四川設施蔬菜發展現狀、存在的問題及對策建議

張澤錦,梁 穎,唐 麗

(四川省農業科學院園藝研究所/蔬菜種質與品種創新四川省重點實驗室,四川 成都 610066)

蔬菜設施生產是我國重要的蔬菜生產模式,全國設施蔬菜面積約為2.57×106hm2(含西甜瓜、食用菌),播種面積4×106hm2,年產量2.6×108t,占蔬菜總產量的1/3左右[1]。近年來,四川省大力發展設施蔬菜,取得了顯著的成效。如何科學的發展四川省設施蔬菜產業,不斷提升綠色高效生產水平,已成為迫切需要解決的問題。筆者在分析四川設施蔬菜產業發展現狀的基礎上,探討四川設施蔬菜產業發展存在的主要問題,提出相應的對策,以期為四川設施蔬菜產業綠色高質量發展提供借鑒。

1 設施蔬菜產業發展現狀

四川地形多樣、氣候復雜,并且境內大部分區域冬春低溫、高濕、寡日照,溫室效應不明顯。夏秋高溫、暴雨、強光照,設施降溫難度大,所以在相當長一段時期內,區域內設施農業結構簡陋、技術含量低、經濟效益差,農民積極性不高,設施農業發展較為緩慢,主要以科技示范為主。20世紀90年代中后期,隨著市場需求的旺盛以及“南方設施蔬菜多樣化生產新技術”等一大批科研攻關項目的實施,通過農業科技人員和生產者的通力合作,設施農業逐漸發展,設施農業技術進入了普及階段。2022年,全省的設施蔬菜播種面積為9.09×104hm2,占全省蔬菜播種面積的5.9%,產量約365.9×104t,占全省蔬菜產量的7.6%。設施蔬菜平均單產為2685kg/667m2,比露地蔬菜產量高31%。據調查,全省設施蔬菜均收益1萬元/667m2以上,是露地蔬菜凈收益的6倍以上。

1.1 設施蔬菜分布區域

從行政區劃來看,設施蔬菜全省21個地市州均有分布,從設施蔬菜播種面積來看,南充市設施蔬菜播種面積最大為1.55×104hm2,其次是宜賓市和成都市分別是0.81×104hm2和0.72×104hm2,以上3個城市位列前3。甘孜州、雅安市及阿壩州設施蔬菜播種面積位列全省設施蔬菜播種面積后3位(圖1)。

圖1 全省地市州設施蔬菜播種面積

從地區來看,盆地設施蔬菜播種面積最大,其次是川南地區、攀西及川西高山高原。由此可見,四川盆地是全省設施蔬菜生產的主力軍(圖2)。

圖2 四川不同區域設施蔬菜播種面積

圖3 設施蔬菜播種面積占蔬菜播種面積比例

圖4 不同地市州設施主要蔬菜平均單產

從設施蔬菜播種面積占蔬菜播種面積來看,攀枝花占比最大為24.2%,遂寧市和樂山市位列第2和第3位,占比分別為11.3%和10.3%。達州市、雅安市及阿壩州占比位列后3位,分別為2.0%、0.5%及0.3%。

從全省設施主要蔬菜番茄、黃瓜及辣椒平均單產來看,攀西地區的攀枝花涼山州單產位列前兩位,排名第一的攀枝花番茄、黃瓜及辣椒平均單產分別為6037kg/667m2、5368kg/667m2及4336kg/667m2,此外,川南地區的自貢3種主要設施蔬菜平均單產位列第3。排名后三的地市州分別是甘孜州、樂山市及南充市。

1.2 設施蔬菜種類

四川省設施蔬菜種類主要是瓜類中的黃瓜、苦瓜、絲瓜等作物;茄果類中的茄子、番茄、辣椒等作物。此外,少部分種植豆類中的豇豆、四季豆,其他蔬菜中芹菜、菠菜、生姜均有種植。其中,設施番茄播種面積1.44×104hm2,設施黃瓜播種面積1.25×104hm2,設施辣椒播種面積1.83×104hm2,3種蔬菜播種面積占全省設施蔬菜總播種面積的49.7%。設施番茄產量73.0×104t,設施黃瓜產量50.8×104t,設施辣椒產量為64.4×104t,3種蔬菜產量占設施蔬菜總產量的51.4%。

