园艺设施学是一门涉及到园艺学和环境调节学

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园艺设施学是一门涉及到园艺学和环境调节学、机械和建筑学的跨学科领域的学科。

它主要包括园艺所用的设施，装置和环境调控等方面的内容，是设施园艺学的一个分支，是

园艺学科学生和研究者选学的一门重要课程。

我国农业院校已开设了设施园艺学课程。但其中对园艺作物的设施栽培技术方面作了详

细论述，而园艺设施的设计、施工、装置及环境调控方面内容较少，其深度和广度不够。本

教材就是为了深化和完善设施部分而写的。其目的就是让学生和研究者掌握园艺设施的设计

原理、了解各种装置性能及使用、掌握环境学的有关知识、学会环境调控的实用技术。

本教材主要有四个方面的内容。一是园艺工程设施，如温室、塑料棚、无土栽培设施等

的设计和施工；二是环境调节控制设备，如温室内采暖、降温、通风、灌水、配电、照明、

二氧化碳气体施肥设备的设计、安装调试以及使用技术；三是环境监视、信息传递设备，光、

温、湿、气的监测仪器和自动控制等配套使用技术：四是材料和能源开发与利用技术。由8

章组成。第一章是叙述设施园艺的发展现状与技术变革。第二~三章是温室大棚设施的规划

与设计。第四章是环境调控设备的设计与装置。第五章是建筑施工的识图知识。第六章是建

材和覆盖材料的种类和特性。第七章是介绍无土栽培的装置和利用情况。第八章是今后极为

重视的自然能源利用。以上内容是结合了国内外设施园艺发展情况和技术，参考了多种书籍,

大量资料后编写的。当然，仅一本教材并不能包括所有内容，希望在学习当中，参阅其他有

关资料，加以理解和掌握。

本教材由西北农林科技大学邹志荣、张新平、国培光、林性粹、高树贤、王宏丽、蒲亚

锋、卢博友和中国农科院张志斌等教师编写，各部分编写的教师分工如下：前言、第一章、

第二章、第八章由邹志荣执笔；第三章由邹志荣、王宏丽执笔；第四章由张新平、国培光、

林性粹、卢博友、邹志荣执笔：第五章由高树贤执笔；第六章、第七章由张志斌执笔。

蒲亚锋负责第二、第三、第七、第八章各章插图制作。

由于编写水平有限，时间仓促，错误之处在所难免，谨请读者批评指正。

2001年10月

第一章设施园艺的发展现状与技术变革

提要：1.介绍设施园艺意义与发展

2.了解国内外设施园艺发展现状

3.展望设施园艺技术的发展方向

第一节设施园艺的意义及发展

我们把在温室和大棚等保护设施里，利用室内外配备的各种设备调节环境条件和栽培土

壤条件下进行的园艺生产叫做设施园艺。

从最简易的阳畦、风障到大型的温室和植物工厂，设施结构种类繁多，形形色色。从几

毫米厚的薄膜到大型锅炉、加温、照明、灌溉设备机器，包括着成百上千种材料和类型。我

们就是把它们合理的利用起来，进行园艺作物生产，概括起来就是设施园艺生产。

一、设施园艺在农业生产上的意义

人类也同其他动物样为了生存就要采集，猎取和获得粮食，也属于自然生态系中的一

员。从刀耕火种的农业出现，人类开始脱离自然生态系，从自然制约中冲破出来，开始了改

造自然，掌握自然的农业生产。随后逐步发展到有畜农业和机械农业，使粮食生产飞跃般的

大增产。这些农业技术变革的特征就是向耕地投入的能量形态不同，是投入更多的能量技术

的开发过程。只有大量向耕地投入能量，才会使耕地更进一步从自然生态系统中解脱出来，

创造耕地生态系，使植物增强生产能力。

表1一1-1表示了农耕方式和能量投入量的关系。事实表明人类要想得到更多的粮食，

就必须开发向耕地投入新能源的形态。

表1一1一1各种农业耕种形式的能源效率

能源(KCal/n?)

农业耕种形式能量效率现在的国名

投入能量获得能量

狩错采集时代0.00.42.5X10-7亚马孙河

刀耕火种时代3.619.5I.3X10-7乌干达

有畜农耕时代36.0250.01.7X107印度

机械化农耕时代241.01000.06.7X10-4日本

*年间日射量以1.5X106KCal/m2H-M-

（odwnE.P:Eucrgiticsofworldfoodproduction.1967年内善兵整理，1975年收集于21世纪的粮食，农业书中）

设施农业耕种就是一种具有新能源形态的农业耕种形式。它是在人为的设备条件下，调

节土地和大气的环境条件栽培作物,无疑向耕地投入了较大的能量，必然带来高的生产能力。

正如日本的著名专家矢吹所指出的那样：“到现在为止的农业技术方向是围绕适宜作物为中

心，环境调节的对象完全是土壤。比这个高一层水平的农业生产的话，对大气环境的变动几

乎无法调节，即使有规律的气候年变化，农家也很困难适应其变化，因而，今后应该开发的

技术是地上部的环境调节”。

设施园艺不仅是一种最新能源的投入形态，而且是能够调节地上和地卜部环境条件进行

生产的，其本质是将农业从自然生态中脱离出来，产生更高的生产能力。这就是设施园艺在

农业生产上的最大意义。

二、园艺设施的发展简史

世界园艺设施的发展大体上分三个阶段：

第一、原始阶段：约2000多年前，我国使用透明度高的桐油纸作覆盖物，建造温室。

古代的罗马是在地中挖成长壕或坑，上面覆盖透光性好的云母板,并使用铜的烟管进行加温,

此时可以说是温室的原始阶段。

第二、发展阶段：主要是二次世界大战后，玻璃温室和塑料大棚等真正发展起来，尤其

以荷兰，日本为首的国家发展迅速，而且附加设备增多起来。

第三、飞跃阶段：七十年代后，大型钢架温室出现，自动控制室内环境条件已成现实,

世界各国覆盖面积迅速增加，室内加温、灌水、换气等附加设备广泛运用，甚至出现了植物

工厂，完全由人类控制作物生产。今后将向着节能、高效率、自动管理的方向发展。

荷兰温室已有100多年历史，目前温室结构及生产管理水平都处于世纪领先地位。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,后来采用不足0.5m高的玻

