提高資源利用促進(jìn)設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展

【摘要】我國設(shè)施蔬菜發(fā)展迅速，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志，通過分析設(shè)施蔬菜發(fā)展存在的資源利用率低、食品安全等問題，提出了設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策建議。

我國為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)大國，2014年，全國設(shè)施蔬菜386萬hm2，產(chǎn)量2.63億t，產(chǎn)值1.02萬億元，占鄉(xiāng)村居民人均純收入的10%左右。設(shè)施蔬菜約用20%菜地，約占蔬菜總產(chǎn)量的40%和蔬菜總產(chǎn)值的60%左右[1]。實(shí)踐證明，設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)在我國一些區(qū)域已成為農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，也成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志。要促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜安全、高效的可持續(xù)發(fā)展，面臨我國資源短缺和資源利用率低的雙重壓力，我國設(shè)施蔬菜在資源的高效利用等方面仍存在一些迫切需要解決的問題。

提高設(shè)施蔬菜土地利用水平，

開發(fā)利用非耕地

我國耕地資源嚴(yán)重短缺，人均0.09 hm2，是世界人均耕地的三分之一左右，今后再通過大幅度增加蔬菜面積來保障市場供應(yīng)的途徑嚴(yán)重受限，必須依靠科技進(jìn)步大幅度提高土地利用率和單位面積產(chǎn)出率來保障市場周年供應(yīng)。但目前我國日光溫室普遍以厚土墻為主，土地利用率僅40%左右，且絕大部分采光保溫設(shè)計(jì)建造不科學(xué)，抗風(fēng)雪災(zāi)害的能力差，用作冬春生產(chǎn)設(shè)施安全隱患很大，導(dǎo)致冷害、凍害時(shí)有發(fā)生[2]。所以首先必須進(jìn)行日光溫室的優(yōu)化升級(jí)，大幅度提高其土地利用率。要開發(fā)高節(jié)能日光溫室，保持采光性、保溫性優(yōu)于目前日光溫室的前提下，進(jìn)行大跨度日光溫室的自動(dòng)化全季節(jié)安全利用研究，提高空間利用率和抗災(zāi)能力，適應(yīng)機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)。近年來，我國已在日光溫室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上取得突破性進(jìn)展，如各種薄后墻或無后墻日光溫室大大地提高了土地的利用，研究開發(fā)出可變前屋面傾角的日光溫室等明顯改善了采光與保溫[3]，但還需進(jìn)一步完善和加強(qiáng)大面積推廣應(yīng)用力度。其次要研究開發(fā)非耕地的利用，非耕地是指沙漠、戈壁灘、鹽堿地、旱砂地、荒山坡地、沿海灘涂等不適于耕作的土地，我國沙漠荒地已占到陸地面積的七分之一。設(shè)施蔬菜在非耕地的開發(fā)有廣闊前景，要研究適于非耕地地區(qū)栽培的設(shè)施園藝作物品種，適于蔬菜生產(chǎn)的低成本基質(zhì)及配套栽培技術(shù)。西班牙東南部阿爾梅里亞省埃爾埃希多地區(qū)在數(shù)萬公頃的山坡和一望無際的地中海灘涂中建造一片片塑料溫室，2013年該地區(qū)設(shè)施蔬菜面積達(dá)29000 hm2，成為“歐洲蔬菜之都”，其非耕地利用經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。鑒于無土栽培有利于標(biāo)準(zhǔn)化管理及在非耕地上利用的優(yōu)勢(shì)，無土栽培今后將在我國有較大規(guī)模發(fā)展。另外，提高單位面積蔬菜產(chǎn)出率也是提高土地利用水平的重要措施，我國目前設(shè)施中約95%進(jìn)行蔬菜（包括西甜瓜）生產(chǎn)，但我國溫室蔬菜平均每年每667m2產(chǎn)量不足20 kg/m2，設(shè)施蔬菜的單位面積產(chǎn)量與國外相比還有較大的差距。如何提高土地資源利用，大幅度提高設(shè)施蔬菜單位面積產(chǎn)量、質(zhì)量、效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率將是設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)長期任務(wù)。

