江蘇省園藝設施發展現狀與趨勢

張 姚，曹 凱，鮑恩財，代偉偉，吳宜文，夏禮如，伍德林，孟 蕊，公偉明

（1安徽農業大學工學院，合肥 230036；2江蘇農業科學院農業設施與裝備研究所/農業農村部長江中下游設施農業工程重點實驗室，南京 210014；3鹽城海升現代農業科技有限公司，江蘇鹽城 224200）

0 引言

被賦予“魚米之鄉”的江蘇，位于中國大陸東部沿海地區，東經 116°18′—121°57′，北緯30°45′—35°20′，與安徽、浙江、上海并稱為長江三角洲地區，自然條件適宜，屬于溫帶向亞熱帶過渡性氣候，具有南北方的獨特氣候，地形多以平原為主，農副產業和工業都相對發達[1]。

園藝設施是江蘇省農業經濟發展的重要一環，同時江蘇省的科技水平較高，為設施園藝的現代化發展奠定基礎。前人研究發現現階段中國的園藝設施發展規模化、集約化、現代化程度均較不高，而江蘇省水土地勢、自然條件及設施建設均有利于園藝設施的長足發展[2]。本研究從江蘇省設施類型、種植模式及未來趨勢為切入點，進行歸納總結，分析符合江蘇省園藝設施綠色、健康、迅速發展的途徑，為江蘇省園藝設施發展提供未來道路的參考，以期為江蘇省園藝設施產業未來發展提供借鑒。

1 江蘇省園藝設施概況

近些年來江蘇省的園藝設施建造面積不斷擴大，截至2018年，江蘇省的溫室建造面積達到了33.94萬hm2，占據全國總溫室建造面積189.42萬hm2的17.92%（數據來源于農業農村部農業機械化管理司，下同），是中國的設施建造面積最大的省份，其中塑料大棚建造面積最多。如圖1所示[3]，自2008年至2018年，現代化產業的發展促進了塑料大棚、連棟溫室及日光溫室的建造面積不斷增加，從側面反映出江蘇省的園藝設施的發展迅速且高效，極大地增強了園藝產品的生產能力[4]。

圖1 江蘇省園藝設施面積逐年變化圖（2008—2018年）

2 江蘇省園藝設施發展現狀及特點

為響應國家農業產業的高效性、多樣性、可持續性的快速發展，江蘇不斷進行產業結構的調整，制定了一系列的農業政策，推動園藝設施產業的快速發展。目前設施園藝已成為江蘇省的標志性農業[5]，其高效性的經營，增添了農業的收益，同時提高了農戶的收入。隨著現代化農業的高速發展，園藝設施及配套設備也變得豐富多樣，價格更低，適用性更強。其中現代設施農業產業園、農光旅三產融合示范園、大型智能植物工廠的出現也給江蘇省的農業產業帶來新的機遇[6]。園藝設施也由之前的地膜覆蓋、小拱棚，中大棚，變成了現在的塑料大棚、連棟溫室及日光溫室[7]。總的來看，塑料大棚在江蘇的園藝設施建設和使用中占主導地位，同時溫室機械化、自動化程度偏低，制約了設施園藝智能化的發展[7-8]。

2.1 設施類型

2.1.1 塑料大棚 塑料大棚是一種簡易適用的拱形栽培設施結構。優點在于建造簡易、使用方便、前期投入較少，被農戶所喜愛。按取材結構類型可分為竹木結構、鋼架無柱結構、裝配式鍍鋅鋼管結構及鋼木混合結構[9]。在江蘇省，蘇中地區GLP－8424型連棟大棚的單層薄膜覆蓋棚和雙層薄膜棚應用最多[10]，為江蘇省的主導棚型，其建設的高效性、實用性和可持續性得到廣大農戶的肯定。

2.1.2 連棟溫室 連棟溫室，即將單一的溫室用科學方法連在一起，構成一種連跨的相對大的單體溫室。其特點在于，比傳統大棚種植面積更大，經濟收益更高，且連棟溫室具有統一化模式、科學化管理、高效化經營等優勢。按照材料可分為薄膜連棟溫室、玻璃連棟溫室、陽光板連棟溫室[11-12]。江蘇地區，連棟溫室隨處可見，其建造性雖沒有塑料大棚廣泛，但是近幾年的發展，大大加強了連棟溫室的實用性，內遮陰、內保溫拉幕系統以及濕簾風機系統等配套設備的使用，使得連棟溫室的生產效益更高[13]，而且大型連棟溫室一般采用高架栽培模式，減少了土壤耕作需求，同時以無機營養液栽培，實現了作物的高產多產[14]。

2.1.3 日光溫室 作為中國獨具特色的園藝設施產物，日光溫室可以通過后墻吸收白天的太陽輻射蓄熱，并于夜間釋放后墻蓄熱層熱量升高室內氣溫。一般只在連續陰天或極端寒冷天氣才少量加溫[15]。江蘇地區一般按照后墻結構可分為土墻結構和磚墻結構。蘇南部分地區發展日光溫室采用秸稈砌塊墻體，保溫性能好、造價便宜[16]。近些年來日光溫室結構上的優化以及后墻蓄熱材料的引入，突破了保溫與蓄熱性能的限制，實現了作物的周年優質高產[17]。

