设施园艺学试验指导书.docx

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设施园艺学试验指导书

理论课教案

绪论（２学时）

　　一、设施园艺的概念

　　设施园艺是指在露地不适于园艺作物生长的季节或地区，利用温室等特定设施，人为创造适于作物生长的环境，根据人们的需求，有计划地生产安全、优质、高产、高效的蔬菜、花卉、水果等园艺产品的一种环境调控农业。

　　内涵：

通过人工、机械或智能化技术，有效地调控设施内光照、温度、湿度、土壤水分与营养、室内CO2浓度等环境要素，按照栽培的要求为各种栽培作物、花卉及林木果树提供适宜乃至最佳的生育环境，有效地部分或全部克服外界不良条件的影响，科学、合理地利用国土资源、光热资源、人力资源，有效地提高劳动生产率和优质农产品的产出率，大幅度增加经济效益、社会效益和生态效益。

　　设施园艺是“集建筑工程、环境工程、生物工程为一体，跨部门多学科”的综合学科学，它包括设计设备的标准化与规范化技术，包括设施的栽培技术、种苗技术、植保技术、采后加工技术、无土栽培技术及新型覆盖材料的开发应用，设施内环境的调控技术以及农业机械化、自动化、智能化等系统工程技术的总称”。

　　二、设施栽培在蔬菜生产中的应用

　　1.蔬菜育苗：

为露地或设施生产提供苗木；

　　2.早熟栽培：

利用设施使春茬作物提前上市，提高生产效益；

　　3.延后栽培：

利用设施使秋茬作物延后采收，提高产量和效益；

　　4.越冬栽培：

利用设施实现蔬菜作物的反季节生产，丰富冬季蔬菜产品供应，提高效益；

　　5.软化栽培：

利用设施创造黑暗、湿润等环境条件获得软化产品；

　　6.假植栽培：

利用植株中贮藏的营养在设施中生产产品。

　　三、设施栽培的特点

　　1.投入大（农业生产物资及劳动力投入均较大）；

　　2.对生产者技术水平要较高；

　　3.产值及效益高；

　　4.风险较大；

　　5.环境调控能力强。

　　四、发展设施园艺工程技术的重要意义

　　1.大幅度提高单产

　　设施园艺工程技术是在特定的温室、大棚、中小拱棚内进行农作物或园艺作物的栽培，能抗御外界风、雨、低温、干旱等一定不良条件的影响，能确保栽培作物在相对稳定而适宜的条件下生长发育，可充分发挥作物的生产潜力而获取高产，如露地生产的黄瓜、番茄、甜椒、茄子等产量仅为2000—3000kg／666.7m2，而设施内栽培产量可达1×104-2×104kg／666.7m2，甚至达3×10kg，较露地增产10倍，充分发挥了集约化栽培大幅度增产的优势。

　　2.缓解淡旺季矛盾，实现均衡供给

　　设施栽培能有效地调节栽培环境，充分满足作物对环境条件的需求，在不适季节进行反季节栽培已成为可能，设施内作物产品可以提前或延后供给，增加淡季供给量，缓解淡旺季矛盾，对进一尹实现周年均衡供给，改进和提高供给水平有重要作用。

同时设施栽培因产品淡季上市、优质、高产而获取更为显著的经济效益。

　　3.增强抗灾减灾能力

　　设施园艺工程以其牢固的骨架设施和高强度、耐候性强的覆盖材料，在一定程度上能抵抗自然界大风、低温霜冻、大雨、冰雹以及高温、强日照的不利影响，增强抗灾和减灾能力，使设施栽培作物在不适宜的外界条件下获得成功。

如按节能型日光温室第二代结构与设计参数而建造的设施，在严寒季节室内外最低温温差可达30℃，就是说外界最低温—20℃的环境下，室内可维持在1O℃，这不仅能有效地防止低温冻害，保证设施内作物正常生长，而且为作物在不适宜栽培季节向高纬度、高海拔地区推进，扩大栽培作物布局，.增加产量，保障供给，增加效益创造了有利条件。

在夏季高温酷热多雨的长江流域及以南的广大地区，设施覆盖农膜、遮阳网、防虫网等可达到遮强光、防高温，避雨淋、降湿、降温防病虫的效果，使常规栽培条件下难获成功的夏秋菜栽培及育苗获得成功。

