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對于微灌系統來說,灌水器是其中最為系統的部件,其通過壓力系統根據實際種植的不同作物需要而通過管道將水以更為均勻、準確的方式將其輸送到作物根部的土壤之中。對于微灌系統的灌水器來說,其主要由微噴頭、微管、滲灌管以及滴頭所組成。對于整個微灌系統而言,灌水器的質量將直接對整個系統運行的可靠性、灌水質量以及使用壽命等產生影響,所以在我們對其選用的過程中就應當能夠進行綜合的考慮。對于滴灌的灌水器來說,在目前主要具有微噴帶、滴灌帶等不同的形式,通過孔口以及流道等將管道中的壓力水流變成細流狀或者滴狀的形式則稱之為滴頭,同時具有滴水以及輸送水功能的帶則可以稱之為滴灌帶。
1.2過濾設備
對于微灌的灌水器來說,其尺寸通常都很小,且在水源中也具有很多種雜質,非常容易引起相應的堵塞,所以我們就需要能夠對這部分灌溉水進行必要的措施。根據水源以及水質的不同,我們可以選擇不同類型的灌水器,目前可以供我們選擇的過濾器主要有以下幾種:即離心式過濾器、介質過濾器、疊片式過濾器以及網式過濾器等。
2灌溉模式的應用
2.1微灌系統規劃
在設施農業中,所種植的品種較多的以瓜果、花卉以及蔬菜等為主,且具有較多的栽培方式以及品種。其中,較少的部分會以盆栽的形式進行,而大部分則更多的采用密植或者行栽的方式進行。對于滴灌以及微噴灌這兩種方式來說,其也的灌溉方式各自具有不同的使用條件以及優缺點,對于不同的栽培模式以及作物而言,我們所能夠選擇的灌水方式也存在較大的不同,比如我們在種植黃瓜等瓜菜類的作物時,應當避免室內濕度過大而影響作物的正常生長、致使產量下降以及可能隨之出現的病蟲害甚至植株死亡等情況,因此需要以滴灌的形式來進行。如果載種的是芹菜等葉菜類的作物,則需要保證作物的生長能夠具有較大的濕度,這種較高的需水量則需要以微噴灌的形式來進行。在夏秋的季節,當溫室薄膜揭去露天種植時,在天氣較為干燥、水分蒸發量較大的時期,我們也可以看到微噴灌的效果要遠遠的大于滴灌效果,所以,這就需要我們能夠以滴灌和微噴灌的形式進行。
2.2微噴灌的應用模式以及系統布置
對于具體的灌溉模式來說,需要我們能夠根據實際種植的模式、產品以及所消耗的費用等進行全面的選擇。對于種植模式來說,主要有密植、行栽以及盆栽等幾種。對于盆栽種植的方式來說,通常我們會選擇以滴頭滴灌的方式來進行,這是因為滴頭具有布置靈活的特點,使我們可以根據實際盆的間距以及大小情況對其進行適當的調節。在實際應用的過程中,滴頭會通過毛管同PE直管進行連接,從而將水以及配料等輸送給農作物。對于行載種植的方式來說,則可以通過三種灌水器的方式來進行,即滴灌帶、微噴帶以及滴頭等。在這三種灌水器中,滴頭的成本最高,微噴的方式所消耗的成本最少,滴頭的使用壽命則是其中幾個最長的,而微噴帶最短,且微噴方式的灌溉效果在三者中最差,滴灌帶以及滴頭等形式最好。對于密植種植的方式而言,我們則通常以微噴灌的方式進行,并可以對兩種灌水器進行應用,即微噴帶以及微噴頭這兩種。其中,微噴頭所噴灑出的水為霧狀以及水滴狀,而微噴帶則呈現為線狀,且其噴灑的效果較差,微噴頭的使用費用則為最高。微噴頭的使用壽命較長,安裝較繁瑣。使用時,微噴頭可以插在地面上,也可懸掛在棚頂向下噴灑;微噴帶一般鋪設在地面上。育苗也用微噴灌,一般用霧化較好的微噴頭;考慮到成本,也可用微噴帶,但效果較差。
3實際應用效果
3.1節水、節肥
通過使用微灌技術,借助管道的形式根據作物自身需水量的不同根據實際情況進行灌水,能夠時刻保證對植物根區附近的土壤進行濕潤,從而有效的避免了水分由于輸水損失以及深層滲漏等方式造成損失,同時也能夠根據這種方式將作物自身蒸發的損失降至最低,更不會使地面出現損失情況,起到了很好的節水效果,同比地面灌水方式來說平均節水在50%左右。對于藥劑以及肥料來說,通過灌水系統同水同肥進入到田中,從而大大提升了肥料的實際利用率。
3.2省工
對于微灌方式而言,其具有工作壓力低的特點,能夠較好的使我們對其進行操作以及控制。在實際使用的過程中,僅僅開啟或者關閉閥門使水泵運行或者停止即可完成工作任務,具有勞動效率高的特點,能夠很好的節約工作的勞力。
1庫區設施農業發展的現狀、優勢及問題
三峽庫區設施農業起步于20世紀80年代,從21世紀初全面推廣,從開始的地膜蔬菜種植逐漸發展到蔬菜、水果、花卉、藥材、食用菌、苗木等設施園藝,生豬、雞鴨、牛羊規模養殖等設施畜禽,河汊圍網養魚、網箱養魚等設施水產。據不完全統計,2010年三峽庫區設施園藝近10萬hm2,畜禽規模養殖1億多頭(只),設施水產品近100萬t。庫區設施農業的迅猛發展,提高了人們發展現代農業的意識和積極性,在一定程度上改變了傳統粗放耕作的農業生產方式,促進庫區農業結構調整,緩解了人地矛盾,減少了農業面源污染,保護了庫區生態環境,并提升了農業產出效益,增加了農民收入,促進了移民安置穩定。庫區發展設施農業具有一定優勢:①經過近30年的探索和發展,庫區干群對發展設施農業尤其是園藝設施農業的意義和作用有較深刻的認識,并掌握一定的設施農業技能,自愿積極發展設施農業;②從2008年起,國家和庫區各地政府在組織實施生態農業園建設中積極推廣設施農業試點示范,并取得了明顯成效和推廣經驗;③經國務院批準,三峽后續工作(實施時間2011—2020年)規劃在移民安穩致富和促進庫區經濟社會發展方面,投入巨資發展生態農業園建設(包括設施農業建設),必將極大地推動庫區設施農業發展。目前,三峽庫區設施農業發展也存在著一些問題:①成片成規模的園藝設施不多,尤其是大型連棟溫室不多,影響其效益;②設施農業的設施裝備和技術支撐能力不足,如設施園藝生產的耕種、灌溉、植保等作業機械裝備及溫室智能化環境控制裝備水平不足,畜禽規模養殖場廢棄物無害化處理相當一部分達不到標準;③設施農業尚未形成配套系統,設施農業的生產、加工、儲存、物流、營銷、科研等尚未完全配套;④設施水產因受嚴格保護三峽水庫水質的限制及影響,長江網箱養魚被取締,2010年后全庫取締網箱養魚4.2萬多口、85萬m2,需要根據三峽庫區實際研究發展設施水產的新思路新辦法。
2三峽庫區設施農業試點示范情況
