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本文導讀目錄：

1、設施農業(yè)轉型發(fā)展亟待產業(yè)鏈創(chuàng)新融合

2、設施農業(yè)顛覆傳統(tǒng)農業(yè)11種路徑

設施農業(yè)轉型發(fā)展亟待產業(yè)鏈創(chuàng)新融合 ♂

設施農業(yè)轉型發(fā)展亟待產業(yè)鏈創(chuàng)新融合

　　“集約化水平不夠高，粗放式的規(guī)模增長依然存在，機械化水平還比較低，成為土地產出率、資源利用率、勞動生產率提升的重要瓶頸，是設施農業(yè)的發(fā)展邁向智能化、信息化、現代化的重要障礙?！鞭r業(yè)部規(guī)劃設計研究院院長隋斌說。
　　日前，在沈陽，由中國農業(yè)機械化協(xié)會設施農業(yè)分會主辦的“2016中國設施農業(yè)產業(yè)大會”上，專家學者齊聚一堂，共同把脈我國設施農業(yè)的產業(yè)發(fā)展。
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?設施農業(yè)轉型發(fā)展亟待產業(yè)鏈創(chuàng)新融合

　　集約化水平不高 是設施園藝大國但不是強國
　　從1988年第一代節(jié)能日光溫室開始在遼寧海城進行推廣，年產量1.5萬公斤。到了1996年，又研發(fā)出第二代節(jié)能日光溫室，年產量達到2萬公斤。本世紀研制出的第三代節(jié)能日光溫室，年產量近3萬公斤，取得了顯著成效。
　　遼寧日光溫室的發(fā)展是中國設施農業(yè)的一個縮影。
　　“在全國，設施農業(yè)的產業(yè)規(guī)模不斷壯大。目前，從設施農業(yè)的建筑面積來看,據不完全統(tǒng)計,連棟溫室達到4.62萬公頃，日光溫室69.7萬公頃，塑料大棚137.67萬公頃。設施農業(yè)已成為現代農業(yè)的重要驅動，在很多地方設施農業(yè)甚至成為支柱產業(yè)?！彼灞笳f。
　　但是，雖然我國是設施園藝大國但不是強國。在中國工程院院士李天來看來，我國溫室塑料大棚的面積加在一起占全世界85%以上，但從生產效率來看，存在顯著的問題，比如，土地的產出很低，現在設施蔬菜的年平均畝產是4553公斤，日光溫室蔬菜的年平均畝產7047公斤，是荷蘭產量的六分之一。
　　機械化水平不高 設施裝備與發(fā)達國家存差距
　　近年來，我國設施農業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，機械化水平持續(xù)提高，據初步測算，2015年達到30.74%。
　　中國農業(yè)機械化協(xié)會會長劉憲稱，設施農業(yè)是我國現代農業(yè)建設的重要組成部分，推動設施農業(yè)技術和裝備的發(fā)展具有非常廣闊的前景。而中國農業(yè)機械化協(xié)會已聚集有一二三產業(yè)領域諸多資源，蘊藏著巨大發(fā)展?jié)摿Α?br> 　　但與發(fā)達國家相比，我國在農機裝備自動化、信息化方面都存在著明顯的差距。
　　“就農機裝備而言，荷蘭的設施裝備分了65個小類，而我們國家僅僅有37個，國外的65類裝備大量運用生產，而在我國不少還是空白，大部分還在研發(fā)試驗完善階段。”農業(yè)部農機化司劉云澤處長說。
　　李天來舉例，在日光溫室中，還存在設施設備簡陋，用地不科學，以及環(huán)境調控能力比較低，機械化和自動化水平比較低等問題。
　　粗放式規(guī)模增長 盲目發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃
　　作為全國13個糧食主產省之一、也是全國設施蔬菜和水果的優(yōu)勢區(qū)域的遼寧，遼寧省農村經濟委員會副主任陳健介紹，截止到2015年底，全省設施農業(yè)總產量3244萬噸，設施農業(yè)總產值達到729億。
　　但是，設施農業(yè)粗放式的規(guī)模增長依然存在。李天來舉例：日光溫室的產品質量不高，無論是外觀和營養(yǎng)品質都待提高。
