第二章-农业生物环境工程与设施农业--农业工程概论-教学ppt课件.ppt

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1、第二章第二章 农业生物环境工程与设施农业农业生物环境工程与设施农业Agro-biologicalEnvironmentEngineeringandFacility-agriculturep农业建筑与农业生物环境工程农业建筑与农业生物环境工程p温室与环境工程温室与环境工程p果蔬贮藏保鲜建筑与环境工程果蔬贮藏保鲜建筑与环境工程 p禽养殖建筑与环境工程禽养殖建筑与环境工程p农村能源工程农村能源工程 生物环境工程与设施农业1GeneralityofAgriculturalEngineering 本本章章重重点点：设设施施农农业业的的基基本本概概念念；农农业业建建筑筑与与农农业业生生物物环环境境的的关关

2、系系；植植物物生生物物环环境境工工程程与与设设施施园园艺艺；设设施施环环境境因因素素与与控控制制技技术术与与设设备备；果果蔬蔬储储存存保保鲜鲜方方法法与与设设施；动物生物环境工程与设施养殖；农村能源技术。施；动物生物环境工程与设施养殖；农村能源技术。本章难点：本章难点：农业工程技术对农业生物的影响；农业设农业工程技术对农业生物的影响；农业设施内人工小气候的主要因素与调节方法；设施农业设施内人工小气候的主要因素与调节方法；设施农业设施与装备；农村能源系统的开发与利用。施与装备；农村能源系统的开发与利用。生物环境工程与设施农业2GeneralityofAgriculturalEngineering

3、2 21 1 农业建筑与农业生物环境工程农业建筑与农业生物环境工程AgriculturalStructureandAgro-biologicalEnvironmentalEngineering 1.1.定义定义 设施农业是外来语词汇，就是利用农业设施农业是外来语词汇，就是利用农业工程手段，通过现代设施实现的部分人工控制工程手段，通过现代设施实现的部分人工控制环境的种植业和养殖业。环境的种植业和养殖业。一、设施农业一、设施农业（facility-agriculture）概述概述（一）设施农业的基本概念（一）设施农业的基本概念设施农业有设施农业有设施园艺设施园艺与与设施养殖设施养殖二大部分。二大部

4、分。生物环境工程与设施农业3GeneralityofAgriculturalEngineering 设施农业是通过采用现代农业工程技术，改变自然设施农业是通过采用现代农业工程技术，改变自然环境，为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、环境，为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件，而在一定程度上摆脱对湿度、光照、水肥等环境条件，而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业，具有高投入、高自然环境的依赖进行有效生产的农业，具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益的特点，是最有活技术含量、高品质、高产量、高效益的特点，是最有活力的农业新产业。力的农业

5、新产业。详细地说也就是：详细地说也就是：生物环境工程与设施农业4GeneralityofAgriculturalEngineering2.2.设施农业内涵设施农业内涵 设设施施农农业业是是综综合合集集成成农农业业生生物物技技术术、农农业业机机械械与与建建筑筑工工程程技技术术、环环境境控控制制技技术术、信信息息技技术术和和管管理理技技术术等等多多领领域域科科学学技技术术进进行行集集约约化化的的种种植植业业和和养养殖殖业业生生产产的的新新型型农农业业生生产产方方式式，是是现现代代农农业业的的重重要要组组成成部部分分，是是农业先进生产力的典型代表。农业先进生产力的典型代表。生物环境工程与设施农业5G

6、eneralityofAgriculturalEngineering农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：一是创造出一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术适合环境条件的作物品种及其栽培技术；二是创造二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。出使作物本身特性得以充分发挥的环境。设施农业，就是实现后一目标的有效途径。设施农业，就是实现后一目标的有效途径。3.3.农业生物环境工程的概念农业生物环境工程的概念1 1）农业生产技术的改进方式）农业生产技术的改进方式生物环境工程与设施农业6GeneralityofAgriculturalEngine

7、eringp环境环境 是指围绕着生物体周围的所有事物，而农业生物是指围绕着生物体周围的所有事物，而农业生物环境工程科学所关注的主要是那些对农业生物的生长发环境工程科学所关注的主要是那些对农业生物的生长发育和产品转化具有直接作用的环境因素，一般可分为物育和产品转化具有直接作用的环境因素，一般可分为物理环境、化学环境和生物环境等方面。理环境、化学环境和生物环境等方面。p物理环境物理环境 包括生物周围的温度、光照和热辐射、空气包括生物周围的温度、光照和热辐射、空气和水的运动状态等，其中由空气温度、湿度、热辐射、和水的运动状态等，其中由空气温度、湿度、热辐射、空气与水的流动等因素所构成的环境称为热环境