2.2 配套設備

江蘇設施種植面積達全國第一，離不開經濟發展的巨大優勢，在農業機械化的大力推廣下，設施內的深松、施基肥、旋耕（深耕）、開溝、起壟、覆膜等機械作業的使用量大大提高，從而減少了勞動力。目前設施內推廣的機械主要為田園管理機械和微型耕種機械，翻耙機與施肥機械的實用性尚欠缺[18]。

此外育苗移栽機械的適配型機械，如基質處理、裝填、精播、催芽、育苗、嫁接的育苗作業環節機械和三種常用移栽作業機械（塑料穴盤育苗、泡沫穴盤育苗、基質塊育苗）都是目前主要設備，可以有效提高播種移栽速度減少勞動力，但不足之處是國產配套設備自動化程度低，穩定性差，使用率低[19]。

2.3 種植模式

農業種植模式，可分為以下四種模式，詳情如圖2所示。根據江蘇省的區域特色并融合四大種植模式，使設施園藝呈現標準化、多樣化、現代化的發展趨勢，最終形成江蘇特色的種植模式。

圖2 新型設施園藝種植模式圖

設施農業模式，即通過工程技術的手段來改變自然光照強度、相對溫濕度等環境條件來創造動植物優質生長的內環境，從而達到高效、高產、安全、標準化生產的一種模式，有效提高作物的產量[20-21]。在園藝設施中，高檔智能溫室、日光溫室、防蟲設施以及避雨設施的應用均發揮巨大的作用[22]。

觀光農業模式將農業與休閑觀光旅游有效結合起來，形成一種以農業為背景，提升農業與旅游綜合效益的模式，使得休閑觀光農業與相關產業相互融洽，相互滲透，促進新行業的高效、健康發展，形成江蘇的特色農業模式[21-22]。

無土栽培模式是江蘇省的特色，可分為水培、氣培、基質栽培等多種方式，其中基質栽培應用較為廣泛。如蘇南地區溫室，塑料大棚居多，適宜盆裝基質栽培、袋裝基質栽培蔬菜，同時配備灌溉設備和供水系統，便于集約化管理[23]。蘇北地區的水培技術中常采用自來水或地下水，配備一定濃度的營養液即可使作物高效成長[24]。

精準農業模式是一種現代農業結合物聯網技術的新型模式[25]。由網絡化信息將設施園藝中的各種情況進行定位、定時、定量的統計分析并實行對應措施。但精準化農業前期投入較多，適配設備不先進，準確實行較為困難。正如文獻[26-28]中所述針對江蘇地區可進行分階段、分區域發展的精準農業，可先行發展節水、節肥、環保的精確農業技術為主，最后再推廣發展。

3 存在的問題

3.1 園藝設施發展水平低

江蘇大多數地區園藝設施采用的都是簡易塑料大棚和日光溫室，其中塑料大棚占86.8%[29]，而連棟溫室與日光溫室占比很少。雖然江蘇近十年來經濟發展迅速，人均GDP位居中國前列，但園藝設施的發展程度相對較低，相關農業設施裝備標準尚未建立，因此優化設施成為了農業可持續發展的重點，也是提高設施農業發展水平的有力措施[30-31]。

3.2 科技含量低、產量低

塑料大棚缺少加溫及環控設備，造就了塑料大棚的低成本和建造工藝簡單的特點，同時也伴隨著科技含量低，最終導致其設施種植的產量相對較少。2019年江蘇全省蔬菜種植面積達到了143.4萬hm2，位居全國第四，但與之不成比例的則是其產量只有5520萬t，為中國蔬菜總產量的7%[32]。

3.3 機械化作業低，勞動強度大

在江蘇省園藝設施中，常采用的種植機械有：動力施肥機械、滅茬旋耕機械、田間管理機械、蔬菜精密直播機械及節水灌溉系統/水肥一體化等配套設施[33]，但其普遍設施配套水平不高，設施作業效率偏低，利用率只有30%。大多數塑料大棚生產還是以人工為主。究其原因還是農藝－設施－農機融合程度低，未能找到適宜機械化生產的園藝設施[34-35]。

3.4 運行管理水平低，經濟效益低

江蘇有著不可替代的經濟市場，但園藝設施的發展并不理想，未能達到物聯網技術與設施農業市場緊密結合的程度，同時還需要有產品－包裝－銷售巧妙結合、相互推動，并與市場相適應的運行管理機制。目前，江蘇還沒有建立該管理機制，仍以經驗和粗放的管理手段為主，導致市場建設和開拓能力弱，設施農業市場占有率低，未形成完善的市場流通服務體系，品牌的經濟效益也隨之降低[36]。

3.5 智能化水平低

智能化，即為了得到更好的作物生長環境而通過智能設施進行自動化調節[37]，多通過在溫室中配備環境控制設備，并利用傳感器進行監測，以及時對溫室內環境進行如加溫或降溫等調控[38]。但江蘇省大部分溫室都缺乏智能化調控系統，數據傳感器較少，溫室內缺少同步數據的傳遞，環控調整多憑經驗進行，最終造成經濟損失[39]。

