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园艺论文范文精选

园艺论文

园艺论文范文第1篇

国外设施园艺发展的特点

1工业技术植入园艺作物生产,实现了设施园艺生产的自动化

工业技术植入园艺作物生产之中,使设施园艺赋予了工厂化农业的内涵,成为工业化大体系不可分割的部分。温室生产的高投入、高产出、高效率管理模式要求应用大量的高新技术,当前工业领域内的科技成果(如机器人技术等)不断运用于温室园艺配套装备之中,已取得初步成果。国外发达国家一直致力于把自动化技术应用于园艺作物的耕种、施肥、灌溉、病虫害防治、收获以及农产品加工、储藏、保鲜的全过程,可以根据作物生长发育的特点,创造最适宜的温室环境条件,基本摆脱了外界环境条件对作物生产的影响,实现了作物周年生产和均衡上市。目前,这种自动控制技术逐步向智能化、网络化方向发展[31]。20世纪70年代以来,发达国家的设施园艺已具备了设施设备完善、生产技术规范、产量稳定和产品质量安全性强等特点,并且已形成了温室制造、生产资料配套、产品生产、物流等为一体的设施园艺产业体系。目前,日本、美国、荷兰、以色列、韩国、英国开发出的耕耘、移栽、施肥、喷药、蔬菜嫁接、蔬菜水果采摘、育苗移栽、苗盘覆土消毒等机器人装备相对比较成熟,可用于设施园艺生产。温室园艺机器人的使用,不仅大幅提高劳动生产率,改善设施生产劳动环境,而且保证了作业的一致性和均一性[32]。日本、韩国等国研究开发了多种设施园艺耕作机具、播种育苗装备、灌水施肥装备以及自动嫁接装备等,提高了温室管理水平和劳动生产率;荷兰研制温室屋面清洗机械装置,用于清洗屋面灰尘,大幅度提高了温室的透光率[33-34]。另外,荷兰还开发出自动通风窗开闭、温湿度调节装置,被越来越多的温室采用。发达国家在设施园艺产品的采收和后加工过程中,广泛使用包装机具、高效运输装置、盆花转运机械、快速分级系统等设备,提高了园艺农产品的商品性,如荷兰采运、包装设备能同时实现10~20个不同花卉品种的自动分类,X射线可用于分辨盆花茎干的长度和叶色[35]。

2高新技术在设施园艺中的应用,推动了设施园艺向“植物工厂”方向发展

无土栽培、计算机技术、生物技术、产品采后处理、新能源利用等高新技术在设施园艺中的应用,使设施园艺逐步向“植物工厂”方向发展。在美国、日本、英国、奥地利、丹麦等国都建有高度自动化的“植物工厂”,可用来生产蔬菜、花卉和果树,并且一些高附加值的作物如香料、工业原料植物、药用植物、食用菌等也采用“植物工厂”进行生产。目前,“植物工厂”主要用于生菜、菠菜、莴苣、三叶芹、番茄等蔬菜作物的生产,由于充分利用空间,实现立体多层种植,单位面积的栽培效率可提高数倍。如日本在“植物工厂”内利用无土栽培技术和环境自动调控技术,一年内可多茬栽培生菜和菠菜,收获期比露地缩短一半时间,产量可达180kg•m-2左右,为露地栽培的30倍以上[26]。此外,随着人类对太空探索的日益增多,太空农业成为研究的热点,美国宇航局(NASA)在国际空间站上探索“植物工厂”技术,目前已在绿豆、菜豆和马铃薯等作物上获得了成功。

3无土栽培技术的应用使设施园艺发生了巨大变革

20世纪20年代末,无土栽培技术开始应用于设施作物生产,使设施栽培技术产生了一次大的变革。无土栽培打破了作物生产的空间和地域限制,可以在不适合作物生长的荒漠戈壁、滩涂地、海岛、盐碱地、高寒地、阳台屋顶甚至太空进行作物生产;无土栽培改变了设施栽培的传统种植方式,采用营养液或有机基质进行作物生产,可以有效避免设施土壤连作障碍,生产出清洁安全的园艺产品,并且具有省水、省肥、省工等优势,从而成为栽培学领域飞速发展的一门新技术;无土栽培可加速作物生长,提高产量和品质,一般果菜类蔬菜水培的产量为土壤栽培的数倍甚至数十倍,如番茄营养液栽培年产量最高的可达到75kg•m-2,极大提高了园艺作物的生产效率。20世纪70年代初,美国已有400hm2温室采用无土栽培技术生产黄瓜、番茄等。目前,在发达国家的设施园艺生产中,无土栽培占温室总面积的比例荷兰超过70%,加拿大超过50%,比利时达50%,美、日、英、法等国的无土栽培面积达到250~400hm2[36-37]。欧共体明确规定,所有欧共体国家温室作物生产要全部实现无土栽培。