8、。空气与水的流动等因素所构成的环境称为热环境。2 2）农业生物环境工程的概念）农业生物环境工程的概念生物环境工程与设施农业7GeneralityofAgriculturalEngineeringp化学环境化学环境 主要是指生物周围空气、土壤和水中的化学物质主要是指生物周围空气、土壤和水中的化学物质成分组成，主要包括农业生物正常生长发育所必需的成分组成，主要包括农业生物正常生长发育所必需的O O2 2(对对于动、植物于动、植物)和和C0C02 2(对于植物对于植物)等成分，以及对农业生物生等成分，以及对农业生物生长发育有害的长发育有害的COCO、H H2 2S S、SO2SO2、NHNH3 3等

9、成分，以及土壤或水中等成分，以及土壤或水中的各种化学物质组成的情况。的各种化学物质组成的情况。p生物环境生物环境 是指生物个体以外的其他所有生物，包括空气、是指生物个体以外的其他所有生物，包括空气、土壤、水中的微生物、生物体内及体外的寄生物，以及周土壤、水中的微生物、生物体内及体外的寄生物，以及周围的其他同类群体等，其中由同类生物之间的关系构成所围的其他同类群体等，其中由同类生物之间的关系构成所谓的群体环境，或称之生物的社会环境。谓的群体环境，或称之生物的社会环境。生物环境工程与设施农业8GeneralityofAgriculturalEngineeringl各类农业建筑。其作用是利用具有一定

10、保温隔热效果、限制水、气自由移动的围护结构，为农业动、植物生长发育提供一个与外界自然环境相对隔离的空间，以有效减弱外界不利环境条件对动、植物的直接作用。l能够对环境因子进行调控的各种设备。如采暖设备、通风与降温设备、光照设备、温室中的CO2和果蔬贮藏库中的气体成分调节设备、水产养殖中的增氧机等。l环境自动监测与控制系统。为了对农业建筑与环境调控设备进行有效管理和运行，必须在外界条件不断变化的情况下，根据动、植物在不同生育阶段、不同时间对环境条件的要求，利用环境自动监控系统对设施内环境进行实时监测，通过控制各种环境设备的运行进行及时调控。3 3）农业工程主要用于设施园艺方面的技术）农业工程主要用

11、于设施园艺方面的技术生物环境工程与设施农业9GeneralityofAgriculturalEngineeringSkyOuterairCoverInnerairPlantsSoilLcoverLsoilLplantLinairLskyQs+qHcover-outairLEcover-inairHcover-inairHpalnt-inairLEpalnt-inairLEsoil-inairHsoil-inairHventEventHfanEfanEnGsoilCventCfanRadiationLatent heatSoil heat fluxSensible heatHeatingCool

12、ing围护结构围护结构环境控制环境控制n n作作物物设设施施（保保护护地地）栽栽培技术培技术 n n地膜覆盖栽培地膜覆盖栽培 n n园艺作物的温室栽培园艺作物的温室栽培 n n温室无土栽培技术温室无土栽培技术 n n植物工厂植物工厂 n n畜畜禽禽环环境境工工程程和和设设施施技术技术 n n工厂化养畜禽技术工厂化养畜禽技术 n n塑塑料料暖暖棚棚养养畜畜禽禽技技术术 n n草草地地围围栏栏及及供供水水系系统统 n n其它畜牧业的设施其它畜牧业的设施 4 4设施农业的内容与技术体系设施农业的内容与技术体系 农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术

13、、信息技术和管理技术的集成。境控制技术、信息技术和管理技术的集成。生物环境工程与设施农业11GeneralityofAgriculturalEngineering5.5.设施农业的特点设施农业的特点 设施农业又被称为可控农业。近设施农业又被称为可控农业。近1010多年来，随着农多年来，随着农业环境工程技术的突破，设施农业已由早期的地膜覆盖业环境工程技术的突破，设施农业已由早期的地膜覆盖栽培、园艺作物温室栽培和无土栽培向由高新科技成果栽培、园艺作物温室栽培和无土栽培向由高新科技成果支持的工厂化种植和工厂化农业车间生产迅速发展，使支持的工厂化种植和工厂化农业车间生产迅速发展，使作物的生长速度加快、

