习近平总书记指出,中国要强,农业必须强。夯实农业基础,将农业做大做强,实现从农业大国向农业强国转变,是建成社会主义现代化强国的必经之路,更是中国式现代化的最坚实支撑。
2023年中央农村工作会议上的强调点可归结为
1.2要树立大食物观
2022年全国两会
释放了这样的农业信号——“要树立大食物观”,指出“在确保粮食供给的同时,保障肉类、蔬菜、水果、水产品等各类食物有效供给”。这也说明大食物观不是仅仅就指粮食,还包括其他副食的食物供给。
2017年
习近平总书记在中央农村工作会议上指出,“老百姓的食物需求更加多样化了,这就要求我们转变观念,树立大农业观、大食物观,向耕地草原森林海洋、向植物动物微生物要热量、要蛋白,全方位多途径开发食物资源。”
2022年10月16日
党的二十大报告中指出,树立大食物观,发展设施农业,构建多元化食物供给体系。明确提出来向设施农业要食物的观点。
02现代设施农业发展趋势与任务
2.1大力发展设施农业的形势与任务
2.1.1设施农业发展的重要信息
前面已经提到,在大食物观的背景下“要向森林要食物,向江河湖海要食物,向设施农业要食物”。2023年中央一号文件精神:发展现代设施农业。实施设施农业现代化提升行动。在保护生态和不增加用水总量前提下,探索科学利用戈壁、沙漠等发展设施农业。
2.1.2习近平总书记有关设施农业发展的重要指示
习近平总书记有关设施农业发展已有重要指示。“要树立大食物观,发展设施农业,构建多元化食物供给体系”,“设施农业大有可为,要发展日光温室、植物工厂和集约化畜禽养殖,推进陆基和深远海养殖渔场建设,拓宽农业生产空间领域”。大力发展现代设施农业,加快用现代技术与先进设施装备武装农业,既可保障农产品稳定安全供给,也可弥补水土资源短缺、减少耕地占用;既可促进农业转型升级和增加农民收入,也可带动关联产业发展,畅通城乡经济循环,是建设农业强国的重要任务,是推进农业农村现代化的重要举措。这些都给我们指示,要大力推进现代设施农业发展。
2.1.3我国发展现代设施农业规划目标与任务
为贯彻党的二十大精神,贯彻中央有关决策部署,农业农村部制定《全国现代设施农业建设规划(2023-2030年)》(简称《规划》),推动现代设施农业高质量发展。主要从指导思想与目标,以及现代设施种植业、畜牧业、渔业和现代物流设施4个方面做了很详细的规划。我们在山东参加会议现场进行了深入了解和学习。
此表明确反映出我国设施农业总产值从现在的4.47万亿,到2030年要达到6.28万亿元。设施蔬菜产量从现在占比30%,提升到40%,设施养殖规模化率由69%提升到83%,设施渔业产量占比从52%提升到60%等,科技进步贡献率提升到70%等。由此可以看出农业农村部门已经积极为设施农业做了很好的规划。
2.1.4现代设施农业的重点任务
1.建设以节能宜机为主的现代设施种植业
陕西杨凌在2018年就积极推进大跨度宜机化温室大棚生产,跨度可达18-24米,高度可到7米,另外日光温室内部没有立柱,高度可达12米以上,这些都便于机械化操作。17年在宁夏推广的超大跨度宜机化塑料大棚,番茄产量达35,000斤,平均每平方米26公斤,是一个很好的实例。
2.建设以高效集约为主的现代设施畜牧业
现代设施畜牧业,主要目的就是高效集约为主。《规划》明确指出,要稳定生猪家禽产能、拓展肉牛肉羊与奶牛产能、加快畜牧设施养殖向高效集约型升级。
3.建设以生态健康养殖为主的现代设施渔业
4.建设以仓储保鲜和烘干为主的现代物流设施
2.2现代设施农业发展趋势
2.2.1设施园艺发展规模与效益
全国设施园艺面积401万公顷,设施园艺产值约1.46万亿元,设施园艺产业仅用耕地的4%,生产出占园艺总产值44.2%、占农业总产值25.3%、占农牧渔业产值13.3%的产品。其中设施蔬菜产值达万亿元,占蔬菜产值45%,占农业产值的16%,占农牧渔业产值近10%;设施果树产值491亿元,设施花卉产值430亿元,设施西甜瓜产值1450亿元,设施食用菌产值1830亿元。