4节能、环保的理念贯穿于设施园艺生产之中

设施园艺是一种高能源消耗、高成本投入、高效率产出的生产方式,其中温室的能源消耗占运行成本的比例较高,减少能耗、提高能源利用效率是设施园艺发达国家开展节能工作的普遍做法。随着能源危机的不断加剧,节能设备已成为温室装备研究和开发的热点之一,而人工补光装置是温室耗能最多的设备之一。日本、荷兰、美国等积极探索温室新型补光光源LED的研究。LED冷光源在满足作物光合作用需求的条件下,与传统钠灯相比具有高光效、长寿等特点,节省能耗达50%以上[38-39]。近年来,由于中东局势不稳定导致能源紧张、CO2排放的限制以及《京都议定书》的执行等原因,欧美发达国家已将节能技术作为温室领域最重要的研究课题。目前在设施园艺节能新材料、新技术和新能源的研究中,主要倾向于对太阳能和储热材料的有效利用。其中,温室相变储热技术就是最具发展前景的节能技术之一[40],美国和日本等国使用氯化钙、硫酸钠、聚乙二醇和石蜡等相变材料作为墙体储热、地下储热和室内外联合储热系统,试验证明是可行的储热方法,但其工艺和储放热效率等尚需进一步改进[41-42]。一些国家利用浅层地热,在夏季通过把低温冷水源抽到地上,用于温室降温,经过热交换的热量回流到地下,冬季把高温热水源抽上来,只需要稍微加温就可以用于温室增温[43]。另外,通过对温室覆盖材料内侧进行镀膜处理,能够有效阻止长波向室外辐射,减少了热损耗,可以实现节能25%以上。在多余能量回收和利用方面,荷兰瓦赫宁根大学通过覆盖多层光谱选择性吸收的金属材料(SOL-MOXHilite,荷兰)和绝缘塑料薄膜(Ebiral,美国),研制成一种高效降温-高品位能量产生组合系统,并应用于生产[44]。该技术在高温季节,可以反射作物光合作用不需要的近红外光(NIR),减轻温室的高热负荷,而收集反射的能量直接或间接地转化成电能,用于温室降温的能耗;荷兰温室通过在玻璃表面喷洒白色涂层,减少夏季进入温室的太阳辐射量,达到降温目的;通过改进温室通风窗口的数量、尺寸、传动方式以及开启的角度也能够使温室达到较理想的降温效果。发达国家在发展设施园艺过程中,把保护环境作为前提条件。进入21世纪,随着人们对生态环境保护和食品安全的日益关注,欧美发达国家在探索温室能源高效利用、生态环境保护等方面进行了大量的研究工作,研制开发出一系列适合于温室安全生产的环境友好型新技术。营养液无土栽培技术在现代温室生产中被广泛使用,然而,大量营养液的废弃给环境带来巨大的压力。欧盟普遍采用营养液闭路循环系统,通过对营养液的回收、过滤、消毒等措施,实现节水21%、节肥34%,提高营养液利用效率,同时大幅度地减少营养液外排污染水源和土壤。在温室病虫害防治方面,开展以生物防治、生态防治和物理防治相结合的综合防治技术的研究与应用[45]。目前,荷兰在温室生物和生态防治综合利用方面处于世界领先地位,如Koppert公司通过释放天敌昆虫,能够对设施蔬菜主要害虫达到良好的防治效果,如粉虱天敌浆角蚜、斑潜蝇天敌潜蝇姬小蜂、蚜虫天敌食蚜瘿蚊[46],目前这些害虫的天敌已基本实现了商品化。为了提高温室番茄、甜椒等蔬菜作物的质量,禁止使用化学生长激素,荷兰研制驯化出取代传统振荡授粉的雄蜂授粉,这种授粉方式效率高,并且能使作物产量提高20%左右。以色列开发出太阳能杀灭温室土壤病虫害新技术,把灌溉系统安置在翻耕的土壤中,铺上一层薄薄的透明塑料膜,经过夏季高温处理,可杀死地表30cm土壤层中90%~100%的细菌、真菌以及线形蠕虫等。统计分析表明,太阳消毒法可提高设施番茄、洋葱、土豆等农作物产量25%~432%。在新型栽培基质开发利用方面,加拿大、以色列、英国等国研制出替代草炭、岩棉的无土栽培生态型基质,形成与其相配套的设施蔬菜低碳栽培技术体系[47]。目前,低成本、环保型无土栽培基质研发已取得重大进展,并逐步走向产业化、商品化。