　　4.节约用水，有效提高水利用率

　　我国淡水资源贫乏，水的利用率低，而农业又是用水大户，对水资源浪费严重。

塑料大棚、中小拱棚及温室内大水漫灌的传统灌溉方式越来越少，因为它不仅费水耗电，而且设施内的高湿环境会诱发多种病害，导致减产甚至失败，而设施内的小水暗灌、软管滴灌、小喷灌、渗灌、地膜覆盖贮水保墒等新的灌溉技术不断发展，不仅能有效地提高水分利用率，而且可节水50％，70％，同时降低设施内湿度20％—30％，增加地温，防止土壤板结，防止和推迟设施病虫害的发生，亦有利于产量的提高和品质的改进。

　　5.为发展生态型农业提供必要条件

　　北京、河北、辽宁、山西、甘肃、黑龙江等地，将节能型日光温室、畜禽暖棚暖圈与沼气池三位一体科学筑造，构成有机生态型农业模式而形成良性循环，饲养动物放热呼出CO2，为植物利用，粪便人池产生沼气作为燃料或用来照明，沼渣是优质肥料，植物为家畜提供良好的空气环境，而其残株烂叶也是猪的青饲料，这样就使家庭种植业、养殖业及沼气能源同步发展，不仅有良好的社会经济效益，而且也有明显的环境效益。

　　6.能有效开发利用国土资源

　　设施栽培是高度集约化栽培方式，不仅可以在一般耕地上进行，而且可以在干早缺水的沙漠地区、盐碱沙荒不毛之地、沿海滩涂地区、边防海边无土地区以及其他无法进行农业耕种的地区实施。

既可有效利用国土资源，补充耕地资源不足，又可保障上述偏僻、荒凉、边远地区的农产品供给。

　　7.设施栽培加快我国农业现代化进程

　　设施栽培能有效地加快传统农业向技术密集型现代农业转化。

采用现代农业高新技术，提高农民科技与文化素质，可增加农业产品中科技进步所占的份额，减轻劳动强度，提高劳动生产率和单位面积优质农产品产出率，保障农业总产出与社会总需求的平衡。

　　8.提高管理水平

　　设施栽培是在特定可控的环境内进行生产活动，为机械化作业、自动化及智能化综合环境的调控提供了基本条件，使劳动者从繁重的体力劳动中解放出来，实现省力化，同时提高了管理水平，更易达到规范化、标准化的高水平。

　　9.带动其他行业发展

　　设施栽培的高度发展也必将带动农膜、化肥、种子、农药等农业用资材、设施装备、部件、运输业、餐饮业、农机具制造业、市场流通等各相关产业的发展，增加就业机会，提高国民收入，为启动国内商品市场打下基础，同时也为设施栽培进一步向前发展创造有利条件。

　　五、国外现代连栋温室、大棚发展概况

　　在所有的国家中，中国的塑料温室（包括温室与塑料大棚）面积为36.4×104hm2（1996年）,居世界第一位;其次是日本,面积4.88×104hm2（1995年）。

　　20世纪80年代已有适应机械化作业的大型连栋玻璃温室，其耕作、种植、运输等实现了机械化，加温、通风、施肥、灌溉实现了自动化。

全世界现有大型现代化的玻璃温室面积估计为4.07×104hm2（Wittwer和Castilla，1995年），大部分建在西欧。

采用聚碳酸酯（PC）中空板或片材等覆盖材料的现代化温室面积也有104hm2以上。

　　荷兰是世界上温室生产最发达的国家，其温室以大型玻璃温室为主体，现有大型连栋玻璃温室面积1.O×104hm2，约占世界玻璃温室的1／4，居世界之首。

其中花卉栽培面积为5000hm2，蔬菜栽培面积为5000hm2。

荷兰温室生产水平很高，如温室番茄的生产，20世纪80年代初以来其产量提高很快，每平方米番茄年产量1970年为20kg左右，80年代后期超过40kg，现在达到50—60kg。

其主要原因是：

无土栽培的普及，高产品种的开发，增加温室高度而改善了栽培环境，计算机应用的普及，施肥和环境管理的改善，利用昆虫授粉和利用害虫天敌治理虫害等。

荷兰全国每年花卉出口收入达15亿美元，蔬菜出口收入达10亿美元。

其全自动化温室成套设备在世界上享有很高的声誉。

日本也是设施园艺发达的国家，其温室总面积为5.10X104hm2，与荷兰相比较，其最大的不同特点是塑料温室占主要部分，面积有4.88X104hm2，占温室总面积的95.6％；玻璃温室面积为2218hm2，只占温室总面积的4.4％。

温室总面积中，蔬菜栽培面积为3.65X104hm2，花卉栽培面积为7751hm2，果树面积为6750hm2，分别占温室总面积的71.6％，15.2％，13.2％。