璃温箱种植作物，这是温室农业的最初形式。20世纪50年代初建起了木质结构的人字形玻

璃温室，开始了保护地规模化生产。荷兰温室结构主要选用铝合金框架和玻璃覆盖材.料，也

有少部分PC板材温室，温室生产基本实现了光、温、水、肥、气全面自动化控制。

我国的设施园艺虽然开始较早，但真正大面积运用生产是70年代初开始，至1978年,

我国塑料大棚的面积已达8万亩。1982年塑料薄膜地面覆盖已达31万亩。2000年已突破

2000万亩。特别是“九五”期间，我国研制开发了华北型、东北型、西北型、华东型、华

南型以及东南沿海等不同生态类型区和气候条件的新型、适用的温室及配套设施，提高整体

园艺设施水平。同时，我们又自建或引进了一批荷兰型温室，日本及美国型塑料温室，开展

了工厂化育苗的技术研究，大面积采用了薄壁镀锌钢管装配骨架的塑料大棚，使我国保护地

生产以塑料大棚为主体的体系发挥着更高的生产效益。

第二节设施园艺生产的现状与展望

一、园艺设施面积及内部装备

到目前为止，世界上主要园艺设施国的温室面积统计如表1—2一1所示。

表1-2-1世界各国温室和大棚面积

国家面积（公顷）国家面积（公顷）国家面积（公顷）

中国1396000比得时•2000日本100000

智利1600西班牙35000保加利亚1350

韩国22000德国1300荷兰17000

突尼斯1100土耳其9800埃及1000

波兰6500捷克800法国6000

丹麦750俄罗斯6000澳大利亚600

匈牙利5500约旦500阿尔及利亚5(X)0

南斯拉夫500美国4500塞浦路斯300

希腊4240瑞典200罗马尼亚3000

瑞士200以色列3000南非200

哥仑比亚2600摩洛哥200葡萄牙2500

哥斯达黎加200英国2300加拿大2100

合计1645840

从设施总面积上看，中国据世界第」日本位于第二。但从玻璃温室和人均温室面积

上看，荷兰占据世界第一。从设施内栽培的作物来看，蔬菜生产占到总生产面积的80%左

右，其中果菜类可占90%左右，果菜中最多的是草毒、黄瓜、甜瓜、番茄、西瓜、茄子、

甜椒等蔬菜，而我国西甜瓜在温室内生产较少，剩余20%是花卉和果树，又以花卉为主。

花卉生产主要是切花类、钵物类和花坛用苗类。果树生产，主要栽培葡萄、桃、柑桔、梨等。

可从表1一2—2上看这一具体数据。

表1-2―2设施园艺作物生产面积(日本、1985年）

蔬菜(ha)花卉(ha)果树(ha)

作物面积比率％作物面积比率％作物面积比率％

总面积35.58210054321004575100

草莓792922.3切花类433179.7葡萄323970.8

黄瓜752021.1柑桔113024.7

普通甜瓜597016.8钵物类100818.6梨671.5

番茄556315.6枇杷511.1

西瓜34009.6花坛用931.7无花果290.6

苗类桃220.5

茄子17705.0其他36.90.8

甜椒15004.2

温室甜瓜12703.6

生菜4701.3

南瓜1900.5

其次，我们再看一下设施内的设备。见表1—2一3。

表1-2一3温室内部装备状况(日本，1987年)

种类玻璃温室(100m2)塑料温室(100m2)

