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設施農業是知識與技術高度密集的產業,集成了現代科學領域如信息、電子、能源、建筑、材料、機械、生物、品種、栽培、養殖、管理等現代科學技術,是最具活力的現代農業,是衡量一個國家和地區農業現代化進程的重要標志之一。因此,設施農業應該成為發展現代農業的“火車頭”,現代農業建設的先導區、示范區,農業持續增長的“增長極”。面對當前資源緊缺、生態環境污染嚴重、農業從業者隊伍日益萎縮、農民增收日益艱難、國內外市場競爭日趨激烈的嚴峻現實,改變傳統農業生產方式落后、結構單一、技術含量低下、效益微薄、農民增收困難的現狀,就勢必要改變落后的生產方式,走技術密集型道路,促進農業持續高效發展,促進農民持續穩步增收,因此,發展現代農業的根本途徑就是大力推進設施農業建設。
1國內設施農業發展歷史及現狀
我國設施農業歷史悠久。據記載在漢代就有了以油紙作為透光蓋層的原始溫室。到清代末期,出現了現代意義上的溫室,其結構形式為一面坡式,以玻璃作為透光材料,夜間采用草簾保溫。20世紀50年代,從前蘇聯引進保護地栽培技術,但由于設施條件和技術手段原因,設施農業發展十分緩慢;60年代末,由簡單覆蓋、風障、陽畦、溫室等構成的一整套保護地生產技術體系在北方城市郊區出現。70年代,從日本引進地膜覆蓋技術,溫室很快得到推廣,對保溫、保墑、保肥起到了很大的作用。80年代,以日光溫室、塑料大棚、遮陽網覆蓋栽培為代表的設施園藝發展迅速,形成了以塑料棚為主的與風障、地膜覆蓋、陽畦、溫室等相配套的保護地蔬菜生產體系。90年代以來,我國較大規模地引進國外大型連棟溫室及配套栽培技術,設施農業以設施園藝作物生產為主迅猛發展。到2000年,我國以蔬菜栽培為主體的設施園藝面積已達210萬hm2,按絕對面積計算為世界第一。在設施園藝研究領域,我國取得了一定的進展,試驗研究出比較適合我國氣候條件與國情的園藝設施,在保護地栽培、節水灌溉、機械化育苗以及無土栽培等方面的研究也取得了一定成就,部分研究成果已逐步在生產實踐中得到廣泛應用與推廣。目前我國設施農業不僅包括園藝作物,也廣泛地用于大田作物、林果生產、畜禽飼養、水產養殖等領域。
2江蘇省設施農業發展現狀
2.1認識程度不夠
江蘇省農業科研、農技推廣人員知識老化、年齡老化、后繼乏人問題十分突出,絕大部分科技人員對設施農業相關的知識和技術了解不多,有的農技推廣人員這方面的技能還不如專業大戶,更談不上提供優良有效的服務。自2002年鄉鎮農技服務體系改革以來,農業大市興化市全市至今沒有新增一個大學農學專業畢業生。其他地方農業部門也反映,現在高校農學專業學生離農傾向十分嚴重。
2.2生產隊伍素質不高
目前市縣鄉級農技人員學歷層次偏低、知識陳舊、結構老化、思想僵化、喪失學習能力、靠吃老本的經驗主義種田,已不適應發展技術密集型產業的需要,而且隨著城市化進程的加快,大量青壯農村勞動力向非農產業轉移,直接從事農業生產的勞動力隊伍日益萎縮、老化,部分地區出現“勞力荒”、“老齡化農業”。
2.3相關政策不配套
江蘇省設施農業起步較遲、規模不大、水平不高,要加快發展,亞待政策扶持。同時,設施農業是典型的高投人、高效益的產業,一棟占地667時的普通簡易日光溫室,建設成本需要1.2萬元以上。政府補貼一般每667m2只有1000元,普通農戶想要投人往往力不從心。設施農業的大棚、內部設施等不能作為固定資產抵押,無法向銀行貸款。如何解決農戶發展設施農業前期投人資金不足的難題,促進農民增收,已成為全省設施農業發展中一個重要課題。
2.4設施農業規模不大
設施農業是資金密集型和技術密集型的復合型產業。發展設施農業需要一定規模的連片土地,江蘇省從事設施農業基本上是農戶分散經營為主,農戶無力高投人發展設施農業,大戶迫切希望擴大生產規模,又遇到土地流轉難度大的問題,導致設施農業規模化、產業化水平較低。
2.5設施技術研究不夠
江蘇省設施農業起步晚、發展不快,技術研究與生產需要嚴重脫節的問題,巫待引起高度重視。目前設施農業主要涉及花卉、苗木、蔬菜、菌菇、養殖等方面,種養技術和設施裝備的研究開發方面,特別是工廠化高效農業設施技術與發達國家相比有很大差距。全國蔬菜之鄉山東壽光開展研究很早,目前第五代日光溫室已大量應用生產,而江蘇省至今還沒有自主研發的、適合本地情況成熟完善的設施類型。進步和可持續發展。
3加快江蘇省設施農業發展的思考
3.1提高對設施農業重要性的認識
要從戰略高度去認識設施農業,大力推進設施農業建設,助推現代農業發展。既不能“一窩蜂”式擴大設施農業的規模,也不能“蝸牛式”發展設施農業。省委梁保華書記在蘇南工作會議上指出,蘇南地區農業比重較低,但地位重要,要大力發展現代農業,依靠科學技術改造和提升傳統農業,重點是發展高效、特色、設施、生態、觀光農業和農產品加工業。因此,要正確認識設施農業,要結合實際,要用發展眼光、超前意識科學制定發展規劃,積極引導經濟發達地區率先大力推進設施農業建設。
