**章　绪论
　　一、设施农业的基本概念
　　（一）设施农业的含义和内容
　　农业生产是指依靠动植物的自然繁殖机能及生长发育功能来完成的一个特殊的生产过程，因而农业历来是一个受自然因素影响*大的产业。随着社会经济和科技的发展，农业这一传统产业正经历着翻天覆地的变化。近年来，国内外兴起的设施农业就是一种人类利用现代物质文明和科学技术向大自然“挑战”的结果。设施农业是指具有一定的设施，能在局部范围改善或创造环境气象因素，为动植物的生长发育提供良好的环境条件而进行的有效生产的农业。
　　设施农业包括以下两类。
　　（1）设施栽培 目前主要是蔬菜、花卉、瓜果类的设施栽培，主要设施有各类塑料棚、温室和人工气候室（箱）。
　　（2）设施养殖 目前主要是畜禽、水产品和特种动物的设施养殖，主要设施有各类保温、遮阴棚舍和现代集约化饲养畜禽舍及配套的设施设备。
　　设施农业是利用人工建造的设施，使传统农业逐步摆脱自然的束缚，走向现代工厂化农业生产的必由之路；同时也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市，进一步满足多元化、多层次消费需求的有效方法。设施农业在农林牧副渔业所占的比例标志着农业的进化程度，是农业产业升级的重要标志。
　　设施农业是一个综合概念，*先要有一个配套的技术体系做支撑，其次还必须能产生效益。这就要求设施设备、选用的品种和管理技术等紧密联系在一起。因此，设施农业必须作为一个工程问题综合考虑，这样才能取得很好的效果和整体效益。设施农业是一个新的生产技术体系，它不等于大田栽培技术的移用。它采用必要的设施设备，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术。设施农业属于高投入、高产出，资金、技术和劳动力密集型的产业。
　　设施农业是农业工程学科*典型的分支学科，是依靠科技进步形成的高新技术产业，是当今世界*具活力的产业之一，也是世界各国用以提供鲜活农产品的重要技术措施。
　　（二）设施农业的生产和经营特点
　　1．设施农业属于高投入、高产出，资金、技术和劳动力密集型的产业
　　设施农业可以因地制宜，以相对少的投入取得相对高的产出。例如，日光温室就是具有鲜明中国特色的*特技术，但由于它的投入与常规技术的投入相比相对较高，因此，要千方百计取得高的产出，包括适宜品种的选择、相应的栽培技术及茬口搭配等。要取得高的产出，不外乎提高产量或在淡季上市提高产值。茬口的安排也很重要，因为设施设备投资出去了，如果做不好，空着就是损失。例如，荷兰一家生产生菜的公司，自动化水培（其中采收、包装靠人工），一栋大温室几公顷，上午采收，下一茬下午就栽下去了，不让温室空着。
　　2．设施农业是一个新的生产技术体系
　　设施农业不等于大田栽培技术和传统饲养技术的移植。因为*先要有必要的设施设备，同时选择适宜的品种和相应的栽培技术。如果要种黄瓜，国内*好的品种667 m2面积可以收获10 000～15 000 kg，一般品种在5000 kg左右。如果选用荷兰、以色列的栽培品种和技术，10个月采收期，667 m2面积可以达到25 000～35 000 kg的产量，当然对设施也提出了更高的要求。
　　如果是投资鸡和猪的设施饲养，也必须选择适宜的品种和相应的饲养管理技术才能达到在保证料肉比要求的前提下，肉鸡54d、肉猪120d出栏并达到相应的标准（活鸡2～2.5 kg/只、肉猪超过90 kg/头）。
　　3．设施农业的作用和意义
　　设施农业在整个农业中的比例并不是很大，如设施蔬菜栽培，全国只有175万hm2，蔬菜种植总面积则将近1600多万公顷，而全国耕地面积达1.4亿hm2。但它所起的作用和意义十分重大，与每个人的生活水平和生活质量都有直接关系，也涉及社会的稳定、经济的繁荣等。因此，从上到下都明确，省长要抓“米袋子”，市长要抓“菜篮子”。
　　二、国外设施农业的现状及发展趋势