项目

总面积比率％总面积比率％

设施总面积

18.912100402.355100

加温面积

16.17635.5127.62131.7

自动灌水装备

10.81957.2134.57633.4

co?发生装备3.46618.25.2151.3

一层保温幕

8.18343.3141.59735.2

多层保温幕

6.24533.045.71011.4

设有保温幕

14.42876.3187.30746.6

自动天、侧窗开闭

8.41744.512.4723.1

换气窗

4.99126.456.72814.1

水耕栽培

1.0575.61.3930.3

从表1—2—3可见，温室内装备有加温、多层幕、换气扇、自动灌水、CO2气体施肥以

及水耕栽培设施，为自动控制环境因子创造了条件。

二、国外设施农业发展现状与趋势

以荷兰、美国、日本、法国、以色列等国家为代表，其明显的特征是设施结构多样化，

生产管理自动化，生产操作机械化，生产方式集约化，是以现代工业装备农业，现代科技武

装农业，现代管理经营农业。

(一)设施面积较大，发展程度不同

世界设施农业比较发达的国家有：北美的加拿大和美国；西欧的英国、法国、荷兰、意

大利和西班牙；中东的以色列、土耳其；亚洲、大洋洲的日本、韩国、澳大利亚等国家。据

不完全统计，世界上温室和大棚的面积大约有1645840公顷。其中西北欧国家由于常年天气

较冷，夏季短，气温不高，以玻璃温室为主，而亚洲、南欧、北美以塑料温室为主。

(二)设施结构与建筑材料多样化

1.设施结构的多样化纵观国外设施农业，其结构主要有三种类型：

(1)小拱棚用支撑物托住塑料薄膜，高度在1米左右，两侧薄膜埋人士中，方法简便。

(2)塑料大棚外型有篷型、屋顶型，以塑料膜为覆盖物，内部设施较少，主要用于春、

夏、秋季生产。

(3)温室大约有三个等级：第一，是初级温室，指一般小型温室，不具备调温、通风

等设备。第二是现代化温室，指联栋大型温室，可以实行耕种机械化，管理自动化。第三是

工厂化温室，它是一座比较完善的工厂，其中有各种工序所需要的厂房、车间，按工序进行

流水作业，即每天按同一规格和一定数量进行播种，育苗，促其生长和收获，它不需要土壤,

作物也不一定固定生长，而可以随机械转动进行移动生长，它的栽培是高度密集化的，操作

是高度机械化的，经营是高度集约化的，它的生长时间短，采收时间长，年产量比露天作物

高10倍，比现有的塑料大棚、普通温室高5倍。

2.建筑材料的多样化在建筑材料上，国外温室建筑与工业材料的发展密切相关，是

随着建筑材料发展而变化的。如美国温室建筑大体可分为3个阶段：

第•阶段(1950—1969年)当时建筑的温室以木结构为主，覆盖材料儿乎全部用玻璃，温

室的数量不少，但面积很少有超过1.5公顷的，有加温设备和自然通风，室内以土壤栽培为

主。自动化设备很少应用。

第二阶段(1970—1989年)金属骨架温室逐步增加，20世纪80年代以后建的温室，几

乎全部用镀锌钢、镀锌管和铝合金的屋顶，覆盖材料除了玻璃以外，出现了玻璃钢，FRP

板和双层充气薄膜温室，这样可以减轻屋架的重量，降低建筑成本。80年代中期，二氧化

碳施肥技术、应用计算机控制温室环境及滴灌技术、无土栽培技术已普遍应用，温室降温采

用电扇强力通风，用冷水墙加强通风的技术也比较普及。

第三阶段(1990年到现在)聚碳酸酯板(PC)已进入实用阶段，该板透光与保温性能好，

耐用，不易破损，防火性能强，可制成三层的中空板，保温性能更佳。另外，光谱选择薄膜

发展很快，如在塑料薄膜中加入类似硫酸铜的染料，就可降低远红外光的透射率，使温室内

温度降低。

(三)温室管理向电子化、机械化、专业化发展，基本实现自动化管理技术

温室管理主要由于采用了电子计算机控制环境和无土栽培技术，使植物在最佳小气候条

件和根系环境中生长，产量水平得以突破。荷兰的温室面积中的70%以上已采用无土栽培，

其中绝大部分采用岩棉栽培，微电脑控制温室的生产达90%以上，使作物栽培向自动化、

工厂化发展。加拿大温室的一半以上采用无土栽培，90年代与80年代相比，户均经营面积

增加了70%,产值增加了144%,总雇工减少了10.9%,总能源消耗减少35%,双层充气

塑料温室面积增加了66%,每米2番茄产量平均达35-40千克，最高达到48—50千克。黄

瓜达到每米250—70千克。

计算机在温室中调控的环境因素除了空气温度、相对湿度、二氧化碳和光照外，还有定

时定量灌水以及营养液的精确注入、空气流速等。以加拿大不列颠哥伦比亚省制作的Argus

软件系列为例，其与IBM兼容，可以从16个不同的方面考虑同一因子的控制。比如降温，

首先控制冷热水交换阀，减少热水进入温室的流量，减少锅炉燃料供应量，若温度仍高，再