3.2加強生產隊伍素質建設
設施農業對從事設施農業生產和開發人員提出了更高的要求。先進設施和技術只有由掌握現代科學技術的高素質生產者運作,才能充分發揮設施和技術的先進性,充分發揮巨大的增產潛力。因此,必須通過各種方式和途徑,大力引進、培養和造就一批具有現代農業思想、熟悉現代農業理論、掌握現代農業技術并且具備創新能力的精干的技術、經營管理和研究開發人才隊伍,提高生產隊伍的素質。
3.3制定優惠政策
要制訂扶持設施農業發展的產業、人才、金融等優惠政策,對蘇北、蘇中和蘇南三類地區實行分類指導,分層次推進;要設立發展設施農業專項資金增加投人,解決農民的資金投人問題。對于蘇南地區,大力引導和鼓勵“三資”投向設施農業,重點發展鋼架大棚,鼓勵發展連棟大棚、智能溫室,大力推廣遮陽網、噴(滴)灌等輔助設施;對于蘇中地區,給予政策和資金適當支持,重點發展溫室、大棚,積極發展大中棚;對于經濟薄弱的蘇北地區,要給予更大政策傾斜和財政資金支持力度,同時引導和鼓勵經濟發達地區“三資”投向設施農業,重點發展標準化節能型日光溫室、竹木大中棚,鼓勵發展鋼架或鋼架、竹木混建溫室、大棚。
3.4推進設施農業規模化
連片成規模,規模出品牌,品牌出效益。設施農業投人高、產出高、效益高,只有進行規模化生產才可能形成品牌效應,占領市場,使技術密集和資金密集的優勢得到有效的開發與持續利用,產生巨大的經濟效益。要培育一批重點農業產業化龍頭企業,集中扶持和培育規模化的設施農業基地,加快設施農業企業的發展。
3.5培育專業合作組織
實踐證明,發展農民專業合作組織,是提高農民組織化程度、開辟農產品銷售渠道、有效增強農民市場競爭力的基本手段,是全面繁榮農村經濟、促進農民增收的重要舉措。個體農民的市場力量較弱,缺乏競爭力。要引導那些具有近乎相同的產品、相同的利益、相同市場地位的農戶組成利益共同體,大力培育適合市場競爭的共同利益集體,促進農民專業合作組織發展。同時,建立相應的政策與法規,規范各類型農業專業合作組織健康運行。
三峽庫區設施農業發展情況
1庫區設施農業發展的現狀、優勢及問題
三峽庫區設施農業起步于20世紀80年代,從21世紀初全面推廣,從開始的地膜蔬菜種植逐漸發展到蔬菜、水果、花卉、藥材、食用菌、苗木等設施園藝,生豬、雞鴨、牛羊規模養殖等設施畜禽,河汊圍網養魚、網箱養魚等設施水產。據不完全統計,2010年三峽庫區設施園藝近10萬hm2,畜禽規模養殖1億多頭(只),設施水產品近100萬t。庫區設施農業的迅猛發展,提高了人們發展現代農業的意識和積極性,在一定程度上改變了傳統粗放耕作的農業生產方式,促進庫區農業結構調整,緩解了人地矛盾,減少了農業面源污染,保護了庫區生態環境,并提升了農業產出效益,增加了農民收入,促進了移民安置穩定。庫區發展設施農業具有一定優勢:①經過近30年的探索和發展,庫區干群對發展設施農業尤其是園藝設施農業的意義和作用有較深刻的認識,并掌握一定的設施農業技能,自愿積極發展設施農業;②從2008年起,國家和庫區各地政府在組織實施生態農業園建設中積極推廣設施農業試點示范,并取得了明顯成效和推廣經驗;③經國務院批準,三峽后續工作(實施時間2011—2020年)規劃在移民安穩致富和促進庫區經濟社會發展方面,投入巨資發展生態農業園建設(包括設施農業建設),必將極大地推動庫區設施農業發展。目前,三峽庫區設施農業發展也存在著一些問題:①成片成規模的園藝設施不多,尤其是大型連棟溫室不多,影響其效益;②設施農業的設施裝備和技術支撐能力不足,如設施園藝生產的耕種、灌溉、植保等作業機械裝備及溫室智能化環境控制裝備水平不足,畜禽規模養殖場廢棄物無害化處理相當一部分達不到標準;③設施農業尚未形成配套系統,設施農業的生產、加工、儲存、物流、營銷、科研等尚未完全配套;④設施水產因受嚴格保護三峽水庫水質的限制及影響,長江網箱養魚被取締,2010年后全庫取締網箱養魚4.2萬多口、85萬m2,需要根據三峽庫區實際研究發展設施水產的新思路新辦法。
2三峽庫區設施農業試點示范情況