從2008年起,國務院三峽辦及湖北、重慶2省(市)及庫區區(縣)政府探索組織實施庫區生態農業園建設的模式和經驗,通過政策扶持、財政資助、地方籌資、引進社會資本等多種措施,積極推廣設施農業試點示范,取得了明顯成效。2010年12月,國務院三峽辦印發了《關于在三峽庫區開展現代農業試點、促進庫區移民安穩致富的指導意見》,批復了夷陵區太平溪現代茶園及無公害蔬菜基地建設、秭歸縣晚熟臍橙標準園及產業鏈建設、巴東縣溪丘灣生態茶葉示范園建設、涪陵區南沱鎮優質高效設施蔬菜基地建設、萬州區太龍三峽移民食用菌產業區建設、忠縣設施柑橘品種示范推廣園建設、長壽優質楊梅產業發展、宜昌年產3億株現化化種苗工廠項目、云陽縣三峽水庫生態屏障工程苗木基地建設項目等14個設施農業項目;計劃投資03億元,其中國家資助2.73億元,地方政府、對口支援單位和建設項目單位投資2.3億元;準備用3-5年時間,在庫區范圍內形成一批具有區域特色的現代農業示范點(園區),引領庫區設施農業的發展,帶動三峽庫區農業產業結構優化、移民收入提高、農村經濟社會全面發展。目前,上述設施農業試點示范項目建設正按計劃實施,一部分項目已完建并投入使用,發揮出一定效益。如湖北省宜昌市夷陵區太平溪現代茶園及無公害蔬菜基地建設已于2012年5月基本完成,完成投資2105萬元,建設國家現代農業標準化茶園示范基地29.33hm2、高科技無公害蔬菜基地6.67hm2,建設庫房813m2、道路6.7km、排水溝1km以及灌溉水池等,可年產無公害蔬菜460t,茶葉75t,實現年總銷售收入1400多萬元,解決160多人的就業問題,帶動當地現代農業產業發展。同時,庫區各地采取地方自籌資金、利用對口支援投資、建設項目單位投資、當地村組用土地入股等方法,積極推廣和發展設施農業。2009年,重慶市萬州區長嶺鎮龍立村利用上海對口支援40萬元建設標準化蔬菜大棚20個,村集體當年僅大棚一項實現收入6萬元。重慶市涪陵區政府引導和幫助重慶三峽建設集團公司在南沱鎮、珍溪鎮、義和鎮建成柑桔優勢產業化示范園500hm2,通過采取“公司+基地+農戶”的經營管理模式,形成“品種選育—苗木培育—基地建設—科技研發—果汁加工—市場銷售”的完整柑橘產業鏈,直接受益移民6000余人,使果農每年每人增加純收入超過1000元。萬州區支持同鑫現代農業發展公司建設智能溫控大棚實施蝴蝶蘭花卉產業發展項目,支持重慶閩萬菌草食用菌技術公司建設食用菌生產標準化廠房,使同鑫農業園帶動培育了50余個從事相關種養殖項目的專業大戶,并惠及4000名移民年均增收8000元;閩萬菌草公司項目建成后安排農民就業300人以上,直接為當地農民增收450萬元,戶均增收3萬元。
三峽庫區發展設施農業的思考
三峽庫區發展設施農業是一個系統工程,需要用有關理論來指導,運用技術來支撐,綜合運用經濟、社會、工程、技術和生態方法,推進設施農業持續健康發展,提高和確保其效益。1)貫徹落實以人為本、科學發展觀的思考。三峽庫區發展集約農業和設施農業,提升資源利用率,增加農民經濟收入,保護生態環境,實現“多贏”目標,是貫徹落實以人為本、科學發展觀的具體體現和現實需要。2)人口、資源、環境經濟學理論思考。目前,世界各國政府把解決人口、資源與環境問題看成是實現可持續發展戰略的主要內容,運用經濟學的基本理論和方法來揭示、分析人口經濟過程以及自然資源和環境的基本規律和辯證關系,評價和指導制訂相關政策。三峽庫區發展農業生產,必須很好地運用人口、資源、環境經濟學理論,才能科學利用和合理開發資源,發展集約農業、設施農業,合理解決環境資源承載力不足和人多地少突出矛盾,保護好生態環境,推進庫區經濟社會與環境協調發展。3)現代農業理論和技術運用思考。現代農業是集生物技術、環境技術、信息技術、工程技術和現代管理為一體,具有顯著提高土地產出率、資源利用率和勞動生產率,保護生態環境,增強農業綜合生產能力、抗風險能力和市場競爭力的特點。三峽庫區農業生產必須改變傳統生產方式,采用現代農業理論和技術指導和發展設施農業、精細農業和生態農業,才能有效地改變農業落后面貌,推進庫區農業生產可持續發展。4)推進百萬移民安穩致富、建設和諧穩定新庫區的思考。三峽工程建設的重點和難點是農村移民的安置穩定,因地制宜地發展設施農業,幫助移民改變傳統農業生產方式,有效提高勞動生產率和產出效益,增加移民就業創收能力和經濟收入,有利于促進移民安置穩定,逐步勞動致富,同心同德建設和諧穩定新庫區[3]。
三峽庫區發展設施農業的對策
1提高認識,加強領導,建立健全發展設施農業工作機制
三峽庫區各級政府要進一步提高思想認識,充分認識發展設施農業是改變傳統農業經濟發展方式,發展現代農業的重要措設,是惠民工程,切實把發展設施農業納入重要議事日程,大力加強發展設施農業的領導,統籌全局,綜合協調,整體推進,并逐級落實發展設施農業責任,建立健全發展設施農業的工作機制、保障機制和考核機制。發改委、財政、移民、農業、農機、科技、水利、環保、國土、建設等職能部門要明確責任,密切配合,統籌協調多方面的力量和資源要素,形成發展合力,共同推進設施農業的科學發展。
2加強科學規劃,完善政策扶持及保障措施
庫區各地要加強調查研究,在摸清設施農業發展現狀基礎上,根據《全國設施農業發展“十二五”規劃》和《三峽后續工作規劃》,因地制宜制定設施農業發展規劃,提出適合當地實際的工作思路、目標任務、重點工作及推進措施。要采取強有力的政策措施引導和推動設施農業發展,采取國家支持、地方財政配套補貼、利用對口支援、引導社會資本參與等多種措施,調動社會及廣大農民發展設施農業的積極性,爭取多方面對設施農業的投入。庫區各地要結合建設生態農業園,創建一批高標準的設施農業示范園區,大力推廣溫室智能化環境控制技術、節水灌溉與水肥一體化技術,生態噴藥植保技術、CO2施肥技術、物理農業技術,加強設施農業新材料新工藝引進,促進設施農業設備更新換代和產業技術升級,充分發揮示范帶動效應[4]。
3運用科學理論和技術,加快發展設施農業
要運用科學理論和現代技術,推進設施農業發展。項目建設上,要積極推廣應用新型材料、先進技術裝備、環境控制技術、水肥施用新工藝、配套加工設備等,適應設施農業的機械化、精準化、規模化要求。項目管理上,要合理制定規章制度,建立評價考核機制,加強監督檢查,提高管理效能,有效推進設施農業發展。項目科研上,要加強設施農業的先進技術、設施裝備、科學管理等科研活動,加強科技成果轉化運用工作,提升設施農業科技含量。項目配套服務上,要加強“產供銷”配套建設,并努力建立健全設施農業推廣服務體系,提高設施農業推廣服務能力,推進設施農業持續發展[5]。
4創新工作思路和方法,因地制宜發展設施農業
在基礎設施建設上,舟山市大棚仍以簡易大棚和鋼架大棚為主,這些大棚絕大多數只能起到一定的保溫作用,對光、溫、水、氣等的調控能力十分有限。同時在僅有的鋼架大棚中,單體大棚多,連棟大棚少;6m寬大棚多,8m寬體大棚少。由于單體6m大棚起架低、跨度小,采光和保溫性能都不太好,而且室內空氣濕度大,不利于病蟲害防治,也不利于在棚室內開展機械化作業。另外,全市設施農業配套設備的整體水平還比較低,雖然經過十多年的努力,各級農機部門引進和示范推廣了棚內耕作、電動卷簾、節水灌溉、增溫補光等機具設備,但還是不能完全滿足全市設施農業快速發展的需要。
2.相匹配和適用機械少
總體來說,目前舟山市與設施生產條件要求相配套的適用機械還不多,已使用的機械一般存在外型尺寸及結構質量大,操作不靈便,生產效率低,可靠性、耐久性、適應性差,邊角地帶無法工作,漏耕嚴重等問題,很多環節還需人工處理,不能很好地發揮基礎設施的效能。另從下圖可以看出,目前全市設施農業配套農機具的層次低、性能單一,主要以基礎作業的田園管理機和植保機械為主,棚內環境調控設備、自動控制設備配套嚴重不足,機械化育苗、移栽、收獲和產后加工等機械設備幾乎是空白。
3.先進農藝技術應用不足
目前,全市設施大棚栽培種類過于單一,連作現象嚴重,導致棚內病菌大量繁殖。據農業部門反饋,全市設施大棚農業發病率比露天栽培高出20%以上,全市常年發生的設施病蟲害有90多種,造成嚴重危害的有30多種,許多病蟲害在藥劑選擇壓力下已產生了嚴重的抗藥性,加之無節制的使用農藥化肥,嚴重影響了設施農業的品質和效益。