启动开天窗、遮阴、喷雾或水帘等降温设施。所有程序按照顺序运行，如果阴天光照极弱，

温度极低，可覆盖保温幕保温并开灯补光，以节约燃料能源。因此，节能效果极好。日本除

了温室内安装计算机控制系统，把工程技术作为个专家系统（咨询系统）已引入设施园艺栽

培中，温室控制的管理规则，正在向可以通过一系列的正规控制指令来实现的方向发展。

（四）温室的科研成果不断转化，推动着生产迅速发展

研究目的明确，新技术、新成果推广应用迅速，并且相关产业的发展也得到应有的重视。

包括温室的结构建造、病虫害综合防治技术、节能技术和品种的改良，也为温室的高产优质

管理技术起到重要作用。

日本对温室的科学研究一直比较重视，据《日本农业新闻》报道，一种利用气压支撑的

塑料大棚温室，目前在日本农村已经广为使用。这种气压式塑料大棚，比传统的和钢架支撑

的塑料大棚价格便宜，而且透光性好，可控制温度，因此受到欢迎。对温室的废旧塑料的处

理方法已研制成功。

美国在温室研究中推出了以下新技术：

1.太阳能水墙温室美国东北部已开发成功一种能独立解决能源问题的太阳能温室，

该温室分两层，第一层为骨架结构，面积约370m2,第二层是温床，面积为167m2。温室东西

北三面墙上均装有15厘米厚的带玻璃罩的太阳能聚脂电池板，该装置的绝热性能相当于4

块玻璃，它的光通过量比2块还多，能将热储存在两边可容纳13626升的水墙里，使水温

上升到15~27℃,然后再用太阳能驱动抽水喷灌。

2.无土栽培美国温室的无土栽培蔬菜作物主要为番茄、黄瓜和生菜，其他叶菜也占

一定比重，甜瓜的比重不大，大多数温室用于种花。50年代到70年代，无土栽培的方式以

水培为主，以石砾、砂等固定根系，营养液循环利用，这种方式成本高，以后逐渐减少。80

年代开始用营养液膜系统、袋培系统，基质为草炭、蛭石、珍珠岩和各种泡沫塑料的废脚料,

同时也从欧洲引进少数岩棉栽培系统。90年代以来，岩棉系统占绝大多数，不用基质的水

培系统已经很难见到了。美国宇航中心采用最先进的无土栽培技术，生产人类在太空中生活

必需的食物，已获得成功，最新技术每平方米可种1万株小麦，1.2平方米的小麦就可满足

一个人食用。玉米株高仅40~50厘米就成熟了，番茄每平方米种100~120株，此外还有绿

豆、菜豆和马铃薯等作物已试验成功。目前在太空中吃的东西包括麦、薯、豆菜等，每人只

需6平方米就够了，这些作物从种到收一般为50-60天。

3.二氧化碳的应用近20年来，美国温室内已普及增施二氧化碳的技术，增施的浓

度达到空气二氧化碳的3倍，主要是采用燃烧碳氢化合物的方法。

4.熊蜂授粉从1991年开始，把振荡授粉改为熊蜂授粉。熊蜂比普通蜜蜂个头大，

身体强壮，而且不伤人。一般采用这种方法能使作物产量提高20%左右。人工授粉不如熊

蜂均匀，熊蜂的工作时间是日出授粉，H落休息。熊蜂由专业户饲养，可以租用，每个蜂箱

80只蜂，能授1500平方米的面积，平均每只蜂授粉面积为20平方米，租金很便宜，蜂箱

每月更换一次。

5.机器人移苗现在蔬菜、花卉和苗木数量不断增加，美国南北各地，都有许多专门

生产蔬菜、花卉和观赏植物的苗木农场，穴盘育苗在全国各地普遍应用。播种时先播在小苗

孔的穴盘上，过一段时间再移栽到大苗孔的穴盘上。由于育苗中移苗工作需要很多人工。因

此，应用机器人移苗技术就应运而生。所谓机器人，实际上是一个机器手，前面有两个类似

大针的触角传感器，将苗盘上小苗孔的幼苗，移到大苗孔的苗盘上，平均L2秒移一株，移

栽几十万株幼苗的繁殖劳动，对机器人来说是很容易的事。机器人能辨别苗的好坏，把不好

的苗抛到边，只移栽好苗。

6.基质消毒现在正在研究太阳能消毒法，因为这样可以节约能源，而且消毒效果也

是可以接受的，虽然不能百分之百地把病虫害全部杀死，但可以大大减轻病虫的传播，因为

蒸气消毒太贵，化学消毒法污染环境，太阳能消毒法是比较理想的发展途径。

据报道，前苏联莫斯科建筑物理科学研究所创造的自然能温室，采用的节能型墙板填

充料是新型无毒物质一一桑拉胶。墙板上充满空气，也是贮热体，一到晚上，物质逐渐变冷、

变硬，同时放出白天积蓄的全部热量。这种墙板积蓄的能力比水强4倍。

（五）温室生产产'亚化体系已完整运行

许多国家很重视温室产业化生产和发挥农业的总体效益。例如：美国的蔬菜产业化主

要是采前的服务体系、产中的规模化、机械化生产体系和产后的销售与加工体系相配套，发

挥了整体作用。

1.产前的种苗和肥料农药公司在美国，早在40年前就已实现了种苗商品化。目前，

所有移栽的蔬菜苗，都是由专业育苗公司提供。有世界最大的年产10亿株商品苗的

SPEEDLING种苗公司，中等生产规模年产商品苗1亿株的种植者育苗公司以及年产1000