從2008年起,國務院三峽辦及湖北、重慶2省(市)及庫區區(縣)政府探索組織實施庫區生態農業園建設的模式和經驗,通過政策扶持、財政資助、地方籌資、引進社會資本等多種措施,積極推廣設施農業試點示范,取得了明顯成效。2010年12月,國務院三峽辦印發了《關于在三峽庫區開展現代農業試點、促進庫區移民安穩致富的指導意見》,批復了夷陵區太平溪現代茶園及無公害蔬菜基地建設、秭歸縣晚熟臍橙標準園及產業鏈建設、巴東縣溪丘灣生態茶葉示范園建設、涪陵區南沱鎮優質高效設施蔬菜基地建設、萬州區太龍三峽移民食用菌產業區建設、忠縣設施柑橘品種示范推廣園建設、長壽優質楊梅產業發展、宜昌年產3億株現化化種苗工廠項目、云陽縣三峽水庫生態屏障工程苗木基地建設項目等14個設施農業項目;計劃投資03億元,其中國家資助2.73億元,地方政府、對口支援單位和建設項目單位投資2.3億元;準備用3-5年時間,在庫區范圍內形成一批具有區域特色的現代農業示范點(園區),引領庫區設施農業的發展,帶動三峽庫區農業產業結構優化、移民收入提高、農村經濟社會全面發展。目前,上述設施農業試點示范項目建設正按計劃實施,一部分項目已完建并投入使用,發揮出一定效益。如湖北省宜昌市夷陵區太平溪現代茶園及無公害蔬菜基地建設已于2012年5月基本完成,完成投資2105萬元,建設國家現代農業標準化茶園示范基地29.33hm2、高科技無公害蔬菜基地6.67hm2,建設庫房813m2、道路6.7km、排水溝1km以及灌溉水池等,可年產無公害蔬菜460t,茶葉75t,實現年總銷售收入1400多萬元,解決160多人的就業問題,帶動當地現代農業產業發展。同時,庫區各地采取地方自籌資金、利用對口支援投資、建設項目單位投資、當地村組用土地入股等方法,積極推廣和發展設施農業。2009年,重慶市萬州區長嶺鎮龍立村利用上海對口支援40萬元建設標準化蔬菜大棚20個,村集體當年僅大棚一項實現收入6萬元。重慶市涪陵區政府引導和幫助重慶三峽建設集團公司在南沱鎮、珍溪鎮、義和鎮建成柑桔優勢產業化示范園500hm2,通過采取“公司+基地+農戶”的經營管理模式,形成“品種選育—苗木培育—基地建設—科技研發—果汁加工—市場銷售”的完整柑橘產業鏈,直接受益移民6000余人,使果農每年每人增加純收入超過1000元。萬州區支持同鑫現代農業發展公司建設智能溫控大棚實施蝴蝶蘭花卉產業發展項目,支持重慶閩萬菌草食用菌技術公司建設食用菌生產標準化廠房,使同鑫農業園帶動培育了50余個從事相關種養殖項目的專業大戶,并惠及4000名移民年均增收8000元;閩萬菌草公司項目建成后安排農民就業300人以上,直接為當地農民增收450萬元,戶均增收3萬元。
三峽庫區發展設施農業的思考
三峽庫區發展設施農業是一個系統工程,需要用有關理論來指導,運用技術來支撐,綜合運用經濟、社會、工程、技術和生態方法,推進設施農業持續健康發展,提高和確保其效益。1)貫徹落實以人為本、科學發展觀的思考。三峽庫區發展集約農業和設施農業,提升資源利用率,增加農民經濟收入,保護生態環境,實現“多贏”目標,是貫徹落實以人為本、科學發展觀的具體體現和現實需要。2)人口、資源、環境經濟學理論思考。目前,世界各國政府把解決人口、資源與環境問題看成是實現可持續發展戰略的主要內容,運用經濟學的基本理論和方法來揭示、分析人口經濟過程以及自然資源和環境的基本規律和辯證關系,評價和指導制訂相關政策。三峽庫區發展農業生產,必須很好地運用人口、資源、環境經濟學理論,才能科學利用和合理開發資源,發展集約農業、設施農業,合理解決環境資源承載力不足和人多地少突出矛盾,保護好生態環境,推進庫區經濟社會與環境協調發展。3)現代農業理論和技術運用思考。現代農業是集生物技術、環境技術、信息技術、工程技術和現代管理為一體,具有顯著提高土地產出率、資源利用率和勞動生產率,保護生態環境,增強農業綜合生產能力、抗風險能力和市場競爭力的特點。三峽庫區農業生產必須改變傳統生產方式,采用現代農業理論和技術指導和發展設施農業、精細農業和生態農業,才能有效地改變農業落后面貌,推進庫區農業生產可持續發展。4)推進百萬移民安穩致富、建設和諧穩定新庫區的思考。三峽工程建設的重點和難點是農村移民的安置穩定,因地制宜地發展設施農業,幫助移民改變傳統農業生產方式,有效提高勞動生產率和產出效益,增加移民就業創收能力和經濟收入,有利于促進移民安置穩定,逐步勞動致富,同心同德建設和諧穩定新庫區[3]。
三峽庫區發展設施農業的對策
1提高認識,加強領導,建立健全發展設施農業工作機制
三峽庫區各級政府要進一步提高思想認識,充分認識發展設施農業是改變傳統農業經濟發展方式,發展現代農業的重要措設,是惠民工程,切實把發展設施農業納入重要議事日程,大力加強發展設施農業的領導,統籌全局,綜合協調,整體推進,并逐級落實發展設施農業責任,建立健全發展設施農業的工作機制、保障機制和考核機制。發改委、財政、移民、農業、農機、科技、水利、環保、國土、建設等職能部門要明確責任,密切配合,統籌協調多方面的力量和資源要素,形成發展合力,共同推進設施農業的科學發展。
2加強科學規劃,完善政策扶持及保障措施
庫區各地要加強調查研究,在摸清設施農業發展現狀基礎上,根據《全國設施農業發展“十二五”規劃》和《三峽后續工作規劃》,因地制宜制定設施農業發展規劃,提出適合當地實際的工作思路、目標任務、重點工作及推進措施。要采取強有力的政策措施引導和推動設施農業發展,采取國家支持、地方財政配套補貼、利用對口支援、引導社會資本參與等多種措施,調動社會及廣大農民發展設施農業的積極性,爭取多方面對設施農業的投入。庫區各地要結合建設生態農業園,創建一批高標準的設施農業示范園區,大力推廣溫室智能化環境控制技術、節水灌溉與水肥一體化技術,生態噴藥植保技術、CO2施肥技術、物理農業技術,加強設施農業新材料新工藝引進,促進設施農業設備更新換代和產業技術升級,充分發揮示范帶動效應[4]。