　　“生產過程中來看，個別地區(qū)缺乏設施農業(yè)發(fā)展規(guī)劃，盲目發(fā)展的比較多。有時候看到有一些地區(qū)一些設施，距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)很遠，周圍配套設施缺乏，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃?！崩钐靵碚f。
　　“產業(yè)內上下游中間的融合不夠緊密，多功能拓展不夠充分，綜合效益還有很大的提升空間。科研成果轉化率不高，特別是原創(chuàng)的科研成果還不夠多?！彼灞笳J為?！　?br> 　　該如何轉型發(fā)展 一二三產業(yè)融合創(chuàng)新　
　　那么，設施農業(yè)究竟該如何轉型發(fā)展？
　　“總的發(fā)展目的是確保城鄉(xiāng)蔬菜市場供應和農民增收；發(fā)展的路徑是堅持節(jié)能、低成本、高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全；發(fā)展的重點是立足基礎，提高整體生產能力和資源利用率，提升設施蔬菜區(qū)域化，規(guī)?；?，標準化、集約化和產業(yè)化，最終推進它的現代化?！崩钐靵碚f。
　　今年的中央1號文件明確了對一二三產業(yè)融合發(fā)展的具體內容，提出要推進產品加工業(yè)的轉型升級，大力發(fā)展休閑、農業(yè)和鄉(xiāng)村旅游，完善農業(yè)產業(yè)鏈和農民的利益連接機制等系統(tǒng)化方案。
　　如何實現融合發(fā)展？
　　農業(yè)部規(guī)劃設計研究院首席科學家朱明認為，要發(fā)展多類型農村產業(yè)融合方式，培育多元化的農村產業(yè)融合主體，建立多種形式的利益聯(lián)結機制，完善多渠道產業(yè)融合發(fā)展的服務等。
　　朱明強調，在融合過程中，要特別注意農村一二三產業(yè)融合應該是以農民為主體的產業(yè)融合；農村一二三產業(yè)融合應該是突出“產地”的產業(yè)融合，推進一二三產業(yè)融合首先轉化觀念，農民只從事第一產業(yè)，要體現產地在融合中的核心地位。要突出機制創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、政策創(chuàng)新、金融創(chuàng)新等。
　　“推動農村一二三產業(yè)融合應抓好幾個結合：推進農村一二三產業(yè)融合發(fā)展要與構建循環(huán)經濟產業(yè)體系相結合；要跟新型城鎮(zhèn)化、農業(yè)現代化相結合；要跟互聯(lián)網 結合起來?！敝烀髡f。
　　劉云澤提出了更為具體意見：一是加強創(chuàng)新，整體水平不高的我國設施農業(yè)創(chuàng)新更為重要，不僅集中力量在單項裝備上進行原始開發(fā)，還要注意集成創(chuàng)新，二次創(chuàng)新和持續(xù)創(chuàng)新，使更多創(chuàng)新成果服務于生產；二是加強聯(lián)合，無論科技創(chuàng)新還是產業(yè)提質增效，都需要產學研各方的相互聯(lián)合，從科研到應用，從工程到裝備，從裝備到栽培，實現了資源高度的聯(lián)合，力量才會強大，效益才能提高，各主體才能廣泛受益；三是借勢發(fā)展，目前國家在推進中國制造2025部署的落實，國家重點研發(fā)計劃，智能農機裝備重點專項有11個任務方向，47個項目，設施智能化精細生產這個項目包含在其中，今年已經啟動4個方向19個項目。為推動農業(yè)科技進步，農業(yè)部正在按照一盤棋，一體化，一條龍的思路，加強農業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟建設，農機已籌備三個，下一步繼續(xù)推進，建議有條件，有實力的企業(yè)，學校、科研機構，順勢借勢積極參與，發(fā)揮優(yōu)勢。
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設施農業(yè)顛覆傳統(tǒng)農業(yè)11種路徑 ♂