5信息化技术和计算机技术应用于设施园艺作物周年生产之中

随着微型计算机、传感器及单片机技术的运用,温室环境控制智能化、网络化管理技术得到较快的发展。设施园艺发达国家研发作物自动化生产管理和环境智能化控制体系,从育苗、定植、栽培、施肥、灌溉等过程全部实现自动化运作,温室环境如温度、光照、湿度、水分、营养、CO2浓度等综合环境因子全部实现计算机智能监控。随着无线网络技术的应用,温室网络化管理技术也得到了较快的发展。美国、日本、荷兰研发出一种基于控制器局域网总线(CAN)和无线传感器网络(WSN)的控制系统,能够对温室内空气温湿度、土壤温湿度以及光照等参数进行自动采集,同时控制风机、暖气、水泵等温室环境调控设备,使温室环境达到农作物生长的最佳环境[48]。通过研究温室作物生长发育与环境、营养之间的定量关系,建立作物生长发育信息化模型,开发出适合不同作物生长发育的温室控制、咨询及管理专家系统。以色列和荷兰开发出番茄和黄瓜等蔬菜作物生育模型和专家系统,包括适用于整枝方式、栽培密度、针对天气和植株生育状况的环境指标、不同生育阶段的水肥指标、病虫害预防和控制技术等。荷兰瓦赫宁根大学通过将作物管理模型与环境控制模型相结合,实现温室环境的智能化管理,大幅度降低了温室系统能耗和运行成本。日本千叶大学利用遥感遥测、人工神经网络、遗传算法、模糊控制策略等智能控制技术,对农产品从产地生长、采收验收、加工、自检自控等所有过程的数据、信息、图像都实现了信息化管理[49]。

6注重温室作物专用品种的选育及其配套技术的研发

现代农业竞争的核心是品种,重视温室栽培作物专用品种的选育是设施园艺发达国家保持温室产业世界竞争力的重要手段。这些国家在搜集保存本国种质资源的同时,还十分重视国外种质资源的搜集、交换和引进,如以色列通过搜集和引进国外花卉、蔬菜、果树品种在设施内进行微咸水灌溉,通过遗传改良、驯化,培育出适合于本国温室生产的专有设施园艺品种。近年来,设施园艺发达国家越来越关注设施作物新品种的外观品质、营养品质、耐贮运等性状的选育,如以色列选育出一种根据客户对体积和色泽要求的无籽西瓜新品种;荷兰种苗公司开发出一些富含钙质、维生素且热量低的“减肥蔬菜”,高氨基酸含量的“营养蔬菜”,具有观赏价值的“花卉蔬菜”等新品种。一些生物技术被广泛用于温室作物新品种的选育,包括细胞组织培养、体细胞杂交、原生质体融合、遗传标记、转基因等技术,在茄子、番茄、甜椒、黄瓜及叶用莴苣等蔬菜作物上培育出一大批优良品种,如德国马普育种研究所将人工合成的吲哚基醋酸基因转入茄子,使冬种茄子与夏种的一样优质;荷兰育成的抗虫蔬菜品种可以大幅度减少蔬菜生产中农药的使用量,既降低了蔬菜产品农药的残留,也降低了蔬菜生产的成本。此外,在开发和选育设施作物新品种的基础上,欧美发达国家非常注重温室新品种配套栽培技术的研究和开发,选育的新品种普遍采用工厂化育苗体系、高效安全生产技术体系和无土栽培技术,利用高新技术使环境因子与栽培模式的规范完美结合,为作物生长提供最佳的环境,保证高产、稳产[50-51]。