3運用科學理論和技術,加快發展設施農業
要運用科學理論和現代技術,推進設施農業發展。項目建設上,要積極推廣應用新型材料、先進技術裝備、環境控制技術、水肥施用新工藝、配套加工設備等,適應設施農業的機械化、精準化、規模化要求。項目管理上,要合理制定規章制度,建立評價考核機制,加強監督檢查,提高管理效能,有效推進設施農業發展。項目科研上,要加強設施農業的先進技術、設施裝備、科學管理等科研活動,加強科技成果轉化運用工作,提升設施農業科技含量。項目配套服務上,要加強“產供銷”配套建設,并努力建立健全設施農業推廣服務體系,提高設施農業推廣服務能力,推進設施農業持續發展[5]。
4創新工作思路和方法,因地制宜發展設施農業
三峽庫區各地要創新工作思路和方法,因地制宜發展設施農業。一是要根據庫區資源環境條件實際,大力發展蔬菜、水果、茶葉、花卉、食用菌、藥材、苗木等設施園藝,并加強生產、倉儲、加工、物流、營銷、科研等“一條龍”配套建設,綜合提升設施園藝產出效益,有效促進移民就業和增收。二是大力發展規模養殖的生豬、牛羊、雞鴨鵝等設施畜禽,并加強產供銷配套建設,認真做好畜禽規模養殖場廢棄物無害化處理,在發揮設施畜禽效益的同時,切實保護好當地生態環境。三是庫區各地要根據嚴格保護水質的要求,創新發展設施水產,在長江干流、支流上每年實行達氏鱘、長薄鰍、四川白甲魚、胭脂魚、巖原鯉、大口鯰、銅魚等珍貴魚種和青魚、草魚、鰱魚、鳙魚等經濟魚種大規模放流增殖,在保護好魚類資源的同時,適當發展漁業生產;在其它非飲用水源地的水庫、湖泊可有計劃地大力發展養魚、養蝦、養甲魚等設施水產,并努力做好優良種苗選育、先進養殖技術推廣運用、倉儲加工、運輸銷售等配套建設,推進設施水產持續發展。
所謂設施農業,是在遵循自然條件的基礎上,可以對作物所處的環境進行控制,通過工程技術和人工技術,改變自然提供的光溫條件和降水條件,為動植物的生長提供最優環境,使動植物全天生長,增加生長時間,縮短生長周期,實現動植物高效生產的先進農業生產方式。我國是人口大國,人均耕地面積僅占世界人均面積40%,因此,發展設施農業是解決我國因人多地少而導致糧食問題的重要辦法。21世紀以來,我國的設施農業面積占世界總面積85%以上。設施農業的核心設施是環境安全型溫室、環境安全性菇房、環境安全型畜禽舍,其關鍵技術是最大限度利用吸收太陽能的覆蓋材料。當前我國設施農業有95%以上采用聚烯烴大棚,這樣能夠將太陽光中無用的光波轉化成光合作用所需要的光波,合理控制溫室大棚的溫差,調節大棚溫度,適宜動植物生長,在高溫季節能夠降溫防止苔蘚類植物生長,寒冷季節能夠增溫保暖,也能夠達到防塵作用。設施農業有兩個農業種類,一是設施園藝,二是設施養殖。設施園藝又稱為設施栽培,指在生長季節或者地區不適合種植園藝作物的土地,利用連棟溫室、塑料大棚、養殖棚等設施,人為控制農作物生長環境,用于培育高產優質的花卉、蔬菜、水果等園藝作物。該園藝培養的農作物綠色無污染,是人類最健康的食用品。當前食品問題層出不窮,人們對當前食品安全問題十分重視,這就使環境安全型溫室成為生產無毒園藝作物的核心設施,是今后設施農業發展的重點工程。
2農業機械
在種植業、畜牧業和農產品、乳畜業初級加工過程中,使用的各種機械就是農業機械,也就是指用于農業、漁業、林業、畜牧業生產加工的所有機械都是農業機械。因此,農業機械包括動力機械、農田機械、種植機械、耕作土地機械、施肥機械、灌溉農田機械、農產品運輸機械等。農業上推廣使用農業機械能夠提高農業生產力,增加作物產量,發展農業經濟。
3分析設施農業中農業機械化的應用
3.1大棚卷簾機
大棚卷簾機又稱卷簾機,是溫室大棚實現保溫作用的“保溫被”,實現大棚草簾自動卷放的機械設備。卷簾機根據動力來源分為電動卷簾機和手動卷簾機,根據安置大棚位置分為前式卷簾機和后式卷簾機。在設施農業中常用電動前(后)卷簾機,由于卷簾機選用五軸全鋼殼,提高了其抗磨性,延長了使用壽命。卷簾機應用于設施農業極大推動了農業機械化的發展,同時,為設施農業提供全自動控制管理溫度的設備,為動植物提供最優環境。伴隨著大棚卷簾機的廣泛使用,也出現因操作卷簾機不當的意外事故,為此國家農機推廣中心推廣宣傳遙控式卷簾機,避免發生意外事故。
3.2溫控設備
動植物生產和生長階段需要適宜的溫度,設備農業中可以通過大棚卷簾機、開窗機械以及覆蓋層來控制溫度。但在冬季嚴寒夏季酷暑的北方地區,需要采用溫控設備協調其他設備控制大棚溫度。在實際農業生產中多采用提高溫度的設施,尤其是在北方,設施農業廣泛使用溫控設備,利用溫控技術,全自動調溫。