設施農業(yè)顛覆傳統(tǒng)農業(yè)11種路徑

狹義的設施農業(yè)指設施種植，通常也稱為設施園藝或設施栽培。設施農業(yè)是集生物工程、農業(yè)工程、環(huán)境工程為一體的跨部門、多學科的系統(tǒng)工程，指借助一定的硬件設施對作物生長的全部或部分階段所需的環(huán)境條件（如光、溫、水、肥、氣等）進行調節(jié)、控制或者創(chuàng)造，使植物地上部和根部環(huán)境得以改善，提高作物光能利用率，進而增加作物產量、改善作物品質、延長作物生長季節(jié)，并使作物在露地不能生長的季節(jié)和環(huán)境中能正常生長。

1、植物工廠技術

植物工廠是繼溫室栽培之后發(fā)展的一種高度專業(yè)化、現代化的設施農業(yè)。它與溫室生產不同點在于，完全擺脫大田生產條件下自然條件和氣候的制約，應用現代先進設備，完全由人工控制環(huán)境條件，全年均衡供應農產品。

植物工廠的核心技術裝備包括四個方面，即立體多層無土栽培技術裝備、人工光照明技術裝備、智能環(huán)境控制技術裝備、植物生產空間自動化管控技術裝備。近幾年，這些核心技術裝備得到了很大的發(fā)展，正在被逐漸地標準化和大規(guī)模應用。植物工廠的結構設計、功能分區(qū)、各區(qū)域密閉性保證都很重要，直接關系到植物工廠初裝成本和運行成本及能耗，也關系著生產效率。

目前，高效益的植物工廠在某些發(fā)達國家發(fā)展迅速，初步實現了工廠化生產蔬菜、食用菌和名貴花木等。美國正在研究利用“植物工廠”種植小麥、水稻以及進行植物組織培養(yǎng)和快繁、脫毒。由于這種植物工廠的作物生產環(huán)境不受外界氣候等條件影響，蔬菜如生菜種苗移栽2周后，即可收獲，全年收獲產品20茬以上，蔬菜年產量是露地栽培的數十倍，是溫室栽培的10倍以上。此外，在植物工廠可實現無土栽培，不用農藥，能生產無污染的蔬菜等。目前，世界上只有28個植物工廠，由于設備投資大，耗電多（占生產成本50%以上），因此研究降低成本是今后主要課題。

2、植物組織培養(yǎng)

植物的組織培養(yǎng)廣義又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細胞，原生質體等，通過無菌操作，在無菌條件下接種在含有各種營養(yǎng)物質及植物激素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。狹義是指組培指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過程中從各器官上產生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經過再分化形成再生植物。

植物組織培養(yǎng)技術主要適用于，在植物育種上的應用、在植物有用產物生產上的應用、在植物種質資源保存和交換上的應用及在植物脫毒和快速繁殖上的應用，其中植物脫毒和離體快速繁殖是目前植物組織培養(yǎng)應用最多、最有效的一個方面。

很多農用物都帶有病毒, 特別是無性繁殖植物, 如馬鈴薯、甘薯、草莓、大蒜等。但是，感病植株并非每個部位都帶有病毒，科學家早在1943年就發(fā)現植物生長點附近的病毒濃度很低甚至無病毒。如果利用組織培養(yǎng)方法，取一定大小的莖尖進行培養(yǎng)，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫病毒苗，再用脫毒苗進行繁殖，則種植的作物就不會或極少發(fā)生病毒。

3、水肥一體化技術

水肥一體化技術作為將灌溉與施肥兩者合二為一的農業(yè)新技術，是借助壓力灌溉系統(tǒng)，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起，均勻、準確地輸送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技術，可按照作物生長需求，進行全生育期需求設計，把水分和養(yǎng)分定量、定時，按比例直接提供給作物。