研究設(shè)施蔬菜節(jié)能技術(shù)，

提高能源利用率

據(jù)報(bào)道，中國能源效率為30%左右，比國際先進(jìn)水平低約10個(gè)百分點(diǎn)。據(jù)有關(guān)報(bào)道，荷蘭大型溫室番茄在64 kg/m2產(chǎn)量水平時(shí)（室內(nèi)溫度控制在18～22℃），每667m2折合用標(biāo)準(zhǔn)煤34.7 t，生產(chǎn)1 kg番茄消耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.815 kg。上海東海大型溫室番茄在22.5 kg/m2產(chǎn)量水平時(shí)（室內(nèi)溫度控制在15～22℃），每667m2用標(biāo)準(zhǔn)煤36.4 t，生產(chǎn)1 kg番茄消耗標(biāo)準(zhǔn)煤2.4 kg。上海與荷蘭氣候相似，上海年平均氣溫為16℃左右，荷蘭為10℃左右。上海與荷蘭一月平均最低氣溫差異不大，均在0.5℃左右，上海全年日照時(shí)數(shù)1825～2080 h，而荷蘭全年日照時(shí)數(shù)僅1484 h，對(duì)比分析結(jié)果可以看出，上海溫室的單位能量蔬菜產(chǎn)出率僅為荷蘭的1/3。我國北方如北緯40°左右的溫室每667m2冬季用標(biāo)準(zhǔn)煤平均在70 t左右，而番茄產(chǎn)量水平一般均小于25 kg/m2，北方大型溫室的單位能量產(chǎn)出率更低，與先進(jìn)國家差距較大。所以要大幅度提高單位能量產(chǎn)出率和單位面積產(chǎn)量，才能保障溫室蔬菜高效可持續(xù)發(fā)展。大型現(xiàn)代化溫室比日光溫室在全光性、土地利用率和適用于機(jī)械化操作等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，但目前主要問題是能源消耗較高，影響效益，我國大型溫室能源消耗占當(dāng)年生產(chǎn)成本的50%左右，而荷蘭能源成本占當(dāng)年總成本的25%左右。如果通過技術(shù)創(chuàng)新把溫室能源成本降到30%以下，同時(shí)把單位面積產(chǎn)量如番茄、黃瓜提高到35 kg/m2以上，則大型現(xiàn)代化溫室在我國有望大面積發(fā)展。

設(shè)施蔬菜節(jié)能與能源的高效利用應(yīng)采取的措施是，一要根據(jù)區(qū)域的光熱資源、地理位置、氣候條件等進(jìn)行設(shè)施優(yōu)勢(shì)區(qū)域科學(xué)規(guī)劃布局，在最適宜地區(qū)發(fā)展相應(yīng)的節(jié)能設(shè)施類型；二是加強(qiáng)設(shè)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化，開發(fā)新型覆蓋材料，增強(qiáng)覆蓋材料的透光率和保溫性。三是開發(fā)新能源及利用技術(shù)，研究熱能的多用途利用和余熱回收，研究開發(fā)蓄熱保溫技術(shù)，如水循環(huán)蓄熱和空氣循環(huán)蓄熱技術(shù)，研發(fā)新型蓄熱隔熱材料；四是提高單位能量的作物產(chǎn)出率。

節(jié)約水資源，提高水肥利用率

我國是水資源缺乏的國家，人均淡水資源2300 m3，相當(dāng)于世界平均水平的28%，且利用率低。我國農(nóng)業(yè)單位面積水資源的利用率僅為以色列的1/5左右，要研究開發(fā)設(shè)施蔬菜節(jié)水保水和集雨技術(shù)及配套設(shè)施。荷蘭進(jìn)行雨水的收集利用值得學(xué)習(xí)，荷蘭每公頃溫室配備1500 m3儲(chǔ)水罐/池，解決了溫室作物75%的用水。同時(shí)荷蘭大力推廣封閉式無土栽培，節(jié)水省肥，以黃瓜為例，較土壤栽培可節(jié)水21%，節(jié)肥34%[4]。荷蘭生產(chǎn)1 kg鮮重番茄產(chǎn)品的用水量為15～22 L，而我國為30 L以上。我國肥料如氮素利用率為30%～35%，比先進(jìn)國家低10～20個(gè)百分點(diǎn)，不僅造成資源浪費(fèi)，還會(huì)引起面源污染。必須大力加強(qiáng)節(jié)水節(jié)肥的肥水一體化技術(shù)研究與推廣，提高水肥利用率。

進(jìn)一步開展節(jié)肥減藥，

提高產(chǎn)品安全質(zhì)量

由于設(shè)施結(jié)構(gòu)欠合理，加上環(huán)境調(diào)控能力差，造成設(shè)施蔬菜病蟲害大量發(fā)生，致使農(nóng)藥使用過量，給產(chǎn)品造成污染。有些溫室蔬菜生產(chǎn)為了單純追求產(chǎn)量，盲目過量施用化肥，重茬連作，加上土壤管理措施不當(dāng)，隨著設(shè)施作物栽培年限的增加，常引起土壤微生物種群的改變、土壤結(jié)構(gòu)的破壞和次生鹽漬化以及養(yǎng)分障礙的發(fā)生，造成土壤質(zhì)量退化，全國設(shè)施菜田土壤次生鹽化比例已達(dá)43%左右。連作障礙已成為影響我國設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤資源持續(xù)高效利用的瓶頸。