3.3大棚濕度控制器
溫濕度控制器可以檢測環境的濕度,調節環境濕度值。使用該系統用戶通過操作裝置,設置一定的濕度值,并在操作裝置上以數字的形式顯示測量的溫度值和設定的溫度值。當檢測到濕度值高于上限設定的濕度值,會自動開啟排風循環扇以此降低室內的濕度,使濕度恢復到設定的濕度值。如果濕度低于設定的濕度值系統將自動開啟濕機增加,以此溫室的濕度,直到室內濕度值達到設定的濕度值。
3.4農業運輸機械
農業生產過程中,農業運輸的工作量占總工作量較大比重,因此提高農業運輸工作效率可以提高農業生產率。農業生產中需要運輸物料和成品,由于其種類繁多、數量巨大、形狀不一,這就要求運輸機械有特殊的結構和功能。例如:農作物秸稈、動物飼料、地表草被等這些物體的共同特征是質量輕、體積大且形狀不一,該類物料可以采用小型運輸車,每噸載重量占用裝載溶積為4m3-6m3。相比該類物料,質量較重和體積較小的水泥、土料、化肥等選用每噸載重量占用裝載容積為0.5m3-0.8m3。在運輸中需要根據運輸物品特點決定運輸機械。
4結語
1、打孔通氣
定植后在距植株15厘米處打孔,可以在每行的兩株之間,也可以根據不同的株行距視情況而定。用14號鋼釬子,孔深以穿透秸稈為準。為防止打孔時往孔內流土堵孔,可提前向需打孔的土臺上淋水,待土能定住型后,再打孔,孔就不堵了。注意2—3澆水后要補打孔,以防水將孔堵上。打孔位置與上次錯開。
2、注意事項
(1)開溝寬一定要寬于定植行寬。
(2)鋪完玉米秸桿要噴施尿素水。
(3)秸稈上面覆土要到達25cm厚。
(4)定植前要澆透水讓秸稈沉實。
(5)定植后一定要打孔。
二、防蟲網配套物理殺蟲技術的正確應用
蔬菜防蟲網是以防蟲網構建的人工隔離屏障。色板誘殺技術是利用昆蟲對顏色的趨性來誘殺農業害蟲的一種物理防治技術,可誘殺白粉虱、蚜蟲、薊馬等小型害蟲,與化學防治相比具有使用簡單、綠色環保等優點。黏蟲色板與防蟲網綜合利用能達到控制害蟲數量,減少病害發生的目的。
1、根據蔬菜特性選用適宜的防蟲網
蔬菜生產以選用14—40目的網為宜。在能有效防蔬菜上形體最小的主要害蟲—蚜蟲的前提下,目數應越小越好,以利通風。將防蟲網覆蓋在大棚通風口,或直接將防蟲網覆蓋在棚架上,全棚覆蓋前進行土壤消毒和化學除草,目的是殺死殘留在土壤中的病毒和害蟲,阻斷害蟲的傳播途徑。防蟲網四周要用土壓實防治害蟲潛入產卵。隨時檢查防蟲網破損情況,及時堵住漏洞和縫隙。
2、防蟲網投入較高,提倡多茬使用
在田間使用結束后,應及時收壓,洗凈,吹干,卷好,再次使用時應檢查破損情況,及時縫補漏洞和縫隙。
3、色板種類
目前色板主要有兩種:即黃板和藍板,黃板可誘殺蚜蟲、白粉虱、斑潛蠅、部分薊馬等害蟲的成蟲,而藍板目前僅用來誘殺薊馬。
4、使用方法
采用細線(鐵絲)懸掛,棋盤式分布或條狀分布,密度以每畝20—25塊為宜,高度以高出生長點5—10厘米為宜,當色板黏蟲膠失去黏性時隨時更換。
5、注意事項
(1)色板最好在害蟲發生前期或初期,害蟲數量極少時使用誘殺效果好,蟲口密度容易控制,可以有效預防害蟲傳播的病毒病。害蟲數量較大時使用效果不佳。所以在栽植前使用防蟲網,并對整個溫室進行熏蒸消毒,殺滅室內菌蟲源,才能更好的發揮黏蟲板的作用。
(2)使用色板期間最好隨著蔬菜生長不斷升高高度,使色板始終高于蔬菜生長點,便于誘捕害蟲。
1.1土壤物理性質變差
設施農業土壤在經過種植一段時間后,土壤的團粒結構被破壞,土壤容重變小,熟化程度不斷提高,但同時土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出現板結現象,透氣性和透水性均在不同程度上降低,并且隨著種植年限的增加這樣的問題也在不斷加劇。
1.2土壤化學性質變差
設施農業對于化肥的大量使用使得土壤化學性質不斷變差,主要體現在以下幾個方面:第一,土壤酸化嚴重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等問題使得大量未被吸收的肥料進入到土壤中,導致土壤中硝酸鹽含量大幅增加,土壤pH值呈現下降趨勢,即土壤的酸性特征越來越明顯,在種植季節由于農作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范圍內得到增加,但在輪作間隙土壤pH值又明顯降低,從總體上來說,隨著設施農業種植期限的不斷增加,土壤酸化的程度就越嚴重。第二,土壤養分失衡現象日益明顯。設施農業土壤中的有機質、全氮、磷的含量較高,但中量和微量元素相對缺乏,因此表現為養分極度失衡。不利于農作物的生長。不同弄作為對土壤養分的需求不同,然而由于農民對于土壤科學施肥的認識程度不足,導致氮肥、磷肥的施入量很大,而鉀肥的量卻很小,在一些對鉀肥需求較高的農作物種植過程中就會出現氮肥和磷肥的大量富集,這種養分失衡的現象對農作物的生理產生不利影響。第三,土壤次生鹽漬化嚴重。設施農業土壤由于長期處于覆蓋狀態,土壤與外界環境接觸較少,缺少雨水的淋溶作用,與露天土壤相比,其蒸發程度較高,再加上人工施肥過程中大量肥料未被吸收進入到土壤中,使得土壤中鹽分濃度不斷增高,并且隨著使用年限的增加次生鹽漬化程度越來越高。