我国设施蔬菜人均占有量
设施蔬菜375.78万公顷,年生产总量2.6亿吨,人年均设施蔬菜占有量190kg,年人均占有量提高了950倍。产值达万亿元。
设施果树栽培种类以浆果类和核果类为主,还有一些南方热带和亚热带果树,主要包括草莓、葡萄、蓝莓、桃、杏、樱桃(中国樱桃、西洋樱桃)、李、枣、早熟梨、柑桔、无花果、番石榴、佛手、香蕉、火龙果等。其中草莓栽培面积最大,占总面积的65%以上;葡萄、桃、杏、樱桃次之;其他树种相对较少。全国已有果树设施栽培面积约13.7万公顷,年产量517万吨,年产值491亿元。
设施花卉栽培面积11.62万公顷,其中温室2.46万公顷,温室中的节能日光温室1.10万公顷,大(中、小)棚4.74万公顷,遮荫棚4.42万公顷。年产值430亿元。
2.2.2设施农业发展新趋势
我国设施农业的发展必须走自己的道路。针对现阶段我国地少、人多,水资源、耕地资源、能源相对不足、人工成本高的基本国情,发展设施园艺应当从资源要素驱动型向集约高效型转变,坚持“低能耗、低成本、生态安全、高产优质高效”的中国特色发展道路—中国模式,中国式现代化。
发展趋势从技术上来讲,大概有五个方面:机械化、自动化、智能化将快速发展;设施园艺将成为现代工业和高新技术的集聚体;节能环保安全生产成为发展的主流方向;设施园艺向产业集群化、产品品牌化、流通电商化、经营多样化发展;设施园艺物联网技术将得到更加广泛应用。
设施结构发展重点:设施结构模块化装配式开发利用--全面实现设施结构升级与装备标准化:重点是轻简化、装配式、宜机化、自动化、装备化、低能耗。
设施环境控制发展重点:设施园艺环境精准控制与信息化管理--设施环境可控与自动化管理:重点是建立大数据库、实现环境控制自动化管理。实现电脑替代人脑管理目的。
设施种苗发展重点:设施园艺作物种苗集约化标准化生产关键技术--设施种苗集约化生产:重点是品种优良化、育苗标准化。
设施机械发展重点:设施园艺轻简省力化生产关键技术--设施机械化装备生产:重点是开发小型全产业链机械设备,设施机械化率只有42%,和大田差距很大,未来主要是改革传统农艺方式,全产业链实现机械化操作。实现机械代替人力目的。
设施管理发展重点:设施园艺作物绿色高效安全生产管理技术体系—重点是绿色化投入、精准化管理、高品质生产。从种子、农药、化肥这些要标准。
设施能源发展重点:设施园艺清洁能源开发与利用--设施低碳节能生产,重点是开发利用太阳能、风能、生物能、地源能等新能源。
设施经营发展重点:设施园艺产业运作模式创新与利用--设施园区智能化管理与运作:重点是利用新型经营模式,开展规模化生产、集团化运营、智能化管理,品牌化销售的产业模式。已建科技园、示范园等园区前期投入很大,后期运营如果做得不好,将影响整个产业的发展,因此要用新的经营模式来进行园区建设和产业建设。
03西北发展非耕地设施农业意义
3.1西北戈壁沙漠发展设施农业的意义与概况
3.1.1西北戈壁沙漠发展设施农业的意义
有数据显示,我国85%以上的土地资源为非耕地资源,其中沙漠和戈壁滩等荒地面积已占到陆地面积的1/7。中国的沙漠、戈壁和沙漠化土地面积约130.8万平方公里。其中我国在戈壁、荒漠、盐碱地地区的可供开发利用的土地面积至少约有3530万公顷(5.3亿亩),占全国土地总面积的3.7%。西北土地面积占全国土地面积30%,大部分是非耕地。开发这些非耕地不仅解决占用耕地的问题,而且保证“菜篮子”食物;充分利用西北光热资源,发展低碳农业;保护与改善生态环境。
3.1.2西北非耕地设施园艺发展概况
