捕虫板和灯光诱杀器等。

3） 生物防治：利用昆虫信息素诱杀害虫，通常利用性诱捕（如小菜蛾性外激素防治害虫）、释放性激素干扰交配等方法来减少害虫。

4） 以螨治螨：将装有捕食螨的盒子粘贴或挂在农林作物上，捕食螨能将作物上的关键性害虫（红蜘蛛、铁壁虱、跗线螨、粉螨等）灭掉。成功率达85-95%，可减少农药年使用量40-60%，防治成本仅为化学防治的1/3。

温室蓄能型地下水源热泵技术：包括地下含水层储能（热水井和冷水井）、短期储能（储热罐和储冷罐）、末端系统（温室加热管道和空气处理机组）、温室水源热泵控制等新能源应用技术。系统可连续满负荷运行（高效率），根据产能和需能匹配自动调配能量向温室和储能罐输送的比例。COP可持续在4-5年左右。同时，可利用晚间22点-早上6点的低谷电价。与蓄能型地源热泵系统相比，冬季加热能源成本燃煤为1.25倍，燃气为2.93倍，燃油为5.08倍。

我国是设施农业世界第一大国，设施栽培面积占世界总量的88%。但我国95%以上的设施农业是日光温室与塑料大棚，尚有巨大发展空间。2010年科技部批准依托都市绿色工程优先公司与同济大学组建“国家设施农业工程技术研究中心”，至今已在温室节能与新能源、温室环境控制与数字化、育苗环境自动控制系统等领域取得了丰富成果。

以本次游学活动为契机，我们希望更多年轻人能够了解现代化的农业技术发展。我们能结合自身的专业知识与技能为全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化真真实实地奉献自己的一份力量！