特約專稿

專家簡介：齊飛，農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設計研究院總工程師、研究員，中國農(nóng)業(yè)工程學會常務理事、中國農(nóng)業(yè)機械學會常務理事。長期從事設施農(nóng)業(yè)建筑結(jié)構(gòu)設計理論、新型設施裝備與材料、產(chǎn)業(yè)發(fā)展理論等方向研究、推廣工作。主持或參與國家及地方科研項目40余項、標準制訂10余項、設計咨詢30余項，發(fā)表論文40余篇、主編參編著作11部。目前是國家公益性行業(yè)科技重大專項“非耕地溫室結(jié)構(gòu)與建造技術”項目首席專家;科技支撐“綠色能源裝備”項目首席專家。

中國設施園藝工程技術經(jīng)過多年發(fā)展后已獲得全面突破并漸成體系，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展中最活躍的要素和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要技術手段。30多年來，已經(jīng)完成和正在進行的科研項目及成果數(shù)量近700項，一個龐大、獨立、融合了多學科、多門類科學知識的技術體系正在發(fā)展中形成，無論從科研還是技術推廣的角度看，系統(tǒng)認識設施園藝技術全貌，把握其存在和演化的特征和趨勢，才能更好地指導設施園藝技術的戰(zhàn)略、研發(fā)、選擇和應用。為全面系統(tǒng)地了解設施園藝工程技術全貌，我們應首先正確認識現(xiàn)代化要求下設施園藝的新概念，其次找到設施園藝技術分類的方法，最后再采用這種方法層層揭示出設施園藝所包含的豐富技術內(nèi)容。

一、現(xiàn)代設施園藝概念和定義

從現(xiàn)代設施園藝技術發(fā)展的內(nèi)涵看，設施園藝不僅僅是創(chuàng)造人工環(huán)境進行生產(chǎn)的過程，而須以設施園藝整個產(chǎn)業(yè)鏈為基礎、從設施農(nóng)產(chǎn)品實現(xiàn)其使用價值的全過程出發(fā)，在廣義上對概念進行重新定義，即“設施園藝”是為農(nóng)產(chǎn)品商品化各階段提供最適宜環(huán)境和條件，以擺脫自然環(huán)境和傳統(tǒng)生產(chǎn)條件的束縛，從而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效（經(jīng)濟、社會、環(huán)境）農(nóng)產(chǎn)品的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營活動，具有目標商品化、途徑全程化、環(huán)境可控化、效益全面化的特點。在認識技術全貌的過程中也要體現(xiàn)并貫穿這一現(xiàn)代概念。

二、如何給設施園藝技術分類

中國學者一直在嘗試對設施園藝技術進行綜合研究和歸納，但對設施園藝技術全貌的把握上還比較模糊，對體系的揭示還不夠完整、深入和科學，專門針對技術分類的研究還處于空白。科學實踐證明，給對象以正確的分類，把握不同類對象的特殊矛盾和特殊運動規(guī)律，是科學研究取得成功的關鍵，完備的分類是建立完備學科體系的前提和技術進步的基礎性工作，在宏觀、微觀上都具有理論和現(xiàn)實意義。

（一）技術分類的范疇

總體上，設施園藝工程技術主要由生物、環(huán)境和工程技術3大部分組成。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)長期存在的條件下，設施園藝始終是一種先進生產(chǎn)力的代表，其涉及的要素不僅針對生產(chǎn)工具，還要針對生產(chǎn)者、生產(chǎn)對象和生產(chǎn)環(huán)境（自然與社會）。設施園藝工程技術是在設施種植生產(chǎn)中實際應用的技術，或者說是應用科學知識或技術發(fā)展的研究成果于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以達到擺脫自然環(huán)境和傳統(tǒng)生產(chǎn)條件束縛的工程化手段和方法。在確定技術范疇時，要將一個在不同層次上具有完整功能（實現(xiàn)商品化）的設施園藝工程作為技術依附的主體和對象，以直接或間接地通過設施裝備發(fā)揮效用作為表現(xiàn)形式，以經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益全面化作為技術的時代特征，將符合上述要求的技術、工藝、材料、產(chǎn)品進行分類研究。

