李云樂,黃國俊,張文菲
(太原市農業科學研究院,山西 太原 030027)
荷蘭是一個海拔低于海平面的國家,屬于溫帶海洋性氣候,這里空氣清新、氣候宜人,環境優美、干凈整潔,不僅有譽滿全球的郁金香、風車,還有發達的海、陸、空交通,快捷高效的物流體系,世界領先的教育資源,更有居于世界領先水平的設施蔬菜生產。筆者曾經有幸參加了中國國家外國專家局的“智能連棟溫室蔬菜無土栽培技術”赴荷蘭培訓項目,通過21 d的學習和實踐,對荷蘭的設施蔬菜生產有了一定的認識和了解。眾所周知,荷蘭是歐洲的一個小國,本土面積僅約4萬km2,而其農業發展水平卻僅次于美國位居第二,蔬菜和花卉產量穩居世界前列。中國是農業大國,也是世界上第一設施大國,重視設施農業尤其設施蔬菜產業的發展,對確保中國食品安全具有極其重要的作用。荷蘭設施蔬菜無論是在政策、生產上,還是新型技術應用上,都有值得借鑒之處。近年來,我國設施蔬菜研究也取得了一定的進展,然而依舊存在不少問題,如環境調控力差、設施水平低、規模化管理缺乏等。如何將荷蘭的先進技術有針對性地引入我國,是當前面臨的最大難題。本文針對我國設施蔬菜存在的問題,通過學習、借鑒荷蘭發展經驗,有針對性地提出發展建議。
荷蘭以生產馬鈴薯、小麥、甜菜為主,是世界上最大的馬鈴薯出口國,園藝生產在荷蘭農業中占相當大的份額,主要是蔬菜、水果、花卉等,蔬菜出口居世界第一,鮮花占全球市場的60%。大部分蔬菜鮮花在溫室內生產,溫室產業是荷蘭最具特色的農業產業,居世界領先地位。目前,荷蘭溫室建筑面積為11億m2,占全世界玻璃溫室面積的1/4,主要種植鮮花和蔬菜。由于荷蘭耕地不足,其比任何國家都更注重提高勞動生產率;因此,大多農業企業都采用集約化、規模化的生產方式。荷蘭溫室農業無論是蔬菜還是花卉,一般都是專業化生產,多品種經營。
荷蘭的玻璃溫室經過幾十年的發展,已經由單一的、小型的、人工管理的、家族式經營的簡單設施發展成為大型智能化的連棟溫室,溫室內的溫度、濕度、光照、二氧化碳、水肥供給、排液等日常管理幾乎全部靠計算機系統控制完成。1座1 hm2的玻璃溫室除特殊季節外平時只需要3~4個管理人員即可,真正做到了全自動、智能化;而且其蔬菜產量、質量相當高,番茄產量最高可以達到85 kg/m2。在荷蘭溫室實習操作時發現,當陰天光照不足時,溫室內的補光系統會立即啟動,根據蔬菜的需光量開啟相應的補光燈,十分靈敏。
2.2.1 熟練運用光合作用
荷蘭人最大化地利用自然光能,在新建的溫室內安裝漫反射玻璃,使蔬菜和花卉最大化接受光照,同時每年多次清洗玻璃,使溫室玻璃透光率保持在70%以上。以太陽光為中心,合理調控水分、保持二氧化碳濃度以及植物最佳的葉面積指數,使植物的光合作用達到最佳;通過溫度控制,在植物光合作用最佳狀態下,尋求植物呼吸作用耗能最小時的溫度值,從而使光合作用和呼吸作用的差值最大,實現蔬菜的優質、高產。
2.2.2 合理調控溫室溫度
從光合作用前2 h就開始進行溫度調控,讓溫室溫度緩慢升高,使植物提前進入最佳生長狀態,從而使蔬菜在進行光合作用時達到最佳狀態,獲得高產。
2.2.3 創新研究濕度控制方法
荷蘭的農業專家研究了在封閉狀態的玻璃溫室內進行蔬菜生產的辦法,目前處于試驗推廣階段,力圖在最節能的情況下實現對溫室環境的可控制,創造蔬菜生長的最佳環境。在封閉狀態下,溫室內濕度是最不易控制的,于是研制了1套空氣專用加熱設備,利用向溫室內輸入干熱空氣的辦法來調節溫室的濕度,再加上溫室空氣循環系統和重新獲取能量系統,不僅可以降低濕度,同時也提高了溫度,一舉兩得。
2.3.1 節能環保理念貫穿到每個細節