1.3土壤中有害微生物數量增加
設施農業的土壤的環境溫度較高、濕度較大,給各種微生物的繁殖提供了良好的環境,由于農民對土壤缺乏科學的管理,例如消毒不及時、病害隔離消除不當等使得土壤中的有害細菌、真菌得以大量繁殖,通過土壤的傳播使得很多植株被感染,影響農作物的質量和產量。
2.改善設施農業土壤生態環境的相關對策
2.1加強農業綜合調控
2.1.1科學輪作
在同一片土壤上將不同生長習性的農作物進行輪作,可以使土壤中的養分在輪作過程中被充分、平衡吸收,因此有利于保證土壤養分的均衡。例如,可以實行糧食作物與蔬菜的輪作方式,使土壤中的氮、磷、鉀等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可實行水旱輪作,利用水的稀釋作用平衡土壤的酸堿度,促進土壤中微生物群落的調節,降低土傳病害的發生幾率。
2.1.2合理施肥
杜絕盲目施肥,在對土壤施肥之前首先要對土壤進行化驗,根據土壤自身成分特點以及所栽培農作物的生長習性選擇所施肥料的品種,并且要以農家肥等有機肥料為主,無機肥料為輔,提高微肥的施用量,增加土壤中有機物質的含量,并且盡可能降低土壤中無機鹽的含量,在滿足農作物生長需要的前提下提高農作物的抗逆能力。另外還要對施肥方法進行改良,應當秉承少量多次的原則,并綜合多種施肥方式,如底肥、口肥和葉面肥等,促進肥料被農作物利用的效率,減少其在土壤中的積累。
2.1.3合理灌溉
當前設施農業土壤中水分的遷移方向主要為地下向地表的移動,缺少雨水的淋溶,為此,應當對設施農業實施合理的灌溉,通過人工的灌溉過程使土壤表層的水分增加,改善土壤水循環,并且有利于稀釋和帶走土壤中多余的鹽分,尤其對于次生鹽漬化嚴重的設施農業土壤來說,灌溉時要力求澆透,以提升效果。在輪作間隙或農閑時,可將覆蓋物去掉,充分利用自然雨水的沖刷來改善土壤的生態環境。
2.2工程措施
2.2.1土壤改良
在設施農業土壤經歷長時間使用后,為改善土壤酸化問題和降低土壤有害微生物的數量,可采取有效措施對土壤進行改良。例如,可通過向土壤中施入生石灰等弱堿性改良劑的方式中和土壤中的酸性物質,使土壤pH值趨于平衡,再者,可通過低溫冷凍、高溫消毒、藥劑熏蒸等方式對土壤進行消毒處理,對有害微生物進行有效殺滅。
2.2.2埋設暗管
在地表以下40-60cm的深度分層埋設暗管,在澆水后土壤中的鹽分隨著土壤的毛細孔洞進入到暗管中,隨著水流不斷排出,達到降低土壤鹽分富集的效果。據研究表明,通過埋設暗管的方式可以達到80%的多余鹽分排出,因此能有效保證土壤的生態環境處于良好狀態。
2.2.3換填客土
在設施農業生產中,不可避免地有一些土壤次生鹽漬化嚴重而導致無法種植或不適宜繼續使用的情況,此時可以采用客土交換原土的方式對土壤進行改良,土層交換厚度根據原土的狀況不同一般可為5-15cm。
3.結束語
據統計,到二十一世紀第一個十年,我國的設施農業種植面積已經位居世界首位,達到了350萬hm2。同時伴隨著物聯網技術應用推廣開來,大范圍應用于設施農業,會使應用整個體系更加完善。與此同時,物聯網憑借其產出增加、成本降低、高效及智能化等優勢被人看作是現代農業智能化實現的重要途徑。設施農業是結合動植物的特點分析其最佳的生長條件,同時在有關設備和人力的共同調節下控制環境,使動植物不受季節天氣的束縛達到每年均衡生產上市的目的。當現代信息技術發展到某個程度進而衍生出物聯網技術,實現了技術上的突破,物聯網技術是將傳感器技術、人工智能、網絡與自動化等綜合在一起從而實現的聚合性應用。它涉及的技術領域比較廣,因此被認為是信息技術第三次革命性的創新。這種技術擁有巨大的潛力,同時世界各國人們對其充滿了期待,我國順應時代潮流,提出了“感知中國”的戰略,其重要性可見一斑。把互聯網的快速發展應用到設施農業發展中去,實現農業現代化與信息化的完美結合。在智能監控與分析、數據的傳輸與采集、自動化調控等互聯網信息技術的幫助下對農業的生產過程等進行監控管理,對農業生產實現科學的組織與規范的管理,讓動植物能夠更好生長生產,實現產出最大化。如今,物聯網在設施農業中的應用已經形成一套控制閉環的系統,它的實現首先通過傳感器來得到溫室環境的各種參數(如溫度、濕度、酸堿性等),在把得到的數據通過數據的收發網關來發送到信息的處理中心,同時由它來對得到的信息進一步處理并采用一系列的算法等作出決策,然后再經網關把算出的決策傳送到設施農業執行機構,觸發執行任務后就可以參考標準對現在的環境作出調整。如此循環往復,實現目標。