4.政府投入不足,補貼力度不大
舟山市啟動“菜籃子工程”蔬菜基地建設以來,對設施大棚建設和配套設備購買都有一定額度的補貼。但是對于設施大棚這種一次性投入較大的行業,補貼力度還是不足。同時,與設施農業配套的設備進入補貼目錄的太少,即使在補貼目錄的,購買價格也較高,不少農業急需、農民急用的小型、適用、高效、環保的農機具,大多未列入政府補貼扶持范疇,一定程度上制約了全市設施農業的發展。
二、發展趨勢及展望
隨著舟山市產業結構調整和新區建設的深入,舟山市設施農業裝備的發展趨勢必將從對硬件設施的大量需求和建設轉向對信息技術、控制技術的迫切需求,生產經營也逐步向規范化、標準化、現代化、系統化方向發展。特別是對設施農業生產過程中環境條件的調控,必將成為今后設施農業發展的主攻方向。主要表現以下幾個特點。一是設施大棚大型化。簡易大棚因成本小、投資少,今后一段時間內仍將存在,但擁有量會越來越少。單棟鋼架大棚因其安裝拆卸簡便,通風透光效果好,一次性投資相對較小,經濟效益較為可觀,在今后仍將占據主導地位。連棟大棚因其使用空間大、室內調控設備配置齊全越來越受重視,必將成為今后設施大棚的發展方向。二是大棚調控設備自動化。通過濕簾風機、外電動遮陽網、二氧化碳發生器、電除霧防病發生器等自動環境調控設備來調控棚內環境,可以極大地提高作物的產量和品質,可以預見自動化將成為一個不可逆轉的趨勢。三是配套管理機械外觀小型化、功能多樣化設施農業生產過程中包括耕作、育苗、栽植、灌溉、植保、管理、采收、產后加工等眾多作業環節。同時,因為大棚內的操作空間有限,機械化操作就需要作業機型體積要小、性能要好。由此可見,研發推廣外觀小型化、功能多樣化的配套農業機械將成為今后發展的重點。
三、對策與建議
1.落實扶持政策,加大投資力度
在現有農業財政政策的基礎上,地方財政應加大配套補助,建立市級設施農業機械化發展專項資金,加大對現有設施大棚進行技術改造和設施配套的資助。同時各農機、農技部門應扶持一批規模大、檔次高、帶動能力強、增收效果好的設施農業項目,爭取更多的財政資金,多渠道增加投入。
2.抓好項目示范推廣
量身制定設施農業機械化發展促進項目,通過項目引導,達到設施農業設備更加系統化、規模化、智能化,來不斷拓展和深化設施農業機械化發展領域。同時也可以依托現有的“兩區”規劃和“菜籃子工程”蔬菜基地建設項目進行試驗、配套和示范,通過有效地組織好設施農業設備的選型、試驗、熟化技術體系,使其在先進設施、先進機具、先進技術的推廣應用方面發揮示范帶動和輻射作用。
設施農業的管理部門為縣菜籃子辦,該部門缺乏專業化的設施農業發展管理及技術服務機構,編制人員較少,專業人才匱乏。在設施農業發展初期,各鄉鎮為了達成硬性指標,盲目進行設施農業項目建設,缺乏科學合理規劃,導致后期出現溫室、拱棚等建設質量差、使用率低的現象,制約了地區設施農業的發展。管理部門對于農戶生產觀念、生產技術方面的指導不足,導致設施農業存在較多粗放經營現象。規劃不到位以及投入資金的不足,導致部分設施農業生產基地仍然存在缺水缺電現象。伊寧縣部分設施農業溫室大棚建造標準較低,保溫性及抗自然災害能力較差,很難適應地區惡劣氣候對設施農業的高要求。
1.2利用率及產出率不高
前期建造中投入資金的不足導致伊寧縣大部分溫室設備較為簡陋,生產設施和配套設備總體水平較低,設施環境可控水平低下。后期對于溫室老化現象及基礎設施的改造成效不大,導致全縣溫室大棚利用率較低、空棚率較高。在設施農業發展過程中,對農民的技術培訓與指導不足,缺乏專業的技術員,導致農民缺乏必要的生產技術與管理經驗,再加上設施農業發展規模較小,建設較為分散,標準化管理水平低,極大降低了設施農業的產出率。
1.3發展水平落后
伊寧縣設施農業發展模式可謂是“鄉鄉點火、村村冒煙、四處開花”的現象,規模小且布局混亂,進而形成分散單一的經營模式。這種落后的經營模式導致農產品生產效率及質量難以提高,與市場接軌能力不足,難以形成區域優勢及規模型市場效益,缺乏市場競爭力。由于市場體系不健全,農民很難掌握市場規律,對于農產品種類與規模的選擇具有盲目性,出現產品滯銷的情況,而且市場信息傳遞渠道不暢也是阻礙伊寧縣設施農業發展的因素之一。伊寧縣農民文化水平相對較低,對于現代設施農業生產技術掌握能力不強,對于農業政策、信息等理解深度不夠,影響設施農業的發展。與發達地區設施農業發展現狀相比較,伊寧縣設施農業缺乏統籌規劃與宏觀調控,對于生產技術的推廣與應用極為不足。
設施農業土壤在經過種植一段時間后,土壤的團粒結構被破壞,土壤容重變小,熟化程度不斷提高,但同時土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出現板結現象,透氣性和透水性均在不同程度上降低,并且隨著種植年限的增加這樣的問題也在不斷加劇。
1.2土壤化學性質變差
設施農業對于化肥的大量使用使得土壤化學性質不斷變差,主要體現在以下幾個方面:第一,土壤酸化嚴重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等問題使得大量未被吸收的肥料進入到土壤中,導致土壤中硝酸鹽含量大幅增加,土壤pH值呈現下降趨勢,即土壤的酸性特征越來越明顯,在種植季節由于農作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范圍內得到增加,但在輪作間隙土壤pH值又明顯降低,從總體上來說,隨著設施農業種植期限的不斷增加,土壤酸化的程度就越嚴重。第二,土壤養分失衡現象日益明顯。設施農業土壤中的有機質、全氮、磷的含量較高,但中量和微量元素相對缺乏,因此表現為養分極度失衡。不利于農作物的生長。不同弄作為對土壤養分的需求不同,然而由于農民對于土壤科學施肥的認識程度不足,導致氮肥、磷肥的施入量很大,而鉀肥的量卻很小,在一些對鉀肥需求較高的農作物種植過程中就會出現氮肥和磷肥的大量富集,這種養分失衡的現象對農作物的生理產生不利影響。第三,土壤次生鹽漬化嚴重。設施農業土壤由于長期處于覆蓋狀態,土壤與外界環境接觸較少,缺少雨水的淋溶作用,與露天土壤相比,其蒸發程度較高,再加上人工施肥過程中大量肥料未被吸收進入到土壤中,使得土壤中鹽分濃度不斷增高,并且隨著使用年限的增加次生鹽漬化程度越來越高。
1.3土壤中有害微生物數量增加
設施農業的土壤的環境溫度較高、濕度較大,給各種微生物的繁殖提供了良好的環境,由于農民對土壤缺乏科學的管理,例如消毒不及時、病害隔離消除不當等使得土壤中的有害細菌、真菌得以大量繁殖,通過土壤的傳播使得很多植株被感染,影響農作物的質量和產量。
2.改善設施農業土壤生態環境的相關對策
2.1加強農業綜合調控
2.1.1科學輪作
在同一片土壤上將不同生長習性的農作物進行輪作,可以使土壤中的養分在輪作過程中被充分、平衡吸收,因此有利于保證土壤養分的均衡。例如,可以實行糧食作物與蔬菜的輪作方式,使土壤中的氮、磷、鉀等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可實行水旱輪作,利用水的稀釋作用平衡土壤的酸堿度,促進土壤中微生物群落的調節,降低土傳病害的發生幾率。