万~2000万株商品苗的山本种苗场和SANTAFENURSERY种苗公司。主要育苗蔬菜有芹菜、

生菜、青花菜等，同时还有花卉、烟草等。各个种苗公司育苗生产的共同特点是：苗生长整

齐、成本低、育苗科技含量高。

2.产中的机械化生产体系美国的菜田机械化从40年代即已开始，此后菜山机械继

续增加，机械功率增长快于台数的增长，显示了机械大型化的发展趋势。蔬菜生产从整地施

肥、起垄作畦、移栽（或直播）、中耕、打药、除草、收获等作业都有配套机械。目前，绿菜

花、芹菜、生菜等移栽作业正从半机械化移栽发展到使用全自动蔬菜移栽机田间作业。

3.产后的销售与加工体系美国蔬菜大部分为超级市场销售，但也有定期开放的农贸

市场（一般每周1—2次）。经过预冷的蔬菜，按固定的销售渠道运往批发市场或直接运到超

级市场。超级市场零售蔬菜均有冷气柜台。美国零售市场蔬菜90%以上不包装，为了防止

失水，有的超级市场蔬菜冷柜还设有喷雾装置，美国蔬菜生产成本价占1/3,收获、包装、

预冷成本占1/3,流通利润与损耗占I/3。

荷兰是一个人多地少的国家，种植粮食在经济上是不合算的，因此就集中力量发展经

济价值相对较高的鲜花和蔬菜生产。目前，荷兰已建成1.1万公顷的玻璃温室（约占全国土

地面积的0.5%,占全世界玻璃温室面积的1/4）,专门用于种植蔬菜和鲜花，生产率极高。

无土栽培的辣椒高3米，单产为30千克/米2；番茄秧长30多米，单产达60・70千克/

米2。同时，由于实行专业化集约生产，花卉品种不断增多，质量不断提高，竞争力不断增

强。目前，荷兰共有7000多农户从事花卉栽培，培育出近1亿个品种，每天向世界出口1700

万枝鲜花和1700万盆花。荷兰鲜花在世界鲜花市场的占有率已达60%以上，仅此一项全国

每年获得的收益达112.5亿美元，成为该国的主要支柱产业，所创造的产值占全国农业总产

值的35%左右。19857990年，荷兰人均净创汇由1.8万美元上升到5.7万美元，而美国同

期仅由2310美元上升到6310美元。荷兰每个农业劳动力可供养112人，高于美国的60~70

人，为英国、法国和德国的10倍。

三、国内设施农业发展概况与趋势

（一）基本情况

我国蔬菜的温室生产在一个相当长的时间内是初级的纸窗温室。解放后，将纸窗温室改

为玻璃温室，即北京式温室。1966年有了塑料大棚，70年代温室种菜迅速在全国发展。从

80年代初，北京、天津等地都开始引进或自建若干现代化自动控制的大型联栋温室，拟采

取国外的生产技术方式解决北方冬季蔬菜供应问题，但主要由于三高•低（高投资、高能耗、

高成本、比较效益低）的原因，绝大部分相继停止运行。我国蔬菜生产在北方采用传统的加

温温室由于煤火费用太高，产量效益相对低下，这在能源短缺的我国，无法大面积发展，节

能型日光温室便应运而生了。1985年，辽宁省在海城地区采用塑料日光温室，冬季不加温

生产黄瓜取得成功，并且由第一代节能型日光温室发展到第二代节能型日光温室。1987-

1989年农业部组织北方地区进行适应性开发研究，在日光温室种植番茄、茄子、辣椒等喜

温果菜类和多种叶菜类获得成功，并取得高产，面积发展到1000公顷。1990年，财政部、

国家科委、农、业部立项开发推广，成立了“日光温室高效节能蔬菜裁培技术开发协作网”，

使此项技术迅速推广应用。据统计，1994年我国节能型塑料II光温室的面积为4300多公顷，

比1989年扩大39倍，占同年设施蔬菜栽培面积的12.7%,占塑料温室面积的56.3%,主要

分布在山东、河北、辽宁、河南等省，平均每667m2产量8000千克，平均产值超万元。至

1997年，各种温室大棚己发展到86.67万公顷，成为世界上设施栽培面积最大的国家，其中

温室面积22.67万公顷，大棚面积23.33万公顷，中小棚40.67万公顷。1999年全国设施栽

培面积达139.6万公顷，其中，温室面积36.7万公顷，大棚面积45.66万公顷，中小棚面积

57.24万公顷（表1—2—4）。80年代末90年代初又迅速发展遮阳网覆盖栽培，至1997年达

到6万公顷（主要在南方）。至1997年底无土栽培面积达到165.7公顷。

表1—2-4全国设施农业种类面积（万公顷）

年份温室大棚中小棚合计

19780.5271.0671.594

19850.9580.7472.5864.291

19902.5472.7998.57913.925

199514.20611.68831.06156.955

199722.67023.33040.67086.670

199936.7045.6657.24139.6

据统计资料，我国设施栽培面积最大的省份是山东、河北、河南、辽宁、江苏和陕西。

而高效节能日光温室面积最大的省份为山东、河北、辽宁等省（表1—2-5）.