1.3 蔬菜生產設施類型

四川省設施類型主要有:塑料鋼(竹、水泥)架大棚(約90%)、簡易中小拱棚(約7%)、避雨大棚(約3%)、日光溫室和現代連棟溫室(約<1%)。不同類型溫室在四川各地均有分布,但日光溫室僅分布在川西高山高原光照資源良好地區。塑料薄膜大棚主要以單膜覆蓋為主,在西昌,攀枝花等地部分設施大棚采用頂膜+側膜雙層薄膜覆蓋。

塑料鋼(竹、水泥)架大棚采用圓拱形或者尖拱形骨架,覆蓋塑料薄膜,跨度主要以8m為主,部分地方跨度為9.6m和12m,肩高一般在1.0～1.5m,頂高2.2～3.0m,長度一般在30～70m(圖5)。但近幾年,為了提高大棚的環控能力,實現多季節使用,大棚的肩高和脊高逐漸增加。目前規范建設的大棚肩高1.8～2.0m,脊高3.5～3.6m,長度一般在40～50m并且有頂+側面防風。為了規范蔬菜種植大棚的建設,四川省于2018年頒布了《四川省單棟鋼架蔬菜種植大棚建造規范》省級標準給予規范。

圖5 不同地區塑料大棚(A. 涼山州西昌鋼架塑料大棚;B. 自貢榮縣水泥+鋼管架塑料薄膜大棚;C. 自貢榮縣竹子+鋼管架塑料薄膜大棚)

簡易中小拱棚以竹架塑料棚為主,優點是投入低,農民易接受推廣。缺點是使用壽命短,一般3～4年,抗自然風險能力弱(抗風災、抗暴雨冰雹),設施水平低,環控能力弱(圖6)。

圖6 瀘州江陽區中拱棚

避雨大棚主要是在蔬菜生長冠層頂部設置薄膜等透明覆蓋物遮擋雨水、保證透光,同時大棚四周無薄膜,在中下部保證良好的通風,以滿足植株正常生長。避雨大棚跨度主要以8m為主,但也有9.6m,肩高一般在1.0～1.5m,頂高2.2～3.0m(圖7)。

圖7 樂山市峨眉山蔬菜避雨棚

日光溫室僅及少量分布在川西高山高原地區,北墻空心磚墻或者保溫板為主,跨度為12m,脊高4.2～4.5m,長度60m(圖8)。

圖8 甘孜州爐霍日光溫室

現代連棟溫有覆蓋物為塑料薄膜、玻璃或PC板,拱圓頂、鋸齒頂及Venlo型尖頂為主。連棟溫室主要建設在國家投資的科技示范園區、蔬菜育苗中心以及少部分企業經營的農業園區,主要用于花卉生產、果蔬育苗及農業觀光。其優點是室內溫、光、濕、氣調控能力較強,通常溫室內配備相應遮陽保溫、開窗通風、卷膜、加溫、栽培床、灌溉等環境調控及栽培設備,使用壽命可達15年以上(圖9)。

圖9 現代連棟溫室(A. 成都彭州頂全開窗塑料薄膜溫室;B. 樂山沙灣現代玻璃溫室)

圖10 設施大棚種植模式(A. 資陽雁江區基質集約化育苗;B. 廣元昭化基質無土栽培;C. 眉山東坡區椰糠無土栽培;D. 自貢榮縣水培)