国外设施园艺发展趋势分析

1设施环境调控自动化与设施园艺作业机械化程度不断提高

发达国家从事农业人员较少,加上劳动力成本较高,设施园艺生产中非常注重管理水平和劳动生产率的提高,从温室耕作、作物栽培、生长管理、产品采收、包装和运输等过程全部实现机械化控制,温室内温度、光照、湿度等环境调节全部由计算机监控和自动化调控。随着工业技术的不断发展,机器人技术将会广泛应用于设施园艺的生产,实现温室作业精确、高效及省力化。

2温室日趋大型化,环境调控趋于智能化

大型温室设施具有投资省、土地利用率高、便于实行机械化自动管理、实现产业化规模生产、室内环境相对稳定的优点,因此,设施园艺发达的国家如荷兰、加拿大等温室逐渐向大型化方向发展;温室园艺的核心是能够对设施内栽培环境进行有效地控制,创造出适于作物生育的最佳环境条件,因此,未来的人工智能控制系统不仅要做到栽培环境全自动控制,还要与市场、气象站、种苗公司、病虫害测报等相连接,进行产量、产值的预测,为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据。

3设施作物品种更加丰富,市场服务体系更加完善

愈发重视设施作物专用品种的选育,为设施园艺生产提供专用的耐低温、高温、弱光、高湿,具有多种抗性、优质高产的种苗。种苗公司作为品种选育的主体,在种质资源、育苗设备方面具有强大的优势,能够依据市场需求开发设施栽培所需专用品种,并对设施园艺产前、产中、产后提供技术支持和市场信息化服务。

4无土栽培成为现代设施园艺的主要栽培形式

无土栽培技术具有诸多方面的优点,目前全球已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产品质优、商品性好、安全、绿色的园艺产品。随着未来人口数量的不断增长、可耕地面积的日益锐减,无土栽培技术在提高作物产量、拓展土地利用空间以及保护自然生态环境方面具有广阔的应用前景,在设施园艺、观光农业、家庭园艺、植物工厂和太空农业领域也将会拥有广阔的发展前景。

园艺论文范文第2篇

1.实验教学内容缺乏整体性和连贯性。高等农业院校中,除了生物科学等相关专业外,包括农学、林学、园艺、畜牧兽医、食品科学等专业,在本科生阶段开设的分子生物学内容较为简单,主要表现在课时数少和实验内容简单缺乏连贯性。园林植物与观赏园艺专业在研究生阶段开设分子生物学课程的主要目的,一方面是在先前的学习基础上在学习过程中掌握分子生物学国际动态和前沿知识,更加充实自己的理论知识;另一方面是利用先进的科研仪器进一步提高和完善研究生的分子生物学实验操作能力。另外,研究生来源较为广泛,当前我院本专业的研究生,本科专业有园林植物、农学、林学、生物科学和园艺等多专业的学生,不同院校不同专业的本科阶段分子生物学课程教学内容略有偏差,侧重点不同,尤其体现在实验课教学内容上,所造成的学生知识储备的实际差异对研究生分子生物学实验教学带来较大影响。再加上分子生物学这门课程理论知识比较抽象和微观,尤其是分子作用的原理内容抽象性较强,在理论教学过程中需要结合大量的实验教学进行讲解和演示。为达到对学生实验动手能力,创新能力和探索精神的培养,需要增加综合性实验和研究性实验。然而在这方面当前的教学过程中明显不足,现在的实验内容主要包括一些基本的实验操作技术:如植物和质粒的核酸提取、DNA酶切与重组、感受态细胞制备、目的基因连接与转化、常规PCR和荧光定量PCR扩增技术等,缺少综合性实验和研究性实验。这种教学方式不利于培养学生的学习兴趣,更不利于培养学生的创新能力和探索精神,与研究生教学目标不符。