14、生长周期缩短、产量增加、质量作物的生长速度加快、生长周期缩短、产量增加、质量提高，其效率和效益比传统农业要提高几倍甚至几十倍。提高，其效率和效益比传统农业要提高几倍甚至几十倍。由于先进的设施农业是现代生物技术和工程技术的集成，由于先进的设施农业是现代生物技术和工程技术的集成，科技含量高，已成为当今世界各国大力发展的高新技术科技含量高，已成为当今世界各国大力发展的高新技术产业。产业。生物环境工程与设施农业12GeneralityofAgriculturalEngineeringl环境相对可控，适宜进行反季节、周年生产；环境相对可控，适宜进行反季节、周年生产；l单位土地产出率高，产量一般为露地生产

15、的单位土地产出率高，产量一般为露地生产的5-105-10倍，甚至倍，甚至数十倍（植物工厂）；数十倍（植物工厂）；l技术与劳动密集型产业（人均管理面积我国为技术与劳动密集型产业（人均管理面积我国为1000m21000m2左右，左右，发达国家为发达国家为4000-5000m24000-5000m2）；）；l现代技术高度集成（设施工程、生物技术、微电子技术、现代技术高度集成（设施工程、生物技术、微电子技术、环境控制技术等综合应用）的产业；环境控制技术等综合应用）的产业；l高投入、高技术、高产出高投入、高技术、高产出 投入：投入：连栋温室连栋温室300-700300-700元元/m2m2，日光温室日光

16、温室20-10020-100元元/m2m2，拱棚拱棚10-5010-50元元/m2m2。产出产出：黄瓜、西红柿：黄瓜、西红柿20-6020-60kg/m2kg/m2生物环境工程与设施农业13GeneralityofAgriculturalEngineering（二）设施农业的地位与作用（二）设施农业的地位与作用1.1.发展设施农业是保障农产品供应、提高人民生活水发展设施农业是保障农产品供应、提高人民生活水平的需要平的需要2.2.我国通过设施生产蔬菜，只用我国通过设施生产蔬菜，只用20%20%的菜田面积，的菜田面积，提供了提供了40%40%的蔬菜产量和的蔬菜产量和60%60%的蔬菜产值。设施养殖

17、业的蔬菜产值。设施养殖业为农民就业和增收发挥了重要作用，我国畜牧业占农为农民就业和增收发挥了重要作用，我国畜牧业占农业总产值的比重仅为业总产值的比重仅为33.6%33.6%，发达国家大都在，发达国家大都在50%50%以上，以上，高的达高的达80%80%。生物环境工程与设施农业14GeneralityofAgriculturalEngineering2.2.发展设施农业是调整农业产业结构、增加农民收入的需要发展设施农业是调整农业产业结构、增加农民收入的需要 设施园艺产业可以比露地园艺产业的产值提高设施园艺产业可以比露地园艺产业的产值提高1010倍倍以上，比大田作物产值提高以上，比大田作物产值提高

18、2525倍以上。因此，设施园艺倍以上。因此，设施园艺生产经营者可在较小的土地上生产高效益产品，使人均生产经营者可在较小的土地上生产高效益产品，使人均占有耕地面积较少的我国农民得以获得较高收益，为我占有耕地面积较少的我国农民得以获得较高收益，为我国农业产业结构调整提供了重要途径；设施养殖可以有国农业产业结构调整提供了重要途径；设施养殖可以有效实现粮食就地转化，农产品二次增值，已成为调整农效实现粮食就地转化，农产品二次增值，已成为调整农村产业结构，稳定和发展农村经济，增加农民收入的重村产业结构，稳定和发展农村经济，增加农民收入的重要措施。要措施。生物环境工程与设施农业15GeneralityofA

19、griculturalEngineering3.3.发展设施农业是实现资源高效利用、保障食品安全的需要发展设施农业是实现资源高效利用、保障食品安全的需要 农业资源短缺和生产环境恶化已经成为制约我国农业资源短缺和生产环境恶化已经成为制约我国农业发展的瓶颈，发展设施园艺业可以实现各种自然农业发展的瓶颈，发展设施园艺业可以实现各种自然资源的充分高效利用，显著提高水土光热资源利用率、资源的充分高效利用，显著提高水土光热资源利用率、有效提高提高农产品竞争力和综合生产效益。有效提高提高农产品竞争力和综合生产效益。p 我国我国700700多万亩日光温室每年可节约煤炭多万亩日光温室每年可节约煤炭3.53.5亿

20、吨，节亿吨，节约资金约资金1 1千亿元以上，同时也减少了温室加温造成的环境千亿元以上，同时也减少了温室加温造成的环境污染；污染；p以设施养殖为主的健康养殖方式能够满足环境保护和防以设施养殖为主的健康养殖方式能够满足环境保护和防疫要求的不断提高，为我国畜禽产品安全提供重要保障。疫要求的不断提高，为我国畜禽产品安全提供重要保障。生物环境工程与设施农业16GeneralityofAgriculturalEngineering4.4.发展设施农业是发挥我国农业比较优势，参与国际竞发展设施农业是发挥我国农业比较优势，参与国际竞争的需要争的需要 我国具有劳动力的数量优势，且劳动力成本较低，我国具有劳动力的