其應用領域涉及到農田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面，水肥一體化的核心技術包括四個方面，即滴灌系統(tǒng)搭建、施肥系統(tǒng)搭建、適宜肥料種類選擇及灌溉施肥的操作。水肥一體化技術是一項先進的節(jié)本增效的實用技術，在有條件的農區(qū)只要前期的投資解決，又有技術力量支持，推廣應用起來將成為助農增收的一項有效措施。

4、無土栽培技術

無土栽培技術是隨著溫室生產發(fā)展而研究采用的一種最新栽培方式。由于它所用的基質營養(yǎng)液或無基質營養(yǎng)液中完全具有、甚至超過土壤所供給的各種營養(yǎng)物質，因此更有利于各類作物的生長發(fā)育。目前世界上已有100多個國家將無土栽培技術用于溫室生產。

無土栽培是現代設施農業(yè)中最常采用的栽培方式?？梢苑譃榛|栽培、水培、霧培和有機生態(tài)型無土栽培等方式。從資源的角度看，耕地是一種極為寶貴的、不可再生的資源。由于無土栽培可以將許多不可耕地加以開發(fā)利用，所以使得不能再生的耕地資源得到了擴展和補充，這對于緩和及解決地球上日益嚴重的耕地問題，有著深遠的意義。

水資源的問題，也是世界上日益嚴重地威脅人類的生存發(fā)展的大問題。所以控制農業(yè)用水是節(jié)水的措施之一，而無土栽培，避免了水分大量的滲漏和流失，使得難以再生的水資源得到補償。它必將成為節(jié)水型農業(yè)、旱區(qū)農業(yè)的必由之路。

5、農業(yè)物聯(lián)網

農業(yè)物聯(lián)網，即通過各種儀器儀表實時顯示或作為自動控制的參變量參與到自動控制中的物聯(lián)網?？梢詾闇厥揖珳收{控提供科學依據，達到增產、改善品質、調節(jié)生長周期、提高經濟效益的目的。

大棚控制系統(tǒng)中，運用物聯(lián)網系統(tǒng)的溫度傳感器、濕度傳感器、PH值傳感器、光照度傳感器、CO2傳感器等設備，檢測環(huán)境中的溫度、相對濕度、PH值、光照強度、土壤養(yǎng)分、CO₂濃度等物理量參數，保證農作物有一個良好的、適宜的生長環(huán)境。遠程控制的實現使技術人員在辦公室就能對多個大棚的環(huán)境進行監(jiān)測控制。采用無線網絡來測量獲得作物生長的最佳條件。

由于這項技術能有效提高農業(yè)資源的利用效率，比如智能灌溉、水肥一體化等，發(fā)展農業(yè)物聯(lián)網也將有利于推動我國農業(yè)的綠色發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境。未來我國農業(yè)規(guī)模化發(fā)展、居民消費升級等都將從需求方面為農業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展提供有力推動。未來我國農業(yè)規(guī)模化、企業(yè)化經營將得到加速發(fā)展，這樣會催生出一大批新的經營主體，在對農業(yè)互聯(lián)網的服務提出更高需求的同時，也將為接受或參與實施農業(yè)物聯(lián)網提供重要支持。

6、室內垂直種植

室內垂直種植可以提高作物產量，克服有限的土地面積，甚至通過減少供應鏈中的移動距離來減少農業(yè)生產對環(huán)境的影響。室內垂直種植，是一種在一個封閉和控制的環(huán)境中，通過上下疊放分層種植的種植方式。與傳統(tǒng)的種植方法相比，通過使用垂直安裝的種植架，顯著減少種植所需的土地空間，由于它能使植物在有限的空間中茁壯成長，這種類型的種植通常在城市和城市農業(yè)中得以應用。垂直種植的獨特之處在于，有些裝置不需要植物種植的土壤。大多數要么是水培，蔬菜在裝有豐富營養(yǎng)液的水缽中生長;要么是氣培，植物根系沐浴在富有營養(yǎng)的水氣系統(tǒng)之中。此外，室內垂直種植，還可以使用人工生長燈來代替自然陽光。