2.1.2合理施肥
杜絕盲目施肥,在對土壤施肥之前首先要對土壤進行化驗,根據土壤自身成分特點以及所栽培農作物的生長習性選擇所施肥料的品種,并且要以農家肥等有機肥料為主,無機肥料為輔,提高微肥的施用量,增加土壤中有機物質的含量,并且盡可能降低土壤中無機鹽的含量,在滿足農作物生長需要的前提下提高農作物的抗逆能力。另外還要對施肥方法進行改良,應當秉承少量多次的原則,并綜合多種施肥方式,如底肥、口肥和葉面肥等,促進肥料被農作物利用的效率,減少其在土壤中的積累。
2.1.3合理灌溉
當前設施農業土壤中水分的遷移方向主要為地下向地表的移動,缺少雨水的淋溶,為此,應當對設施農業實施合理的灌溉,通過人工的灌溉過程使土壤表層的水分增加,改善土壤水循環,并且有利于稀釋和帶走土壤中多余的鹽分,尤其對于次生鹽漬化嚴重的設施農業土壤來說,灌溉時要力求澆透,以提升效果。在輪作間隙或農閑時,可將覆蓋物去掉,充分利用自然雨水的沖刷來改善土壤的生態環境。
2.2工程措施
2.2.1土壤改良
在設施農業土壤經歷長時間使用后,為改善土壤酸化問題和降低土壤有害微生物的數量,可采取有效措施對土壤進行改良。例如,可通過向土壤中施入生石灰等弱堿性改良劑的方式中和土壤中的酸性物質,使土壤pH值趨于平衡,再者,可通過低溫冷凍、高溫消毒、藥劑熏蒸等方式對土壤進行消毒處理,對有害微生物進行有效殺滅。
2.2.2埋設暗管
在地表以下40-60cm的深度分層埋設暗管,在澆水后土壤中的鹽分隨著土壤的毛細孔洞進入到暗管中,隨著水流不斷排出,達到降低土壤鹽分富集的效果。據研究表明,通過埋設暗管的方式可以達到80%的多余鹽分排出,因此能有效保證土壤的生態環境處于良好狀態。
2.2.3換填客土
在設施農業生產中,不可避免地有一些土壤次生鹽漬化嚴重而導致無法種植或不適宜繼續使用的情況,此時可以采用客土交換原土的方式對土壤進行改良,土層交換厚度根據原土的狀況不同一般可為5-15cm。
1、概述
我國自1979年至1994年先后從荷蘭、日本、美國、保加利亞、羅馬尼亞引進大型連棟溫室21.2hm2,但由于種種原因,特別是能耗過大,運行費用高,管理不善,僅個別勉強維持生產,絕大部分不得不宣告失敗。90年代中,由于我國經濟形勢進一步好轉,設施農業的發展又掀起了新的熱潮,以北京中以農場引進以色列大型塑料溫室為標志,又開始了新一輪較大規模地引進國外先進的大型連棟溫室,與以前不同的是這一次引進的不僅是溫室的主體骨架,同時引進了成套設備和栽培技術。據有關資料,1995年至1997年已簽訂引進合同達80hm2,價值3億元,主要集中在經濟發達地區,如北京、上海和廣州等地,突出地反應了國內對先進的設施栽培成套設備和技術的迫切需要。與此同時,國外溫室廠家亦蜂涌而來,他們采取壓低主體結構價格,提高內部設施價格的措施,試圖占領市場。
總之,當前我國設施農業的發展,已面臨新的形勢,在設施規模不斷擴大的同時,設施規格也在相應提高;在大力發展日光溫室生產的同時,也在較大規模地引進國外成套設施與栽培技術;設施園藝生產多樣化,不僅生產蔬菜,包括大宗菜和特菜,也生產花卉水果,但也暴露出在宏觀管理上無序狀態的問題。各地在紛紛上馬,紛紛引進的同時,也不乏盲目性,缺乏總體規劃、規范化和標準化。因此有必要在深入調查研究我國設施農業現狀、發展趨勢的基礎上,提出加強管理的意見和措施,以便為主管部門制訂規范化的管理辦法和宏觀管理的政策性文件提供依據,從而在市場經濟條件下,加強宏觀決策,疏通信息渠道,規范管理職能,提高企業素質實行名牌戰略,為發展具有中國特色的設施農業創造條件。
我國溫室中95%以上為日光溫室,普通加溫溫室和大型現代化溫室,因能源問題,運行效果不經濟而難以大面積發展。全自控現代化溫室自改革開放的80年代初,開始逐步引進至今。估計將近100hm2。日光溫室中約有60%為高效節能型日光溫室。塑料大棚中90%為簡易的竹木結構塑料大棚,只有在大城市郊區發展裝配式鍍鋅鋼管大棚,目前隨著規模化、產業化經營的發展,有些地區,特別是南方一些地區,原有單棟大棚也向連棟大棚發展。據全國農技推廣總站1996年底統計資料,我國設施栽培面積最大的省份是:山東、河北、河南、遼寧、江蘇和新疆。而高效節能日光溫室面積最大的省份為:河北、山東、遼寧等省。
現代化大型溫室,主要是引進溫室,從1985年至今,我國大約引進了近100hm2。主要分布在經濟發達的東部、東南沿海省份的大城市郊區。在1979~1994年期間,引進了21.2hm2,分布在北京、上海、哈爾濱、大慶、廣州、深圳、烏魯木齊等地,由于能源消耗大,管理不善,入不敷出,最終不能維持,有的被拆除,有的另作它用,基本上是失敗了。如1979年北京的四季青園藝場最早從日本引進的3hm2現代化大型溫室,現已改作貿易市場。1995年北京中以農場率先引進以色列溫室1.2hm2,開始了新的引進。1996年引進面積最大的為上海,達l5hm2,分別從荷蘭、以色列引進,分5處進行試驗,取得了一些重要經驗;深圳市1997年從法國引進6hm2薄膜溫室,現已投入使用。還有很多省城如廣州、石家莊、鄭州、濟南、南京、北京、重慶和銀川等都有新引進溫室,或正在洽談引進事宜。這次引進的特點是:引進成套技術設備,除主體骨架外,包括環境調控設備、灌溉設備、全套栽培技術措施(從種子到肥水管理、病蟲害防治甚至授粉技術等),并有引進國派駐專家指導,即不單純引進硬件,也引進軟件。但大多是政府行為,也有部分是企業行為。
2、面臨的形勢和問題及應采取的對策
2.1設施農業發展的數量和質量
目前設施農業發展的主要問題是數量增長很快而質量水平較低。以設施栽培86萬hm2計,城鄉人均占有面積已達7.l7m2,比80年代中期增長了19倍,所以發展方向應由擴大規模轉向提高質量。同時產業結構要轉型,單一生產蔬菜轉變成以生產蔬菜為主,輔以生產花卉、瓜和果。從單一生產大宗菜,轉變成生產大宗菜為主,輔以生產經濟效益高的特菜,有條件的地區應積極發展名、特、優、新、稀產品,出口創匯。其次是提高現有設施水平。現在設施質量普遍較低,日光溫室中絕大多數為80年代中期形成的普通類型,結構較簡單,以竹木、水泥桿為骨架,厚厚的土坯墻體降低了土地利用率,可利用面積僅40%~50%;作業空間小,不便于機械操作,只能靠手工作業;保溫、采光性能差,每年雨季過后,必須投入大量的人力、物力維修結構;抗災能力差,易被大雪壓塌、大雨沖垮,如1997年12月一場大雪,江蘇、山東不少普通型日光溫室因承受不住雪壓而倒塌;灌溉技術,仍以大水漫灌,有些地方每667m2日光溫室灌水量達500m3/年。并且在多年使用后溫室內病蟲害嚴重而不得不依靠經常性打藥來維持生產,這與發展綠色農業的趨勢很不協調。所以山東省率先提出了設施農業的二次創業,不僅要選育優良品種,而且要改進設施結構及栽培管理技術,在提高產品品質上下功夫。
對于塑料大棚的發展,同樣存在結構和栽培技術兩方面有待提高的問題。