二、物聯網技術在設施農業中的應用
當前,在種植、養殖、農資、農產品加工、農業信息化推送、農業智能化管理等方面,設施物聯網技術都取得了一定的應用與發展。物聯網技術的應用,可以讓植物生長環境更好,可以全面感知家禽牲畜的生長狀態,減少弊病。下面就對其應用具體幾個方面進行探討:一、物聯網技術可以對農業情況進行實時監測。在整個物聯網技術的研究工作中,其終端技術的應用及研究是工作的重點之一。簡單地說,物聯網終端與各式各樣的作用不同的傳感器有著密不可分的聯系。在傳感器的幫助之下,可以全方位的對農作物實時進行監控,依據監控所得數據進一步采取措施,使農作物在合適的環境下生長。其中傳感器的種類大致有溫度、光、濕度、pH值、二氧化碳、生物等傳感器。使用這一終端對在農業生產中出現的各種問題進行合理適度的調整控制,同時還節約了各類資源,如水與人力等。二、對農作物的病蟲害具有防治作用。判定農作物是否發生災害的關鍵數據是閾值,當閾值到達一定的界限之后,農作物災害便隨之而來。在以往的種植過程中,人們常常需要花費不少的時間、金錢、精力去應對農作物災害發生,但是往往得到的效果也不盡如人意,同時大量時間、金錢付諸東流。在設施農業中應用物聯網技術,可以借助無線傳感器對農田進行大規模的同步監測,同時針對觀察情況,科學及時地對發現的情況處理,對農作物的災害防御有很好的作用。在準確判斷災害情況、范圍、程度的同時,還可以面對問題給出最合理的方案。根據情況的不同,在整個過程中還可能會用到GPS定位、GIS等先進技術。
三、物聯網在設施農業應用中存在的問題
隨著國家對物聯網發展事業的重視,物聯網產業持續升溫,很多與設施農業相關的設備工廠開始在設施農業物聯網方面大展拳腳,使得產品種類多種多樣。在這個過程中,這些公司也出現了很多的問題。一、產品功能單調、沒有特色。再次開發前景受限、價格過高等。這些工廠研發制造水平旗鼓相當,在激烈競爭的同時并沒有出現領頭羊式的企業。再者由于該技術比較新穎,沒有一套公認的、合理的、權威的評價標準。面對這一困境,需要國家進行適度干預,從全局上對該產業進行規劃、同時明確發展的方向并根據實際情況制定一些計劃。要在新產品的研發與新技術上加倍努力,根據不同的地區情況、人員素質情況研發技術,因地制宜。在發展的同時還出現了技術不協調的問題。二、目前我國的農業生產信息化還沒有普及,所以物聯網中很多的高新技術并不是完全適用于我國當前的市場,這就導致我國的物聯網技術在一些關鍵的技術上一直停滯不前。但是伴隨著傳感器在各個不同類型農業的發展,其價格也逐漸走低,該技術取得了一定進步。綜合上述兩種現象,產生了在一個大的技術系統中各類技術發展不均衡。設施農業的發展離不開物聯網技術的支持,雖然目前物聯網技術取得一定發展,但是總體上水平較低。要是這個問題走出泥潭,首先是對關鍵技術(無線傳輸等)進行攻關,取得突破,再是對已經取得的技術成果(傳感器等)進一步鞏固完善。三、當前,我國農業物聯網產業分布分散,沒有統一的組織,沒有明確的分工,這使得行業內交流較少。出現了對同一技術重復開發,造成資源大量浪費。這需要各個企業共同努力建設一個權威技術平臺,圍繞該平臺,進行交流探討,避免一些重復開發、資源浪費問題再次發生。
四、就物聯網在設施農業發展中的設想
要想使設施農業實現投資少,環保節約的目的就要大力發展精確農業,這種農業類型以效益作為目標,是一種超前性的農業新技術。這種技術把信息智能化與機電一體化結合起來,并取得一定的應用。精確農業憑借其減少不必要投資,同時加強農業管理水平,既保證能源消耗少,又可以使環境影響小等優勢值得被引入我國設施農業。自進入二十一世紀以來,食品安全的問題逐漸凸顯。要想使食品安全有保證,農產品的生產、傳輸、出售等各環節必須嚴格把關,用傳統的方式往往會消耗大量的人力物力,但是設施農業的引入可以緩解這個問題。比如通過物聯網技術監控動植物生長,監測動植物生長環境的各個指標,真正保證食品安全,實現綠色無公害。當前,傳感器應用和比較廣泛,但是隨著發展很多農戶存在完全自動化管理的要求。這對整個設施農業的發展可以起到很好的領導作用。同時要建設一批專業的技術隊伍和技術品臺,使企業之間、用戶之間、企業用戶間有一個良性溝通。
五、結語
實施設施農業機械化的效益分析
