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李天来院士:设施园艺的未来是智能化

2022-12-18   新京报   阅读量:157

    我们用3%的耕地,生产出了种植业总产值25.3%的产品。

    “我国设施蔬菜面积约3500万亩,年产蔬菜约2.65亿吨,解决了蔬菜周年供应的问题。但同时,大部分设施蔬菜生产中,存在宜机化水平不高、生产规范不完善等问题。”在12月16日举行的“智慧农业创新院士论坛”上,中国工程院院士、沈阳农业大学教授李天来表示,“当前设施园艺科技需求的重点,是提质增效和推进现代化技术,未来需求的重点,则是智能化技术。设施园艺,必须首先实现机械化、自动化、数字化、网络化,之后才能够实现智能化。”

李天来,中国工程院院士、沈阳农业大学教授。图片来源:沈阳农业大学官网

    设施园艺保障了蔬菜周年供应

    二十大报告指出,树立大食物观,发展设施园艺,构建多元化的食物供给体系。设施园艺是食物供给体系中重要的部分,尤其是果蔬的供给,更多依靠设施园艺。数据显示,我国设施蔬菜面积约为3500万亩,年产蔬菜约2.65亿吨,占蔬菜总量大概1/3,占商品菜接近60%,年人均190公斤。

    “我们用3%的耕地,生产出了种植业总产值25.3%的产品。”李天来表示,“设施园艺不仅满足了蔬菜周年供应的需求,也丰富了瓜果、花卉的供应,同时在脱贫攻坚中发挥了积极作用。此外还提供了约7000万个就业岗位。促进了资源高效利用,可节省优质耕地3000万亩以上。”

    但同时,我国设施农业的发展,也存在诸多待解决的问题,李天来介绍,我国设施园艺还存在设施简陋、环境调控水平较低、生产管理规范较差、生物和非生物障碍频发、产品质量不理想等多重问题,“如机械化水平,全国大田作物机械化水平平均达到70%以上,但设施园艺只有35%左右。再如连作障碍、酸化和盐渍化、生物侵染性病害等,不断影响着设施农业生产。”

    和逐渐进入农业4.0的大田作物不同,设施园艺中多种形态同时存在,李天来介绍,“如果设施园艺也分成4个等级,1.0是设施和生产都没有规范,目前这样的状态占2/3/。2.0是设施和生产有了相应规范,大约占1/3。3.0是设施和生产实现现代化,目前不到1%。4.0是智能化,目前还是探索中,一些植物工厂接近智能化,但还没有完全实现智能化。”

    特色设施园艺发展潜力巨大

    和传统的露地园艺生产相比,设施园艺发展潜力巨大。李天来介绍,全国蔬菜播种面积约为3.22亿亩,设施蔬菜占比不到20%,却生产了1/3的蔬菜,“如果设施蔬菜面积增加一倍,那么就可以减少1亿亩普通露地蔬菜播种面积,节省出的这些耕地意义重大。”

    在增产方面,设施园艺仍有巨大空间,李天来介绍,“大概有30%的增产潜力,在未来,通过拓展蔬菜产业,理论上还可以节省耕地5000万亩以上。”

    设施园艺对非耕地的利用价值也同样巨大,无论是沿海滩涂,还是矿山废地,抑或戈壁沙漠、荒山荒坡,在设施园艺方面都有开发的可能和价值,“在确保生态环境安全的情况下,是可以适量开发的。”李天来说。

    蔬菜之外,设施瓜果和花卉也有很大的拓展空间,李天来说,“要注意的是,瓜果和花卉设施的拓展空间,一定要在不与粮争地的前提下,稳步拓展。还有其他的经济作物如中草药和一些苗木,也可以利用非耕地来拓展。还有设施油料、香料作物,也可以利用非耕地一体栽培,进行拓展。”

    当前,我国设施园艺产品的商品率较低,李天来说,“在商品率方面,还有8-10个百分点的提升空间。同时产后损失也有10-15个百分点的降低空间。产品品质也有很大的提升空间。”

    设施农业的发展潜力,也为当前国民经济发展增加了潜力。李天来介绍,从就业岗位上来说,应该有4000万个的就业岗位。同时,产业本身生产的效益增长所提供的就业岗位应该也有4500万个,加在一起大概有8500万个就业岗位。

    我国设施园艺的现代化方向

    从大部分处于1.0时代,到设施园艺实现现代化,李天来认为,应该大力发展适合中国环境和资源的设施园艺。

    “从国外的情况看,他们的经验可以借鉴,但不能照搬。”李天来说,“我国的环境和资源条件不同,很多经验并不适合直接拿来。此外,我国居民习惯多吃菜,蔬菜需求量大,也不可能像发达国家一样,菜价比肉价高。植物工厂是一个方向,但目前还难以成为我国设施园艺现代化的主体,节能日光温室,在不改造的情况下,也同样难以成为设施园艺现代化的主体。”

  

    那么,我国设施园艺的现代化如何实现?李天来表示,“未来的方向上,一个是园艺设施装备要现代化,主要是节能设施需要提升现代化水平。二是现代设施需要降低成本和能耗。”

    现代化的设施园艺,产品如何实现现代化。李天来认为,第一个方向是优质化,他说,“我们现在的蔬菜,包括整个园艺产品,总体上是供大于求的,但优质产品是供不应求的。如何提升它的质量,是我们要做的重要事情。”

    此外,针对特定需求的产品,也是产品现代化趋向之一,李天来介绍,“如保健和教育产品,是未来发展的新方向。此外还有一些特种需求,如海岛需求、沙漠需求、极地需求、远洋船舶航运需求、太空需求等,植物工厂在这些领域应该起到很好的作用。”  

    设施园艺从自动化到智能化

    农业现代化是中国现代化的重要部分,而在农业现代化中,设施园艺的现代化往往容易被忽视。事实上,设施园艺的现代化需求同样迫切。

    “从具体的任务看,设施设备的现代化、环境调控的自动化,是设施园艺现代化的总体任务。”李天来说,“在生产层面,需要机械化、轻简化,在作物障碍问题上,需要绿色防控、推进智能化。”

    近年来,针对设施园艺现代化的科技创新发展较快,如第一代装配式现代节能日光温室已经设计开发出来,其设施是宜机化、标准化、装配化的,同时采光、保温、降温、蓄热、肥水管理能够实现智能化。此外,在自动调控、宜机化、病虫害绿色防控等方面,也都有不同的成果。

    “设施园艺是我国不可或缺的重要产业,通过设施园艺产业发展,可以为粮食作物提供5000万亩以上的耕地,同时也为碳达峰、碳中和作出贡献。”李天来说,“当前,我国设施园艺科技需求的重点,是提质增效和推进现代化技术,未来我们需求的重点是智能化技术。设施园艺的智能化,必须首先实现机械化、自动化、数字化、网络化。”

    积极探索设施园艺的智能化,仍任重道远,李天来说,“当前,我们科技创新中,集成创新、提质增效技术、创新现代化技术和探索智能化技术三者并重。我们必须做好未来发展的准备,所以要探索智能化技术。我们期待着有一天,我们在城里面建一栋大楼,种植各种园艺产品,不要人去管理,通过智能化的管理去生产,也不需要人去售卖,我们每个人可以进去随便摘一个果实,采一棵蔬菜,自动来结算,实现真正的智能化。”

    新京报记者 周怀宗

    编辑 张树婧 校对 刘军