从番茄现代化生产解析荷兰温室优质高产的原因

荷兰设施农业是国外发达农业的典型代表，2014年，笔者有幸带团参加了由北京市农业局组织的赴荷兰现代化番茄种植技术培训，对番茄工厂化生产技术进行了系统学习，并在荷兰redharvest农场亲身实践了番茄生产各个环节。redharvest是荷兰番茄生产面积较大的公司之一，其在荷兰东北部新建了30hm2高标准玻璃连栋温室，2014年番茄产量突破了70kg/m2。"本文即是笔者通过亲身体会，对荷兰番茄生产的一些特点进行了总结，希望对国内生产有所借鉴。荷兰设施农业概况荷兰国土面积狭小，为使有限的土地得到高效的利用，荷兰政府大力发展畜牧业和附加值高的园艺作物。目前，荷兰现代化温室面积超过1万hm2，占到农业耕地面积的0."5%。设施园艺从业人口12万人，年产值56亿欧元，每公顷平均年产值60万欧元，人均年产值4."67万欧元。其设施园艺产品中，70%〜75%用于出口，其设施农产品土地生产率及出口率均名列世界第一。"荷兰温室以栽培花卉和蔬菜为主（表1），蔬菜又以番茄、甜椒和黄瓜为主，3种作物种植总面积占到蔬菜种植面积的85%以上。荷兰设施栽培在高标准连栋温室的基础上，采用先进的栽培技术以及配套现代化的硬件设备，以提高单位面积的产量。目前，荷兰蔬菜作物产量水平居于世界领先地位，其中，番茄（图1）平均每平方米产量达到了60kg以上，甜椒达到了35kg，而黄瓜则达到了90kg，是国内平均水平的3〜4倍（表2）。荷兰番茄实现高产的原因高标准的玻璃连栋温室是实现高产的基础荷兰的玻璃温室经过多年发展，结构已经非常成熟。以redharvest农场为例，该农场温室建于2009年，结构为典型的venlo型全玻璃温室（图2），脊高7m，天沟高"3m，柱间距5m，跨度8m。与国内玻璃连栋温室相比，首先是温室脊高较高，既能够满足温室内吊线栽培系统的需要，又能够增大缓冲空间，维持室内环境稳定。另外，目前荷兰温室单栋温室面积普遍较大，平均单栋温室面积在1hm2以上，如redharvest农场番茄生产温室每栋面积为"5hm2,在增大缓冲能力的同时便于实现规模化、机械化管理。智能化的环境控制体系是实现高产的关键在环境控制方面，荷兰温室全部采用自动化控制，对温室内温度、湿度、co2浓度等环境因子能够实现自动化监测、记录和调控，为番茄生长提供适宜的环境条件。加温管理荷兰温室番茄生产加热方式以热水管道加温为主，温室底部的热水管道同时作为轨道车的行进轨道。荷兰热水主要采用天然气锅炉加热，通过电脑自动控制，可以随时开启或关闭加温锅炉，满足温室内的温度条件。现代化的连栋温室一般配有chp（热电联产）系统（图4），具体是指以天然气为燃料，在为温室生产提供热量的同时，将剩余热量转化为电能的新型锅炉系统。目前，该加热系统在荷兰应用面积超过7000hm2，其产生的电量占到荷兰全年电量消耗的10%以上。通风降温管理荷兰温室通风降温系统主要包括温室天窗、循环风机、内遮阳等设备。温室内通风降温主要是通过温室屋顶天窗开启来实现。现代化的连栋温室可根据时间、温室内温度、外界光照条件、室内湿度条件等因子来控制天窗是否开启及开启角度；为保证温室内气候均一，荷兰温室内一般设有空气内循环系统，该系统主要由循环风机组成，根据温室内不同位置温度变化情况开启或关闭，使温室内的气候保持在稳定平衡的状态；为防止夏季温室内温度过高，一般荷兰温室还配有内遮阳，兼做冬季时保温幕，在夏季光照强度高、温度高时开启，防止温室内温度过高。co2浓度管理co2是植物进行光和作用的主要原料之一，也是番茄产量的限定因素之番茄co2浓度饱和点为1400?mol/mol，而在实际生产中，温室内的co2浓度远低于饱和点。