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设施园艺全程机械化解决方案直播回放
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设施农业是现代农业的重要形式,是推进农业现代化的重要内容。在国际的称谓上,欧洲、日本等通常使用“设施农业”这一概念(英文是Protected Agriculture/facility agriculture),美国等通常使用“可控环境农业”一词(英文是Controlled Environmental Agriculture)。2012年我国设施农业面积已占世界总面积85%以上,设施农业从种类上分,主要包括设施园艺和设施养殖两大部分。本次是“AI•农业智汇云讲堂”的第十一期,由广东省农机学会设施农业专业委员会协办,主题是“设施园艺生产全程机械化解决方案”。
为此,本期我们请到了广东省现代农业装备研究所设施中心主任,广东省农村科技特派员,广东省农机学会设施农业专业委员会副主任委员,广东省设施园艺工程技术研究中心技术委员会委员,中国农机学会设施园艺与果蔬机械分会委员刘霓红高工。
刘主任长期从事设施农业方面的工作,在农业设施技术装备的研究开发、集成创新和推广应用方面成绩显著,被授予“全国农业先进工作者”。
刘霓红主任分别从我国设施园艺装备发展现状与方向、设施园艺生产全程机械化技术装备、管道水培叶菜全程机械化解决方案这三个方面展开设施园艺生产全程机械化解决方案的分享。
我国设施园艺装备发展现状与方向
21世纪以来,我国设施园艺取得了长足进步,已经成为全世界设施园艺面积最大的国家,在农业和农村经济发展、乡村振兴中发挥着越来越重要的作用。自2008年农业部发布了《关于促进设施农业发展的意见》以来,在政策推动、需求带动、技术引领、投资拉动下,设施园艺产业在我国得到了长足发展。
多年以来,我国设施园艺一直保持世界第一生产大国的地位,占世界总面积的85%以上, 年人均供应量近200kg,人均占有设施园艺面积为27m2,仅次于以色列,居世界第2位。截至2018年,全国设施园艺总面积为189万hm2,其中塑料大棚占比66.6%,日光温室占比30.5%,连栋温室面积2.9%。我国设施蔬菜面积占设施园艺面积的95%以上,设施蔬菜的发展状况基本代表了我国设施园艺发展的整体情况。
截至2018年,广东省设施园艺总面积为1.4万hm2,全国排名22位,其中塑料大棚占比79.6%,连栋温室面积17.9%,日光温室占比2.5%。
第三次全国农业普查结果显示,2016年末,我省温室占地面积3.40千公顷,较十年前增长了180.3%;大棚占地面积10.67千公顷,较十年前增长了78.7%。珠江三角洲地区设施农业面积最大,分别占全省总数的一半以上。
虽然我国设施园艺的面积在全世界是最大的,但是并不强,整体来看有几个问题,第一是设施结构简陋、单座规模小,标准低;第二是主要以日光温室、塑料大棚为主,连栋温室占比很少,土地利用率不高;第三是设施园艺生产机械化水平低、装备偏差,配套不足。
数据表明,我国设施园艺机械化水平仅为31.5%,远远低于主要农作物65%的机械化水平。
导致我国设施园艺机械化程度低的原因主要有:
01
作物种类繁多
与大宗粮食作物相比,园艺作物品种繁多,生产周期短、茬口多,种植制度差异大,生产管理复杂,机械化操作困难。
02
种植规模偏小,土地流转难度大
设施园艺生产仍以分散经营为主,田块散、空间小,机械可进入性差,机械化作业困难。
03
设施园艺生产适用机械不足
在移栽、中耕管理、采后商品化处理等环节机械作业尚是空白。
下面从近两年有关加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见等政策展开:
2018年12月29日 ,国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见提到,近年来,我国农业生产已从主要依靠人力畜力转向主要依靠机械动力,进入了机械化为主导的新阶段。发展目标是到2020年设施农业、畜牧养殖、水产养殖和农产品初加工机械化取得明显进展。到2025年设施农业、畜牧养殖、水产养殖和农产品初加工机械化率总体达到50%左右。要推进农业生产全面机械化,园艺作物智能化生产等数字农业示范基地,推进智能农机与智慧农业、云农场建设等融合发展。
2020年1月4日,广东省人民政府关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的实施意见提出设施农业、畜禽水产养殖和农产品初加工机械化率总体达到50%。加快发展设施农业、农产品初加工和其他适用机械化技术,促进农业机械化全面发展。加强农机装备的信息化、智能化建设,农业机器人等。