　　（一）发达国家设施农业的基本情况
　　自第二次世界大战后的几十年来，世界形势相对比较平稳，各国都在致力于自身经济的发展。因此，经济的迅速恢复和快速发展、人民生活质量的大幅度提高，对农产品提出了更高的要求，设施农业在全球迅速崛起。
　　自20世纪50年代以来，设施农业的发展取得了巨大的进步。设施栽培的设施设备、专用品种、栽培和管理技术形成了完整的技术体系，克服了严寒、炎热等不利气候的影响，实现了周年生产、均衡上市，而且使产量成倍增长、品质大幅度提高；设施养殖实现了大规模、集约化、工厂化生产，从设施设备、专用品种，到全价配合饲料、防疫、饲养管理等全套的技术体系，实现了革命性的变革。以肉鸡生产为例，40多年来，大体上饲料消耗下降了一半、饲养周期缩短了一半［料肉比（1.8～2.2）∶1，饲养周期54 d］。
　　目前，发达国家的设施农业已形成成套的技术、完备的设施设备，生产规范，产量的可靠性与质量的保证性强，并在向高层次、高科技、自动化、智能化方向发展，将形成全新的技术体系。
　　荷兰是一个土地资源非常紧缺的国家，靠围海造田等手段扩大耕地，人均耕地1000 m2。全国有13000多公顷的玻璃温室，并大力发展设施养殖和畜产品深加工，设施园艺高新技术和畜产品使农业迅猛发展，设施园艺已成为国民经济的支柱产业，农产品出口值高达450亿美元，成为仅次于美、法的世界第三大农产品出口国。荷兰的花卉产业十分发达，主要靠设施栽培，是世界**大花卉出口国，是世界花卉贸易中心。从荷兰拍卖市场出口的鲜切花占世界贸易出口额的70%，其中荷兰自身生产的占60%（我国仅占1%），因此荷兰市场花卉的成交价被作为国际价格动向的指标。
　　日本是一个岛国，人均耕地资源低于我国，然而自20世纪60年代以来，其高速发展蔬菜、花卉的设施园艺生产，实现了产品的高品质、多样化和周年均衡上市，80年代大体上就能达到每天上市的品种在14个以上。日本的栽培设施主要是塑料（塑料薄膜）大棚和临时采暖的塑料温室，也有一些玻璃温室，设施装备比较落后，夏季通风降温有一定的问题。日本的设施栽培主要是蔬菜和花卉，也有一些瓜果类，如网纹甜瓜、草莓、葡萄等。
　　法国、西班牙等国，由于气候条件较好，冬天不太冷、夏天不太热，因此主要是建造塑料温室。
　　以色列的设施栽培发展得很快，由于其干旱、沙漠气候和地理因素，其节水灌溉技术先进，利用光热资源的优势和节水灌溉技术，主要生产花卉和高档蔬菜，采用大型塑料温室，全自动控制，花卉生产温室1800hm2，年产10.7亿支鲜切花，出口量居世界第三位。
　　美国设施农业的指导思想是进行适地栽培。由于其国土横跨几个气候带，有条件进行适地栽培，通过公路和空运实现均衡上市，对设施栽培不重视。但近几年来，随着人们生活质量的提高，对蔬菜、花卉等产品的品质和新鲜度提出了更高的要求，因此设施栽培发展较快。另外，美国对设施栽培尖端技术的研究非常重视，如在太空中的设施生产问题，已有成套的、全部机械手操作的全自动设施栽培技术。
　　另外，像韩国、哥伦比亚及一些非洲国家也都在加快发展设施农业生产。
　　（二）世界设施农业发展的现状
　　设施农业的发展在欧洲已经有100多年的历史。荷兰农民从19世纪末就开始把玻璃盆覆盖在植物上用于透光和保温，但大规模的现代化设施农业是近年来随着农业环境工程技术的突破而迅速发展起来的一种集约化程度很高的农业生产技术。随着现代工业向农业的渗透和微电子技术的应用，集约型设施农业在美国、荷兰、日本等一些发达国家得到迅速发展，并形成了一个强大的支柱产业。
　　由于设施农业摆脱了传统农业生产条件下的自然气候和季节的制约，不仅使单位面积产量及畜禽个体生产量大幅度增长，而且保证了农牧产品供应，尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供应。近年来，世界各国发展的设施农业主要包括以下内容。
　　1．作物设施（保护地）栽培技术
