工厂化农业发展现状和问题

二、工厂化高效农业发展状况

工厂化农业起始于蔬菜无土栽培。进入70年代，随着温室业的发展，温室土壤连作障碍危害严重，无土栽培技术得到普及推广。经过30年的发展，我国的设施农业初具规模。到2000年底我国蔬菜、水果、花卉设施栽培面积已达到1000万hm²，其中具有中国特色的日光温室和塑料大棚达到67万hm²，近几年还有更大的发展，大中小城市基本实现了蔬菜、水果的周年供应。据2009年“中国设施园艺学术年会”上报道，我国已经成为世界设施农业生产大国，面积和产量稳居世界第一，面积目前约占世界的90％。与此同时，随着现代生物科学与工程技术的发展，进一步研究了生物与环境之间相互关系，优化了环境参数，改进了设施条件，为工厂化农业的发展奠定了基础。从技术水平和设施条件来看，工厂化农业大体可分植物工厂、现代化大型温室和普通塑料温室三个层次。

1.植物工厂

代表当今世界最先进水平的植物工厂，有奥地利Ruttuner教授设计的集成系统和日本中央电力研究所推出的蔬菜工厂等。这类植物工厂采取全封闭生产，人工补充光照，立体旋转式栽培，不仅全部采用电脑监测，而且还利用机器人、机械手进行播种、移栽等作业，植物工厂完全摆脱了自然条件的束缚。但由于建造投资成本过高，能源消耗过大，现阶段只能为字航等超前研究提供技术贮备。

2.现代化大型温室

全世界有大型现代化玻璃温室3万多hm²，主要集中在欧洲，仅荷兰就达1.1万hm²。此外，采用聚碳酸酯中空板材或片材（PC）、聚氯乙烯片材（PVC）、玻璃纤维聚酯片材（FRP）和超强长寿农膜等做覆盖材料的现代化温室，面积也有1万多hm²。现代化温室设施先进，技术规范，50％以上采用水培或基质培。从品种选择到栽培生产全过程建起了一套优化的综合技术体系。如温室环境条件控制方面，温度、湿度、二氧化碳浓度以及根际环境中的营养液温度、浓度配比、pH值、EC值及定时定量的补给等，实现了计算机监控或智能化管理。例如，荷兰、英国等大型温室中生产的番茄、黄瓜等果菜类实现了一年一大茬的长季栽培，采收期长达9～10个月，尽管这些国家低温寡照，但黄瓜平均每株采收80条瓜，番茄每株可采35穗果，平均产量60kg/m²，创造了当今世界最高产量水平和效益水平。现代化大型温室仍具发展势头，特别是以塑料材质为覆盖材料的现代化温室，适合亚洲的气候特点，目前呈现大发展的趋势。相信随着我国经济的发展和社会需求的增加，这类温室的面积将会有较大幅度的增长。

3.普通塑料温室

通常指塑料大棚及我国北方地区带有维护设施的日光温室。据统计，全世界普通塑料温室面积约35万hm²，集中在亚洲及环地中海国家，主要分布在中国（18万hm²）、日本（4.5万hm2）、韩国（2.3万hm2）、西班牙（2.6万hm²）、意大利（2.0万hm²）、土耳其（1.0万hm²）。面积在0.4万～0.6万hm²的国家有法国、希腊、波兰、匈牙利、罗马尼亚、阿尔及利亚等。普通塑料温室仍是当今设施园艺的主体。为推进塑料温室发展，日本、以色列及欧美一些国家做了大量的开发、研究工作，不断为用户推出各类新型多功能长寿薄膜，新的棚型结构与配套设施，专用品种及规范的栽培技术，作业管理正在向机械化、半机械化方向发展。我国的普通塑料温室面积居世界第一位，尽管设施条件大都比较简陋，但对解决大城市蔬菜供给和保证周年均衡供应起着重要作用。