（二）技術分類的方法

由于每一項設施園藝工程技術都是以數(shù)門基礎學科為理論基礎、以多個應用技術和生產(chǎn)技術為條件，如濕簾降溫系統(tǒng)涉及數(shù)學、物理學、材料科學、工程科學等多個基礎學科和應用基礎學科，因此按技術屬性和技術形態(tài)來分類不僅會形成過多的技術交叉、也難以反映技術的目的，而應將設施園藝工程本身作為主體，將實現(xiàn)設施園藝的完整功能作為技術分類的基本依據(jù)。

1. 橫向技術鏈條。由于設施園藝的完整功能有賴于產(chǎn)業(yè)鏈的有效運轉(zhuǎn)和產(chǎn)品使用價值的最終體現(xiàn)，因此將技術鏈作為產(chǎn)業(yè)鏈的基礎和重要內(nèi)在依據(jù)，使技術內(nèi)容涵蓋設施園藝產(chǎn)業(yè)鏈的全過程，以此為特征在不同層次上橫向展開。設施園藝產(chǎn)業(yè)鏈主要包括“育種、生產(chǎn)、貿(mào)易”3個主要環(huán)節(jié)。分類時在“育種”鏈條上以工程化、商品化的籽種技術為主，在“貿(mào)易”鏈條上以產(chǎn)地物流、產(chǎn)地加工和質(zhì)量控制等與設施園藝生產(chǎn)緊密銜接的工程技術為主。

2. 縱向分類層次。為清晰地揭示設施園藝工程技術系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，采用線分類法進行縱向?qū)哟蝿澐郑磳⒃O施園藝工程技術按所選定的若干個屬性或特征逐次地分成相應的類目，并排成一個有層次的、逐漸展開的分類體系。在層級數(shù)量上，采用大類、中類、小類、子類4層次，分別反映設施園藝工程技術鏈條、技術環(huán)節(jié)、技術功能、具體技術手段等屬性。

——大類（技術鏈條層次）：是反映技術鏈條特點的基礎層次，主要是維持產(chǎn)業(yè)鏈有效運轉(zhuǎn)的工程技術，包括與產(chǎn)業(yè)鏈直接對應的專項技術體系和為維持整個產(chǎn)業(yè)鏈正常運轉(zhuǎn)所需的公共管理技術體系，具體包括籽種工程技術、設施生產(chǎn)技術、產(chǎn)地物流技術和綜合管理技術4個大類。內(nèi)容較穩(wěn)定，受其他技術變化影響小。

——中類（技術環(huán)節(jié)層次）：是各技術鏈條中體現(xiàn)其基本特征的技術集合，揭示技術服務的主體與主要行為特征，如種苗工程技術包括籽種、育苗2個環(huán)節(jié)，產(chǎn)地物流技術包括內(nèi)部輸送、分級、洗凈、包裝、貯藏保鮮、追溯6個環(huán)節(jié)等。該類內(nèi)容會受到技術進步的影響，發(fā)生變化的可能性較大。

——小類（技術功能層次）：是實現(xiàn)各技術環(huán)節(jié)特定功能的層次，揭示了各環(huán)節(jié)下技術功能特點和實現(xiàn)功能的基本流程和構(gòu)成，如種苗工程技術（大類）中的籽種技術（中類）包括育種技術、種子檢測、種子加工等。小類技術綜合性強、受技術變化的影響很大。

——子類（技術手段層次）：是實現(xiàn)微觀技術功能的具體技術手段，包括各種具體的技術措施或方法，進一步揭示出技術功能的實現(xiàn)過程，如種子加工技術（小類）包括清選、分級、干燥、消毒、包衣、包裝等技術等。子類技術種類豐富、手段多樣，受技術變化直接影響，動態(tài)性、成長性很強。

3. 技術分類定位。要盡量使不同層次上的技術點都具有獨立和鮮明的個性功能（特別是較基礎分支），在橫向形成并列關系，原則上以主要屬性和最顯著的功能為依據(jù)，而對那些可以發(fā)揮多種功能的技術，則按照其主要屬性進行分類定位。如濕簾在溫室或畜舍中兼具降溫和加濕的功能，但生產(chǎn)實踐和功能實現(xiàn)過程上須以通風為前提，因此將降溫作為其主要屬性進行分類;其他如遮陽保溫幕、定比施肥器等也同樣。endprint