21、数量优势，且劳动力成本较低，因此劳动力需求较多的园艺产品和畜禽产品是我国在国因此劳动力需求较多的园艺产品和畜禽产品是我国在国际市场最有可能形成竞争力的农产品，大力发展设施农际市场最有可能形成竞争力的农产品，大力发展设施农业是我国加入业是我国加入WTOWTO以后参与农产品国际竞争最有效的途以后参与农产品国际竞争最有效的途径之一。径之一。5.5.大力发展设施农业，对于保障城乡人民生活、促进农业大力发展设施农业，对于保障城乡人民生活、促进农业生产发展、增加农民收入、解决生产发展、增加农民收入、解决“三农三农”问题、建设现代问题、建设现代农业和建设社会主义新农村具有直接和重要意义农业和建设社会主义新农

22、村具有直接和重要意义 。生物环境工程与设施农业17GeneralityofAgriculturalEngineering6.6.设施农业的作用设施农业的作用(1)(1)土地利用率大大提高。由于环境条件优越，可发展土地利用率大大提高。由于环境条件优越，可发展立体种植，充分利用空间。立体种植，充分利用空间。(2)(2)充分利用光照，热利用效率较高，室温均匀，地温充分利用光照，热利用效率较高，室温均匀，地温温差小。温差小。(3)(3)增强抗自然灾害增强抗自然灾害(大风、干热、冰雪等大风、干热、冰雪等)的能力。的能力。(4)(4)空间高大宽阔、机械化作业和自动控制容易，农艺空间高大宽阔、机械化作业和自

23、动控制容易，农艺条件优越等。条件优越等。因此，便于工厂化生产。可以一年四季有因此，便于工厂化生产。可以一年四季有优质农产品满足市场需求，还可大量生产反季节、无公优质农产品满足市场需求，还可大量生产反季节、无公害的名、优、特食品。害的名、优、特食品。生物环境工程与设施农业18GeneralityofAgriculturalEngineering二、农业建筑的类型和基本组成二、农业建筑的类型和基本组成 1 1房屋建筑基本概念房屋建筑基本概念 按照使用功能不同，可分为：按照使用功能不同，可分为：民用建筑、工业建筑民用建筑、工业建筑与农业建筑。与农业建筑。房屋建筑是人们为了生产和生活的需要，利用物质技

24、房屋建筑是人们为了生产和生活的需要，利用物质技术手段、建筑科学、艺术的一些规律，构成和塑造的使用术手段、建筑科学、艺术的一些规律，构成和塑造的使用空间及其实体。空间及其实体。生物环境工程与设施农业19GeneralityofAgriculturalEngineering2.2.农业生产建筑的基本类型农业生产建筑的基本类型 1 1）动物生产建筑）动物生产建筑 动物生产建筑是农业生产建筑的重要组成动物生产建筑是农业生产建筑的重要组成部分，包括饲养鸡、猪、牛、羊、兔、鸭、皮部分，包括饲养鸡、猪、牛、羊、兔、鸭、皮毛兽等禽畜建筑，鱼、虾、鳖等养殖建筑。毛兽等禽畜建筑，鱼、虾、鳖等养殖建筑。生物环境工程

25、与设施农业20GeneralityofAgriculturalEngineering2)植植物物栽栽培培建建筑筑。它它主主要要包包括括温温室室、大大棚棚、中中小小拱拱棚棚、人人工工气气候候室室、组组培培扩扩繁繁室室、食食用用菌菌生生产产间间、工工厂厂化化育育苗苗室室等等。它它们们通通常常采采用用玻玻璃璃、塑塑料料、聚聚酯酯等等透透明明覆覆盖盖材材料料，以以透透进进较较多多的的阳阳光光，提提高高室室内内温温度度，达达到到春春提提前、秋延后或周年均衡种植的目的。前、秋延后或周年均衡种植的目的。3)3)农农产产品品贮贮藏藏保保鲜鲜及及其其他他库库房房建建筑筑。它它包包括括：果果蔬蔬贮贮藏藏库库、种种