從城市的可持續(xù)發(fā)展，到降低勞動力成本、獲取最大化作物產量，室內垂直種植的優(yōu)勢是顯而易見的。室內垂直種植可以通過控制光照、濕度和水分等變量，精準地管理測算全年的生產情況，以可靠的生產收獲來保障提升食物產量;還可以節(jié)能節(jié)水，優(yōu)化資源利用，與傳統(tǒng)種植方式相比，可節(jié)省70%以上的用水。室內垂直種植可以利用機器人進行收獲、栽培和物流處理等環(huán)節(jié)的作業(yè)，以大大減少勞動力的投入，從而解決當前農業(yè)勞動力短缺帶來的挑戰(zhàn)問題。

7、農業(yè)自動化

農業(yè)自動化技術，通常與“智能農業(yè)”關聯(lián)在一起，它是一種使農業(yè)更有效率、使作物種植或牲畜養(yǎng)殖各循環(huán)生產環(huán)節(jié)實現自動化的技術。越來越多的企業(yè)正在致力于機器人技術創(chuàng)新，研發(fā)無人機、自主式拖拉機、機器人收獲機、自動灌溉技術和播種機器人等。盡管這些技術相當新，但越來越多的傳統(tǒng)農業(yè)生產者已經將這些自動化技術應用到農業(yè)生產過程之中。

從機器人、無人機到計算機視覺軟件等，這些技術的新發(fā)展已經徹底改變了農業(yè)生產方式。農業(yè)自動化的主要目標是將一些比較簡單的、通常的生產環(huán)節(jié)自動化，目前最為普遍應用的一些自動化技術，主要包括：收獲自動化、自主式拖拉機、播種和除草自動化，還有無人機等。農業(yè)自動化技術可以應對諸如農業(yè)勞動力短缺、改變消費者偏好等一些主要問題，傳統(tǒng)農業(yè)實現自動化，在應對消費者偏好、勞動力短缺和農業(yè)生產的環(huán)境影響等問題中，彰顯其里程碑式的重大意義。

8、現代溫室

近幾十年來，溫室產業(yè)已經從主要用于研究和美學觀光目的的小型設施(即植物園)轉變?yōu)橹苯优c大田傳統(tǒng)食物生產競爭的大規(guī)模設施。目前，整個全球溫室產品市場，每年生產近3500億美元的蔬菜，其中美國的產量不到1%。

當今，在很大程度上，由于最近日益發(fā)展的技術的巨大進步，該行業(yè)正處于前所未有的蓬勃發(fā)展期。今天的溫室設施，越來越明顯地呈現出其大規(guī)模的、資本密集型的、以城市為中心的特點。

目前，整個全球溫室產品市場，每年生產近3500億美元的蔬菜。隨著市場的急劇增長，近年來，溫室產業(yè)的發(fā)展呈現出一些明顯的發(fā)展趨勢。現代溫室的技術含量越來越高，如通過使用LED燈和自動控制系統(tǒng)，完美地營造出適宜的生長環(huán)境。成功的溫室產業(yè)企業(yè)，正在大幅度擴大規(guī)模，并將其日益增長的溫室設施建設，靠近城市樞紐中心，以更好地滿足和利用無論任何季節(jié)都不斷增長的對當地食物產品的需求。為了實現這些宏偉目標，溫室產業(yè)正在注入越來越多的資本，利用風險投資和其他資源，擴大市場競爭中必要的基礎設施建設。

9、精準農業(yè)