表1-2-5全国主要地区的设施状况（万公顷）

地区设施总面积日光温室大棚中小棚分布点

LLI东40.0012.006.6721.33寿光、临淄、苍山、聊城、荷泽等

河北24.89.25.410.2定州、成安、廊坊、徐水、固安等

辽宁9.876.001.332.53辽西、辽南

江苏8.200.532.804.87淮河

河南10.672.002.006.67陇海沿线、驻马店、周口

陕西4.000.800.872.33西安、咸阳、渭南、延安、榆林、宝鸡

新疆2.000.801.000.2乌鲁木齐、昌吉、石河子、喀什、库尔勒

黑龙江1.470.330.800.33

北京1.050.290.260.50

上海0.170.0020.030.03

据各地统计资料显示，高效节能日光温室栽培技术示范点19907995年每667m2年产值

在9386.6-17656.8元之间，一般在11000-12000元左右,纯收入在2593.5~6991.4元之间，

高低相差一倍多，一般在3000~4000元左右；塑料大棚每667m2年收人在4000~11000元之

间，年纯收入在1000~3000元之间；中小棚的年收入，在北京郊区春秋两茬相加也可达到近

10000元。北京市的资料还表明：该市设施蔬菜栽培面积，占蔬菜栽培总面积的24%,而

收入占整个菜田收入的60%,露地蔬菜和设施蔬菜的纯收入比为1：5,设施大桃栽培每

667m2纯收人30000元，与露地桃收益比为10：1,可见设施栽培的比较效益是很高的。

各种设施的效益与其设施状况、所处地理位置，该地区市场发育水平、种植作物种类以

及栽培者技术水平和生产中投入，都有很大的相关性：

1.温室结构和性能与效益的关系如在北京顺义大孙各庄乡大塘村，同是种冬春茬黄

瓜，因温室始建年份不同而技术参数不同，两栋各333m2的日光温室，19977998年的冬春

茬黄瓜收人分别是：1994年建的为9000元，1997年新建的为13000元。造成该差异的主要

原因是温室的技术参数不同，两栋温室透光保温性不同，因而后者产量高，上市时间早，获

得了较高的价值。

2.种植种类与效益的关系如河南荥阳市，日光温室种植黄瓜、番茄等大宗莱，每667m2

年纯收入平均4000元，高的8000~20000元，种植盆、切花的，年纯收益40000~50000元，

种植油桃、樱桃、葡萄的年纯收益20000~30000元。在山东，日光温室黄瓜最高产值可达4

万元，日光温室种植香椿最高的年产值达10万元（投入5万元）。

3.茬口安排与效益的关系茬口安排不合理，致使上市时间不对，效益就不高。河南

荥阳市王村镇一户农民，黄瓜12月中旬育苗，3月份才上市，每千克黄瓜仅0.4—0.6元，

如在元旦、春节上市，每千克黄瓜均在2元以上。

4.地理位置与效益的关系不同的地理位置对产品所售价格影响很大。如城郊区与边

远地区相比，价格大不一样，同在山东省，寿光地区的市场发育良好，其蔬菜设施生产的效

益就比其他地区好得多。在寿光市场上，没有卖不出去的莱，也没有买不到的菜。但在有些

市场发育不成熟，栽培技术不过关的地区，盲目发展成片的日光温室及大棚，致使旺季时滞

销，烂菜严重，很多棚的产出不能保本。

（二）高效设施农业产业示范园区已初步建成

为推动我国蔬菜工厂化农业生产的发展步伐，国家科委把工厂化农业技术研究和示范项

目列入“九五”农业科技攻关重点课题，在上海、北京、沈阳、浙江、广东等地建立了蔬菜

和苗木工厂化高效生产示范区。

1.上海蔬菜高科技推广中心占地约85.3公顷，其中包括从荷兰引进的智能型温室两

栋，每栋占地1000m\每公顷费用1200万元，智能温室主要可控因素有温度、湿度、光照、

水、肥。该中心的其余设施为大棚，每个大棚占地约667m2,费用为1.5万元，大棚的用膜

是从以色列引进的，架子为镀锌的，温室内使用的微型机械可用于翻地、开沟、施肥、打药、

松土、覆膜、运输等。这套系列机械是从欧美地区用得较多的设备引进后进行多次改进后形

成的。

2.沈阳市蔬菜科技示范区占地约3.3公顷，共建成22栋日光温室，每栋占地约

400~467m2,温室结构采用的是鞍山型的二代，砖墙式结构，跨度6米，高度2米，原种蔬

菜，现改种花卉，并在温室内加有暖气片，内有无土栽培技术。每栋造价约4.5万元。现在

正在新建1栋占地667m2的新型智能温室，是由清华大学设计的，全铝合金半地下的玻璃型

温室，后墙带操作间，总造价约为150万元，用于种植花卉，可自动调控的因素有湿度、温

度，光照、水、肥等。

3.北京蔬菜高科技示范园按规划设计，每个示范区占地26.7公顷，建标准日光温室

100栋，大棚50栋，并设有试验区和加工区。总投资2700万元（每个区675万元），其中北

京市无偿投入1600万元，占60%；贴息贷款800万元，占30%；乡自筹300万元，占10

%。每栋日光温室设计造价4.7万元，大棚设计造价1.7万元。示范区建设的总体目标要达

到国内先进水平，具体体现在6个方面：①保护地设施结构技术先进；②最新综合配套栽培

技术；②科学布局、设施配套、环境良好；④集科技、试验、示范与产加销于一体；⑤周年

生产供应，高产、优质、高效益：⑧科技示范交流，体现京郊蔬菜生产水平。

顺义县沿河乡“蔬菜高科技示范园区”占地30公顷，计划投资1200万元，己投入1000

万元，其中市投入480万元，日光温室生产上采用6项新技术：①特种蔬菜品种（四个系列

100个品种）；②温室生产农机配套设备（20台套）；②工厂化育苗；③滴灌；④遮阳网；⑤立

体裁培。现已实现每667m2日光温室年产值1.5万元，利润0.6万元，大棚年产值1万元，

利润0.4万元。示范园区经营管理采取以下7项措施：①园区由乡多种经营公司领导，建立

园区管委会；②各温室、大棚集体经营，个人承包；③菜农来自本乡，用期1~2年；④园区

列为农业部绿色蔬菜特供基地；⑤蔬菜注册商标“沿特”、“京沿”；⑥产品直销饭店、超市；

⑦园区每年投入生产保险金5万元。

最近，北京锦绣大地农业公司又投资1.2亿元建成了现代化农业示范园区，包括无土栽

培、现代养殖、观光农业等内容，展示了21世纪现代农业的发展模式。

陕西省在杨凌投资3000万元建立了现代农业示范园，主要展示现代化温室生产技术和

进行人才培训。

（三）我国设施栽培面临的问题及对策

1.数量较大，质量较差全国设施栽培面积已达139.6万公顷，如按城乡人均占有面积

来看，现人均达到10.70?,比80年代中每人0.3611?增长了29.7倍，若以当前产量20千克

/n?计算，则人均占有蔬菜143.4千克，如加上露地蔬菜，人均年占有蔬菜300多千克，比

80年代人均占有量仅73千克，增长了4.1倍，这样每人每日可吃到0.82千克蔬菜，已完全