　　（1）地膜覆盖栽培 目前世界上大多数国家的大田所用的塑料薄膜一般为厚0.2～0.3 mm的聚乙烯（PE）透明薄膜（只用1季）。用地膜覆盖农田，可以提高地温，保持土壤水分，促进有机质的分解，提高作物产量。应用地膜覆盖可使喜温作物向北推移2～4个纬度，即延长无霜期10～15 d，提高旱地水分利用率30%～50%；在中、轻盐碱地上，配合营养钵育苗移栽，使棉花、玉米的保苗率达80%～90%。现已研制出吸光、抑制杂草滋生的塑料地膜，同时正在用生物技术研制可降解、无公害的生物地膜。另外，配合地膜覆盖栽培研制出了铺设各种型号地膜的覆盖机具。
　　（2）园艺作物的温室栽培 近代园艺作物的温室栽培主要包括塑料大棚温室栽培和现代化玻璃温室栽培两类。目前，世界上应用塑料大棚*多的国家是中国、意大利、西班牙、法国、日本等；现代化玻璃温室的应用主要以荷兰、日本、英国、法国、德国等*多。由于这种温室可以自动控制室内的温度、湿度、灌溉、通风、CO2浓度和光照，故每平方米温室一年可产番茄30～50 kg、黄瓜40 kg或月季花180枚，相当于露地栽培产量的10倍以上。当前，现代化温室发展的主要问题是能源消耗大、成本高。因此，近年来一些发达国家大力研究节能措施。例如，室内采用保温帘、双层玻璃、多层覆盖和利用太阳能等技术措施，可以节省50%左右的能源。另外，有些国家，如美国、日本、意大利等开始把温室建在适于喜温作物生长的温暖地区，也减少了能源消耗。
　　（3）温室无土栽培技术 无土栽培技术是随着温室生产发展而研究采用的一种*新栽培方式。由于它所用的基质营养液或无基质营养液中完全具有、甚至超过了土壤所供给的各种营养物质，因此更有利于各类作物的生长发育。目前世界上已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产。
　　（4）植物工厂 植物工厂是继温室栽培之后发展的一种高度专业化、现代化的设施农业。它与温室生产的不同点在于，完全摆脱了大田生产条件下自然条件和气候的制约，应用近代先进设备，完全由人工控制环境条件，全年均衡供应农产品。目前，高效益的植物工厂在某些发达国家发展迅速，初步实现了工厂化生产蔬菜、食用菌和名贵花木等。美国正在研究利用植物工厂种植小麦、水稻，以及进行植物组织培养和快繁、脱毒的技术。由于这种植物工厂的作物生产环境不受外界气候等条件的影响，故蔬菜如生菜种苗移栽2周后，即可收获，全年收获产品在20茬以上，蔬菜年产量是露地栽培的数十倍，是温室栽培的10倍以上。此外，在植物工厂可实现无土栽培、不用农药、能生产无污染的蔬菜等。目前，世界上只有28个植物工厂，由于设备投资大、耗电多（占生产成本的一半以上），因此降低成本是今后主要的研究课题。
　　2．畜禽环境工程和设施技术
　　（1）工厂化养畜禽技术 工厂化养畜禽的实质是为畜禽舍创造*适宜的卫生环境和小气候，以机械、电器代替手工劳动，以先进的畜牧业技术（包括饲料配合、现代饲养管理方式及先进的繁殖技术）改善生产流程，从而取得高的劳动生产率、良好的饲养效率、*大的经济效益，达到高产、高效、优质、低耗的目标。工厂化养畜禽自20世纪70年代兴起，现在已发展到工厂化养鸡、养猪、养肉羊和养奶牛等生产领域。其中以工厂化养鸡规模*大、效益*高，现被广泛采用。
　　（2）塑料暖棚养畜禽技术 在寒冷地区，冬季用塑料暖棚养畜禽，因成本低廉，近年也应用较多，一般用厚度为300 mm的两层薄膜，中间用聚苯乙烯填充保温，内壁膜一般用白色或银色以反射光和热，外层多用黑色塑料膜以增加热量吸入，目前主要用于养鸡、猪、羊等。
　　（3）草地围栏及供水系统 太阳能、电围栏及放牧场防冻供水系统是现代化草地建设*基本的措施，美国、澳大利亚等已普遍采用。
　　（4）其他畜牧业的设施 目前国外研制出的畜牧业设施还有比较先进的装卸和运输家畜（禽）的装置和设备；保护畜禽免受气候、疾病和应急因素影响的设施；饲料贮藏、调制加工的装置和设备；有效地处理和利用畜禽粪便的装置等。