1.4 設施大棚內種植模式

四川省蔬菜大棚內種植模式主要以土壤栽培為主,其次是基質集約化育苗,少部分地區采用基質無土栽培和水培。

1.5 設施配套裝備技術

1.5.1 水肥一體化技術 水肥一體化灌溉技術是利用壓力灌溉系統,將肥料溶于施肥器中,并隨水通過各級管道,最終以點滴、霧滴等的形式施入土壤或作物根區的施肥過程。該技術通過作物營養診斷、土壤養分以及水分診斷,實時、準確、定量的將水肥施在作物根區,實現按需供給,既能降低蔬菜勞動力成本,提高勞動效率,又能有效降低施肥量,改善作物根系生長環境,提高產品品質。改善作物生長微環境,病害發生降低30%～80%,提高肥料利用率15%～40%,節肥15%～30%,節水25%～50%,省工10～15個,產品品質及商品性提高,節本增收500～1500元/667m2,增產增收效益顯著。針對不同的生產規模、生產條件,研究構建相應的水肥一體化灌溉設施。

1.5.2 頂+側面浮力通風降溫降濕技術 溫室內空氣既溫暖又潮濕,通常比室外空氣更輕。即使沒有風,由于浮力效應,溫室內外仍可進行空氣交換。在沒有風的地方,需要利用溫室內空氣較輕這一特點進行溫室設計,即像煙囪一樣,在頂部開口。同時,要使空氣從頂部溢出,還必須有側面開口以讓室外空氣進入大棚(圖11)。通過頂+側面開窗,實現了大棚自然通風降溫降濕的功能,提高了大棚環控能力。

表1 不同生產規模水肥一體化設施構建

圖11 老式大棚和頂+側面浮力通風大棚對比

冬季能增強保溫效果,晴天白天高溫時間點可增加棚內溫度6～12℃,又能通過天窗排濕通風,冬季晴天9∶00～16∶00,開天窗可調控棚內空氣濕度在55%左右,接近棚外濕度,與不開天窗相比,降低濕度30%～40%,解決了普通大棚以側膜和門通風排濕時冷風對植株生長的影響,能較好的降低棚內空氣濕度,同時又有較好的保溫作用,環境調控能力增強,利于作物生長。在夏季避雨時去掉側膜及端面膜,并增加頂通風,以普通大棚前門及低矮側膜兩出通風相比,增加為側、端面、頂3處通風,通風面42.9%,比普通大棚增加73.68%,在高溫時間點棚內溫度比普通大棚降低9～12℃(圖12)。大棚冬春、夏秋,均可利用大棚能調控出利于植株較好生長的環境。

圖12 頂+側面浮力通風效果對比

1.5.3 大棚自動控制裝備技術 溫室自動控制系統是將數字式控制儀與傳感器組合一起,從而根據溫室內作物的需求,智能地優化組合室內的溫度、光照、濕度等環境因子,從而更好地促進作物生長。在四川,目前應用較多的是頂窗和側窗自動卷膜,遠程電磁閥開閉等,現代園區會集成環境綜合控制系統。

1.6 四川省設施蔬菜主要的生產模式

已自南向北形成設施蔬菜周年生產模式。攀西越冬設施生產,產品于1～4月上市,生產模式主要是“冬春果菜+水稻”。川南“春提早”和“秋延后”設施生產,產品于2～6月(春提早)和9～12月(秋延后)上市,生產模式主要是“春提早果菜+水稻(玉米)”和“早春葉菜+秋延后果菜”。盆地早春設施生產,產品于4～6月上市,生產模式主要是“早春果菜+水稻”或“菜+菜+菜”。盆周高山越夏避雨設施生產,產品于8～9月上市,生產模式主要是“越夏果菜+冬季葉菜”。生產供應目標時期以3月春淡、7～8月夏淡和冬季春節左右蔬菜價格較高的時期為主。

2 存在的主要問題

2.1 設施發展盲目,區域適應性不高

四川除川西高山高原部分高寒氣候區外,大部分地區年平均氣溫相對較高,無霜期很長,除川西高山高原和攀西地區,光照資源較好外,四川盆地大部分地區年日照時數約1000h左右,光照資源嚴重不足。因此,四川大部分地區的溫室設施的保溫性能給農作物帶來的經濟效益不如其他地區大。另加之夏季高溫高濕的氣候特征,造成在四川盆地建設大型現代化連棟溫室區域適應性低,投入遠遠大于產出,經濟效益差。