在寒冷的新疆、青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西等西北地区有戈壁、荒漠、盐碱地、山地等类型的非耕地占全国同类地58%。利用非耕地进行设施日光温室蔬菜有机生态型无土栽培,可大量节约耕地资源,具有较大的发展潜力。
2012年西北六省份率先启动了非耕地资源有效利用,实施了西北非耕地园艺作物栽培温室结构、栽培技术及产业化示范工程。该项目从非耕地温室结构、建造技术、园艺作物品种选择、基质营养与水分管理、优质高产栽培技术等方面开展研究与示范。截止2016年西北非耕地设施农业面积达到10万公顷。其中宁夏、新疆、甘肃等省份发展较快,效果明显。比如甘肃酒泉市肃州区非耕地日光温室无土栽培蔬菜每亩平均产量达到9935公斤,效益达到2.48万元。
3.2西北非耕地设施农业关键技术
3.2.1模块化装配式日光温室结构
设施结构模块化装配式开发利用--全面实现设施结构升级与装备标准化:重点是轻简化、装配式、宜机化、自动化、装备化、低能耗。
截至2016年西北非耕地设施面积已经达到了10万公顷,我有幸参加了这个项目,也一直从开始到最后完成了非耕地的一些科研任务和成果。
模块化装配式日光温室结构类型。这是我们提出来的,能够实现轻简化,对全面实施设施结构升级有重要作用。日光温室从模型技术上,外面的墙体是绝热材料,中间是蓄热材料,还有传热风道,在内部还有吸热材料,形成一个完整的结构。可以看出,在建设日光温室时,为了保证后半夜的温度,除了保温以外,重点要研发不同的内层蓄热材料,近几年我们团队做了很多工作,形成了4个类型模块的墙体结构:土模块:墙体材料易获得、成本低、保温蓄热性能好;水模块:墙体建造易获得、成本低、保温蓄热性能好;石模块:是针对非耕地现有资源,直接用砾石组成,原料足,性能好,成本低;相变材料:由相变材料组成蓄热墙体,建造方便,性能优越。
1.砾石模块装配式结构砾石在我们非耕地有大量资源,利用钢网做成石模块,直接累积在后墙,就可以建成后墙结构,且性能很好。在陕西杨凌实施时,典型天气晴、阴、雪天分别平均提高4.0℃、5.0℃、3.2℃。在内蒙古乌海示范点,比原有的砖墙温室高1.09℃-3.92℃。与对照普通砖墙相比土建基础可以节约造价25%,有很好的发展前景。
2.土模块装配式结构使用速土成型机建造,把原本松软的土壤加入一定含水率的水和比例的麦草干配成原料,加入到成型机里,通过巨大的压力使土壤孔隙变得密实,得到最终规格为0.8-1.2×1.2×1.2m的密实土块。填补了国内墙体土块制作机械的空白,达到国内领先水平。
3.水模块装配式结构水模块主要是针对有些地方没有土壤,以水体作为蓄放热材料,装配在固定的容器里组装在日光温室墙体上的一种结构。实验发现20cm厚水囊在白天的平均集热量为3.36MJ/m2(墙体面积),在夜间的平均放热量为4.07MJ/m2(墙体面积)。在杨凌应用冬季最低温度在12℃以上。内蒙包头应用水模块在2018年冬季室外-30℃,室内8℃,内外温差38℃.番茄、草莓长势良好。
4.相变模块装配式结构相变模块储能墙体由若干组相变储能墙体单元构成,每组相变储能单元由若干相变储能块和一副装配式储能墙体骨架两部分组成。其中相变储能块为500*140*300mm规格的线性低密度聚乙烯(LinearLow-DensityPolyethy-lene,LLDPE)储液桶,容积为20L,其内灌装有相变储能材料;装配式储能墙体骨架由竖向支架、横向托架及螺栓装配而成,由此构成单组多层墙体骨架;相变储能块逐层固置于储能墙体骨架的横向托架上。在杨凌实践中,典型晴天条件下,装配式相变储能墙体使温室北部、中部、南部夜间平均温度分别提高1.7、1.8、1.3℃;冬季夜间最低温度为11.3℃,可以使温室在不加温的情况下进行正常生产。典型阴天条件下,虽然相变储能墙体蓄热性能被一定程度限制,但其释放的热量仍能使温室维持较高的夜间温度,且保温被关闭后,相变储能墙体使室内空气温度升高了1.9℃,且持续3h以上,冬季夜间最低温度8.8℃。