農業(yè)生產正在經歷著一場變革——技術正在成為每個商業(yè)農場都不可或缺的一部分。新出現的精準農業(yè)企業(yè)正在開發(fā)一些新的生產技術，通過控制影響作物生長的每一個因素變量，如濕度、病蟲害、土壤條件和微氣候等，以最大限度地提高作物產量。作為精準農業(yè)，在作物栽培和生產過程中采用更為精準的生產技術，可以提高農業(yè)生產效率，同時也增加了管理成本。

精準農業(yè)公司已經找到了一個巨大的發(fā)展機會。據大視野研究有限公司（Grand View Research, Inc.）最近的一份報告預測，到2025年，全球精準農業(yè)市場將達434億美元；新一代農業(yè)生產者正在興起，被一批更快更靈活的新興企業(yè)所吸引，這些企業(yè)的目標就是系統(tǒng)地促進作物產量的最大化。

10、區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈對所有權記錄的跟蹤功能和抗篡改功能，可用于解決當前食品系統(tǒng)中的食品欺詐、安全召回、供應鏈低效和可追溯性等緊迫問題。區(qū)塊鏈獨特的分散結構，確保經過驗證的產品及其生產和處理過程，能夠創(chuàng)造出一個透明的優(yōu)質產品市場。食品質量的可追溯性一直是最近食品安全討論的焦點，特別是隨著區(qū)塊鏈應用的新進展，這一點更為大家所關注。由于食品的易腐性，就食品產業(yè)整體而言，非常容易出現最終會影響人們生活的錯誤問題。當食源性疾病威脅到公眾健康的時候，從根本上，首先就是要追蹤查清污染源，否則是不能容忍的。

因此，可追溯性對食品供應鏈來說是至關重要的。但是，目前的食品生態(tài)系統(tǒng)內的信息溝通狀況，使可追溯性成為一項非常耗時的任務，因為其信息的跟蹤仍然依靠線下紙質信息來進行。區(qū)塊鏈的結構，確保食物價值鏈上的每一方，都能生成并安全地分享每個數據點，從而創(chuàng)建一個負責任的和可追蹤的系統(tǒng)，使帶有明確所有權身份標簽的大量數據點可以及時得以記錄，而且無法更改;這樣一來，就可以對食物從農場到餐桌的整個旅程，實現實時監(jiān)控了。

區(qū)塊鏈在食品領域中的應用，不僅僅局限在確保食品安全這一范圍。它還可以通過在網絡中建立分類賬目，平衡市場定價，從而提高當前市場價值。傳統(tǒng)的買賣價格形成機制是依賴于當事方的判斷，而不是整個價值鏈提供的信息。擁有對數據的訪問權限，就可以掌握供需市場的整體情況。區(qū)塊鏈在貿易中的應用，將使傳統(tǒng)的商品貿易，還有期貨交易，發(fā)生徹底性變革。區(qū)塊鏈可以使食品供應鏈上的每個人，都能安全地分享每條已驗證的交易記錄，從而創(chuàng)造一個極其透明的交易市場。

11、人工智能

數字農業(yè)及其相關技術的興起，為數字技術的應用創(chuàng)造了大量的新機遇。遠程傳感器、衛(wèi)星和無人機可以在整個領域內每天24小時收集信息，以用來監(jiān)測植物的生理狀況、土壤狀況、溫度、濕度等，其數據量是巨大的，其重要價值也隱藏在這雪片般一樣多的數據之中。

這樣，農業(yè)生產者就可以通過先進技術(如遙感)更好地了解掌握生產現場的實際情況，比僅靠肉眼、徒步或駕車檢查了解到的還要更多、更快、更準確。

遠程傳感器，可以使計算程序將一個領域環(huán)境的具體情況表述和解釋為一系列的統(tǒng)計數據，而這些數據則可以被農業(yè)生產者用來做生產決策。計算程序處理這些數據，并根據接收到的數據進行自適應和積累學習，收集輸入的統(tǒng)計信息越多，該計算程序就越能更好地預測一系列的結果，其目的是讓農業(yè)生產者，利用這種人工智能，做出更好的生產決策，來實現更好的收獲目標。