日本温室的另一特点是，每栋面积为400－500m2的小温室占较大的比例，但也在不断朝大型化方向发展。

从20世纪60年代起温室开始由单栋向连栋、大型化、结构金属化方向发展。

70年代为高速发展时期，设置单栋为1000m2的大型温室。

1971—1974年实施设施园艺集中管理事业，在全国19处各建设3×104m2的大型连栋温室，每处的标准事业费相当于人民币800万元，其中国家补助约50％，县级补助约10％，农业现代基金20％，农家自付资金约10％。

截至1978年底，共设置这样的基地100处，从而使日本的设施园艺进入世界先进行列。

以色列近年设施园艺获得飞速的发展，已具有从简单的塑料温室到设备完善、能有效调控室内环境的各类现代化温室。

依靠先进的工程装备和环境调控、栽培管理技术，达到很高的生产水平。

其每公顷温室1季最高可收获300万枝玫瑰，每公顷温室番茄的年产量最高可达500t。

温室花卉和蔬菜大量出口欧洲各国。

　　美国的温室从本国的实情出发，走与欧洲各国、以色列及日本都不同的发展道路。

由于耕地面积大，气候类型多，可以露地生产的可能性大。

而且，高速公路、航空、水运都十分发达，寒冷季节可以依靠便利的运输从本国南方和南美洲（例如墨西哥）调运市场需要的蔬菜、花卉。

因此，温室未大规模发展，而是根据各地特殊的需求，生产一批高价值的蔬菜、花卉等园艺产品。

其中赢利最多的还是花卉生产，所以美国的多数温室都是种植花卉。

目前，美国的温室面积已由1973年的2081hm2发展到1.9×104hm2，其中花卉面积为1.3×104hm2。

该国的温室很少大面积集中分布，而是零星地分布在大城市郊区。

由于生产投资较多，所以美国68％的温室是由股份制企业修建与经营生产的。

美国温室虽然规模不大，但其设备与生产水平都是世界一流的，而且在温室尖端技术的研究上也处于领先地位。

多数是玻璃温室，少数是双层充气的塑料薄膜覆盖，基本上全是日光型连栋的智能温室。

温室设备齐全，配置有供热系统、降温水帘等。

温室的光照、温度、湿度、C02等环境因子的调节专业化程度很高，社会化服务十分周到。

美国对工厂化农业尖端技术的研究非常重视，例如开展了工厂化农业自动循环生产技术的研究，已有农业生物智能机器人操作的全自动的工厂化农业设施，不到20m3的空间连续循环生产的食品可养活1个人，展示了工厂化农业的美好前景。

　　六、我国设施园艺发展特点

　　中国是世界上应用设施园艺技术历史最悠久的国家之一。

　　西汉（公元前206-公元23）的《汉书补遗》：

大官园种冬生葱韭菜菇，覆以屋庑，昼夜燃蕴火，得温气乃生。

　　唐朝（公元600多年）进一步发展，《宫词》：

酒幔高楼一百家，宫前杨柳寺前花，内园分得温汤水，二月中旬已进瓜。

说明1200多年前，西安已用天然温泉水在早春季节种植瓜类蔬菜。

　　明嘉靖年间（1522-1566），《学圃杂疏》：

王瓜出燕京者最佳，其地人种之火室中，逼生花叶，二月初即结小实，中宦取之上供。

说明明朝北京的温室暖窖栽培已经具有相当的水平，经明、清、民国近400年，西安、北京在单斜面暖窖土温室黄瓜等蔬菜的冬春茬栽培方面积累了丰富的实践经验，但限于当时的社会和科学技术条件，发展缓慢，且产品终为统治集团享用，新中国成立后大力发展。

　　1.设施蔬菜栽培由城镇郊区向农作区发展

　　设施蔬菜栽培改革开放前多集中在大中城市近郊及老菜区，发展速度缓慢，随着改革开放，设施栽培已不是城镇郊区的“专利”，而是大踏步地向城镇远郊，特别90年代初以来进一步向广大农作区发展，目前在山东寿光、苍山，河北永年，辽宁海城、北宁，河南扶沟，安徽和县等广大农作区发展了一大批集中连片大规模产业化设施栽培生产基地，并建立了相应的大市场，成为蔬菜全国大流通的集散中心。

　　2.设施蔬菜栽培区向南扩展

　　设施蔬菜栽培过去多集中在东北、华北地及西北地区，后向黄河中下游的黄淮平原