2.实验室建设投入不足。近年来研究生招生人数逐年增长和分子生物学领域的飞速发展,实验室建设上投入表现出明显的不足,主要体现在以下几方面:第一,在研究生实验教学中,由于上课人数较多,实验仪器设备数量上的不足,不能满足每个研究生都能进行实验操作的需求;第二,已有的实验仪器设备更新较慢,由于仪器设备老旧,造成的实验精度和准确性上的问题常有发生,得不到预期的实验结果,使授课教师在实验教学过程中陷入尴尬;第三,实验室购置大型仪器和先进仪器的进度较慢,与分子生物学科研领域的飞速发展形成了鲜明的对比,没办法满足传授学生分子生物学国际最新动态和前沿知识的教学要求,在开展综合性实验和研究性实验的教学过程中,常遇到技术障碍,不利于运用最新的实验技术方法开展教学,对培养研究生的学习兴趣和探索精神产生不良影响。

二、园林植物与观赏园艺专业分子生物学实验教学改革的内容

1.创新实验课程授课形式,优化实验教学内容和考核方式。在基础实验的基础上,增加综合性实验和研究性实验。在研究生分子生物学实验课程中,适当缩减技术实验内容,绝大部分研究生在本科阶段已经修过分子生物学实验课程,此部分内容的教学目的只为补平由于生源的差异引起的知识储备的差异,不宜占去大量的课时安排。利用较少课时进行完植物和质粒的核酸提取、DNA酶切与重组、感受态细胞制备、目的基因连接与转化和常规PCR等基础实验,使研究生熟悉实验原理和实验操作,然后重点开展综合性实验和研究性实验。开展综合性实验和研究性实验过程中,任课教师可以让研究生根据自己的课题科研需要进行合理分组组成研究小组,充分发挥研究生的主观能动性根据已学内容查阅参考资料和自己设计实验,利用基础实验的常规技术进行综合和研究性实验。在此阶段实验过程中,任课教师可以Seminar讨论会的形式让学生进行汇报,让学生参与讨论相互学习,在此过程中,指导教师可以将前瞻性、先进性的科研技术引入到研究生的实验教学中去,使研究生了解和掌握现代最先进的技术思想,全面提升实践能力和科研创新能力。重点把关学生的实验设计合理性与可行性,经过反复讨论和修改,确定优化后的实验设计,指导教师可以从新颖性、科学性以及可行性几方面去评价各个研究小组的实验设计。实验进行过程中,指导教师可以定期组织Seminar讨论会,共同讨论和分析各个研究小组实验过程中遇到的问题和解决方案,锻炼研究生解决问题和分析问题的能力,并以作业的形式定期检查各个研究小组的实验记录,关注每个实验过程,检查研究生的科研动手能力。在本阶段实验结束后,重点考核各个研究小组的实验报告,实验报告应按照科研论文的格式撰写(包括题目、作者、中英文摘要、关键词、综述及实验设计、实验方法、实验结果、讨论分析及参考文献等内容),根据实验报告的规范性、讨论的充分性以及观点的创新性等方面对该部分进行评价。这样的分子生物学实验课程授课形式既做到了在研究生分子生物学实验教学过程中分层次和分阶段的多元化考核,也锻炼了研究生解决问题和分析问题的能力,培养了研究生的独立思考查阅科研资料和书写科研论文的能力。从选题到实验设计,从实验材料准备到实验设备使用,从实验结果的分析到实验报告的撰写,全方位地让研究生参与其中,提高学生运用分子生物学实验技术的能力,起到最大可能地发掘自身科研潜力和提高自身创新能力的效果。