荷蘭人為了達到環保節能,想盡了一切辦法。如地面鋪上反光布,既能反射太陽光又能降低溫室內的濕度;營養液的排液經過消毒處理后循環利用,避免污染環境;室外配備大型雨水收集系統,利用收集到的雨水配制營養液;用過的椰糠基質回收后供百合種植戶再利用,巖棉基質用完后回收制成磚塊鋪路;應用熊蜂授粉、生物防控技術(天敵如捕食螨、麗蚜小蜂等),減少甚至不使用化學農藥;照明時發電機產生的能量和二氧化碳用于溫室中植物生長。節能環保的理念已經體現在荷蘭農業的方方面面。
2.3.2 二氧化碳的循環應用
二氧化碳是光合作用不可缺少的重要原料,進行蔬菜生產離不開二氧化碳;而石油工業在生產中要排放大量的二氧化碳,污染大氣。于是,荷蘭的蔬菜種植公司或農戶與殼牌公司簽定合同,把其生產中產生的二氧化碳凈化后用管道輸送到溫室進行蔬菜生產,農戶只需交給殼牌公司少量管道維護費,而殼牌公司也節省了大量的環保投入,從而實現雙贏。
雖然我國設施蔬菜產業起步較晚,但我國對設施蔬菜產業的市場需求十分大,近年來更是進入迅速發展階段,設施蔬菜產業已經成為我國蔬菜產業的中流砥柱。在“菜籃子”工程的推動下,我國不僅大量引進國外的生產技術設施,同時將更多人力、物力注入技術研發領域,設施蔬菜產業發展形勢喜人,但也應看到我國設施農業發展還存在以下問題:第一,未經充分考察,盲目引進現代化設施裝備。在引進現代化溫室設備前未經過實用性和可行性的充分論證,引進之后才考慮怎樣利用。第二,照搬國外成熟技術,技術應用水平較低。許多國外設施蔬菜成熟技術是具有針對性的,不完全適應我國的氣候條件,例如荷蘭的溫室集中在西部沿海一帶,四季溫和,冬暖夏涼,室溫調控耗能少;我國北部冬季寒冷,加溫耗能、成本高,南部夏季炎熱,降溫難度大、成本高。第三,缺乏規模化的種植體系和服務體系,導致農戶素質較低。目前我國小規模的蔬菜生產企業較多,其資金、技術相對匱乏,不利于先進技術和設施設備的推廣應用,機械化設施傳播覆蓋不到位,很多都是使用手工播種和收獲,種植方式落后,再加上許多農戶對核心技術和精髓沒有進行系統的學習,導致設施蔬菜產業雪上加霜。
我國幅員遼闊,各地海拔、溫度、光照、降雨量等影響蔬菜生長的條件不盡相同,應結合各地實際情況,引進國外先進的農業設施。
3.2.1 因地制宜地自主開發和引進關鍵技術,建造適宜的溫室系統
近年來,隨著我國經濟的快速發展,發展現代農業的步伐也在加快,于是各地盲目引進國外大型智能連棟溫室,但使用情況普遍不理想,我國的溫度、濕度、光照等氣候狀況與荷蘭不同,荷蘭的溫室系統注重采光和自動化程度,而我國的溫室系統更注重的是冬季的保溫。建議溫室結構專家結合我國實際,因地制宜地設計出符合我國特色的現代化溫室系統,自主開發和關鍵技術引進相結合,逐步建立具有地方特色的高效設施蔬菜栽培技術體系和生產基地,從而為我國的現代農業提供技術保障。
3.2.2 開發擁有自主知識產權的智能控制系統
在勞動力成本日趨昂貴的現代社會,一套先進的智能控制系統,不僅可以按照作物需求精準控制溫室內的溫度、濕度、光照、養分及二氧化碳等蔬菜生長所需條件,而且可以減輕勞動強度,降低勞動力成本,從而提高蔬菜產品的標準化程度和質量,給溫室蔬菜生產帶來豐收和利潤。目前,我國自有的控制系統還很落后,主要依賴進口,而進口系統的核心技術尤其是軟件對我國實行技術封鎖,使其很難被仿制。建議政府加大鼓勵相關企業和科研院所積極開展這方面的研究,開發、研制擁有自主知識產權的下一代5G智能控制系統,提高我國溫室產業的現代化程度;鼓勵相關企業和科研院所加強與農戶或農業企業合作,加快相關領域科技成果轉化,實現我國農業現代化技術的突破。
設施蔬菜產業現在已經成為我國蔬菜產業的主流。經過多年的發展,我國設施蔬菜產業的生產技術和應用水平雖然已經得到了較大的提升,但與國際一流水平相比,仍然存在著較大的差距。要在國內現有技術的基礎上,融入新技術、新品種、新的管理理念;同時要引進、消化國外先進技術并不斷創新。總的來說,我國設施蔬菜不應盲目追求高大上,需結合我國實際,開發出具有中國自主知識產權的軟硬件設施。