淺談多學(xué)科交匯形成的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)

張 茵

（扶風(fēng)縣農(nóng)機(jī)管理服務(wù)中心，陜西寶雞 722299）

前言

基于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)千百年來累積的豐富勞動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，輔以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)點(diǎn)石成金的催化衍發(fā)，設(shè)施農(nóng)業(yè)的概念逐步成型并日漸清晰，從最初的局限應(yīng)用與分支技術(shù)自小到大迅速發(fā)展并終于能夠獨(dú)當(dāng)一面。

1 剝離傳統(tǒng)制約因素，激發(fā)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)活力

為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度加快、產(chǎn)量提高、品質(zhì)優(yōu)化的目標(biāo)，通過現(xiàn)代技術(shù)的裝備與人工手段的干預(yù)，配置有別于自然環(huán)境的合適條件，剝離傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)當(dāng)中無法規(guī)避的制約因素，更加便利于作物的種植、牲畜的養(yǎng)殖甚至農(nóng)產(chǎn)品的收儲等生產(chǎn)活動(dòng)。設(shè)施農(nóng)業(yè)構(gòu)建起有異于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式與技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)對常規(guī)生產(chǎn)程序當(dāng)中時(shí)空物候等方面諸多限制的突破，由“依靠自然，利用環(huán)境”到“改造自然，創(chuàng)造環(huán)境”，達(dá)成對生產(chǎn)層級的跨越。

基礎(chǔ)設(shè)施的配備，目標(biāo)品種的選育，輔以適宜的種植與養(yǎng)殖方式，現(xiàn)代技術(shù)條件下的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系得以建立。堅(jiān)定可持續(xù)發(fā)展路線的設(shè)施農(nóng)業(yè)在投資規(guī)模、產(chǎn)出效益、環(huán)境荷載等方面也具有天然的系統(tǒng)性優(yōu)勢。以單位產(chǎn)出的增長帶動(dòng)整體效益的提升，生產(chǎn)力的進(jìn)步有賴于生產(chǎn)方式的改善。精細(xì)化的運(yùn)營理念與集約化的管理方式，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)門類資源的最優(yōu)配置，激發(fā)出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)生動(dòng)力與系統(tǒng)活力。

2 “集約化”引領(lǐng)時(shí)代農(nóng)業(yè)風(fēng)潮，“標(biāo)準(zhǔn)化”制定國際產(chǎn)業(yè)秩序

科學(xué)技術(shù)發(fā)展步入新紀(jì)元，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也隨之邁進(jìn)現(xiàn)代化階段，新興技術(shù)手段亦如雨后春筍，諸如地膜覆蓋栽培、園藝作物溫室栽培、玻璃溫室、溫室無土栽培等皆以高度集約化的技術(shù)模式為顯著特征，設(shè)施農(nóng)業(yè)碩果累累，前景喜人。在新技術(shù)遍地開花的同時(shí)，通向更高層級的路徑也逐漸展開，引領(lǐng)新時(shí)期的設(shè)施農(nóng)業(yè)風(fēng)潮的工業(yè)模式的農(nóng)業(yè)嶄露頭角。全局性地考量設(shè)施配套與生產(chǎn)統(tǒng)籌，通過先進(jìn)的中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效掌握與精確把控，使得溫度調(diào)節(jié)、空氣流通、水肥供應(yīng)等一系列常規(guī)項(xiàng)目有序進(jìn)行。通過高端的技術(shù)手段落實(shí)基礎(chǔ)的生產(chǎn)操作，穩(wěn)扎穩(wěn)打，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更新了陳舊的農(nóng)耕觀念，更擺脫了小農(nóng)思維的束縛。一年四季、一天早晚，全時(shí)段、無差別的規(guī)模化生產(chǎn)將帶來更多的產(chǎn)出與更大的收益。