三、設施園藝工程技術的全貌

根據(jù)上述分類方法，以具有工程技術特點、特別是裝備技術特征為主的技術詳細介紹如下：

（一）種苗工程技術

主要包括籽種技術和育苗技術兩個部分。

1. 籽種技術：包括“育種技術”，如選擇育種、雜交育種、生物育種（基因工程育種、細胞工程育種）、誘變育種技術等;“種子檢驗”，如純度、凈度、發(fā)芽率和水分等檢測技術等;“種子加工技術”，如清選、分級、干燥、消毒、包衣、包裝技術等。

2. 育苗技術：包括“種子處理技術”（如消毒、變溫處理、浸種等技術）、“播種技術”（包括管式、平板式、針擺式、滾筒式等播種技術）、“嫁接技術”（如手動嫁接、半自動嫁接、自動嫁接等技術）、“移苗技術”（如手動移苗、自動化移苗等技術）。

（二）設施生產(chǎn)技術

主要包括設計技術、建造技術、環(huán)境調(diào)節(jié)技術、栽培技術、資源利用技術5部分。

1. 設計技術：包括“工藝設計”（如場區(qū)工藝設計、建筑單體工藝設計等技術）、“建筑設計”（如平面功能設計、材料與構(gòu)造設計等技術）、“結(jié)構(gòu)設計”（如荷載設計、構(gòu)件強度和穩(wěn)定性設計、基礎設計等技術）、“給排水設計”（如給水、排水、廢水處理設計等技術）、電氣設計（如常規(guī)或可再生供電、配電、自動控制設計等技術）、“采暖設計”（如熱水采暖設計、蒸汽采暖設計、空調(diào)、熱電聯(lián)產(chǎn)、熱泵等技術）。

2. 建造技術：包括“骨架材料與工藝”（如新型結(jié)構(gòu)、新型材料、鍍鋅或烤漆等防腐技術、通用連接構(gòu)件及天溝等標準件）、“圍護材料與工藝”（如專用薄膜、直射或散射專用玻璃、硬質(zhì)板、鑲嵌材料、密封材料等）、“施工機具”（如專用升降車、各類專用施工工具等）。

3. 環(huán)境調(diào)節(jié)技術：包括“增溫技術”（如根基增溫、苗床增溫、土壤增溫、地面增溫等）、“降溫技術”（如熱壓通風、風機-濕簾、噴霧、遮陽等技術）、“調(diào)光技術”（如補光、光周期控制、遮陽等技術）、“調(diào)濕技術”（如加濕技術、除濕技術）、“調(diào)氣技術”（如自然通風、強制通風、二氧化碳增施、空氣循環(huán)等）、“保溫技術”（如內(nèi)覆蓋、外覆蓋、密封、隔熱等技術）、“供水技術”（如凈化、消毒、儲水、輸水、噴灌/微灌/滴灌/滲灌/移動灌/潮汐灌等灌溉技術、保水等技術）。

4. 栽培技術：包括“耕整地技術”（如耕整機、鏵式犁、整地機、旋耕機、微耕機等）、“新型栽培技術（如無土栽培、土壤栽培、營養(yǎng)液栽培等技術）、“施肥技術”（如肥料增施、肥料輸送、定比施肥等技術）、“植物保護”（如物理防治、化學防治、生物防治等技術）、“栽培設施”（如苗床、栽培槽/池、栽培架、空中吊籃、吊掛線等栽培）、“栽培管理技術”（如植株調(diào)節(jié)、自然授粉、人工輔助授粉、生長調(diào)節(jié)（化學調(diào)節(jié)、物理調(diào)節(jié)）、收獲（采摘車、采摘機器人等技術）。

5. 資源利用技術：包括“可再生能源利用”（風能、太陽能、生物質(zhì)能等能源利用技術）、“廢棄物利用”（如無害化處理、廢棄物綜合利用技術）、空間利用（如非耕地利用、多層空間栽培等技術）。