所有新建的設施,應該具備更高的質量水平,不應再停留在較原始的水平上,應能夠生產高品質產品,借鑒引進溫室的一些經驗,逐步向現代化、自動化方向發展。
2.2能源清費和氣候資源的合理利用
我國是一個季風氣候顯著的國家,冬春季節在蒙古高壓的控制和影響之下,我國的三北地區、青藏高原、云南高原晴天多,日照百分率超過50%,光照充足,是發展設施園藝生產的有利條件。但我國地處歐亞大陸東部,季風發達,大陸性強,氣溫的年變化很大,冬季嚴寒,夏季酷熱,冬季氣溫比同緯度其它國家要低,而且愈向北方,偏低愈甚。例如1月份,東北地區比同緯度其它國家氣溫偏低14~18℃,黃淮流域偏低10~14℃,長江以南地區偏低8℃,華南沿海也偏低5℃。夏季除沙漠地區以外,我國又是同緯度地區最熱的國家7月份平均氣溫東北和內蒙北部比同緯度平均偏高4℃,華北平原偏高2.5℃,長江中下游偏高1.5~2.0℃。根據計算我國北方各地冬季日平均氣溫≤5℃負積溫要比世界同緯度地區高出1~4倍。這就意味著我國發展設施生產冬季加熱所需能耗比歐洲國家要高得多。夏季比同緯度其它國家炎熱,必然增加降溫所需的能耗,而且夏季又是雨季,空氣相對濕度大,濕熱同季使藉助于蒸發降溫機理的降溫效率下降,在封閉條件下進行濕簾降溫、噴霧降溫,其降溫效果必然受到限制。
因此,如何根據我國各地氣候特點,發展設施生產必須要進行深入研究,不能照搬國外的經驗,節能是中國設施園藝生產的重要課題。
2.3引進和國產化
1979~1994年引進的20hm2大型現代化溫室,由于高能耗和經營管理跟不上,高投入、低產出,至今幾乎全部停止運營。1995年以后又開始了第二次引進大型現代化溫室的熱潮,其中規模最大的是1996年上海從荷蘭、以色列引進了15hm2微機全控制加溫溫室,進行蔬菜、花卉栽培。經過一年的運行,有盈利的也有虧損的,但為高能耗、高投入、高產出的現代高科技設施園藝經營提供了經驗。
目前現代化溫室的引進主要存在以下問題:
1)投資大。以上海1996年引進的15hm2溫室來看,引進費用加配套設施設備費用,平均500~900元/m2,投資太大,每年的折舊費、維修費太高,在短期內難以收回投資,這是影響溫室引進的一大因素。
2)運行成本高。從上海5個基地在1996~1997年度運行成本看,平均每1/15hm2(畝)為3.48萬元,其中30%~40%是燃料成本。從上海各引進溫室使用效果來看,冬季加溫使用燃煤最經濟,比用電或燃油熱風的效果好、成本低。即使燃煤,在上海的荷蘭溫室中要保證果菜的生長溫度,每天每公頃,仍需燃煤3t(每畝0.2t)。在濟南,每1/15hm2(畝)每天需燃煤0.4t。在北京,則為每天每1/15hm2(畝)0.8t。有些引進溫室(也包括部分國內設計的溫室)的通風設計沒有針對當地的氣候條件,在高溫高濕同季的情況下,降溫依靠濕簾風機系統,不但降溫效果差,能源消耗也相當可觀,甚至不比冬季加熱能耗費用少。能源消耗費用太高,使投入使用后的經營成本持續偏高,最終可能變成虧本經營,成為溫室引進的又一大障礙。
3)功能定位存在一定問題。既然是引進的現代化大型溫室,是資金技術密集型企業,其產品定位必須有高起點。高投入,必須有高產出,才能充分顯示現代化、資金技術密集的優勢,達到高效集約栽培目的。上海的東海荷蘭溫室,種植的彩色甜椒,市場定位于大賓館和大飯店,價格可達24元/kg,其他產品市場定位也大都在賓館飯店或超市,因其能保證優良的品質和周年供應,價格優勢明顯,所以其經營效果,已經突破了以前引進溫室不計折舊,勉強保本的經營狀況,在合理扣除折舊和經營成本后,仍略有盈余,并且會越來越好。南京市蔬菜所,80年代中期,引進一棟荷蘭溫室,一直種植番茄等大宗菜,年年收入不抵運行費用,從1995年開始,改成一半種菜,一半種花,當年收入與運行費持平,1996年1/4菜(番茄和櫻桃番茄),3/4為切花和盆花,當年收入高于運行費用。所以功能定位不準確是許多引進溫室經營不善的一大原因。結合旅游觀光,生產優質花卉、蔬菜、瓜果和種苗,如上海的東海農場,江蘇鎮江21世紀樂園都取得較好的經濟效益。
4)規模小經營單一。目前各引進單位引進的溫室面積一般為1~3hm2,絕大多數為1~2hm2,規模都不大,并且往往還種植多種作物,因此無論從面積還是從作物種類都形不成規模,這與國外的情況有很大差別。如荷蘭,一個農戶就有二、三公頃以上的溫室,只種植一種作物,專業化程度很高,不僅有利于種植水平的提高,而且能保證履行市場合同,它的規模效益得到了比較充分的體現。我們目前的引進方式不能形成規模效益,這就增加了操作上的難度,在一定程度上還是一種技術人才資源的浪費,3hm2種植三種作物所需的技術指導同樣能指導15hm2種植同種作物的生產。
5)引進不配套。只引進溫室設備而不引進內部管理機制,難以實現真正的現代化設施生產。現代化的設備加上現代化的觀念及管理方式,才能保證高產出、高效益,達到引進溫室的示范目的。
隨著引進溫室的不斷增加,國產化問題也越來越引起人們的重視。現代化大型溫室的骨架和覆蓋材料國產化,已經基本不成問題,但其內部的配套設施、計算機管理系統等現代化的管理方式和觀念,仍需認真學習。對于國產化,業內人士也有兩種看法,一種要求加速國產化進程,人家能做到的,我們也能做到;另一種態度則認為,先當學生,虛心學習,先吃透外來的東西,逐步縮小國產與引進之間的差距,不可操之過急。我們認為有關國產化的問題,硬件在短期內容易實現,軟件特別是微機管理、生物技術(品種、授粉技術、定量化肥水管理等),我國與先進國家差距較大,是今后要著力解決的問題。
我們在主體結構的國產化過程中已經做了不少簡化改進設計,即使如此,也因難以形成規模生產,成本居高不下,而往往高于外商報價;沒有溫室專用的材料,或者有而精度不夠,不能滿足設施建設的要求,影響設施生產的效果;內部配套設備的國產化還有一定問題,產品不齊全,不配套,性能達不到要求,有的配套設施根本沒有,不能滿足現代化管理的需要。所以必須先搞清楚引進溫室的質量、性能和種植要求,再加以改進,逐步實現國產化。
2.4建廠生產問題
以上海、江蘇為例,僅上海周圍,經營溫室骨架約有5~6個廠家,有些地方還在盲目建廠,產品質量難以保證,因此必須要建立質量檢測和評估體系,實行名牌戰略,有序建設,有序競爭。
2.5關于大型現代化溫室的發展問題
近年來,出現發展大型溫室的熱潮,首先是因為資金有了一些積累,包括一些大企業也投資設施農業將其作為新的經濟增長點。另一方面,原有的設施技術不配套,土地利用率低,環境調節能力有限,而北京中以示范農場引進全套設備技術后,感到有了新的希望,各地政府部門、大企業于是將視點轉向設施生產。我們認為具備下列四個條件的,可以適度發展:(1)資金實力允許(當地政府有補貼,或有企業參與。);(2)有良好的市場,包括消費者觀念,優質、優價;(3)有雄厚的科技實力,包括經營管理技術、生產技術和勞動者素質;(4)形成規模,不搞分散建設,尤其是政府投資的項目更應如此。
3、國家管理部門在宏觀管理上應采取的方針和管理原則
3.1管理的定位
