國內(nèi)外植物工廠及其技術(shù)設(shè)備發(fā)展概況(精)

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1、(國外都市農(nóng)業(yè)信息服務(wù)平臺第十八刊國外農(nóng)業(yè)信息!北京市科學(xué)技術(shù)情報研究所2011年12月8日國外植物工廠及其技術(shù)設(shè)備發(fā)展概況一、植物工廠與植物工廠機(jī)械的概念植物工廠是通過采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程和機(jī)械技術(shù),改變自然環(huán)境,為動植物生產(chǎn)提供相對可控制甚至最適宜的溫度、濕度、光照、水肥等環(huán)境條件,而在一定程度上擺脫對自然環(huán)境的依賴進(jìn)行有效生產(chǎn)的農(nóng)業(yè),有時也把其稱為可控環(huán)境農(nóng)業(yè)。具有高投入、高技術(shù)含量、高品質(zhì)、高產(chǎn)量、高效益等特點,是最有活力的農(nóng)業(yè)新產(chǎn)業(yè)。廣義植物工廠包括設(shè)施栽培和設(shè)施飼養(yǎng),狹義植物工廠是指設(shè)施栽培。本研究項目涉及

2、的植物工廠是狹義植物工廠,即利用設(shè)施栽培,它可以充分發(fā)揮作物的增產(chǎn)潛力,增加產(chǎn)量,改善品質(zhì),并能使作物在相反季節(jié)生長,在有限的空間中相對較少的時間里生產(chǎn)出高品質(zhì)的作物。植物工廠機(jī)械,是指適合植物工廠耕作、栽培、收獲等農(nóng)藝特點,并在各類設(shè)施中工作的農(nóng)業(yè)機(jī)械。國外植物工廠起步比較早,作物栽培己具備了成熟成套的技術(shù),植物工廠機(jī)械及作業(yè)設(shè)備也齊全,生產(chǎn)比較規(guī)范,產(chǎn)量穩(wěn)定,質(zhì)量保證性強(qiáng),并在向高層次、高科技和自動化、智能化方向發(fā)展,將形成全新的技術(shù)體系。為適應(yīng)植物工廠的發(fā)展,荷蘭、日本、韓國、美國、以色列和意大利等國家加強(qiáng)了

3、植物工廠作業(yè)機(jī)具的開發(fā)、研究、推廣和應(yīng)用。目前其溫室生產(chǎn)過程中的耕整地、播種、間苗、灌溉、中耕和除草等作業(yè)均已實現(xiàn)機(jī)械化。其開發(fā)的耕耘機(jī)可以在溫室中進(jìn)行耕整地、移栽、開溝、起壟、中耕、鋤草、施肥、培土、噴藥及短途運輸?shù)榷喾N作業(yè),大大提高了機(jī)械利用率和生產(chǎn)效率。二、發(fā)達(dá)國家植物工廠發(fā)展的現(xiàn)狀世界上植物工廠與植物工廠機(jī)械比較發(fā)達(dá)的國家主要有荷蘭、美國、英國、日本、以色列、意大利和韓國等國家,由于地理情況的限制,這些國家的植物工廠發(fā)展都比較早,植物工廠機(jī)械及作業(yè)裝備都已達(dá)到了機(jī)械化水平,有些甚至都達(dá)到了智能化。1.荷蘭荷

4、蘭耕地不足,促使其比任何國家都更注重提高勞動生產(chǎn)率。因此,大多農(nóng)業(yè)企業(yè)都采用集約化、規(guī)?；纳a(chǎn)方式。荷蘭農(nóng)業(yè)主要包括:農(nóng)田作物,占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的10%;畜牧業(yè),占60%,園藝和林業(yè),占30%;還有輔助工業(yè)如種子、化肥、動物飼料等。荷蘭植物工廠,無論是蔬菜還是花卉,一般都是專業(yè)化生產(chǎn),多品種經(jīng)營。專業(yè)生產(chǎn)有利于設(shè)施專業(yè)配置、降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量并形成規(guī)模效益。同時專業(yè)化生產(chǎn)促進(jìn)了專業(yè)領(lǐng)域的研究,使企業(yè)長足發(fā)展,為企業(yè)贏得了市場。專業(yè)化不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)上,在溫室產(chǎn)品的專業(yè)經(jīng)營方面也顯露出獨特的魅力。追求經(jīng)濟(jì)利益的最