26、子子库库、粮粮库库、饲饲料料库库、青青饲饲料料贮贮藏藏库库、畜畜禽禽水水产品贮藏库、农业机具库等。产品贮藏库、农业机具库等。生物环境工程与设施农业21GeneralityofAgriculturalEngineering4)4)农农副副产产品品加加工工建建筑筑。农农产产品品就就地地贮贮藏藏、加加工工、增增值值是是农农民民离离土土不不离离乡乡，脱脱贫贫致致富富的的支支柱柱产产业业之之一一。农农副副产产品品加加工工建建筑筑包包括括：畜畜禽禽肉肉、皮皮、毛毛、羽羽毛毛、谷谷物物、粮粮油油、水水产产、乳乳品品加加工工，种种子子、饲饲料、果蔬等加工所需要的厂房建筑料、果蔬等加工所需要的厂房建筑。5)5)

27、农农村村能能源源建建筑筑。包包括括沼沼气气池池、太太阳阳能能、小小型水力发电站、风力、地热利用等建筑。型水力发电站、风力、地热利用等建筑。生物环境工程与设施农业22GeneralityofAgriculturalEngineering三、农业生物环境工程研究的内容和特点三、农业生物环境工程研究的内容和特点 制约农业生产的自然因素可概括为制约农业生产的自然因素可概括为遗传与环境遗传与环境两两个方面。个方面。遗传遗传决定着农业生产的潜势决定着农业生产的潜势环境环境决定着这种潜势在多大程度上兑现的问题。决定着这种潜势在多大程度上兑现的问题。构构成成农农业业生生物物的的环环境境因因子子是是温温度度、湿

28、湿度度、光光照照、气气体组分、离子种类与浓度、辐射、磁场等多种因子组成。体组分、离子种类与浓度、辐射、磁场等多种因子组成。生物环境工程与设施农业23GeneralityofAgriculturalEngineering 农业建筑是利用围护结构把一定的空间与外界环境隔离农业建筑是利用围护结构把一定的空间与外界环境隔离开来，形成一个半封闭的系统。这是改善和创造农业生物优开来，形成一个半封闭的系统。这是改善和创造农业生物优良环境的良环境的先决条件先决条件。环环境境工工程程则则是是在在一一定定建建筑筑设设施施的的基基础础上上通通过过对对半半封封闭闭系系统统的的物物质质交交换换和和能能量量传传递递调调节

29、节来来进进一一步步改改善善和和创创造造更更佳佳的的农农业生物优良环境。业生物优良环境。二者相互制约，相辅相成。二者相互制约，相辅相成。解解决决农农业业生生物物环环境境的的工工程程技技术术涉涉及及采采暖暖、通通风风、光光照照调调节、制冷、灌溉、气体组分调节、自动控制等各个方面。节、制冷、灌溉、气体组分调节、自动控制等各个方面。生物环境工程与设施农业24GeneralityofAgriculturalEngineering四、四、农业建筑与环境工程设计的原则和基本要求农业建筑与环境工程设计的原则和基本要求（一）设计原则（一）设计原则 1 1必须保证结构与设施安全。必须保证结构与设施安全。2 2创造

30、最适宜于农业生物生长发育的环境。创造最适宜于农业生物生长发育的环境。3.3.适合科学、先进的生产工艺。适合科学、先进的生产工艺。4 4考虑成本核算，注意造价指标。考虑成本核算，注意造价指标。5 5提供适当的建筑形式和构造。提供适当的建筑形式和构造。6 6注意环境保护和节约用地。注意环境保护和节约用地。生物环境工程与设施农业25GeneralityofAgriculturalEngineering （二）农业生产建筑设计的要求（二）农业生产建筑设计的要求 1 1场址选择要求。场址选择要求。2 2防火、防疫要求。防火、防疫要求。3 3通风、光照要求。通风、光照要求。4 4保温隔热要求。保温隔热要求

31、。5 5结构选型要求。结构选型要求。生物环境工程与设施农业26GeneralityofAgriculturalEngineering建筑的通风与光照生物环境工程与设施农业27GeneralityofAgriculturalEngineering222 2 植物环境工程与设施园艺植物环境工程与设施园艺 PlantEnvironmentEngineeringandFacility-Horticulture “使用人工设施、人工控制环境因素，使植物获使用人工设施、人工控制环境因素，使植物获得最适宜的生长条件，从而延长生产季节，获得最佳得最适宜的生长条件，从而延长生产季节，获得最佳产出产出”的农业生产

