福建省溫室園藝設(shè)施與裝備發(fā)展現(xiàn)狀及思考

前言

廈門海滄現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園是廈門市首家以設(shè)施農(nóng)業(yè)為主題的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，由廈門海滄城建園林公司負(fù)責(zé)建設(shè)、運營。位于廈門海滄區(qū)東孚貞岱村海翔大道西北側(cè)，總占地面積約 8 萬 m2，建設(shè)有11 棟連棟溫室，其中有 1 棟智能化玻璃溫室、3 棟智能化薄膜溫室和 7 棟鋼架連棟大棚，配備水肥一體化設(shè)備房和倉儲管理房。

智能玻璃溫室采用連棟小尖頂屋面文洛型熱鍍鋅輕鋼結(jié)構(gòu)（圖 1），配有外部電動遮陽系統(tǒng)、內(nèi)部保溫幕布系統(tǒng)、頂部電動交錯開窗系統(tǒng)、風(fēng)機 -濕簾強制通風(fēng)降溫系統(tǒng)、濕簾外連片電動外翻窗系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動集成控制（圖 2）。薄膜溫室全部為連棟裝配式圓拱型熱鍍鋅骨架結(jié)構(gòu)，溫室跨度大。室內(nèi)無內(nèi)遮陽網(wǎng)，寬敞明亮；室外設(shè)雙層黑色遮陽網(wǎng)，可獨立控制（圖 3）；四周設(shè)雙層卷膜側(cè)窗，自然通風(fēng)效果好（圖 4）。

圖 1 玻璃溫室內(nèi)景

圖 2 玻璃溫室側(cè)面單層連片外翻窗

圖 9 hoogendoorn 生長管理系統(tǒng)

作為廈門海滄區(qū)現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)示范基地，該園區(qū)可發(fā)揮種植示范、技術(shù)推廣、科普教育等作用，引導(dǎo)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)耕產(chǎn)品向高優(yōu)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，為傳播與科普農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史、展示傳統(tǒng)農(nóng)耕與現(xiàn)代科技農(nóng)業(yè)提供平臺。園區(qū)第一批種植的主要品種有番茄、草莓、辣椒、彩椒及葉菜（水培）等，已經(jīng)在 2020 年元旦前上市。

農(nóng)光旅三產(chǎn)融合示范園

羅漢山農(nóng)、光、旅三產(chǎn)融合項目是由國家電力投資集團公司投資建設(shè)，廈門邁信智農(nóng)物聯(lián)科技股份有限公司運營。位于同安區(qū)蓮花鎮(zhèn)美埔村，占地規(guī)劃約 1500 畝（100 hm2），總投資約 10 億元。

一期項目已經(jīng)完成 310 畝 （21 hm2），全部為光伏溫室（圖 10）。其中光伏玻璃溫室設(shè)計上全部采用文洛型鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)，溫室屋面光伏板鋪設(shè)方式主要采用“隔二鋪一”（屋面見頂兩面均由 2 塊光伏板與 1 塊散射玻璃組合而成）和“南光伏北玻璃”（屋面只向南面隔二鋪一，北面全散射玻璃，且南屋面較北屋面長）兩種方式（圖 11）。室內(nèi)均設(shè)有植物補光系統(tǒng)、風(fēng)機 - 濕簾強制通風(fēng)降溫系統(tǒng)，四周設(shè)有電動外翻窗系統(tǒng)。整個園區(qū)光伏發(fā)電和種植由邁信物聯(lián)智農(nóng)技術(shù)智能控制。

圖 10 “隔二鋪一”光伏溫室外景

圖 15 光伏溫室里魚菜共生

該項目的最大特點就是一地三用，農(nóng)、光、旅三產(chǎn)融合在一塊土地上，同時實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)休閑旅游三大產(chǎn)業(yè)，通過三產(chǎn)之間融合互補，實現(xiàn)土地的綜合利用。

大型智能植物工廠

中科三安植物工廠項目是由中國科學(xué)院植物研究所與福建三安集團，結(jié)合各自在植物學(xué)與光生物學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究和先進半導(dǎo)體光學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)制造兩方面優(yōu)勢聯(lián)合成立。該項目總投資達(dá)到 70 億元，由福建省中科生物股份有限公司運營。目前中科三安利用LED 光譜技術(shù)，自動化環(huán)境控制及智能化裝備，已經(jīng)建立2 棟十萬級凈化的植物工廠，約 10 萬 m2，是國內(nèi)最大的植物工廠項目（圖 16）。