5、大化,完全按市場需求決定企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方向,有效地抑制了相同產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)品擠占市場“獨木橋”的弊端。各園藝生產(chǎn)企業(yè)都有各自的經(jīng)營特色,使市場行為更加規(guī)范有序。荷蘭植物工廠機(jī)械及作業(yè)裝備在措施方面,主要采取以下幾種措施:(1加溫系統(tǒng)的改進(jìn)荷蘭植物工廠加溫系統(tǒng)的改進(jìn)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代初,當(dāng)時溫室設(shè)備利用的燃料是從煤發(fā)展到油為第一階段;第二階段是在70年代早期,燃料從油發(fā)展到天然氣,從而也改進(jìn)了溫室的加熱統(tǒng)。(2控制方式的改進(jìn)在60年代中期,荷蘭開始了溫室模擬氣候控制系統(tǒng)的研制、開發(fā),據(jù)環(huán)境溫度和濕度的變化進(jìn)行加溫和通

6、風(fēng)控制,這就是現(xiàn)今數(shù)字計算制的前身。(3營養(yǎng)液栽培系統(tǒng)的改進(jìn)在設(shè)施栽培中,荷蘭逐漸引進(jìn)和研究控制植物根系條件和營養(yǎng)的新的生產(chǎn)方式,通過栽培基質(zhì)的篩選和滴灌技術(shù)改良的發(fā)展,到今天最先進(jìn)的可控制的重復(fù)循環(huán)的營養(yǎng)液栽培系統(tǒng),如營養(yǎng)液栽培、巖棉栽培、營養(yǎng)液噴霧栽培等。(4實現(xiàn)計算機(jī)控制80年代以來,荷蘭全面開發(fā)計算機(jī)自動控制系統(tǒng),把溫室生產(chǎn)提高到了一個新水平。荷蘭溫室農(nóng)業(yè)的發(fā)展體現(xiàn)了政府宏觀調(diào)控的作用。政府在國內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展的不同階段所采用的宏觀政策是不同的。就溫室農(nóng)業(yè)而言,1983~1993年十年中,荷蘭的溫室農(nóng)業(yè)增值一直呈

7、上升趨勢,主要因政府實行了補(bǔ)貼政策,從事溫室生產(chǎn)的農(nóng)戶均可獲得溫室建設(shè)投資50%的政府資助。同從事溫室農(nóng)業(yè)的農(nóng)民收入也成幾倍上揚。幾年后政府取消了補(bǔ)貼政策,溫室農(nóng)業(yè)增值趨緩。在荷蘭植物工廠產(chǎn)業(yè)處于“亞健康”發(fā)展階段時,政府則會充分發(fā)揮其積極作用,穩(wěn)定生產(chǎn)和市場。2.美國美國許多植物工廠技術(shù)是從荷蘭引進(jìn)的。例如在美國西南部亞利桑那州沙漠地帶建設(shè)的文羅式溫室設(shè)備,達(dá)到了國際最高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計與制造水平,它耐腐蝕,無銹蝕,使用壽命超長。文羅式溫室實際面積大,凈空超高,吊掛能力強(qiáng)、光照充足、抗風(fēng)力超強(qiáng),排水性能優(yōu)異,廣泛適合多種

8、氣候和四季運作。溫控制部分有多種形式可選,可選擇智能控制、全自動控制、半自動或手動控制。栽培設(shè)施可選擇無土栽培、苗床培育等。灌溉方式可選擇滴灌、微噴或其他方式。施肥系統(tǒng)可選由計算機(jī)中央控制的比例施肥系統(tǒng),動態(tài)EC與PH檢測控制,雙回路保險,安全、高效、準(zhǔn)確。20世紀(jì)90年代以來,美國植物工廠技術(shù)有了較大的發(fā)展,主要有以下幾個方面:(1建筑材料美國溫室建筑使用