國家管理部門的管理定位,首先應是宏觀管理,起指導作用。要實現宏觀管理,必須了解設施農業的現狀和發展趨勢;應對全國的設施農業根據氣候條件進行合理的規劃;建立各級工作機構,明確專人管理;及時收集和市場信息,指導農民及時調整種植計劃,減少盲目性,以穩定農民的收入;制定適合各地區不同氣候條件的不同檔次的各種設施規格及技術參數,同時規范各生產廠家的生產行為,減少無序競爭所帶來的損失,改變現有生產廠家各自制定規格,無統一標準的混亂局面;建立固定的監督檢測機構,加強檢測,以保護農民的利益;各級管理機構應同時承擔技術咨詢的任務;完善社會服務體系,包括生產資料市場、產品市場、產品采后處理(加工、分級、包裝)、運銷等。
3.2充分利用氣候資源,合理規劃設施布局
我國是一個氣候類型多樣的國家,各地氣候對設施生產的利弊各異,應以多樣化的設施生產模式,適應各地的氣候特點。我們建議按大區劃分,根據氣候條件,做好各種設施的區劃工作,充分利用當地的氣候資源,經濟合理地提高設施栽培水平。關于設施栽培的區劃問題,80年代中期,曾進行過不少探討,近年來各省市也認識到,充分合理利用氣候資源對布局設施栽培、設計種植制度(品種、茬口等)和制定管理規范的重要性,并進行了一些嘗試。但比較分散,并基于經驗,缺乏全國性統一的區劃指標體系和區劃體系。有些地方因設施栽培比較效益高,盲目上馬,結果因氣候條件不適宜而導致失敗。規范各區設施類型及其規格、參數,使各種設施合理分布,種植制度和管理規范化,改善以前的盲目性和過于分散狀況。
3.3設施標準的制定
各地區應有適用于不同檔次的設施類型及標準參數,對農民自制設施提出指導建議,規范農民的自發行為,使建成的設施經濟適用。
"六五"、"七五"、"八五"期間,我國在塑料大棚、日光溫室的結構優化方面都做了不少研究工作,而且取得了許多成果,但目前只有鋼管裝配式塑料大棚有國家標準。玻璃溫室的結構標準尚未批準公布。至于日光溫室標準,溫室配套設備的標準至今仍是空白。所以在設施、設備標準化方面還有許多工作要做。對設施的生產廠家不僅要制訂一系列質量標準,還必須成立專門質量監督和檢測機構,經過檢測,方能進入市場,為此也需要制定檢測規范,包括使用儀器、測試標準和方法等,以保護農民的利益,不受劣質產品的侵害。
3.4建立信息管理和技術咨詢網絡
農民進行設施生產,相對投入較高,農民是自發生產,具有一定的盲目性,存在較大的市場風險,所以應建立信息管理機構,及時向農民提供較準確的各種產品供求信息,并做一些科學的預測,指導農民及時調整種植計劃,以獲取較多的收益。農業部的有關職能部門應予以重視。
技術咨詢具有同樣重要性,技術的提高是設施農業能否持續發展的關鍵之一,先進的技術必須由農民掌握后才能發揮其應有的作用。因此,建議建立技術咨詢機構,農業部農業機械化管理司可作指導和監督。
3.5抓好科學研究和培訓
知識經濟時代,要求不斷地創新。從而要求加強本學科領域的科研和培訓工作,不僅要提高管理者的水平,也要提高勞動者的素質。要提出符合我國國情的發展設施生產行之有效的途徑,當前主要研究內容應包括:
1)面向21世紀中國設施生產可持續發展戰略;
2)低成本、低能耗的設施設備成套技術體系;
草莓,主要品種有紅顏,章姬等,9月上旬定植,第二年1月—5月中旬收獲,產量3000多公斤,定植密度8000棵/畝,畝產3萬多元。套種小西瓜,主要品種有京秀、京玲、L—600、黃晶1號等,2月上旬育苗, 4月初定植在草莓畦上,隔行種植,定植密度900株/畝。6月中旬至7月份收獲,畝產2200公斤,產值1.3萬元,畝總產值高達5萬元中國學術期刊網。
2、日光溫室草莓套種小番茄種植模式
草莓,主要品種有紅顏,章姬等,年9月上旬定植,第二年1月—5月中旬收獲農業論文,產量3000多公斤,定植密度8000棵/畝,畝產3萬多元。套種小番茄(綠寶石、小黃玉等)2月初育苗,3月底—4月初定植在草莓畦上,隔行種植,定植密度1500株/畝。6月中旬開始收獲,畝產2000多公斤,產值0.8萬元,畝總產值高達4萬元。
3、日光溫室草莓套種甜瓜種植模式
草莓,主要品種有紅顏,章姬等,年9月上旬定植,第二年1月—5月中旬收獲,產量3000多公斤,定植密度8000棵/畝,畝產3萬多元。套種甜瓜(京玉4號、京玉月亮、京玉352、京密11、密脆香園等)2月中旬育苗,4月初定植在草莓畦上,隔行種植,定植密度1200株/畝。6月中旬開始收獲,畝產量1400公斤,畝產值0.7萬元,畝總產值高達4萬多元中國學術期刊網。
(二)生產型高產高效種植模式
1、日光溫室生菜﹢嫁接黃瓜﹢生菜種植模式
第一茬生菜,品種射手101,10月4日育苗,10月31日分苗,第二年1月初定植,定植密度5300株/畝,3月20日收獲,1.4元/棵,畝產值7420元;第二茬黃瓜,品種中農16號,砧木品種京欣砧5號,2月20日播砧木,2月23日播接穗,3月中旬嫁接,采用插接法,4月中旬定植,定植密度3000株/畝,5月13日開始采收,9月15日拉秧農業論文,畝產量8100公斤,畝產植1.1萬元;第三茬生菜,品種射手101,8月4日育苗,9月5日分苗,定植9月15日,定植密度5500棵,畝產植8400元,三茬總產值2.68萬元。
2、日光溫室生菜﹢番茄﹢芹菜種植模式
第一茬生菜,品種射手101,10月初育苗,10月底分苗,第二年1月初定植,定植密度5500株/畝,3月中旬收獲,畝產值7000元;第二茬番茄,品種中研988,2月初育苗,3月下旬定植,定植密度3000株/畝,5月下旬開始收獲,畝,畝產量5000公斤,畝產值4200元;第三茬芹菜,品種文圖拉,7月中旬育苗,9月下旬定植,定植密度2.2萬株,12月中旬開始收獲,畝產量8000多公斤,畝值8000元,三茬畝產值1.92萬元。
3、日光溫室春白菜﹢苦瓜﹢番茄種植模式
第一茬春白菜,品種良慶(日本),12月下旬育苗,1月底定植,定植密度3200株/畝,4月上旬收獲,畝產量5500公斤,畝產值1.1萬元;第二茬苦瓜,品種美王綠劍農業論文,2月初育苗,4月中旬定植,定植密度700棵/畝,6月中旬收獲,8月上旬拉秧,畝產量3250公斤,畝產值4550元;第三茬番茄,品種拉比(以色列),7月下旬育苗,8月中旬定植,定植密度2500株/畝,11月下旬開始收獲,畝產量6500多公斤,畝值1.3萬元,三茬畝產值2.85萬元。
4、日光溫室春白菜﹢豇豆﹢杭椒種植模式
第一茬春白菜,品種良慶(日本),12月下旬育苗,1月底定植,定植密度3200株/畝,4月上旬收獲,畝產量5500公斤,畝產值1.1萬元;第二茬豇豆,品種901,3月下旬育苗,4月中旬定植,定植密度3200棵/畝,6月上旬收獲,8月上旬拉秧,畝產量2400公斤,畝產值3360元;第三茬杭椒,品種杭椒1號,7月上旬育苗,8月上旬定植,定植密度3300株,9月下旬開始采收,12月底拉秧,畝產量3000公斤,畝產值6000元,三茬畝總產值2.03萬元。
5、大棚生菜﹢生菜(套種冬瓜)﹢生菜種植模式
第一茬生菜,品種玉湖農業論文,10月中旬育苗,11月上旬分苗,第二年1月底定植,定植密度5500株/畝,4月12日開始收獲,0.8元/棵,畝產值4400元;第二茬生菜套種冬瓜,生菜品種射手101,育苗3月初,定植5月初,定植密度5500棵/畝,畝產值2060元,冬瓜,天津綠皮品種,2月中旬育苗,5月初定植,定植密度550棵/畝,7月11日開始采收,8月25日拉秧,畝產量3100公斤,畝產值2490元。第三茬生菜,品種玉湖,8月6日育苗,8月20日分苗,8月底定植,定植密度5500棵/畝,11月初開收獲,畝產值3300元中國學術期刊網。總計大棚畝收入為12250元。