在國際設(shè)施農(nóng)業(yè)的先行者序列中，具有高度標(biāo)準(zhǔn)化屬性的設(shè)施配置備受青睞。更加便于程式化操作、規(guī)范化運(yùn)行的技術(shù)手段得以大展拳腳于種苗、栽培等諸多環(huán)節(jié)。高效植保、田園管理、機(jī)械收獲、倉儲加工乃至后續(xù)的一系列經(jīng)營活動(dòng)，為更廣闊的市場開拓與更深度的效益發(fā)掘筑牢根基。薄膜、陽光板、玻璃三種覆蓋材料，以特種塑料或多種無機(jī)礦物為原材料，輔以適當(dāng)添加元素，從而實(shí)現(xiàn)溫室大棚的多種應(yīng)用方向。強(qiáng)化自主研發(fā)并著力引進(jìn)新型農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)與設(shè)備，重點(diǎn)替換傳統(tǒng)手工操作步驟、合理補(bǔ)足當(dāng)前生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)，有效拉動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度、提升作業(yè)效率、優(yōu)化作業(yè)質(zhì)量，使得溫室大棚機(jī)械作業(yè)稟賦與能力匹配目標(biāo)環(huán)境生產(chǎn)要求。

3 嚴(yán)格守護(hù)耕地紅線，高效配置地面資源

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然稟賦日漸衰退，18億畝耕地紅線在城市化進(jìn)程與工業(yè)建設(shè)擴(kuò)張中岌岌可危，大田模式在日趨嚴(yán)峻的環(huán)境污染與極端氣候變化中漸顯頹勢，露地系統(tǒng)暮氣沉沉，難現(xiàn)昔日榮光?？沙掷m(xù)發(fā)展思路下的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)尚不能及，更深層次的增產(chǎn)潛力發(fā)掘便無從談起。當(dāng)構(gòu)筑起國民食品生產(chǎn)安全防線的基石——質(zhì)量與產(chǎn)量先后告急，設(shè)施園藝栽培的出現(xiàn)像是及時(shí)雨一般，不僅解決了食品供應(yīng)的燃眉之急，更為食品安全添加了層層保障，為國家進(jìn)一步的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整爭取到了寶貴時(shí)機(jī)。

除非作為規(guī)?；Z食生產(chǎn)的配套，否則一般意義上的設(shè)施農(nóng)業(yè)不得占用基本農(nóng)田?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中農(nóng)村的平整地帶一般都是集中連片的，往往會進(jìn)行統(tǒng)一的、規(guī)?；募Z食種植，作為基本農(nóng)田占據(jù)了農(nóng)村土地份額的絕大多數(shù)。那些偏遠(yuǎn)的、散落的、貧瘠的、荒雜的，不能劃入基本農(nóng)田的土地，成為了設(shè)施農(nóng)業(yè)極其有限的選擇。在政策允許的前提下，考慮環(huán)境保護(hù)因素，應(yīng)用建筑力學(xué)、建筑材料學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)學(xué)、建筑工程測量與設(shè)計(jì)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)設(shè)施施工等多種工程技術(shù)，在不利于大田生產(chǎn)的有限地面上構(gòu)筑更具適應(yīng)性的設(shè)施農(nóng)業(yè)。

4 博采多學(xué)科技術(shù)特長，構(gòu)筑交匯型產(chǎn)業(yè)生態(tài)

4.1 生物信息技術(shù)

掌握生物信息技術(shù)，形成預(yù)防為主，防治結(jié)合的綜合調(diào)控思想，切實(shí)壓制生物危害，實(shí)現(xiàn)生態(tài)安全；強(qiáng)化生物危害預(yù)警機(jī)制，擴(kuò)展普查覆蓋面并加大調(diào)查力度，保障生產(chǎn)穩(wěn)定；采取科學(xué)手段，切實(shí)執(zhí)行，兼顧經(jīng)濟(jì)合理，維持調(diào)控效力。

4.2 環(huán)境工程學(xué)