推廣部門非常重視設施農業機械所帶來的經濟效益。為此,縣農機局專門抽調人員對兩家子鄉、郝官屯鎮、西關鄉、方家鎮等鄉鎮的設施農業大棚進行調查。調查結果顯示,大棚的迅猛發展為農業機械化的推廣提供了條件,而設施農業機械化的應用對作物的增產增效具有重要作用。1)減輕勞動強度,降低成本,提高收益。用人工揭放百米大棚的草簾需要2h以上的時間,而用自動卷簾機操作僅需12min,可節約2h的時間,這也意味著大棚可以增加2h的光照時間,進而可使大棚溫度提高3~5℃,保證設施農產品提前上市5~7d,每棚可增加收入1500元左右。另外,與人工相比,使用微耕機耕翻可節約17.5h/次,節省開支38元。2)有效提高應對自然災害的能力。大棚自動卷簾機能大大提高卷簾速度,可以有效預防嚴酷氣候對農作物的突然侵害,降低自然災害的風險。2010年12月和2011年1月,康平縣遭遇了五十年一遇的大風降溫天氣,但安裝了自動卷簾機的大棚無一受損。3)加快設施農業產業化、規模化發展。人工管理大棚的勞動強度大,盡管經濟效益良好,但仍不可避免地制約了設施農業的集約化、規模化發展。使用自動卷簾機、微型耕作機等設施農業機械后,每戶可以輕松地管理5個大棚,促進了設施農業規模化、產業化的發展。
康平縣設施農業機械化發展中存在的問題
設施農業帶來的可觀效益使康平縣的設施農業發展迅猛,但全縣的自動卷簾機僅有1500套,不到溫室總棚數的20%,缺口較大。機械化發展程度不均衡。由于部分機械價格過高、群眾對機械化的看法和認識程度不一等原因,設施農業機械的推廣主要集中在起步較早的西關鄉、方家鎮、兩家子鄉等鄉鎮,其他鄉鎮發展緩慢。機械操作培訓相對滯后。部分群眾缺乏操作知識,因使用不當造成機械損壞和人員傷亡的現象時有發生。機械化整體水平低,沒有形成系列化配套的設施農業機械。目前,全縣需要小型園田耕作機(微耕機)、卷簾機、溫室加熱器、溫室滴灌設備、種子催芽機、機械通風裝置、煙霧機、臭氧滅菌機和育苗機等多種設備,而目前主要推廣使用的僅為卷簾機和微耕機,二氧化碳增施機和臭氧滅菌機尚在推廣示范階段,育苗機等還沒有引進。設施農業先期投資較大。一些群眾有意從事設施農業產業開發,但由于缺少啟動資金和購機能力,只能望機興嘆。
1.1基于ARM的嵌入式控制器
嵌入式控制器一般是由ARM9處理器、SDRAM、FLASH、電源及復位模塊、人機接口LCD觸摸屏及相關電路組成。筆者選用的S3C2440處理器,是SAMSUNG公司開發的一款基于ARM9內核的微處理器。S3C2440是基于ARM920T內核,0.13UmComs標準單元和存儲單元復合體。它的特點是功耗低、簡單、穩定、功能強大、性價比相對高,并且還具有豐富的擴展功能接口,便于構建電路,如圖3所示。嵌入式控制器作為數據信息收集處理的主節點,通過SPI總線與ZigBee模塊通信,用于和無線傳感器節點進行數據傳輸,該ZigBee模塊作為ZigBee網絡協調器負責整個網絡的組建和給加入節點分配地址;嵌入式控制器通過UART串口與GPRS模塊通信,用于接入Internet網絡實現數據上傳web服務器,同時可以接入GSM網絡,實現手機信息收發功能。在傳感器節點發來的數據存在溫濕度異常時,啟動報警信號。嵌入式控制器上植入linux操作系統、驅動程序和監控程序,系統啟動后依次加載各種驅動程序,并運行監控程序,
1.2基于Internet的遠程在線客戶訪問服務平臺
數據管理級遠程綜合服務平臺基于B/S(Browser/Sever),形成所謂前端Browser瀏覽器、中間層應用程序(Application)、后端數據庫(Database)的3層3-Tier結構。主要事務邏輯在服務器端(Server)實現,極少部分事務邏輯在前端(Browser)實現,用戶工作界面是通過www瀏覽器來實現。實現不同的用戶,從各自的所在地點,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)訪問和操作共同的數據庫。從而簡化客戶端電腦載荷,減輕了系統維護與升級的工作量,節省了用戶的總體成本,同時它還能有效地保護數據平臺嵌入式控制器軟件結構圖和管理訪問權限,服務器數據庫也很安全。
2溫濕度監控系統在設施溫室的應用
2.1設施蔬菜溫室中溫濕度監控設備的應用
所選溫室為天津應用廣泛的溫室之一,覆蓋范圍廣,此設備是一套集溫濕度為一體的無線網絡監控設備,有著監控點分布廣泛、實時收發數據的特點,用戶可根據自身需要設定收發間隔,可廣泛應用在大棚生產、溫室生產、特殊環境監測等。即使遇到惡劣天氣,信號收發功能也能清楚地接收監控設備的信號,實用性和適用性都符合天津現階段的要求,在農戶應用中口碑很好,而且設備占用空間小,在溫室本來就有限的面積內,有著良好的空間優勢。操作簡單,只要簡單培訓,農戶就可以上手,不需要專業的知識背景,界面人性化設計,可語音報數,提供良好的服務功能。
2.2設施食用菌溫室中溫濕度監控設備的應用
天津市北辰區下河頭食用菌種植專業合作社是以工業化廠房為標準規模的大型食用菌種植基地,主要以生產白靈菇為主,其他食用菌為輔,現占地面積3.3hm2,共建5個大型的工廠化車間。在已開發的溫濕度監控器基礎上可以增加光照和二氧化碳傳感器,實現溫室內溫度、濕度、光照、二氧化碳、氧氣的實時數據在遠程電腦端顯示,實現溫室環境因子監控的閾值報警功能,實現3個溫室的統一監測管理平臺等實用功能的專業性管理系統。可有效地節約管理資源,提高業務產能,規避操作風險。
3小結與討論