4 江蘇省園藝設施未來發展趨勢

國家“十四五”規劃中提出，在質量效益明顯提升的基礎上，可實現經濟持續健康發展。在設施園藝中，隨著農業基礎的進一步夯實，現代化設施的實用性會更加先進。可從以下四個方面對江蘇省園藝設施的未來發展進行展望，詳情如圖3。

圖3 江蘇省園藝設施發展趨勢圖

4.1 產品市場趨勢

隨著生活水平的提高，人們對于農產品的需求也變得越來越高，而園藝設施可以周期性供應優質、安全、豐富的農產品。同時，設施園藝可以兼顧觀賞、休閑、食用的需求，消費者在品嘗優質農產品的同時，還可以體驗農場的生活方式。第三，其發展對教育事業和保健行業也有一定幫助，如功能性園藝產品的生產，家庭園藝的知識教育甚至是園藝養生與治療產品的發展達到治療疾病的作用[40]。最后，對于特定場所的供應需求，在海島上、沙漠中、極地地區、太空中都是可以看到園藝的身影。因此園藝設施的發展應與市場供求關系緊密結合，通過市場的需求來優化其生產模式和品種結構[41]。

4.2 產業提升趨勢

江蘇省的經濟發展，對園藝設施產業有著巨大的推動作用，為該產業的提升提供了新的思考。第一，更新園藝設施。如對單體塑料大棚、節能型日光溫室、環境調控、生產管理輕簡化裝備進行提檔升級[42]。第二，優化栽培模式以及提升資源利用率。規范化的種苗生產以及栽培模式的標準化實施，可以有效提高土地利用率、優質水資源利用率和大量農業廢棄物二次利用率[43]。第三，設施園藝生產模式規模化以及產業服務網絡化。開展以農場為主，個體為輔的規模化生產，其中產業服務可由政府主導，企業輔助并將技術、信息、設施設備、生產、產后等服務形成一條強大的服務體系鏈[44]。園藝設施的產業提升所帶來的經濟發展也將為江蘇省的發展提供新的機遇。

4.3 現代化發展趨勢

連棟溫室以及節能型日光溫室是重要的現代化園藝設施，其中節能型日光溫室的標準化和裝配化發展提高了日光溫室的收益與投入比重[45-46]。連棟溫室設施內環境調控優化、圍護結構性能提升、農藝技術層次提升均是現代化發展的必然趨勢[47-48]，如小型設施環境自動化控制裝備與系統（物聯網的應用，卷簾、保溫、灌溉、遮光、放風自動化）的高效應用和水肥一體化現代裝備與系統的優化改造，以及農業機器人（嫁接機器人、管理機器人）的大量使用，這些自動化機械裝備帶動了園藝設施現代化的發展，并加快了園藝設施的智能化生產管理進程。

4.4 智能化生產趨勢

近年來，政府積極提倡三大綠色農業理念，即農業生產綠色化、農產品無公害化、生產過程無污染化，這與智慧農業體系不謀而合[49]。農業生產鏈中農業物聯網的應用、農機車載終端設備的投入并與人工收集系統的相互融合，進一步實現了農業生產全領域、全過程、全覆蓋的實時動態監測，因此園藝設施的智能化生產也是未來的一種趨勢[50]。園藝設施的發展應采用先進工業技術與農藝技術相融合的發展模式[42]，如將農藝－設施－農機高度融合，篩選適合不同種類園藝種植作物生長發育的光質配方及光量、研制符合不同種類設施園藝工廠生產的低成本設施設備以及營養液配方及供應量等，形成江蘇省獨有的設施園藝工廠，并通過設施內環境調控實現作物資源的有效利用和生產管理的大幅提升[51-52]。

4.5 江蘇省園藝設施未來趨勢

江蘇省園藝設施產業多數分布在連云港、徐州等地，并形成園藝產業群體，是一條“節能、低成本、生態、安全、高產、優質、高效”的特色產業鏈。從江蘇省未來發展戰略來看，園藝設施的發展應以現代化為目的，以四大趨勢為導向，堅持“一主四輔”五大方向，采用供給側結構性改革的方法，完成園藝設施提檔升級和提質增效，并在未來10年內實現園藝設施現代化。

5 結論

隨著現代農業的快速發展，江蘇現有的園藝設施及配套設備在技術層面和適用層次上與現代農業的差距日益凸顯，影響了設施農業的效益水平，也制約了農業經濟的提升，本文以江蘇省的區域面積情況為基礎，對江蘇三大園藝類型的發展情況與配套設備，以及四大種植模式進行歸納總結，分析發現江蘇省園藝設施目前存在發展水平低、科技含量低、機械化程度低、運行管理水平低、智能化程度低的問題。進而提出江蘇省園藝設施未來發展應以園藝設施現代化為目的，以四大趨勢為導向，高度融合農藝技術－園藝設施－農機水平，并與智慧農業接軌，發展具有江蘇區域特色的園藝設施，以期為江蘇省園藝設施產業的快速發展提供參考與借鑒。