2.2 不規范大棚使用較多,設施結構的技術適應性不足,環控能力弱

由于針四川不同生態區域的溫室設計理論研究起步較晚,四川溫室建造在普及和提高階段基本上是照搬北方地區和國外溫室設施結構設計模式,沒有根據四川不同區域特殊的自然氣候條件進行專門設計,不利于作物的生產。例如,大多數大型連棟玻璃溫室通風設計不足,空氣流動性差,造成室內空氣溫濕度大,極易引起生育障礙和病蟲害的發生。多數塑料大棚較為低矮,缺乏頂通風和側通風系統,使溫室夏季的使用受到限制,利用率極低。部分大棚建造時未根據當地氣候特征,未選用合適的大棚建設資材,導致大棚倒塌。造成設施農業本應具有的經濟效益高的特征不能得到充分體現,甚至出現虧損現象。正是因為理論研究跟進速度較晚,在之前設了較多的不規范大棚,目前四川省不規范大棚使用較多,地方標準缺乏,各地在大棚結構、建設參數、建設材料等方面隨意性大,建設質量參差不齊,導致環控能力弱的老舊不規范大棚較多,蔬菜生產期間棚內最高溫度和濕度可達40℃和90%以上,造成蔬菜生育障礙和病蟲害頻發。

2.3 設施輕簡高效生產技術使用率低,生產成高

目前,通過筆者調研,全省設施蔬菜農業機械率不足30%,水肥一體化灌溉技術使用率不足28%。原因一是傳統大棚主要以追求產量和保溫為目標,在空間結構、出入口、內部通道等方面沒有考慮機械化作業,導致后期生產機械進出困難、作業不便。二是蔬菜灌溉施肥仍以傳統方式進行,水肥分離,耗時費工水肥一體化系統建設缺乏規范性,推廣使用率不高,勞動效率降低。三是受資金、技術等因素限制,設施內裝備自動化程度低,如遠程開閉天窗,自動灌溉之類的設備缺乏,相應的管理工作都是由人現場完成,加之勞動力年齡增大,從事農業生產的年輕人較少,勞動力成本逐年上升,設施蔬菜生產成本逐年增高,與現代農業生產的要求相差甚遠。

2.4 設施蔬菜綠色生產管理技術相對落后,病蟲害嚴重

長期的連作和肥料的隨意使用,導致設施土壤障礙逐年加重,作物營養失衡,土地產出率逐漸降低。在實際生產中,農戶對病蟲害的判斷不精準,通常是發病后,同時配置多種藥劑進行處理,導致很對藥劑浪費或者過量使用,化肥農藥的過量使用不僅影響設施蔬菜正常生長,還污染環境,嚴重的影響可持續的生產能力。此外,生產過程中產生的殘菜、秸稈等資源的不規范還田導致病蟲害發生風險增高,給設施蔬菜經營者帶來極大的損失,嚴重的挫傷人們對設施蔬菜發展的積極性。

2.5 設施蔬菜生產技術推廣力度較小,新技術落實滯后

四川省長期以來蔬菜生產以露地為主,設施蔬菜生產技術應用起步晚,技術推廣科研支撐不夠,農戶缺乏相應的環境調控和栽培管理技術培訓,設施蔬菜從業人員只能在露地栽培經驗的基礎上,通過實踐摸索,導致新技術落實較慢。

2.6 集約高效化生產規模小,經濟效益有待提高

由于新品種、新技術、新模式推廣效率不高,全省以農民自建的塑料大棚為主,集成了現代設施蔬菜生產技術的集約高效生產大棚和栽培模式應用不多。設施蔬菜生產單元規模不大,無法按照統一的標準進行生產,產量和質量無法滿足大型銷售商的長期需求,規模效益較少。