满足国人吃菜。因此，设施面积较大，蔬菜产需总量已基本平衡，大宗菜出现了季节性、区

域性的相对过剩，价位下跌，效益下降。所以要稳定面积，提高质量，增加科技含量，优化

生产布局与茬口种类布局，提高单位面积产量与效益。

从设施水平上看，温室和大棚80%以上是结构简易类型，以竹木、水泥杆为骨架，厚

厚的土墙降低了土地利用率，仅40%~50%；作业空间小，立柱多，不便于机械操作，只能

靠手工作业，更谈不上自动化管理；保温、采光性能差，强度弱，难以抵御雨雪冲击，年年

维修，年年冲垮。对于农户而言，一家一户还能随时补修，只不过增加维修费。对于企业来

说，大规模专业化生产，年年维修是很不协调的。所以要搞设施农业产业化就必须从设施水

平和管理水平上提高。具体来说，改造普通型温室，逐步升为提高型温室。要改土墙为砖墙,

改竹木水泥为钢架骨架，改草帘为保温被覆盖，改手工操作为小型农机操作，改单纯温室骨

架为内部装备调节环境功能的设备，逐步向现代化、自动化方向发展。

2.设施种类齐全，内部功能较差设施农业也被称为控制环境农业，即人工控制环境

因素来满足蔬菜最佳生长条件，从而取得最大经济效益。空气、根系温度、光照、水、相对

湿度、二氧化碳和植物营养等因素，都可以实行人工控制。从我国设施农业来看，虽然有温

室、大棚、中小棚、遮阳棚、阳畦等种类齐全的设施，但内部控制环境的设备较少。比如调

节室内温度高低仍靠人工打开窗户，拉开薄膜进行自然通风散热；灌溉仍然照露地那样大水

漫灌，而不是喷滴灌；施肥仍是盲目追化肥，而不是定量定时施用。因此，可以说我国的设

施水平还是比较落后，耗费的能源、材料、人工是较大的，必须逐步改善，才能提高设施水

平。

3.种植种类较多，栽培技术不规范我国蔬菜种类繁多，品种齐全，常年栽培最多的也有

四五十种，但普遍存在产量低，产值差的现象。例如，我国温室番茄生产水平为每平方米6~8

千克，高产水平可达16千克，而荷兰产量可达30~35千克，相差甚远。其原因一是品种不同，

二是栽培技术落后，管理粗放。比如荷兰的温室面积中的70%以上已采用无土栽培，微电脑控

制温室的生产达90%以上，使作物栽培向自动化、工厂化发展。而我国大多数农户仍沿用传统

的管理方法去种植，难以提高单产。因此，必须选择耐低温弱光的优质高产良种，加以推广：

研究推广日光温室深冬栽培配套技术标准；增施有机肥和二氧化碳气肥，以提高品质和产量；

变温管理和综合防治病虫害，稳产高效。

4.生产面积较大，社会化服务体系与市场发育不健全据统计，1996年全国蔬菜播种

面积为1046.7万公顷，其中反季节，超时令蔬菜的总产量达2700多万吨。我国最大的蔬菜

生产与销售基地山东省，1995年蔬菜产量3695万吨，有2000万吨销往省外或国外，年产

值200多亿元。如此庞大的销售量，要靠市场良性循环才行。而我国小生产与大市场、大流

通的矛盾突出，分散性的经营格局，随意性的种植制度，不确定的品种数量和质量，小生产

很难与蔬菜大市场、大流通对接。因此，在发展设施生产的同时，就必须建立市场流通场所，

配套的社会化服务体系要跟上。要宏观管理，及时收集和发布市场信息，指导农民及时调整

种植计划，减少盲目性，以稳定农民的收入。同时抓好市场管理，寻找销路，完善社会服务

体系，包括生产资料市场，产品市场，产品采后处理、运销等，提高整体生产效益。

（四）设施栽培的发展趋势

针对我国设施栽培发展的大好形势，今后一段时间的发展重点应该是，大力发展以高效

节能型日光温室为龙头的设施栽培，要制定各种类型的设施标准，建立低成本、低能耗的设

施设备成套技术体系，高效设施栽培管理体系和设施生产产业化体系，从机械化、电气化、

专业化着手，提高设施结构与设备档次，进一步发展为工厂化高效农业。要集成国内外农业

高新技术，以市场为导向，科技为先导，大幅度提高单位面积产量与效益，走出一条适合我

国国情的，并与世界先进农业生产方式接轨的农业新兴模式。

1.开发新型温室结构，制定设施标准体系我国今后设施结构发展要抓住两个重点，

一是设施结构类型，以塑料棚为主；二是高效节能。虽然玻璃温室在西欧等国家较普遍，但

是有两个原因不适合我国发展，一是气候条件不同，像荷兰、西班牙等西欧国家，属于海洋

性温带阔叶林气候，夏季凉爽，气温多在25℃左右，超过30℃的天气极少，冬季温和，多

雨雾，所以设施以建设玻璃温室为主。而我国北方地区大多数属于大陆性北温带地区，夏季

高温干燥，冬季寒冷风大，所以，温室要具备夏季降温、冬季保温的性能，以建设塑料温室

为主。二是国情不同。西欧诸国属于发达国家，经济条件好，人们购买能力强，对产品要求

质量越高越好，所以，设施栽培可以实现高投入、高产出、高效益的目的。而我国属于发展

中国家，经济基础还不强大，人们生活水平较低，购买能力与观念还赶不上，所以，要考虑

低成本低消耗高效益的问题。

在“六五”至“九五”期间，我国在塑料大棚、日光温室的结构优化方面都做了不少研

究工作，而且取得了许多成果。但是，目前只有钢管装配式塑料大棚和玻璃温室结构有国家

标准，而节能型H光温室及配套设备仍无统一标准，需要进一步制定。另外，面对21世纪

农业，需要开发新型墙体材料、保温材料和骨架材料，要设计出大跨度、高空间、透光保温

好和便于机械化操作的新型温室结构，以提高结构性能与档次。

2.开发设施内环境控制技术与设备21世纪农业明显的特征是高科技的工厂化高效农

业。工厂化农业是指在相对可控环境条件下采用工业化生产，实现集约高效及可持续发展的

现代化生产方式。针对我国设施可控水平低、机械不配套的现状，应尽快提高环境控制能力，

促进改变靠天吃饭进程，缩小与发达国家的差距。因此，重点研究温室环境指标（包括温度、

湿度、光照等）和自动化捽制技术，对加温、降温、灌溉、通风、排湿、补光、二氧化碳施

肥等环境调节技术实行优化组合，便于应用。对以上各种环境调节设备进行开发应用。要注

重信息技术和专家系统的应用研究。

3.新品种引进与配套栽培技术研究优良的温室品种与成熟的管理技术是获得高产高

效优质产品的根本保证，所以，要开展新品种及配套高产栽培技术的研究。要采用抗病、高

产、优质的良种，立体栽培及营养液栽培新技术，植物生长调节技术，以生物措施为主的病

虫害综合防治技术和产品产后处理技术，建立从品种选择，栽培管理到采收包装一整套完整

的规范化的技术体系。

4.开发与应用设施生产机械作业技术主要是开发研制一系列温室小型农机具，并能

够进行温室内耕翻、定植、铺膜、消毒、嫁接、作境、开沟、施肥、打药、清洗、包装等机

械作业，使人们从简单繁重的劳动作业中解放出来，走机械化道路。可以把引进和开发研制

结合起来，吸收国外先进的小型农机具和园艺资料，开发适合我国实用的小型机械与农具.