圖 16 十萬級凈化的植物工廠內(nèi)景

植物工廠主要采取多層立體水培系統(tǒng)，其最大的特點是種植裝置模組化和生產(chǎn)系統(tǒng)自 動 化（ 圖 17）。種植裝置包括種植盒和種植板、營養(yǎng)液進液口和出液口，可一體化整體運輸，避免了營養(yǎng)液滴漏問題。該裝置模組化可根據(jù)葉菜、花卉、香料、茄果和中草藥等作物的不同形態(tài)及建筑空間特點，對種植裝置進行多面拼裝，靈活搭配，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)展示、科學(xué)研究及校園科普等需求。生產(chǎn)系統(tǒng)自動化包括從播種、育苗、分栽、種植到采收的全過程自動化垂直生產(chǎn)，適用于大型自動化植物工廠多層、高密度種植，高自動化生產(chǎn)管理（圖 18）。解決了傳統(tǒng)植物工廠高層立體栽培在供液、自動化操作、栽培裝置及管路清潔、環(huán)境控制等方面存在的難題。

圖 17 種植裝置模組化和生產(chǎn)系統(tǒng)自動化示意圖

圖 18 中科三安自動化垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)

植物工廠生產(chǎn)的安全蔬菜，除常見的生菜、圣女果和櫻桃蘿卜外（圖 19），還生產(chǎn)高品質(zhì)的嫩芽菜、水晶冰菜、特色香料植物（歐芹和羅勒），以及抗腫瘤等重大疾病的特種藥用植物，如金線蓮（圖 20）、霍山石斛（圖 21）和蛇足石杉（圖 22）。該基地將建設(shè)成集科研、生產(chǎn)、示范、孵化等功能于一體的產(chǎn)業(yè)化示范基地。

圖 20 藥用植物金線蓮

圖 21 藥用植物霍山石斛

圖 22 藥用植物蛇足石杉

圖 23 公司生產(chǎn)車間的海外訂單產(chǎn)品

該公司主營產(chǎn)品有水肥一體化施肥機，CO2 發(fā)生器、pH-EC 系列控制器（圖 24），多區(qū)灌溉控制器，家庭智能垂直菜園（圖 25）、智能水培生態(tài)綠墻（圖 26）。其中智能水培生態(tài)綠墻由一種模塊化立式水培裝置組成，包含柱狀的種植管和引漏式定植籃（ 圖 27）。種植管頂部集成智能滴管裝置，底部設(shè)有殘液觀測窗和排出口；定植籃呈可展開攏合結(jié)構(gòu)，裝入不易散開的基質(zhì)苗后，傾斜插入種植管內(nèi)（圖 28）。由于種植籃上部設(shè)有營養(yǎng)液接受漏斗，底部設(shè)有營養(yǎng)液引流柱，因此，當(dāng)營養(yǎng)液從種植管頂部滴灌時，營養(yǎng)液接受漏斗及營養(yǎng)液引流柱配合使用，方便定植植物營養(yǎng)液供給充分，整體結(jié)構(gòu)合理，使用方便。該公司的產(chǎn)品設(shè)計比較符合都市中產(chǎn)群體的消費觀念：“綠色環(huán)保、簡單易用、快樂收獲”。

圖 24 pH-EC 控制器

圖 25 移動式家庭智能垂直菜園

圖 26 智能水培生態(tài)綠墻

圖 27 定植籃可展開攏合結(jié)構(gòu)

圖 28 定植籃傾斜插入種植管

總結(jié)與思考

福建省與廣東省在地理氣候方面類似，也是一個多山的省份，丘陵山地較多，平地較少，且地形復(fù)雜，夏秋季高溫，臺風(fēng)較多。當(dāng)前，福建省溫室園藝設(shè)施與裝備發(fā)展趨勢為：

規(guī)模化、機械化、多元化

由國有企業(yè)和上市公司主導(dǎo)，依托自身科技、生態(tài)、文創(chuàng)等優(yōu)勢大力推進設(shè)施農(nóng)業(yè)一二三產(chǎn)融合發(fā)展，以現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園、植物工廠為代表的都市農(nóng)業(yè)和以鄉(xiāng)村旅游為代表的休閑農(nóng)業(yè)正逐步發(fā)展壯大。已經(jīng)成為福建省經(jīng)濟發(fā)展新的增長點。

小型化、智能化、藝術(shù)化

由科技型中小企業(yè)依托卓越的細(xì)節(jié)設(shè)計能力，借助電子商務(wù)大力推進海外出口業(yè)務(wù)，引領(lǐng)國內(nèi)消費新觀念。如中科三安和芭芭拉提出產(chǎn)品化、模塊化的設(shè)計思路，呈現(xiàn)科學(xué)藝術(shù)化，將小型設(shè)施園藝作為一種健康生活方式和科學(xué)技術(shù)普及，已經(jīng)受到一些家庭和中小學(xué)校的重視。