（三）產(chǎn)地物流技術

主要包括內(nèi)部輸送、分級分選、洗凈、包裝、儲藏保鮮、商品追溯6個部分。

1. 內(nèi)部輸送：包括“帶式輸送”（如固定式帶、滾軸、單軌、移動、組合式等）、“苗床輸送”（如平面、立體等）、“室內(nèi)運輸”（如專用手推車、苗盤、成品運輸循環(huán)等）、“機動運輸”（如鏟車、吊車、運輸機器人等）。

2. 分級分選：包括“分級技術”（如機械、介電選、機器視覺、核磁共振分級技術）、“分選技術”（如重力分選、靜電分選技術等）。

3. 洗凈技術：包括“清洗技術”（如氣泡式、水流式、噴淋式、滾筒式、毛刷式等）、“殺菌技術”（如超聲波、次氯酸液、臭氧、負離子、紫外線、輻照等）。

4. 包裝技術：包括“包裝材料”（如容器、標簽、包裝帶等）、“包裝機械”（如填充、計量、包裹、封口、扎帶、噴碼等）

5. 儲藏保鮮：包括“預冷技術”（如風冷、水冷、真空預冷等技術）、“儲藏技術”（包括自然儲藏、機械冷藏、氣調(diào)儲藏、減壓貯藏等）、“保鮮技術”（如化學保鮮劑、氣調(diào)、保鮮膜/袋、涂膜保鮮、微生物、生物酶、基因工程、輻射、電磁等生物和物理保鮮技術等）。

6. 商品追溯：主要包括條碼技術、射頻識別、數(shù)據(jù)庫技術、商品標牌等，這部分技術具有較強的通用性，不僅針對設施園藝生產(chǎn)。

（四）綜合管理技術

主要包括信息化管理、標準化、安全生產(chǎn)、現(xiàn)場檢測、設施維護等5部分技術。

1. 信息化管理：包括“軟件技術”（如環(huán)境調(diào)控軟件、綜合調(diào)控軟件（含水肥等）、運營管理軟件（財務、辦公）等）、“硬件技術”（如氣象與環(huán)境傳感器、作物傳感器、遠程傳輸設備、ID識別設備等）、 通訊技術（如有線通訊、無線通訊等）。

2. 管理標準化：包括“操作規(guī)程”（如作業(yè)流程、操作規(guī)程、安全規(guī)程等）、“產(chǎn)品標準”（如采收、包裝、儲存等）、“管理定額”（如勞動、生產(chǎn)、成本等定額等）。

3. 安全生產(chǎn)：包括“工程防疫”（如出入消毒、風幕除塵、雜草抑制等）、“安全應急”（如報警、化雪、防雨、防風等技術）。

4. 現(xiàn)場檢測：包括“環(huán)境檢測”，如溫度、空氣、土壤、光照、濕度等檢測技術;“水體檢測”，如pH值、EC值等檢測技術;“氣體檢測”，如CO2（二氧化碳）、其他有害氣體CO（一氧化碳）、SO2（二氧化硫）、O3（臭氧）等檢測技術;“土壤檢測”，如水分、肥力、酸堿度、有機質(zhì)、重金屬等檢測技術;“農(nóng)殘快檢”（生物測定、化學檢測、生化檢測、免疫分析等）。

5. 設施維護：包括“覆蓋清洗”（如玻璃屋面、塑料板材、棚膜清洗等）、“維修更換”（如玻璃更換、薄膜更換等）。

四、認清技術全貌的作用意義

作為一種手段而不是目的，認清技術全貌可以比較系統(tǒng)地揭示技術體系的內(nèi)部構(gòu)成、相互關系，并在此基礎上科學開展技術選擇、技術推廣和技術應用工作，同時對整個設施農(nóng)業(yè)技術發(fā)展過程中的關鍵環(huán)節(jié)，如技術倉庫構(gòu)建、技術發(fā)展評價、學科發(fā)展完善、技術戰(zhàn)略實施等都具有很強的現(xiàn)實意義和指導意義，也對設施園藝技術進步、產(chǎn)業(yè)升級都具有較高的參考價值和理論價值。endprint