70年代后期开始，我国相继从国外引进各种类型温室近30hm²，国内自行生产设计的连栋玻璃温室20余hm²，90％以上安装在生产单位，运行后效益不太令人满意，存在的主要问题是对引进设备缺乏进一步的研究，品种与设施不配套，管理人员素质较低，运转能耗较大等。近年来，我国蔬菜无土栽培也有长足发展，特别是南方沿海的广东、浙江、江苏及北方的辽宁发展速度较快。全国无土栽培面积已达50hm²左右。但基础研究薄弱，管理水平不高，设施不配套等问题，亟待通过工厂化农业的产业化开发予以解决。

就工厂化农业而言，实现生产过程的自动化，作物管理的机械化，产、供、销一体化，以及设施设备的标准化、系列化、规范化是国内外工厂化生产的总趋势。(www.xing528.com)

除此之外，我国工厂化养殖业也取得了较快的发展。从70年代末在一些大城市郊区兴建规模化养殖场开始，90年代后的禽业设施上也得到很大发展，全国的肉、蛋、奶总产量分别达到5900万t、1900万t和700万t，人均占有肉49.5kg、蛋16kg、奶6kg，这与规模化的养殖业发展分不开。现在，京、津、沪三市的规模化猪场3000多个，占上市商品蛋总量的70％以上。

我国工厂化农业虽然取得了较大的成就，但与发达的国家相比，仍有较大差距。在工厂化栽培设施上，仍以简易型为主，对自然不良环境的影响缺乏控制能力。由于设施栽培技术不配套、不规范、缺乏数量化指标，凭经验管理，致使产品和质量始终在一个低水平上徘徊。在工厂化养殖上，畜禽舍普遍缺乏四季适宜的环境调控技术，抗极端冷热气候能力差，致使蛋鸡全周期死亡率高于发达国家而产蛋量却低于发达国家；猪出栏率则低于发达国家50％～60％。同时，在管理上，自动化程度低，大多靠手工操作，其中畜禽粪便的污染已成为制约工厂化养殖的一个重要因素。

三、展望

21世纪工厂化农业将会在我国保持高速增长的势头。一方面是由于人口增长、耕地面积减少和人民生活水平的提高。另一方面，新的农业科技革命不断为工厂化农业注入活力，包括生物技术、新材料、新能源及自动控制技术的发展，必将使工厂化农业生产效率和管理水平得到极大提高。

这些年，我国已陆续引进了荷兰、以色列、美国和日本不少现代温室，但实践证明这些温室并不完全符合国情。今后，我国的工厂化设施以及环控技术上下功夫，逐步向自动化和网络化方向发展。

在畜禽废物污染处理上，必须大力治理，粪物的出路既可作为沼气化处理又可转化为生物有机肥归还农田，将会产生较大的经济效益和环境效应。与此同时，还要在室内环控技术、机械化配套设备和计算机管理技术方面得到完善。

在水产养殖业上，从水库、湖泊、淡水鱼、虾养殖的饲料投放和病害防治研究到规模化、工厂化养殖中的水质处理技术都获得相当成功。其中，鳗的高密度工厂化养殖就是一例，但大多民间养殖业的生态与生物技术的控制能力还不够。而今我国沿海种养殖从海藻、贝类转向浅海、港湾围涂养殖或网箱养殖，从粗放型向集约化、工厂化发展。然而，从鱼虾亲本选择、卵子孵化、幼体繁殖到成体生长的水域生态环境、饲料投放病害防治虽已取得不少经验，如对虾的工厂化养殖，但大多数种类没有达到专业配套的养殖水平，亟待提高。

在未来农业生物技术上，必须加强转基因动植物的研究与利用。对农作物的抗逆性，抗病性和品质的改善都有大量工作要做，如转基因水稻的高光效育种。据知，2000年8月，中国科学院上海植物生理生态研究所等单位组建了上海植物基因研究中心，将为发展我国21世纪农业起着积极推动的作用。

转基因动物与克隆动物的研究，在20世纪末给农业畜牧业的发展带来了很大的影响。大量研究证明，应用基因工程和细胞工程技术来进行动物的遗传性的改良是可能的。特别是通过建立转基因动物个体表达系统，即“动物生化反应器”的建立，让牛羊产生特别的乳汁蛋白，以满足婴儿和人体的需要，是最富有挑战性的工作。