荷兰温室生产设有co2增施系统，能够维持温室内co2浓度在900?mol/mol左右，可以提高产量30%以上。co2通过天然气锅炉加热产生，是温室加热的附属品（图5）。co2增施的工作流程为，白天锅炉工作，产生的co2经过过滤后进入生产温室，而锅炉产生的热水则贮存起来，在夜间需要加温时将热水输入温室。现代化的栽培技术是实现高产的核心荷兰温室生产经过多年的发展，形成了一套现代化的生产技术体系。以redharvest农场番茄生产为例，现代化的生产技术包括品种选择、植株管理技术、无土栽培技术、嫁接技术等，这些技术经过多年的试验和实践经验总结成标准化的生产技术，体现出较高的科学性、实用性和规范性，是实现番茄高产的核心。现代化的水肥灌溉及监测技术是实现番茄高产的重要措施自动化的灌溉系统目前国内蔬菜灌溉以经验灌溉为主，在适宜条件下番茄灌溉总量、灌溉频率数据无法和番茄生长及气候环境结合，导致无法实现水肥一体化、智能化。荷兰设施采用精确控制系统，不但可以根据作物不同时期调整灌水量，而且可以在一天当中，根据太阳辐射的情况及时调整供水量，以保证在满足作物需求的同时，避免水分浪费。荷兰温室病虫害防控坚持源头控制和综合防控的理念，以温湿度精准调控以及有益昆虫生态系构建为基础，充分发挥自然调控和生态调控优势，同时以科学化学防治为必要补充，通过定期监测预警，制定最佳防治策略，以达到有效防控病虫害、减少产量损失、保障产品安全的目的。完善的病虫害隔离体系，确保生产环境安全荷兰温室一直在打造密闭的作物生长系统，进入生产温室有一套严格的消毒流程，一般外来人员必须经过更换一次性消毒服、手部消毒、脚底消毒的程序后才能进入生产温室(图7)。操作工人每天进入温室也必须经过更换工作服，手部消毒的程序。另外，具体操作工人每操作完成一项工作后，还必须对工具进行消毒。每茬作物生产结束后，一般会对温室内进行彻底的消毒。完善的病虫害隔离体系，杜绝了人为将病虫害带入温室，保证了温室洁净的生产环境。精准的环境调控，提供植株最佳生长环境控制温室内适宜的温、湿度条件是确保植株正常生长、病虫害少发的关键因素。以redharvest温室番茄生产为例，通过加热系统、co2供给系统、通风系统及计算机控制系统的综合运用，在番茄生长期内，能够确保番茄生长温度为16〜22C，白天湿度控制为75%〜80%，夜间湿度控制为85%〜90%，晴天温室内co2浓度达到800?mol/mol以上，实现了实时、精确调控，确保适合番茄生长的气候环境，避免了病虫害的发生。采用无土栽培基质，避免土传病害发生荷兰番茄生产一般采用岩棉作为生产基质，该基质生产面积占到生产总面积的90%以上。由于岩棉是由岩石经高温融熔抽丝而成，与其他基质相比，质轻、多孔，且不含病虫害，有效避免了土传病害的发生(图8)。以生物防治为基础，兼备物理防治、化学防治荷兰温室生产病虫害防治以生物防治为主，以物理防治、化学防治为辅。以redharvest温室番茄生产为例，主要虫害防治对象为白粉虱、潜叶蝇、蚜虫等，白粉虱采用盲蝽(macrolophuscaliginosus)、丽蚜小蜂(encarsiaformosa)(图9)等天敌防治；潜叶蝇采用潜蝇姬小蜂(diglyphusisaea)防治；采用蓝板防治蓟马、黄板防治白粉虱和蚜虫。在病害防治方面，除控制适宜的湿度条件外，采用硫磺熏蒸器防治白粉病。定期的监测预警机制，制定最佳的防治策略、提高防治效果以redharvest农场番茄生产为例，农场的植保专员每周定期对灰霉病、白粉病等病害以及潜叶蝇、白粉虱、烟粉虱、蚜虫等虫害进行监测，病害发生或虫害超出天敌防治范围则及时采用农药进行防治。