6、大棚生菜﹢嫁接茄子種植模式
第一茬生菜,品種玉湖,10月中旬育苗,11月上旬分苗,第二年1月底定植,定植密度5500株/畝,4月12日開始收獲,0.8元/棵,畝產值4400元;第二茬嫁接茄子,砧木品種茄砧1號,接穗早熟京茄1號,砧木播種日期12月初,接穗播種日期1月10日農業論文,定植日期4月中旬,定植密度2000株,6月初開始收獲,11月初拉秧,畝產量6500公斤,畝產值6700元,合計畝產值11100元。
嵌入式控制器一般是由ARM9處理器、SDRAM、FLASH、電源及復位模塊、人機接口LCD觸摸屏及相關電路組成。筆者選用的S3C2440處理器,是SAMSUNG公司開發的一款基于ARM9內核的微處理器。S3C2440是基于ARM920T內核,0.13UmComs標準單元和存儲單元復合體。它的特點是功耗低、簡單、穩定、功能強大、性價比相對高,并且還具有豐富的擴展功能接口,便于構建電路,如圖3所示。嵌入式控制器作為數據信息收集處理的主節點,通過SPI總線與ZigBee模塊通信,用于和無線傳感器節點進行數據傳輸,該ZigBee模塊作為ZigBee網絡協調器負責整個網絡的組建和給加入節點分配地址;嵌入式控制器通過UART串口與GPRS模塊通信,用于接入Internet網絡實現數據上傳web服務器,同時可以接入GSM網絡,實現手機信息收發功能。在傳感器節點發來的數據存在溫濕度異常時,啟動報警信號。嵌入式控制器上植入linux操作系統、驅動程序和監控程序,系統啟動后依次加載各種驅動程序,并運行監控程序,
1.2基于Internet的遠程在線客戶訪問服務平臺
數據管理級遠程綜合服務平臺基于B/S(Browser/Sever),形成所謂前端Browser瀏覽器、中間層應用程序(Application)、后端數據庫(Database)的3層3-Tier結構。主要事務邏輯在服務器端(Server)實現,極少部分事務邏輯在前端(Browser)實現,用戶工作界面是通過www瀏覽器來實現。實現不同的用戶,從各自的所在地點,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)訪問和操作共同的數據庫。從而簡化客戶端電腦載荷,減輕了系統維護與升級的工作量,節省了用戶的總體成本,同時它還能有效地保護數據平臺嵌入式控制器軟件結構圖和管理訪問權限,服務器數據庫也很安全。
2溫濕度監控系統在設施溫室的應用
2.1設施蔬菜溫室中溫濕度監控設備的應用
所選溫室為天津應用廣泛的溫室之一,覆蓋范圍廣,此設備是一套集溫濕度為一體的無線網絡監控設備,有著監控點分布廣泛、實時收發數據的特點,用戶可根據自身需要設定收發間隔,可廣泛應用在大棚生產、溫室生產、特殊環境監測等。即使遇到惡劣天氣,信號收發功能也能清楚地接收監控設備的信號,實用性和適用性都符合天津現階段的要求,在農戶應用中口碑很好,而且設備占用空間小,在溫室本來就有限的面積內,有著良好的空間優勢。操作簡單,只要簡單培訓,農戶就可以上手,不需要專業的知識背景,界面人性化設計,可語音報數,提供良好的服務功能。
2.2設施食用菌溫室中溫濕度監控設備的應用
天津市北辰區下河頭食用菌種植專業合作社是以工業化廠房為標準規模的大型食用菌種植基地,主要以生產白靈菇為主,其他食用菌為輔,現占地面積3.3hm2,共建5個大型的工廠化車間。在已開發的溫濕度監控器基礎上可以增加光照和二氧化碳傳感器,實現溫室內溫度、濕度、光照、二氧化碳、氧氣的實時數據在遠程電腦端顯示,實現溫室環境因子監控的閾值報警功能,實現3個溫室的統一監測管理平臺等實用功能的專業性管理系統。可有效地節約管理資源,提高業務產能,規避操作風險。
二、農業生產經營體制創新對農田水利設施建設的影響
(一)農業經營主體參與農田水利建設的意愿與能力提高
創新農業生產經營體制本質上是發展適度規模的農業生產,它是通過農村土地承包經營權的流轉,將細碎的土地耕作模式轉變為具有適度規模的生產模式,形成農業生產專業大戶、家庭農場、農民合作社等經營組織。農業生產經營體制的創新可以形成農業生產的規模效應,從而降低了農業生產成本。農田水利設施是不可或缺的基礎性資源,為確保農業生產經濟效益,生產經營主體參與農田水利建設的意愿就會加強。此外,農業生產經營體制創新能夠促進農業產業的強大,使經營者積累更多的資本;組織的創新還可以將社會資本引入農業生產,與分散經營的家庭承包責任制相比,經營主體擁有更多的資金保障和人力支持,可以建立與農田水利的戰略合作關系,衍生出農田水利設施的建設單位與產業,增強其建設農田水利設施的能力。
(二)減少了農業經營者與水利單位的交易費用
以農業生產大戶、家庭農場、農民合作社為代表的生產經營主體成立以后,可以實現土地的規模經營,將細碎的土地整合起來,通過組織的擴張,借助于組織對市場的替代,變市場交易為組織內的交易,減少了交易費用,避免了農田灌溉利益的糾紛。農業生產經營體制的創新還能夠培育一批具有市場運作能力的經營者,在農田灌溉中,經營者可以利用規模效應,建立與供水單位的直接交易渠道,減少政府和其他中介組織的參與,實現交易成本的下降。
(三)降低了農田灌溉成本
創新農業生產經營體制形成土地的適度集中。規模化的農業生產經營可以實現與農田水利灌溉的對接,有利于選擇適合自然特點和農業種植的農田灌溉方式。農業生產經營者如果自建農田水利設施,如建設水井、池塘,則可以通過集中灌溉,提高水源的使用效率,降低單位灌溉成本;如果選擇使用社會供水系統,如向水庫等供水單位購買水,由于土地的適度集中,經營者為了節約用水,會修建和維護灌溉系統的終端溝渠,可以避免水資源的流失,而且減少了灌溉渠道,在一定程度上減少農田灌溉的經濟外部性,這些都將降低農田灌溉成本。
三、農田水利設施建設機制的創新
(一)加快農田水利交易的市場化改造
伴隨著市場機制下農業生產經營體制的創新,傳統的政府主導下農田水利建設模式也必將發生轉變,取而代之的將是建立在市場機制下的農田水利建設模式。在該模式下,需要培育具有市場經營能力的農田水利設施供給主體和需求主體,形成合理的市場定價機制,建立有效的監管制度。為此,需要將一些具有商業價值的水庫、塘堰和湖泊等設施通過經營改制,利用承包等經營方式,將其培育成為農田水利市場供給方,組建為農業生產服務的農田灌溉公司,開發適合農田灌溉的交易渠道和平臺,并引導農業生產經營者通過市場交易方式進行農田灌溉。鑒于農田水利設施具有形成壟斷的條件,而且因為自然環境、農業種植因素,其價格機制極為脆弱,為確保農業生產,需要建立確保糧食安全和體現水資源價值的政府主導型定價機制。而作為水利主管部門,不再從事具體的水利設施建設和管理責任,只須負責大型水利設施、水網、渠道等設施的建設管理,而且在相對農田灌溉中還可以發揮市場監管作用,制訂農田灌溉指導價格,維護市場公平交易。