2020年6月29日,农业农村部关于加快推进设施种植机械化发展的意见则做出了更详细的目标,到2025年以塑料大棚、日光温室和连栋温室为主的种植设施总面积稳定在200万公顷以上,设施蔬菜、花卉、果树、中药材的主要品种生产全程机械化技术装备体系和社会化服务体系基本建立,设施种植机械化水平总体达到50%以上。意见要求大力推广适宜机械化生产的标准化温室,推进农机农艺融合、机械化信息化融合,加快设施装备与设施专用品种和绿色高效栽培技术集成配套,完善技术装备和社会化服务体系,推动设施种植机械化全程全面高质高效发展,加快设施种植现代化步伐 ,特别在以下五个方面发力:推进设施布局标准化、推进设施建造宜机化、推进生产作业机械化、推进设施装备智能化、推进生产服务社会化。
因此,刘霓红主任认为需要在设施结构、设施环控技术、设施栽培技术、机械化与智能化装备技术的创新。
设施园艺生产全程机械化技术装备
整体包括播种、育苗、种植、物流、环控、灌溉、水肥、采收、包装等全程机械化整体解决方案。
整个过程所需的设备
整体解决方案
接下来刘霓红主任结合广东现代高效设施农业示范基地建设项目案例,详细讲解了一些设备和功能分布:
温室分为育苗区、基质培番茄区、基质培彩椒区、水培叶菜区、花卉盆栽区等5个生产功能区以及展示大厅、中控室、设备间、参观与物流通道等辅助功能区。
下面是每个区域的相应设备:
精量播种生产线
在其中进行基质混合-穴盘装填-自动压穴-精量播种-蛭石覆土-穴盘灌溉。
穴盘装填
精量播种
穴盘灌溉
穴盘清洗机
水处理系统
分离去除水中的可溶性固体,有机物,胶体物质及细菌,原水以一定压力被通过反渗透膜,水透过膜上的微小孔径,经收集后得到纯水,水中的杂质在截流液中浓缩并被排出。
基质培滴灌水肥系统
基质培番茄区、彩椒区采用滴灌系统,将水肥配制成作物生长所需的营养液,然后根据设定的灌溉施肥程序通过灌溉系统适时适量地供给作物。
潮汐灌溉系统
潮汐灌溉采用肥液封闭式循环利用方式,潮汐种植盘上肥液经沉淀池沉淀、过滤器过滤,进入消毒机进行消毒,注入肥液罐贮存,供施肥机使用。
催芽/愈合
催芽室:用于专业工厂化育苗种子快速催芽,通过对催芽室内环境湿度、温度、气流等的控制,创造理想催芽环境,促进种子的快速健康发芽。
愈合室:为嫁接苗提供一个良好的可控愈合环境,通过对温度、湿度、光照、气流等的控制,创造理想愈合环境等,促进嫁接苗的快速愈合。
在设备间还有移动喷灌车、移动苗床、补光系统等。
轨道升降作业车
轨道自动打药车
番茄采摘机器人研发
样机设计效果图
采摘模拟实验
自动潮汐苗床
物联网自动监控系统
温室玻璃屋面清洗
地磁牵引车
管道水培叶菜全程机械化解决方案
设计规划图
管道水培叶菜自动化生产案例
国外设施园艺生产先进设备
刘霓红主任“设施园艺全程机械化解决方案”直播
——观众提问整理集中回答
大型联栋温室是趋势么?
我认为从机械化的发展这是一个趋势,如果是小型温室进行机械化的成本是很高的。根据国外的经验和我们的了解,我觉得大型联栋温室是趋势。
刘老师,您觉得设施园艺机械化水平要达到主要农作物的机械化水平需要多久?
按照现在国家的部署,总体目标是到2025年要达到50%,也就是接下来我们从30%提高到50%需要提高20%,而达到主要农作物的60%-70%,我觉得需要5-10年。
刘老师,这些设施园艺的机械化装备对园艺作物的生产具体可以带来怎样的经济效益呢?除了节省人力外还有什么作用呢?
拿我刚刚的来讲,如果是从生产来讲,有了自动化的方式,可以减少大量的人工,不用像之前传统的模式,比如移植、采摘等方面会消耗大量的人力;还有通过自动化装备,减少了人员的进出,对菜的品质可以控制比较好;生长期也可以缩短。经过测算所有的营养液、种子、肥料、人力的投入在50%左右。
除了水培叶菜可以全程机械化,还有其他园艺作物进行全程机械化的方案吗?
我刚刚最后放的花卉已经是完全自动化的生产了,可能在国内还没有类似的产品。为什么选择叶菜作为全程机械化的产品,因为叶菜相比于果菜,生长周期短,在这里若实现机械化的话,效果是十分明显的。果菜一年可能就一茬,消耗的人工没有叶菜那么多,叶菜的节省人工更明显。
刘老师,有听说过鱼菜共生系统,这方面是否能够全程机械化?实际产出效益如何?
鱼菜共生有很多人在研究,但真正商业化、规模化运作的很少。我的观点是要实现机械化都可以,但考虑其盈利还是比较难的。我们经过考察,主要是所养的鱼还是有局限,以罗非鱼为主;而上面的菜如果是叶菜,那么完全可以做到全程机械化。主要是要解决养殖的鱼的问题:将鱼粪沤肥来种菜,再回来继续养鱼,但是这不是简单的循环,在过程中那点肥还不足以支撑菜的生长,还需要再加肥料,并且要进行消毒处理。
有设施的名录和详细介绍么?可以采购使用的。
可以加我微信,后续交流合作!
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刘霓红主任邮箱:
93226078@qq.com
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