在充分理解農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育與各種環(huán)境因素作用關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)上，研究采用經(jīng)濟(jì)有效的環(huán)境調(diào)控工程技術(shù)并配套相關(guān)設(shè)備，創(chuàng)造出優(yōu)于自然狀態(tài)的，更加適合于農(nóng)業(yè)生物生長發(fā)育和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的環(huán)境條件?？諝狻兀瘢┒?、光照、土壤和水的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等諸多環(huán)境因素聯(lián)動(dòng)發(fā)生、共同作用，最終形成了設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境工程學(xué)的研究體系。

4.3 建筑工程學(xué)

作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的建筑材料需要在各種極限條件下廣泛地適用并長久地保持穩(wěn)定性能，易于批量采購與零散補(bǔ)貨，同時(shí)始終維持在低位價(jià)格水平。以上標(biāo)準(zhǔn)同樣可用于設(shè)施農(nóng)業(yè)設(shè)施的覆蓋材料，主打通透、強(qiáng)韌的透明覆材，多在耐候與防霧方面求得改進(jìn)；保溫覆材則是在常規(guī)透明覆材的基礎(chǔ)上，再額外添加一層保溫材料，以實(shí)現(xiàn)在季節(jié)變換與晝夜交替過程中溫度的平和過渡。

4.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

規(guī)?；臏厥掖笈锓N植而言，單靠人工管理需要大量人手，耗力費(fèi)時(shí)，并且存在難以避免的人工誤差。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采集溫室內(nèi)的空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度、二氧化碳、光照強(qiáng)度等實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，傳輸?shù)娇刂浦行?，由中心平臺系統(tǒng)將最新監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定適合農(nóng)作物生長的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行比較，如發(fā)現(xiàn)傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)值有了偏差，計(jì)算機(jī)會自動(dòng)發(fā)出指令，智能啟動(dòng)與系統(tǒng)相連接的通風(fēng)機(jī)、遮陽、加濕、澆灌等設(shè)備進(jìn)行工作，直到大棚內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，相關(guān)設(shè)備才會停止工作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、管理智能化，通過中央計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對溫室大棚種植管理智能化調(diào)溫、精細(xì)化施肥，可達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、節(jié)省人力、降低人工誤差、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的高效和精準(zhǔn)化管理。

4.5 植物工廠

順應(yīng)當(dāng)前階段農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀性規(guī)律并適應(yīng)其系統(tǒng)性要求，投資智能化溫室的建設(shè)運(yùn)行已然成為破解自然資源緊缺現(xiàn)狀、掙脫初級農(nóng)業(yè)市場低迷困境的不二法門。以全封閉運(yùn)轉(zhuǎn)、周年性產(chǎn)出、自動(dòng)化控制為特征的類工廠型生產(chǎn)體系，包括但不限于苗木、花卉、藥材、食用菌以及各種果蔬的植物工廠。科技密集型、基本甚至完全擺脫外界環(huán)境與自然條件束縛，綜合多門類學(xué)科，實(shí)現(xiàn)前沿科技與末端生產(chǎn)的貫通融合。

植物工廠既是科研工作的種床苗圃，也是日常生活的菜籃子、果園子，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)更為現(xiàn)代都市人群開辟了一道通往自然、連結(jié)生態(tài)、關(guān)聯(lián)科學(xué)的珍貴路徑。高端的生產(chǎn)方式，釋放了勞動(dòng)力更變革了勞動(dòng)關(guān)系，資源的獲取由外向型逐漸往內(nèi)向型轉(zhuǎn)變。不再單純地索取，便不再因?yàn)橐锌慷狈剐?；調(diào)動(dòng)內(nèi)部能動(dòng)性地創(chuàng)造，于是對社會有更深刻地認(rèn)知。

處于設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)前沿的人工光植物工廠，以當(dāng)仁不讓之姿引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展潮流，并對未來趨向走勢做出明確預(yù)測與有效示范。在可預(yù)見的未來，植物工廠在經(jīng)過初期漫長的積累階段之后將迎來產(chǎn)業(yè)井噴式的發(fā)展，將取得超越以往任何時(shí)期的長足進(jìn)步。