國外設施農(nóng)業(yè)的工廠化趨勢

<p>北 京農(nóng)業(yè) 2012 年 11 月上旬刊他 山 之 石設施農(nóng)業(yè)是科技含量高 、高投入 、高產(chǎn)出 、高效益的集約化生產(chǎn)方式 ，荷蘭 、日本 、以色列 、美國 、韓國 、西班牙 、意大利 、法國和加拿大等國是設施農(nóng)業(yè)十分發(fā)達的國家 ，其設施設備標準化程度 、種苗技術及規(guī)范化栽培技術 、植物保護及采后加工商品化技術 、新型覆蓋材料開發(fā)與應用技術 、設施綜合環(huán)境調(diào)控及農(nóng)業(yè)機械化技術居世界領先地位 。設施內(nèi)生產(chǎn)管理的機械化與設施環(huán)境調(diào)控自動化是工廠化農(nóng)業(yè)的重要方面 ， 能提高作業(yè)與控制的精度 、作業(yè)效率 、作業(yè)者的安全性與舒適性 ，實現(xiàn)省力化 。設施栽培作業(yè)包括耕耘 、育苗 、定植 、管理 、防治病蟲害 、收獲 、產(chǎn)品包裝等 ，不僅作業(yè)項目多 ，而且設施內(nèi)高溫 、高濕 、通風不良的作業(yè)環(huán)境非常需要發(fā)展自動化技術 ，包括機械化育苗技術 、機器人移栽 、自動噴滴灌與自動施肥技術的開發(fā)等 。近年來國外工廠化農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新與發(fā)展呈現(xiàn)如下特點與趨向 。種苗產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達 荷蘭 、日本 、以色列 、韓國等國家非常重視溫室用品種選育 ， 能為溫室提供專用的耐低溫 、高溫 、寡照 、高濕 ，具有多種抗性 、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的種苗 。 如荷蘭境內(nèi)有 130 個種苗專營公司 ，種質(zhì)資源有強大優(yōu)勢 ，在脫毒 、 快繁等方面有很高的技術水平 。單產(chǎn)水平高 荷蘭溫室番茄年產(chǎn)量達到每米24050 千克 。420 公頃蔬菜溫室 ，以生產(chǎn)番茄 、黃瓜 、 甜椒為主 ， 產(chǎn)值高達 12億 14 億美元 。 日本 、以色列 、韓國 、 西班牙等國單位面積優(yōu)質(zhì)蔬菜產(chǎn)出率也相當高 ， 因而農(nóng)戶收入水平高 。溫室日趨大型化 大型溫室設施具有投資省 、土地利用率高 、室內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定 、節(jié)能 、便于作業(yè)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點 ， 設施日趨大型化 、規(guī)?；瘽u成趨勢 。計算機智能化溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)開始普及 工廠化農(nóng)業(yè)的核心是對設施內(nèi)栽培環(huán)境能有效地控制 ， 進行機械化與自動化生產(chǎn) ， 營造適于作物生長的最佳環(huán)境條件 。 計算機智能化調(diào)控裝置系統(tǒng)采用不同功能的傳感器探測頭 ， 準確采集設施內(nèi)室溫 、葉溫 、地溫 、室內(nèi)濕度 、土壤含水量 、溶液濃度 、二氧化碳濃度 、風向 、風速以及作物生長狀況等參數(shù) ，通過數(shù)字電路轉(zhuǎn)換后傳回計算機 ， 并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和智能化處理后顯示出來 ， 根據(jù)作物生長所需最佳條件 ， 由計算機智能系統(tǒng)發(fā)出指令 ，使有關系統(tǒng) 、裝置及設備有規(guī)律運作 ，將室內(nèi)溫 、光 、水 、肥 、氣等諸因素綜合協(xié)調(diào)到最佳狀態(tài) ， 確保一切生產(chǎn)活動科學 、有序 、規(guī)范 、持續(xù)地進行 。計算機有記憶及查詢功能 、 決策功能 ，為種植者全天候 24 小時提供幫助 。 采用智能化溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)可節(jié)能 1550，節(jié)水 、節(jié)肥 、節(jié)省農(nóng)藥 ，提高作物抗病性 。 荷蘭溫室的運作基本由計算機控制操作 ， 其五大溫室制造公司不僅在結構 、 機械化 、 自動化 、 產(chǎn)品采后處理方面技術水平高 ，而且在計算機智能化 、溫室環(huán)境調(diào)控方面也居世界領先地位 ，配套溫室設施出口額占世界貿(mào)易的 80。 未來的計算機人工智能系統(tǒng)還要和氣象站 、種苗公司 、生產(chǎn)資料 、病蟲害測報 、市場營銷 、有關研究機構以及相關的農(nóng)業(yè)團體等聯(lián)網(wǎng) ， 不僅做到栽培環(huán)境全自動控制 ，而且可進行產(chǎn)量 、產(chǎn)值的預測 ， 為生產(chǎn)者提供更為廣泛的信息情報和確切的決策依據(jù) 。但是 ， 這種智能化專家系統(tǒng)造價昂貴 ， 主要用于高產(chǎn)值園藝作物的周年生產(chǎn) 。管理機械化 、 自動化程度高日本 、韓國根據(jù)資源短缺 、從業(yè)人員減少 、老齡化等現(xiàn)實 ，研究開發(fā)了多種小型 、輕便 、多功能 、高性能的設施園藝耕作機具 、 播種育苗裝置 、灌水施肥裝置 、通風窗自動開閉溫濕度調(diào)節(jié)裝置 、 二氧化碳施肥裝置以及自動嫁接裝置國 外 設 施 農(nóng) 業(yè) 的工 廠 化 趨 勢輨輳讂北 京農(nóng)業(yè) 2012 年 11 月上旬刊農(nóng) 科 天 地等 。 