3 對策建議

3.1 開展區劃布局研究,因地制宜發展設施農業

四川地形多樣、氣候復雜,區域社會經濟發展狀況也各不相同,為達到設施蔬菜生產在技術、效益、環境等方面的最佳發展效果,應結合氣候、經濟、社會發展等因素,盡快開展四川設施農業的發展布局規劃。從而在發展規模、種植品種、設施結構等方面,科學地指導各地區設施蔬菜的發展,做到因地制宜,提高產業效益。

3.2 加快實施生產設施改造升級,減少蔬菜生育障礙和病蟲害發生

加快制定適應全省不同氣候區域的蔬菜生產設施建造規范標準,以“先建后補”的形式,加快新建設施的標準化應用。對不規范設施在側窗、天窗開設、出入口等方面進行改造優化,提高環控能力,為農機作業創造條件。堅持因地制宜,節能宜機原則,根據建設標準,規范新設施建設。開展現代低成本蔬菜設施環境智能調控技術研究,提高設施蔬菜生產的精準調控能力。

3.3 開展輕簡高效生產技術研發與應用,降低生產成本

開展設施蔬菜宜機化栽培模式研究,推進農機農藝融合,設計制造適宜現有設施類型的小型農機具,重點補齊在高效移栽、輔助采運及輕簡打藥等環節的農機短板。開展設施蔬菜宜機化栽培模式研究,加大推廣水肥一體化灌溉技術,推動設施蔬菜生產技術與裝備的宜機化協同配套。

3.4 加強綠色優質關鍵技術研發與應用,保障蔬菜穩定供應

加強設施蔬菜綠色高效關鍵技術科技攻關,解決制約四川設施蔬菜綠色高效發展的瓶頸問題。開展設施蔬菜化肥農藥減施增效技術、水肥一體化與肥水精量調控技術/裝備、設施蔬菜廢棄物處理與資源化利用技術、設施蔬菜土壤障礙防控技術、設施蔬菜無土栽培技術等專項研發。

3.5 加強技術推廣力度,確保技術落地落實

依托四川省屬科研與推廣單位、四川省蔬菜創新團隊、家庭農場,開展設施蔬菜綠色高效關鍵生產技術的集成創新和模式構建,加快形成適合我省設施蔬菜產業綠色高效發展的系統解決方案并推廣應用。強化技術培訓,提升設施從業者素質。設施農業是一個各方面技術含量都較高的綜合性農業生產,人才素質對發揮其技術優勢、市場優勢的影響較自然農業要大很多。因此,要大力組織實施基層農業技術人員和管理人員對設施新技術和新方法的培訓,加強對設施農業生產者專業技術知識的培訓,從整體上提高從業人員的素質,實現設施生產水平的提升。設施農業是一項資金密集、技術密集和勞動密集型的產業,沒有一定的投入很難產生相應的規模和效益。目前,四川農村經濟發展仍較為落后,農民自身對設施農業的投入十分有限。因此。四川設施蔬菜的發展必須依靠政府部門的推動,支持設施農業發展,出臺四川省設施蔬菜產業發展扶持政策,如對新建和升級改造設施大棚的經營主體提供貸款貼息,對符合標準進行規范大棚建設和輕簡高效綠色生產的經營主體進行項目補貼,對開展設施蔬菜綠色優質技術試驗示范和推廣的經營主體給予資金支持,鼓勵設施蔬菜生產經營主體采用輕簡高效綠色優質生產技術,加快技術成果落地。

3.6 完善生產聯結機制,提高設施蔬菜集約高效化生產規模

政府提供相應的扶持政策,鼓勵經營主體從事設施蔬菜生產。科研單位提供生產技術和指導培訓,解決設施建造不合理及生產管理手段落后等問題。加快培育一批規模適度、帶動能力強的設施蔬菜種植大戶、家庭農場等新型經營主體,在一定區域內,使其生產的蔬菜品種相對集中,同時加快培育設施蔬菜綠色植保、設施大棚維護、采后預冷、農業有機廢棄物處理、設施蔬菜品牌化運作等社會化服務組織,完善生產鏈條,實現設施蔬菜的專業化生產,增強市場競爭力,提高經濟效益。