32、方式称为设施农业栽培，园艺专家的农业生产方式称为设施农业栽培，园艺专家称之为设施园艺。称之为设施园艺。1.1.什么是设施园艺什么是设施园艺一、设施园艺（一、设施园艺（Facility-Horticulture）的概念）的概念（一）设施园艺的概念（一）设施园艺的概念生物环境工程与设施农业28GeneralityofAgriculturalEngineering 设施园艺涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、设施园艺涵盖了建筑、材料、机械、自动控制、品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，因而科技品种、栽培、管理等多种学科和多种系统，因而科技含量高，所以设施园艺的发达程度，往往是一个国家含量高，所以设施

33、园艺的发达程度，往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。或地区农业现代化水平的重要标志之一。设施园艺生产涉及蔬菜、花卉、高档水果、食用菌。设施园艺生产涉及蔬菜、花卉、高档水果、食用菌。生物环境工程与设施农业29GeneralityofAgriculturalEngineeringp一定的围护结构一定的围护结构 为了不受四季与地域的限制，设施农为了不受四季与地域的限制，设施农业首先必须利用一定的围护结构（如温室、大棚等）把一业首先必须利用一定的围护结构（如温室、大棚等）把一定的空间与外界环境隔离起来，形成一个半封闭的系统。定的空间与外界环境隔离起来，形成一个半封闭的系统。这是区别于露地

34、生产的先决条件；这是区别于露地生产的先决条件；p一定的环境工程措施一定的环境工程措施 在一定的建筑设施基础上，通过在一定的建筑设施基础上，通过对半封闭系统的物质交换和能量调节来进一步改善和创造对半封闭系统的物质交换和能量调节来进一步改善和创造作物适宜的生育环境，实现周年、反季节生产。作物适宜的生育环境，实现周年、反季节生产。p相应的配套工程与工艺设备相应的配套工程与工艺设备 满足农业生物从苗期到收满足农业生物从苗期到收获全过程的配套技术装备，如育苗设施、栽培设施、灌溉、获全过程的配套技术装备，如育苗设施、栽培设施、灌溉、施肥、植保等施肥、植保等 。2.2.设施园艺的基本构成设施园艺的基本构成生

35、物环境工程与设施农业30GeneralityofAgriculturalEngineering（二）国内设施园艺现状（二）国内设施园艺现状 1.1.我国的设施园艺产业在很短的时间里取得了显著成我国的设施园艺产业在很短的时间里取得了显著成就。主要表现在以下几个方面：就。主要表现在以下几个方面：设施农业产业发展迅速；设施农业产业发展迅速；种子、种苗技术创新显著；种子、种苗技术创新显著；蔬菜设施栽培呈现优质高产；蔬菜设施栽培呈现优质高产；设施环境综合调控技术达到国际先进水平；设施环境综合调控技术达到国际先进水平；产后处理水平不断提高；产后处理水平不断提高；设施农业主要支撑技术的研发与应用加快；设施农

36、业主要支撑技术的研发与应用加快；初步构建了设施农业生产技术体系。初步构建了设施农业生产技术体系。生物环境工程与设施农业31GeneralityofAgriculturalEngineering1 1）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。）改革开放以来，我国设施农业面积得到快速增长。l 1981 1981年为年为10.810.8万亩（万亩（0.720.72万公顷）万公顷）l 2003 2003年达（年达（720720万公顷）万公顷）2 22 2年增长了年增长了10001000倍倍 2 2）设施园艺的类型增多）设施园艺的类型增多 除除日日光光温温室室、塑塑料料大大棚棚外外，一一批批由由我我

37、国国自自行行设设计计、制制造造，具具有有中中国国特特色色的的现现代代化化温温室室设设施施拔拔地地而而起起，较较国国外外产产品品价价格格降降低低30-4030-40，节节能能30304545，设设施施农农业业工工程程技技术术配套逐步完善，同时，也使我国温室类型逐步齐全。配套逐步完善，同时，也使我国温室类型逐步齐全。3 3）设施种植品种由单一的蔬菜逐渐向瓜果等众多高）设施种植品种由单一的蔬菜逐渐向瓜果等众多高附加值产品拓展附加值产品拓展生物环境工程与设施农业32GeneralityofAgriculturalEngineering4 4）种子种苗技术取得了较快发展）种子种苗技术取得了较快发展l在在

38、“工厂化高效农业示范工程工厂化高效农业示范工程”实施过程中，自国外实施过程中，自国外引进了大量种质资源，同时筛选和培育了适合我国不引进了大量种质资源，同时筛选和培育了适合我国不同气候区域的蔬菜良种达同气候区域的蔬菜良种达500500多个，使设施栽培专用品多个，使设施栽培专用品种得到更新换代，有的可以取代进口种子。种得到更新换代，有的可以取代进口种子。l建立了一批现代化育苗工厂，初步实现了蔬菜育苗规建立了一批现代化育苗工厂，初步实现了蔬菜育苗规范化、良种化、标准化和商品化。范化、良种化、标准化和商品化。生物环境工程与设施农业33GeneralityofAgriculturalEngineerin

