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1、(国外都市农业信息服务平台第十八刊国外农业信息!北京市科学技术情报研究所2011年12月8日国外植物工厂及其技术设备发展概况一、植物工厂与植物工厂机械的概念植物工厂是通过采用现代农业工程和机械技术,改变自然环境,为动植物生产提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度、光照、水肥等环境条件,而在一定程度上摆脱对自然环境的依赖进行有效生产的农业,有时也把其称为可控环境农业。具有高投入、高技术含量、高品质、高产量、高效益等特点,是最有活力的农业新产业。广义植物工厂包括设施栽培和设施饲养,狭义植物工厂是指设施栽培。本研究项目涉及
2、的植物工厂是狭义植物工厂,即利用设施栽培,它可以充分发挥作物的增产潜力,增加产量,改善品质,并能使作物在相反季节生长,在有限的空间中相对较少的时间里生产出高品质的作物。植物工厂机械,是指适合植物工厂耕作、栽培、收获等农艺特点,并在各类设施中工作的农业机械。国外植物工厂起步比较早,作物栽培己具备了成熟成套的技术,植物工厂机械及作业设备也齐全,生产比较规范,产量稳定,质量保证性强,并在向高层次、高科技和自动化、智能化方向发展,将形成全新的技术体系。为适应植物工厂的发展,荷兰、日本、韩国、美国、以色列和意大利等国家加强了
3、植物工厂作业机具的开发、研究、推广和应用。目前其温室生产过程中的耕整地、播种、间苗、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化。其开发的耕耘机可以在温室中进行耕整地、移栽、开沟、起垄、中耕、锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业,大大提高了机械利用率和生产效率。二、发达国家植物工厂发展的现状世界上植物工厂与植物工厂机械比较发达的国家主要有荷兰、美国、英国、日本、以色列、意大利和韩国等国家,由于地理情况的限制,这些国家的植物工厂发展都比较早,植物工厂机械及作业装备都已达到了机械化水平,有些甚至都达到了智能化。1.荷兰荷
4、兰耕地不足,促使其比任何国家都更注重提高劳动生产率。因此,大多农业企业都采用集约化、规模化的生产方式。荷兰农业主要包括:农田作物,占农业总产值的10%;畜牧业,占60%,园艺和林业,占30%;还有辅助工业如种子、化肥、动物饲料等。荷兰植物工厂,无论是蔬菜还是花卉,一般都是专业化生产,多品种经营。专业生产有利于设施专业配置、降低生产成本,提高产品质量并形成规模效益。同时专业化生产促进了专业领域的研究,使企业长足发展,为企业赢得了市场。专业化不仅体现在生产上,在温室产品的专业经营方面也显露出独特的魅力。追求经济利益的最
5、大化,完全按市场需求决定企业生产经营方向,有效地抑制了相同产业或产品挤占市场“独木桥”的弊端。各园艺生产企业都有各自的经营特色,使市场行为更加规范有序。荷兰植物工厂机械及作业装备在措施方面,主要采取以下几种措施:(1加温系统的改进荷兰植物工厂加温系统的改进最早出现在20世纪60年代初,当时温室设备利用的燃料是从煤发展到油为第一阶段;第二阶段是在70年代早期,燃料从油发展到天然气,从而也改进了温室的加热统。(2控制方式的改进在60年代中期,荷兰开始了温室模拟气候控制系统的研制、开发,据环境温度和湿度的变化进行加温和通
6、风控制,这就是现今数字计算制的前身。(3营养液栽培系统的改进在设施栽培中,荷兰逐渐引进和研究控制植物根系条件和营养的新的生产方式,通过栽培基质的筛选和滴灌技术改良的发展,到今天最先进的可控制的重复循环的营养液栽培系统,如营养液栽培、岩棉栽培、营养液喷雾栽培等。(4实现计算机控制80年代以来,荷兰全面开发计算机自动控制系统,把温室生产提高到了一个新水平。荷兰温室农业的发展体现了政府宏观调控的作用。政府在国内农业发展的不同阶段所采用的宏观政策是不同的。就温室农业而言,1983~1993年十年中,荷兰的温室农业增值一直呈
7、上升趋势,主要因政府实行了补贴政策,从事温室生产的农户均可获得温室建设投资50%的政府资助。同从事温室农业的农民收入也成几倍上扬。几年后政府取消了补贴政策,温室农业增值趋缓。在荷兰植物工厂产业处于“亚健康”发展阶段时,政府则会充分发挥其积极作用,稳定生产和市场。2.美国美国许多植物工厂技术是从荷兰引进的。例如在美国西南部亚利桑那州沙漠地带建设的文罗式温室设备,达到了国际最高标准设计与制造水平,它耐腐蚀,无锈蚀,使用寿命超长。文罗式温室实际面积大,净空超高,吊挂能力强、光照充足、抗风力超强,排水性能优异,广泛适合多种
8、气候和四季运作。温控制部分有多种形式可选,可选择智能控制、全自动控制、半自动或手动控制。栽培设施可选择无土栽培、苗床培育等。灌溉方式可选择滴灌、微喷或其他方式。施肥系统可选由计算机中央控制的比例施肥系统,动态EC与PH检测控制,双回路保险,安全、高效、准确。20世纪90年代以来,美国植物工厂技术有了较大的发展,主要有以下几个方面:(1建筑材料美国温室建筑使用