(二)引導社會資本參與農田水利設施建設
在新的農業生產經營模式下,以農業大戶、家庭農場、農民合作社為代表的經營者通過土地的適度集中,利用土地、人力和機械等資源的規模利用優勢,可以提高農業經濟效率,由于經營者參與農田水利設施的能力增強,也有意愿參與農田水利設施建設。為確保農田水利設施建設,還需要引導社會資源參與農田水利設施建設,以彌補政府投資的不足和效率的低下。針對農業生產和自然環境特點,對于水庫和大中型湖、塘、堰等設施,可以吸引具有建設能力和經營能力的單位參與承包建設;對于水資源相對缺乏的地區,可以建立專業的打井引水公司、農田灌溉公司等,為農業生產經營者提供農田灌溉服務;為形成有效的農田水利市場,還可以組建專業的農田灌溉中介組織,建立供水單位與農業生產經營者的聯系,活躍農田灌溉市場,提高灌溉效率。
近年來,連云港市新浦區把發展高效設施農業作為推進現代農業發展的重要載體和主要突破口,緊緊抓住當前國家擴大內需、沿海大開發的良好機遇,加快農業結構調整,強勢推進高效設施農業建設的步伐,使現代高效農業成為拉動新浦區農業快速增長的新動力,并取得了較好的成績[1]。
1新浦區高效設施農業取得的成績
(1)取得了“三個提高”。一是高效農田所占比例有了新的提高。全區產值4.5萬元/hm2以上的中高效田塊達1.08萬hm2,占耕地面積的54%;其中產值7.5萬元/hm2以上的高效農田占15%;產值15萬元/hm2以上的特高效農田占5.3%。二是設施農業所占比例有了新的提高。全區設施農業面積達1253.3hm2,占耕地面積的6.3%。三是規模養殖所占比例有了新的提高。生豬飼養量達14萬頭,家禽飼養量350萬只,奶牛存欄580頭。畜禽規模養殖比重較2008年提高7個百分點。
(2)實現了“五個突破”。一是設施農業規模化建設有了新的突破。全區建成萬畝連片高效農業基地1個,千畝連片23個。新建市級千畝連片設施農業基地5個,草舍西紅柿、馨源花卉和蔬菜、希望花卉、云盛出口蔬菜等高效設施農業面積達680hm2,其中新建千畝以上日光溫室栽培生產基地4個,面積達600hm2,設施農業發展規模之大,速度之快,為歷年之最。二是農業項目有了新的突破。全區在建農業項目22個,項目總投資6570萬元,已完成投資5584萬元。西紅柿規模化種植基地建設、設施蔬菜基地建設、日光溫室鮮切花高效設施農業示范區建設等項目已全部建成。三是品牌效應有了新的突破。全區涉農商標達15個,無公害農產品33個,綠色食品2個,有機食品1個。建立了1.53萬hm2無公害生產基地,制定了25個地方標準和產品操作規程。“云盛”牌番茄獲江蘇名牌產品和連云港市知名商標。四是農業產業化建設有了新的突破。全區現有市級重點農業龍頭企業9家。野仙云霧茶、馨源鮮切花、云盛果蔬等一批特色品牌知名度不斷提升。新增農民專業合作社47家,新成立土地股份合作社10家。五是高效農業特色村、示范基地建設有了新的突破。全區已培育建成高效農業特色村12個,示范基地23個。鄉鎮都建立了土地流轉服務中心,新增土地流轉面積482hm2。
2存在的問題
一是高效農業規模較小,農業園區建設層次不高。農業產業化水平有待提高,缺乏輻射帶動能力強的大型農業龍頭企業。二是土地流轉步伐不快,土地流轉的過程中存在農民不愿“流”、部分干部不敢“流”、發展水平局限不易“流”等制約因素。三是優勢資源缺乏整合,品牌帶動效應微弱。新浦區的農產品遠沒有東海大米、贛榆泥鰍那樣遠近聞名。野仙云霧茶、草舍西紅柿等品牌僅在區內有一定的知名度,品牌帶動效應微弱。四是鄉鎮之間在高效設施農業發展上還存在不平衡[2]。
3發展對策
(1)優化產業布局,建設三大高效農業區。一是積極申報省級現代農業園區。浦南、崗埠片區以包青路為軸線,規劃建設面積6666.7hm2,發展鮮切花、生態富硒米、高效水產、設施蔬菜四大產業園,形成一區四園格局,2010年新發展鮮切花133.3hm2、設施西紅柿333.3hm2、生態富硒米666.7hm2、高效水產養殖133.3hm2,確保成為江蘇沿海開發后第一批省級現代農業園區。二是高標準建設省級外向型農業示范園區。以云臺片區已通過省級驗收的花果山外向型農業園為核心,建設4000hm2出口創匯農業園區,新增水生蔬菜266.7hm2、水生花卉66.7hm2,建設施蔬菜66.7hm2,新擴洋蔥、甘藍等創匯蔬菜333.3hm2,建成萬畝淺水藕基地、萬畝出口蔬菜基地,成為全市最大的省級外向型農業示范園區。三是積極創建省級農業生態園區。充分利用云臺山山場資源,新建茶園266.7hm2、新植果園266.7hm2,建成萬畝云霧茶基地、萬畝鮮雜果基地,申報省級森林公園,加快建設櫻桃谷采摘園、花果山云霧茶文化園、城隍廟生態休閑農業園。建立園區管理機構,成立園區管委會和園區投融資主體[3]。
(2)明確目標任務,實施農業農村六項工程。一是農業園區工程。除了申報創建省級三大園區以外,每個鄉鎮新建一個66.7hm2以上的高效農業園,每個村結合“一村一品”特色村創建,新建或擴建百畝以上的特色農業示范園或養殖小區,每個村民小組至少培育10戶種養大戶。二是設施農業工程。設施化是農業發展的方向,是現代農業的標志,也是農業結構調整的重點。2010年要新增設施農業666.7hm2,各類農業政策性資金將重點扶持設施蔬菜、工廠化育苗等設施農業項目。三是精品茶果工程。云霧茶每年新擴266.7hm2,截至2012年全區云霧茶面積要達到1333.3hm2以上。2010年沿山新建千畝連片的櫻桃、葡萄、冬棗等特色鮮雜果園2個以上。打造出深具影響力的采摘休閑園,推進農業休閑旅游業快速發展。四是花卉苗木工程。迅速擴大鮮切花種植規模,每年新增133.3hm2,到2012年鮮切花面積要達到1000hm2,加快花卉交易市場建設,將新浦區建設成為區域性鮮切花生產基地和花卉物流集散地。為滿足城鄉綠化需要,每年新建苗圃133.3hm2。五是規模養殖工程。大力發展規模畜禽養殖、規模水產養殖,保障城市肉品的供給。生豬規模養殖15萬頭以上,家禽育雛飼養量1000萬羽以上,高效水產養殖發展到1333.3hm2。六是農民康居工程。高標準、高質量完成3個市級康居示范村建設任務。每年重點建設5個康居示范村,將新村莊建設與村莊土地復墾、萬頃良田建設工程相結合,盤活土地存量,發展高效設施農業園區和農村二、三產業[4]。
(3)改善發展環境,健全三大農業服務體系。一是建立完善農業科技推廣體系。建立農業科技指導直接到戶、科普宣傳直接到田、科技服務直接到人的農技服務網。加強農業科技人才的引進與培養,每個村至少有1名農技員。加快引進一批新品種、新技術、新模式。二是健全土地流轉服務體系。完善鄉鎮土地流轉服務中心,積極引導農民流轉土地,推進土地向種植大戶、農業龍頭企業法人集中,實現集約化生產。每年流轉土地面積666.7hm2。三是建立農業生產標準化體系。加強無公害農產品基地建設和無公害農產品、綠色食品、有機食品認證,制定新浦區優勢特色農產品和原產地農產品的地方標準。新創無公害農產品10個、綠色食品3個。
4參考文獻
[1]黃真國,黃秀敏.對發展現代設施農業的思考[J].河南農業科學,1999(7):16-17.