39、g 通过技术引进，自主创新，我国大型连栋温室的通过技术引进，自主创新，我国大型连栋温室的智能化、自动化环境调控系统及配套装置技术的硬件智能化、自动化环境调控系统及配套装置技术的硬件水平基本已达到可与国际接轨，产品性能稳定可靠，水平基本已达到可与国际接轨，产品性能稳定可靠，并已在我国大型温室中广泛使用。但软件水平尤其是并已在我国大型温室中广泛使用。但软件水平尤其是管理模型的开发有待于进一步完善。管理模型的开发有待于进一步完善。6 6）设施环境综合调控技术取得重大进展）设施环境综合调控技术取得重大进展生物环境工程与设施农业34GeneralityofAgriculturalEngineering2

40、.2.设施园艺对保障我国农产品供应、提高人民生活水平设施园艺对保障我国农产品供应、提高人民生活水平发挥了积极作用发挥了积极作用 设施园艺可实现农产品全年生产或调整、延长生产周期，设施园艺可实现农产品全年生产或调整、延长生产周期，有效弥补露地生产的不足，在可控环境条件下可以生产出高有效弥补露地生产的不足，在可控环境条件下可以生产出高品质的园艺产品（也称为可控农业）；品质的园艺产品（也称为可控农业）；我国通过设施生产蔬菜，只用我国通过设施生产蔬菜，只用20%20%的菜田面积，提供了的菜田面积，提供了40%40%的蔬菜产量和的蔬菜产量和60%60%的蔬菜产值。的蔬菜产值。生物环境工程与设施农业35G

41、eneralityofAgriculturalEngineering4 4农业设施生产行业发展迅速，近农业设施生产行业发展迅速，近5 5年间，具有一定年间，具有一定生产规模的大型温室生产厂家已达生产规模的大型温室生产厂家已达5050余家，温室余家，温室制造业年销售额超过制造业年销售额超过1010亿元。亿元。3.3.我国各类设施农业栽培面积约占世界设施栽培面我国各类设施农业栽培面积约占世界设施栽培面积的积的7070。据测算，我国设施农业栽培吸纳劳动力。据测算，我国设施农业栽培吸纳劳动力80008000多万人，加上产前、产后共吸纳劳动力近多万人，加上产前、产后共吸纳劳动力近1 1亿人。亿人。设施农

42、业栽培已成为我国具有较大比较优势的劳动设施农业栽培已成为我国具有较大比较优势的劳动密集型产业。密集型产业。生物环境工程与设施农业36GeneralityofAgriculturalEngineering1.1.设设施施园园艺艺作作为为现现代代农农业业的的重重要要组组成成部部分分，已已经经受受到到世世界界各各国国的的高高度度重重视视，尤尤其其是是经经济济发发达达国国家家更更是是作作为为改改善善生生活活、提提高高生生活活质质量量的的重重要要农农业业生生产产方方式式而而大大力力发发展展。上上世世纪纪7070年年代代后后，园园艺艺设设施施不不断断向向大大型型化化、固固定定化化、装装备备化化发发展展，设

43、设施施园园艺艺生生产产过过程程向向机机械械化化、规规范范化化、标标准准化化，环环境境控控制制自自动动化化、综合化综合化发展，大大推动了设施园艺快速发展。发展，大大推动了设施园艺快速发展。（三）（三）国外设施园艺发展状况国外设施园艺发展状况发达国家发达国家 设施农业设施农业 已向已向 工厂化农业工厂化农业 过渡。过渡。生物环境工程与设施农业37GeneralityofAgriculturalEngineering2.2.国外设施园艺发展特点主要表现在：国外设施园艺发展特点主要表现在：v 设设施施装装备备的的现现代代化化，大大幅幅度度地地提提高高了了温温室室性性能能和和生生产产能力，从而提高了劳动

44、生产率；能力，从而提高了劳动生产率；v 生生产产技技术术的的现现代代化化，使使生生物物生生产产潜潜能能充充分分表表达达，大大幅幅度提高了产品产量和质量，年总产量是露地的数十倍；度提高了产品产量和质量，年总产量是露地的数十倍；v 设设施施园园艺艺产产品品产产后后处处理理现现代代化化，大大幅幅度度提提高高了了产产品品的的商品价值；商品价值；v 经营管理的现代化经营管理的现代化，大幅度提高了生产效益。，大幅度提高了生产效益。世界上设施农业搞得最好的国家是荷兰、日本、法国、世界上设施农业搞得最好的国家是荷兰、日本、法国、西班牙、以色列、美国、韩国等。西班牙、以色列、美国、韩国等。生物环境工程与设施农业