以色列利用溫室冬季生產(chǎn)花卉 、蔬菜大量出口創(chuàng)匯 ，享有 “冬季歐洲廚房 ”美稱 。其溫室結構先進 ，裝有幕簾 、天窗及遮陽網(wǎng) ，可根據(jù)光照強度自動移動調(diào)節(jié) ，溫室溫度 、濕度 、通風 、施肥 、灌水實行自動化 、機械化 。 在國外 ，機器人的研究 、 開發(fā)應用已被廣泛重視 ，并取得初步成果 。日本開發(fā)了育苗移栽機器人 ，可行走的耕耘 、施肥機器人 ， 可完成多項作業(yè)的機器人 ， 用于組織培養(yǎng)作業(yè)的機器人 ，柑桔 、葡萄收獲機器人等 。無土栽培成為主要栽培方式歐共體明確規(guī)定 ， 所有歐共體國家園藝作物要全部實現(xiàn)無土栽培 。無土栽培不僅高產(chǎn) ，而且可向人們提供健康 、營養(yǎng) 、無公害 、無污染的有機食品 ， 營養(yǎng)液循環(huán)利用能節(jié)省投資 ，保護生態(tài)環(huán)境 。西方發(fā)達國家近些年設施內(nèi)無土栽培技術發(fā)展十分迅速 ， 荷蘭 、英國 、法國 、意大利 、西班牙 、德國大部分設施內(nèi)均進行無土栽培 。植物工廠 植物工廠是在全封閉的設施內(nèi)周年生產(chǎn)園藝作物的高度自動化控制生產(chǎn)體系 ，還可分別稱之為 “蔬菜工廠 ”“花卉工廠 ”“苗木工廠 ”等 。植物工廠內(nèi)以采用營養(yǎng)液栽培和自動化綜合環(huán)境調(diào)控為重要標志 ， 設備建造及運轉(zhuǎn)費用很高 。 植物工廠能免受外界不良環(huán)境影響 ， 實現(xiàn)高技術密集型省力化作業(yè) 。奧地利 、丹麥 、美國 、英國 、日本等國都先后建立了一批植物工廠 ， 用于試驗研究和示范 ， 為工廠化農(nóng)業(yè)發(fā)展展現(xiàn)了美好前景 。（欣 雨 ）在不久的將來 ， 我們可以隨處看見這樣的情景 ： 農(nóng)民坐在電腦前 ，輕點鼠標 ，即可實現(xiàn)翻地 、播種 、除蟲 、灌溉和收獲 ，就如同“開心農(nóng)場 ”一般簡單 ，這一切 ，有賴于物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域的應用 。物聯(lián)網(wǎng)的概念于 1995 年由比爾蓋茨在其 未來之路 一書中首次提及 ； 在 2005 年突尼斯舉行的信息社會世界峰會上 ， 國際電信聯(lián)盟 （ITU） 發(fā)布了互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng) ，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念 。物 聯(lián) 網(wǎng) 的 概 念 物 聯(lián) 網(wǎng)（Internet of things）應用最廣的一個定義是 ： 通過射頻識別 （RFID）、紅外感應器 、全球定位系統(tǒng) 、 激光掃描器等信息傳感設備 ，按約定的協(xié)議 ，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接 ， 進行信息交換和通信 ， 以實現(xiàn)智能化識別 、定位 、跟蹤 、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡系統(tǒng) 。 在這個網(wǎng)絡中 ，物品 （商品 ）能夠彼此進行 “交流 ”，而無需人的干預 。 其實質(zhì)是利用射頻自動識別 （RFID）技術 ，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品 （商品 ）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享 。物聯(lián)網(wǎng)概念被提出以后 ，迅速風靡全世界 ， 已成為全球矚目的關鍵詞 ，被業(yè)界廣泛認為是繼計算機與互聯(lián)網(wǎng)后的又一次信息化浪潮 。 物聯(lián)網(wǎng)所要實現(xiàn)的就是物與物之間的互聯(lián) 、共享 、互通 。 目前 ，被深入的應用于綠色農(nóng)業(yè) 、工業(yè)監(jiān)控 、公共安全 、城市管理 、遠程醫(yī)療 、智能家居 、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等社會生活的各個領域 。物聯(lián)網(wǎng)的特征 物聯(lián)網(wǎng)可分為三層 ：感知層 、網(wǎng)絡層和應用層 。 感知層的作用是獲取狀態(tài)信號 （模擬信號或數(shù)字信號 ），通過智能軟件完成對龐雜信息的整合 ，涉及到傳感器芯片及技術 、 射頻識別（RFID）技術 、二維碼 、條形碼 、MEMS（MicroElectroMechanicalSystems，微機電系統(tǒng) ）等 ，其作用類似于人體結構中皮膚和五官的作用 ； 網(wǎng)絡層是連接感知信號與應用系統(tǒng)橋梁 ， 涉及到通信技術 、互聯(lián)網(wǎng)技術等 。其將感知層獲取的信息進行傳遞和處理 ， 作用類似于人體結構中的神經(jīng)中樞和大腦 ； 應用層是物聯(lián)網(wǎng)與行業(yè)專業(yè)技術的深度融合 ， 與行業(yè)需求感 知 “農(nóng) 業(yè) 物 聯(lián) 網(wǎng) ”輨輴讂</p>