5.开展设施生产产业化体系及经营管理模式的研究作为产业化体系应该包括设备设

施与环境工程、种子工程、产后处理工程、蔬菜工厂化种植工艺工程等部分，是设计、制造、

生产、销售一条龙，农科贸一体化系统。所以，要实行企业经营管理，走公司加农户道路，

形成求实高效的运行管理体制。为顺利运转整体系统，还需要建立社会服务体系、人才培训

体系、信息收集与分析体系等，这样庞大的系统需要人才、技术、资金、管理等方面的集成

优势，统一协调，顺利发展，最后形成强大的产业集团，走向市场，走向世界。

6.开展无公害蔬菜生产技术的研究设施栽培中最容易发生的问题是连作障害，是土

壤连茬栽培后积累了大量盐类物质和病虫害。大量农药和有害物质积累严重污染蔬菜，人们

食用后造成中毒，危害人们身体健康。另外，也由于连作障害影响温室生产，限制了设施农

业的发展。因此，防止连作障害，减少农药化肥污染，生产无公害蔬菜已是今后设施栽培中

重点研究内容之一。特别是加入WTO后，创汇农业也要求生产无污染产品。

7.培养设施农业管理的专门人才我国设施农业与世界先进国家的差距，其本质上是

人才的差距。所以，政府应重视人才工程，大力培养专门人才，提高管理者和生产者素质，

才能尽快赶上世界水平。

第三节设施园艺生产技术变革

一、技术革新

其突出表现为：

（一）开发和改良设施构造和覆盖材料

从结构上，由简易到复杂，由土木到钢铁骨架，变化较大。例如我国保护地生产上就是

从阳畦到土暧房，从小拱棚到节能日光温室、大棚、温室、从鞍山式日光温室、北京改良温

室到大型连栋温室。从完全人工操作管理到半自动、全自动控制管理结构和设备。

从覆盖材料上，由油纸，草帘到塑料薄膜，玻璃，由各种软，硬质塑料材料到无滴、无

尘、各种颜色的薄膜，都是从透光性、耐久性及选光性等特点上确定，开发和普及。

（二）育苗技术工厂化，省力化

育苗自古以来就是在阳畦、平地上进行，而且费事费时。随着生产发展，目前已采取工

厂化育苗的方法，即从苗子最佳生长状态中确定育苗期最适宜的温、光、水分和养分的管理

指标进行管理。育苗基质是稻草、熏炭、蛭石、海棉泡沫等材料，把种子播在装有这种基质

的育苗盘或箱上，放在育苗室内进行适宜环境条件管理。由于放在育苗架上，移动方便，管

理得当，环境控制容易，再加上苗子的嫁接技术，有利于防止病虫害。这种育苗方法管理方

便、时间短、苗壮、并能成批出苗，节省了大量人力和时间。

（三）调节环境条件，适应作物生长。

设施园艺生产的最大特点就是人为调节、改善栽培环境条件，栽培作物。因而，从光、

温、水分、气体等方面，采用了一系列实用技术和设备。从温度管理上，有保温、省能源的

保温幕、有锅炉加热，地热，太阳能，电热等技术，也有湿帘、遮光膜等降温技术。在气体

管理上，有半自动和全自动通风设备，也有C02施肥装备。在光照管理上开发了日光灯，高

压纳灯等补光设备，使蔬菜工厂化成为现实。自动化管理是高层次技术结构，利用电子计算

机监视，控制和调节环境因子，满足作物生长要求，使产品变商品成型出厂，使蔬菜生产周

年进行，产量上升，品质提高。

（四）防止连作障害，推广无土栽培技术。

在设施园艺生产中，连续3~5年在固定温室内生产后，由于土壤盐类积累和病虫害侵害，

带来连作障害，造成产量下降。为此，设施园艺生产工作者又开发了嫁接技术，普遍运用到

番茄、黄瓜、西瓜、茄子、甜瓜等作物上，有利防止了根系病虫害感染。也开展蒸气消毒，

太阳热消毒等栽培床消毒工作，消灭土壤病虫害。更吸引人的是推广了无土栽培技术，出现

了岩棉块，NFT营养膜，蛭石，砾培，袋培等设备装置形式，将作物栽培在无土基质和栽

培床上，供给了营养液进行生产。这种干净、无病，稳定而高产的生产系统产生，是农业生

产一大变革。

二、今后的展望

设施园艺发展到今天，已经从结构，管理技术初步形成一定的规格化，也在园艺生产中

占有重要地位，但从长远地看，还有以下几方面的技术开发需要进一步探讨、研究。

（-）开发利研制更合理，更经济实用的构造材，覆盖材和附加设备，提高温室设施性

能。

（二）研究省能源实用技术和环境调节技术，尽量地普及和推广于大面积生产中，保证

周年生产稳定进行。

（三）进一步研究综合防止连作障害和病虫害对策和技术。

（四）向高度装置化，技术集约化和自动化管理方向进军.

（五）应用信息技术，研究与开发植物工厂化生产技术体系。

思考题

1.园艺设施发展的意义及作用

2.国内外设施园艺技术上的差异点是什么？

3.我国设施园艺急待解决的问题是什么？

第二章温室和大棚的建造计划

提要：1.了解温室大棚建造的场地选择与布局要求

2.掌握投资计划的制定方法

第一节温室和大棚的建筑特点与设计要求

一、必须适合于作物的生长和发育

温室和大棚是栽培园艺作物的场所。为了适于作物的生育，要求具有白天能充分利用太

阳光能，获得大量光和热的结构；高温时应有通风换气等降温设备，夜间应有密闭度高，保

温性能好的结构，低温时应有保温采暖等设备；调节土壤水分应有排灌设备；还要求有理化

性质好的土壤。总之，为了满足作物生长发育所要求的环境条件应尽可能使温室和大棚的结

构设计合理，以便发挥更好的效果。

二、严格调控环境

为了取得高产优质的产品，要随着作物的生育和天气的变化，不断地调控室内的小气候。

特别是高湿高温条件。不仅影响作物的生育，还容易发生病虫害，所以要求具有灵敏度高，

容易调控的结构和设备。

三、良好的生产条件

内部环境要适于作物生育，便于劳动作业和保护劳动者的身体健康。如采暖、灌水等管

道配置不合理或立柱过多时，要影响耕地等作业；结构过于高大，影响扣膜作业，而且也不

安全，再如室内高温高湿容易使劳动者疲劳，降低劳动效率；还因病虫害多，要经常撒农药,

直接影响劳动者的健康。其残毒也要间接地影响消费者的健康。此外还要考虑换下来的I日薄

膜和营养液栽培时废液的处理问题，否则易造成公害。所以要求有处理设备，或使用无毒的

薄膜。

四、为