例如，白粉虱采用黄板进行监测，黄板大小为25cmx10cm，如果两周同一黄板白粉虱增加数量超过80头/片，则采用化学防治方法进行防治。配套的硬件体系减轻了劳动强度，显著提高工作效率荷兰温室生产人工成本占到30%以上，减少用工和降低劳动强度是荷兰温室生产一直追求的目标。温室作业省力化渗透到温室生产的各个环节。荷兰设施温室采用自动化控制系统，将环境控制、水肥管理、数据检测等设施设备进行统一管理。以redharvest为例，该农场温室自动化控制系统为privaconnext系统，该系统将加热系统、co2增施系统、灌溉系统、通风降温系统、营养液回收利用系统等进行了集成，方便在一台电脑上可以控制整个温室正常运转；另外，温室内一般还配备有采摘作业车、可升降轨道车、运输作业车等省力化装备体系，进一步提高了工人操作效率。专业化、细节化的工人管理进一步提高了操作效率人工成本是荷兰温室生产的主要成本之一，可占到生产成本的30%以上。为降低人工成本，除了应用自动化设备以外，荷兰温室生产普遍采用专业化的分工、完善的管理及监管体系来提高工作效率。以番茄工厂化培训团实习农场redharvest为例，该农场每7."5hm2温室从事植株调整工人共计29人，按照工种的不同，分为打叶、采收、疏花疏果、落秧、绕秧打叉等操作，每项操作专人负责，其中，打叶11人、采收8人，落秧4人，绕秧打叉3人，疏花疏果3人。为方便工人管理，温室配备“hortimax〃管理系统（图10），通过高效的人员管理系统和完善的质量监管体系，荷兰温室番茄生产在保证工作质量的同时，拥有极高的操作效率，如每名工人每小时可采收番茄550kg，疏花疏果2600棵，落秧2650棵，打叶1100棵，绕秧打叉2700棵，是国内工人操作效率的5〜10倍。荷兰农业给中国设施农业的启示提高设施硬件条件及规模化程度应成为未来设施农业发展方向目前国内设施蔬菜生产主要以农民个体为主，户均经营规模较小，设施栽培作业机具和配套设备不完善，生产过程中的土壤耕作、播种、微量灌溉、施肥、环境监控等绝大部分还是靠人工进行，作业环境差、生产效率低、劳动强度大。另外，国内生产还存在生产品种多样化，单一品种种植面积不足、产量偏低问题，蔬菜价格受市场影响波动大。国内设施农业生产应向规模化、集约化生产方向发展，以形成产业优势，提高单位面积土地产出率。设施蔬菜生产应向生产专业化、管理细节化方向发展在管理方面，以荷兰番茄生产为例，从环境调控、水肥管理、采收管理等各个环节基本能做到智能化、精准化控制。生产理念上追求植物工厂的同时，还积极倡导善待植物的生产理念，尽量为植物生产提供最合理、最舒适的生长环境；而国内生产基本为土壤栽培，在环境调控上，更多注重土壤和水肥因素，在生产管理基本靠简易设施加上农民经验管理，自动化、智能化调控设备应用程度较低，比较容易受自然、人员自身水平等条件制约。因此，借鉴荷兰农业成功发展的经验，除了在生产上应该专业化分工之外，还应注重生产过程的专业化。专业化分工、注重细节管理应成为中国设施农业发展的方向。提高农民知识水平，培育现代农业生产主体荷兰现代农业是高度组织化的，家庭农场是农业生产主体。农民大都是各类农业合作社的成员，农民是荷兰现代农业产业链上的重要的利益相关者。荷兰农民具有较高的教育水平和运用现代化技术和设备的技能，这与政府长期以来对农民教育和培训的重视息息相关。目前国内农业劳动力文化程度低，年龄偏大、农民组织化程度低，在整个农业产业链中处于低端地位。中国要发展现代农业，农民是现代农业生产的主体，必须通过创新政策鼓励年轻人投身现代农业生产，并通过职业培训等方式，提高农民的专业技能。另外，还应通过发展农民专业合作社，切实提高农民组织化程度。鼓励农