據(jù)估計(jì)，我國常年發(fā)生的重要設(shè)施園藝作物病蟲害多達(dá)百種以上，而造成嚴(yán)重危害的約50余種，產(chǎn)量損失超過25%，加上防治設(shè)施園藝作物病害藥劑不合理施用，嚴(yán)重污染園藝產(chǎn)品和生態(tài)環(huán)境。在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家，利用生物防治技術(shù)、生態(tài)調(diào)控技術(shù)防治設(shè)施蔬菜病蟲害越來越普遍。荷蘭設(shè)施蔬菜生物防治率已達(dá)90%以上，我國這樣一個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)大國，根據(jù)目前我國蔬菜生長的復(fù)雜自然環(huán)境以及目前我國的科技水平，防治蔬菜病蟲害仍然要使用化學(xué)農(nóng)藥。但目前我國農(nóng)藥有效利用率不足30%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平。

在施用農(nóng)藥時(shí)要正確區(qū)分可以合理使用的農(nóng)藥和不可以使用的違禁農(nóng)藥，還要有安全間隔期，以避免農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)殘超標(biāo)。同時(shí)要加強(qiáng)農(nóng)藥使用技術(shù)的研究，就是要用最少量的農(nóng)藥達(dá)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結(jié)合進(jìn)行綜合防控。要加強(qiáng)化肥減量提效、農(nóng)藥減量控害的研究與推廣，加強(qiáng)研究設(shè)施條件下病蟲害發(fā)生的規(guī)律和控制技術(shù)，開發(fā)設(shè)施病蟲害的生態(tài)調(diào)控與物理化學(xué)控制技術(shù)，研究溫室土壤日光消毒技術(shù)和增強(qiáng)園藝作物抗性技術(shù)、綜合治理技術(shù)。要研究開發(fā)秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物無害化快速腐熟技術(shù)，栽培系統(tǒng)的溫光調(diào)控、施肥、灌溉等量化管理及病蟲害全過程控制的無害化技術(shù)。到2020年，初步建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型病蟲害可持續(xù)治理技術(shù)體系，力爭實(shí)現(xiàn)設(shè)施蔬菜化肥、農(nóng)藥使用量的零增長。

發(fā)展設(shè)施蔬菜輕簡生產(chǎn)，

提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

設(shè)施蔬菜輕簡栽培是通過機(jī)械化、自動(dòng)化等設(shè)備與技術(shù)，簡化蔬菜種植作業(yè)程序，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和節(jié)本增效。

隨著設(shè)施蔬菜向規(guī)?；F(xiàn)代化的深入發(fā)展，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)勞動(dòng)力數(shù)量的不足和老齡化，已經(jīng)成為制約設(shè)施蔬菜生產(chǎn)發(fā)展的主要因素。據(jù)調(diào)查，我國從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力數(shù)量占全社會(huì)從業(yè)人員的比重，由1978年的70%下降到目前的35%左右。目前面臨的問題是，有知識(shí)文化的青壯年勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移，老人、婦女成為農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力主體?！罢l來種菜”的擔(dān)憂已成為現(xiàn)實(shí)，特別是進(jìn)行現(xiàn)代化蔬菜生產(chǎn)的勞力更為缺乏。因此，要利用機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化等設(shè)備與技術(shù)[5]，簡化蔬菜種植作業(yè)程序，節(jié)約勞動(dòng)力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和節(jié)本增效。目前全國設(shè)施蔬菜平均機(jī)械化水平30%左右，要加強(qiáng)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的融合，加強(qiáng)設(shè)施蔬菜自動(dòng)化、信息化輕簡生產(chǎn)裝備與配套技術(shù)的研究與推廣。加速國產(chǎn)準(zhǔn)確實(shí)用的傳感器研發(fā)，加快電子傳感、遙感技術(shù)、智能化儀器設(shè)備等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用研究和推廣速度，提高工程技術(shù)和信息技術(shù)在設(shè)施蔬菜中的集成應(yīng)用水平，推動(dòng)設(shè)施蔬菜向物聯(lián)網(wǎng)等更高層次的現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。

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作者簡介：張志斌（1949-），男，研究員，研究方向：設(shè)施蔬菜。