設施農業的發展在歐洲已經有100多年的歷史了。荷蘭農民從十九世紀末就開始把玻璃盆覆蓋在植物上用于透光和保溫,但大規模的現代型設施農業是近年來隨著農業環境工程技術的突破而迅速發展起來的一種集約化程度很高的農業生產技術。隨著現代工業向農業的滲透和微電子技術的應用,集約型設施農業在美國、荷蘭、日本等一些發達國家得到迅速發展,并形成了一個強大的支柱產業。
由于設施農業擺脫了傳統農業生產條件下的自然氣候、季節的制約,不僅使單位面積產量及畜禽個體生產量大幅度增長,而且保證了農牧產品,尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供應。
目前世界上先進的作物設施栽培技術有:
(1)地膜覆蓋栽培
目前世界大多數國家的大田所用的塑料薄膜一般厚為0.2~0.3毫米的聚乙烯透明薄膜(只用1季)。用地膜覆蓋農田,可以提高地溫,保持土壤水分,促進有機質的分解,提高作物產量。應用地膜覆蓋可使喜溫作物向北推移2~4個緯度,即延長無霜期10~15天,提高旱地水分利用率30%~50%,在中、輕鹽堿地上,配合營養缽育苗移栽,使棉花、玉米保苗率達80%~90%。現在已研制出吸光、抑制雜草滋生的塑料地膜,同時用生物技術正在研制可降解、無公害的生物地膜。另外,配合地膜覆蓋栽培研制出鋪設地膜的各種型號的覆蓋機具。
(2)園藝作物的溫室栽培
近代園藝作物溫室栽培主要包括塑料大棚溫室栽培和現代化玻璃溫室栽培兩類。目前世界上塑料大棚最多的國家是中國、意大利、西班牙、法國、日本等國。現代化玻璃溫室主要以荷蘭、日本、英國、法國、德國等國家為最多。由于這種溫室可以自動控制室內的溫度、濕度、灌溉、通風、二氧化碳濃度和光照,每平方米溫室一年可產番茄30~50千克,黃瓜40千克,或產月季花180枚,相當于露地栽培產量的10倍以上。當前,現代化溫室發展的主要問題是能源消耗大、成本高,因此近年來一些發達國家大力研究節能措施。如室內采用保溫簾、雙層玻璃、多層覆蓋和利用太陽能等技術措施,節省能源50%左右。另外,有些國家,如美國、日本、意大利等國開始把溫室建在適于喜溫作物生長的溫暖地區,也減少了能源消耗。
(3)溫室無土栽培技術
無土栽培技術是隨著溫室生產發展而研究采用的一種最新栽培方式。由于它所用的基質營養液或無基質營養液中完全具有、甚至超過土壤所供給的各種營養物質,因此更有利于各類作物的生長發育。目前世界上已有100多個國家將無土栽培技術用于溫室生產。
(4)植物工廠
植物工廠是繼溫室栽培之后發展的一種高度專業化、現代化的設施農業。它與溫室生產不同點在于,完全擺脫大田生產條件下自然條件和氣候的制約,應用近代先進設備,完全由人工控制環境條件,全年均衡供應農產品。目前,高效益的植物工廠在某些發達國家發展迅速,初步實現了工廠化生產蔬菜、食用菌和名貴花木等。美國正在研究利用“植物工廠”種植小麥、水稻以及進行植物組織培養和快繁、脫毒。由于這種植物工廠的作物生產環境不受外界氣候等條件影響,蔬菜如生菜種苗移栽2周后,即可收獲,全年收獲產品20茬以上,蔬菜年產量是露地栽培的數十倍,是溫室栽培的10倍以上。此外,在植物工廠可實現無土栽培,不用農藥,能生產無污染的蔬菜等。目前,世界上只有28個植物工廠,由于設備投資大,耗電多(占生產成本一半以上),因此研究降低成本是今后主要課題。
(方宏民)