45、38GeneralityofAgriculturalEngineering1 1）育种与种苗业非常发达）育种与种苗业非常发达 荷兰、日本、以色列、韩国等非常重视温室专用品荷兰、日本、以色列、韩国等非常重视温室专用品种的选育，能为温室提供专用的耐低温、寡照，耐高温、种的选育，能为温室提供专用的耐低温、寡照，耐高温、高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗。同时，种苗的高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗。同时，种苗的工厂化生产水平也得到了较快发展。荷兰境内有工厂化生产水平也得到了较快发展。荷兰境内有130130个个专营种苗公司，有专营种苗公司，有49004900个品种，个品种，12001200公顷生产面

46、积，是公顷生产面积，是世界四大种子出口国之一，种子出口达世界四大种子出口国之一，种子出口达100100多个国家。多个国家。日本、韩国、以色列的蔬菜种子在我国也有较大面积种日本、韩国、以色列的蔬菜种子在我国也有较大面积种植，有良好的表现。植，有良好的表现。生物环境工程与设施农业39GeneralityofAgriculturalEngineering2 2）单产水平和经济效益较高单产水平和经济效益较高 设施园艺是资金、技术密集型产业，同时也是相对设施园艺是资金、技术密集型产业，同时也是相对高效的产业。荷兰温室番茄年产量达到高效的产业。荷兰温室番茄年产量达到404050 50 Kg/m2,Kg/m

47、2,黄瓜年产黄瓜年产50-70 50-70 Kg/m2Kg/m2，商品率高达商品率高达9090以上，以上，8686产产品出口销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等品出口销往世界各地。日本、以色列、韩国、西班牙等国单位面积优质蔬菜的产出率亦相当高。因而，能获得国单位面积优质蔬菜的产出率亦相当高。因而，能获得较高的经济效益。如荷兰，较高的经济效益。如荷兰，42004200公顷温室蔬菜，以番茄、公顷温室蔬菜，以番茄、黄瓜、甜椒为主，产值高达黄瓜、甜椒为主，产值高达12121414亿美元。亿美元。生物环境工程与设施农业40GeneralityofAgriculturalEngineering3 3

48、）温室日趋大型化）温室日趋大型化 大型温室设施具有投资省、土地利用率高、室内大型温室设施具有投资省、土地利用率高、室内环境相对稳定、节能、便于机械化作业和产业化生产环境相对稳定、节能、便于机械化作业和产业化生产等优势，随着世界设施农业的快速发展，温室大型化等优势，随着世界设施农业的快速发展，温室大型化趋势日益明显。如荷兰自趋势日益明显。如荷兰自19751975年至年至19951995年的二十年间，年的二十年间，经营经营0.010.010.50.5公顷温室面积的农户由公顷温室面积的农户由59005900户降至户降至16601660户，而此期经营大于户，而此期经营大于2 2公顷的农户由公顷的农户由

49、101101户增至户增至442442户；户；经营总户数由经营总户数由97709770户下降至户下降至46904690户；平均每户经营面户；平均每户经营面积由积由0.480.48公顷增至公顷增至0.940.94公顷。公顷。生物环境工程与设施农业41GeneralityofAgriculturalEngineering4 4）计算机智能化控制系统得到快速普及与应用计算机智能化控制系统得到快速普及与应用 设施农业的核心是对设施内环境能进行有效的调设施农业的核心是对设施内环境能进行有效的调控，以营造适宜于作物生长的最佳环境条件。通过选控，以营造适宜于作物生长的最佳环境条件。通过选用不同功能的传感器，可

50、以准确采集设施内的温度、用不同功能的传感器，可以准确采集设施内的温度、湿度、光照、湿度、光照、CO2CO2浓度、地温、土壤含水量、溶液浓浓度、地温、土壤含水量、溶液浓度以及作物生育状况指标等参数，由计算机系统根据度以及作物生育状况指标等参数，由计算机系统根据作物生长所需的最佳条件，进行自动控制，使室内温、作物生长所需的最佳条件，进行自动控制，使室内温、光、水、肥、气等诸因素综合协调到最佳状态。荷兰光、水、肥、气等诸因素综合协调到最佳状态。荷兰1500015000公顷温室、以色列公顷温室、以色列30003000公顷温室基本全部由计算公顷温室基本全部由计算机控制操作。机控制操作。生物环境工程与设施