需要指出的是，設(shè)施農(nóng)業(yè)的特點是資金、技術(shù)、勞動力密集 。與以荷蘭為代表的歐洲先進溫室園藝設(shè)施和裝備強國相比，以及與以山東、江蘇為代表的國內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)強省相比，福建省的設(shè)施農(nóng)業(yè)無論在科技含量還是規(guī)模上都還存在較大的差距，但是福建省利用自身的工業(yè)優(yōu)勢，在一些領(lǐng)域，如植物工廠產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域，已經(jīng)形成了頭部企業(yè)，成為創(chuàng)新生態(tài)的領(lǐng)導(dǎo)者。同時，頭部企業(yè)也帶動了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同發(fā)展，形成了包含化工、電子、種植、畜牧、農(nóng)副產(chǎn)品與食品加工、鄉(xiāng)村旅游與生態(tài)休閑在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)集群，促進了溫室園藝設(shè)施和裝備創(chuàng)新。有鑒于此，廣東省溫室園藝設(shè)施和裝備發(fā)展應(yīng)開展以下工作：

進一步學(xué)習(xí)用工業(yè)化理念創(chuàng)新研究促進溫室園藝設(shè)施和裝備發(fā)展

在農(nóng)業(yè)全球化的背景下，溫室園藝設(shè)施與裝備的科技創(chuàng)新是新一輪農(nóng)業(yè)競爭的焦點之一。福建省近幾年依托其半導(dǎo)體、集成電路和信息軟件工業(yè)基礎(chǔ)，在光生物技術(shù)、新型光伏溫室結(jié)構(gòu)、溫室模塊化自動化裝備、環(huán)境智能控制等方面的研究成果豐厚。學(xué)習(xí)工業(yè)理念關(guān)鍵在于學(xué)習(xí)智能制造和工業(yè)設(shè)計理念。廣東省有著深厚的智能制造和工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)，承擔(dān)著粵港澳大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、社會轉(zhuǎn)型、消費升級和生態(tài)需要的重任，智能制造和工業(yè)設(shè)計正是其關(guān)鍵著力點。對此，應(yīng)當(dāng)用工業(yè)理念率先在溫室園藝這一生產(chǎn)參數(shù)可控度和相對效益較高的行業(yè)先行先試，以提高工農(nóng)業(yè)技術(shù)協(xié)同進步效率和發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。

進一步引導(dǎo)重大項目實施促進溫室園藝設(shè)施和裝備發(fā)展

福建省通過政府推動與市場選擇有機結(jié)合，對涉及溫室園藝設(shè)施與裝備的創(chuàng)新技術(shù)的類型、特點及需求等因素進行綜合分析，區(qū)別對待不同分類的設(shè)施農(nóng)業(yè)重大項目，進行精準(zhǔn)扶持。近幾年，廣東省通過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“五位一體”示范基地項目、省級鄉(xiāng)村振興項目和重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目，已經(jīng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)方面積累了一些成果，但成果轉(zhuǎn)化效率不高。對此，應(yīng)該發(fā)揮政府的統(tǒng)籌和資源配置能力，引導(dǎo)大型國有企業(yè)和上市公司結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)升級需求，與科研院所成果對接，形成和落地一批設(shè)施農(nóng)業(yè)重大項目，促進廣東省溫室園藝設(shè)施和裝備方面的科技成果轉(zhuǎn)化，加快科技產(chǎn)品的快速迭代。

進一步加強設(shè)施農(nóng)業(yè)專項政策資金支持促進溫室園藝設(shè)施和裝備發(fā)展

設(shè)施農(nóng)業(yè)屬于高投入、高產(chǎn)出行業(yè)，福建省市兩級均重視設(shè)施農(nóng)業(yè)補貼，其中 2019 省級設(shè)施農(nóng)業(yè)專項資金補貼達(dá)到19 億元；2016~2019 年廈門市對智能化玻璃（PC）溫室建設(shè)補貼達(dá)到 36 萬元 /667 m2，對智能化薄膜溫室建設(shè)補貼也達(dá)到 24 萬元 /667 m2。目前，廈門正大力培育都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和集群，2019 年相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)實現(xiàn)收入 900 億元以上。廣東是經(jīng)濟大省，也是消費大省。珠三角城市蔬菜自給率不足，其中香港、澳門、深圳、東莞、珠海蔬菜自給率均不足 30%，很多農(nóng)產(chǎn)品要從外省輸入，特別是優(yōu)質(zhì)果蔬結(jié)構(gòu)性缺口很大，人多地少的情況非常突出。同時，廣東也缺少類似山東、河北拱衛(wèi)京津冀，江蘇、浙江拱衛(wèi)長三角的設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)帶，因此，加強設(shè)施農(nóng)業(yè)專項政策資金支持促進溫室園藝設(shè)施和裝備發(fā)展，既是城市和區(qū)域生產(chǎn)力的重要組成部分，也是經(jīng)濟社會發(fā)展的必要條件和物質(zhì)基礎(chǔ)。