模块化组装式温室建设是一场创新性工业化的变革,是我国日光温室转型升级的手段,也是实现现代化温室建设的有效途径。开发西北非耕地是设施农业发展的方向,是提高土地和资源利用率的最佳方式。
3.2.2节水节肥的水肥一体化
针对西北干旱少雨条件,根据不同的作物的需肥特点,土壤环境和养分含量状况,作物不同生长期需水,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。节省劳力255~300个/hm2,提高了肥料的利用率,可减少50%的肥料用量,水量也只有沟灌的30%-40%。如果再加上自动化设备就更好。
3.2.3无土栽培技术
针对西北非耕地条件,没有土而是戈壁沙漠,应用无土栽培技术。包括有机营养袋栽培技术、有机槽培栽培技术和营养液无土栽培技术。
3.2.4环境调控技术
根据不同需求搭配组合,可以组成智能卷帘系统、智能放风系统、智能节水灌溉系统、水肥雾化系统、智能通风系统、智能光照调节系统、视频监控系统等智能温室管理系统。
杨凌智慧农业示范园,园区依托西北农林科技大学的智力优势、科学优势和人才优势,紧抓人工智能科技发展机遇,探索人工智能等前沿科技在农业领域的应用,以引进和集成国内外先进设施农业新品种、新技术、新装备、新模式为出发点,建立标准化、集约化、智能化、信息化、自动化和植物生长环境精准控制技术体系为主线的国内领先、国际一流的智慧农业示范园区,引领智慧农业发展,开创智慧农业“杨凌农科”新高地。同时要应用在一带一路的连栋温室,用于番茄、花卉的生产。
3.2.5产品标准化技术
现代农业产品的竞争将不再是价格和数量的竞争,而是品牌和质量的较量。所以,必须按照三品一标的生产要求,开展标准化栽培技术,生产出绿色健康的商品化产品。图中为在销售的茄子、小南瓜标准一致,还有我们西北开展非耕地设施袋培的番茄,也是标准化生产。
04结语
4.1大食物观背景下,发展现代设施农业意义重大
在确保粮食供给的同时,保障肉类、蔬菜、水果、水产品等多元化食物供给体系是大食物观的基本内容。大力发展现代设施农业,加快用现代技术与先进设施装备武装农业,既可保障农产品稳定安全供给,也可弥补水土资源短缺、减少耕地占用;既可促进农业转型升级和增加农民收入,也可带动关联产业发展,畅通城乡经济循环,是建设农业强国的重要任务,是推进农业农村现代化的重要举措。
4.2西北发展非耕地设施农业意义与关键技术
开发西北非耕地不仅解决占用耕地的问题,而且保证“菜篮子”食物。而且可以充分利用西北光热资源,发展低碳农业,保护与改善生态环境。模块化温室结构解决了日光温室建造中标准化程度低、建造无机械设备、保温性能差等问题。对日光温室建设与生产能力达到了优化升级,实现了设施农业行业技术的跨越与技术进步,将来可以做到更好的运用。
人物介绍
邹志荣:二级教授、博士、博士生导师、全国教学名师。国家万人计划入选者,国家享受特殊津贴专家。
我国设施农业科学与工程新专业创始人。西北农林科技大学设施园艺学科带头人。农业部大宗蔬菜产业体系岗位专家。先后担任教育部高等学校教学指导委员会第一、二届委员、陕西省政府专家咨询委员会委员、陕西省“三秦人才”、新疆天山学者、农业部西北设施园艺重点实验室主任、陕西省设施农业工程技术研究中心主任、西北农林科技大学园艺学院院长等职务。曾获政府特殊津贴、省部级突出贡献专家、全国星火标兵、陕西省师德先进个人等荣誉号。
本文由第十三届中国县域现代农业发展高层会议全年系列活动之现代设施农业专题研讨会上专家发言整理而成,未经许可,禁止转载。
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