2.完善研究生分子生物学综合实验教学平台。随着园林植物与观赏园艺专业方向硕士点的获批,2007年开始招收第一届硕士研究生,园林植物与观赏园艺专业研究生实验室建设还处于起步阶段,大部分情况下与本科教学共用教学资源,教学和研究基础都较薄弱。在2010年园林植物与观赏园艺被授予北京市重点(建设)学科,在学校各级领导的支持下建立了园林植物与观赏园艺专业方向的研究生实验室,并配套连栋温室等现代农业设施。经过多年的设备更新和补充,添置了研究生科研实践所需部分试剂与耗材;提供经费供研究生导师外出调研及参加学术会议;提供经费供学科导师发表高水平论文、申请专利、购买文献资料,提供专家咨询费供学科聘请专家对学科发展方向调整进行把关。从硬件建设和软件建设两个方面加强学科建设。我们研究生分子生物学综合实验教学平台逐步得到完善。能够开展核酸提取、基因扩增、分子标记、Southern和Northern杂交、基因重组与转化、蛋白质分离与纯化、蛋白质体外表达和酶联免疫等一系列分子生物学实验。既满足了分子生物学综合性实验和探索性实验课程的开设要求,也为学生的实验教学与科研构建了一个良好的平台。实验室建设得到升级优化后教学效果的提升也是显而易见的,从2007级17人硕士研究生中只有1人从事利用分子生物学实验技术的研究并发表核心论文1篇,到2010级18人硕士研究生中只有10人从事利用分子生物学实验技术的研究并发表核心论文10余篇和申报发明专利3项,其中已经授权1项,可见实验室硬件设施的升级改造是与教学质量成正比的。教学质量和科研质量的提高,反过来也为实验室建设争取更多的资源和提供更多的有力支持,进而为园林植物与观赏园艺专业的分子生物学实验课教学改革提供了有力的配套保障。

园艺论文范文第3篇

园艺植物生物技术的课程特点

1拥有自编教材

目前,园艺学院教学团队使用的教材为我校巩振辉教授主编的全国普通高等教育“十一五”规划教材园艺植物生物技术。该教材在选题、内容编排、章节设置等方面均有独到之处,全书共分14个章节,内容新颖,起点较高,能充分体现本学科的新技术与新方法。每章后有小结、复习思考题及推荐读物,书后还附有参考文献,便于学生自学及课后复习。该教材内容上体现了技术的成熟性与前瞻性的统一,选材上体现了基础理论与实践操作的统一,是一部宽口径、厚基础、重实践的教科书。该门课程的教案、课件是在该教材的基础上制定和制作的,其教学内容符合大学本科园艺专业生物技术教学基本目标,结构层次分明,便于循序渐进的学习。

2课外学习资料丰富

植物生物技术是新兴学科,知识更新速度较快。该课程教学团队根据学科特点,依托西北农林科技大学图书馆的丰富馆藏资源,向学生推荐国内外植物生物技术方面的经典教材和论著。同时利用西北农林科技大学购买的多个数据库,如SpringerLink、ElsevierScienceDi-rect、Wiley-Blackwell等,指导、鼓励学生在课余时间接触学科前沿知识,拓宽视野。

3具有良好的实践教学环境和师资队伍

该教学团队是旱区作物逆境生物学国家重点实验室、农业部西北植物种质资源利用重点开放实验室、西北农林科技大学蔬菜学研究所的成员,这些基地和实验室拥有良好的试验设施和仪器设备,其正在开展的植物细胞学、分子生物学、基因组学研究可以为该课程的实践教学提供良好条件。在教学的同时,还积极鼓励学生进入实验室,开展与该课程相关的科技创新课题,该项目由西北农林科技大学支持。在教学团队的建设方面,注重新老教师的结合,成员均具有博士学位,团队中的2名教授负责绪论章节的讲授,从全局上为学生讲授园艺植物生物技术的概况、发展历史、应用前景等。对于具体技术内容的讲授由3名第一线从事科研工作的青年讲师完成。教学内容由团队集体讨论制定,既考虑到教学中的统一性、系统性,又突出生物技术的实用性、创新性,做到优势互补。

4拥有较好的网络教学环境

该课程教学团队依托西北农林科技大学优良的校园网络环境和网络课程建设平台,将教学内容、教学进度与要求、课程习题与参考答案、教学评价意见反馈等内容制作成相应模块上传至网络课程教学平台。选课学生可以在校内无线互联网终端凭借学号进行浏览和下载,也可利用网络上传课程作业、提问问题和对教学效果进行评价[3]。

园艺植物生物技术课程教学中存在的主要问题

1教学内容较多,课时相对不足

园艺植物生物技术内容十分丰富,涉及的知识点较多。目前西北农林科技大学使用的园艺植物生物技术教材内容充实、体系完整,基本囊括了植物组织培养、细胞工程、染色体工程、基因工程、分子标记和基础生物信息学的全部生物技术内容,信息量和教学任务量均很大。而根据园艺专业本科教学安排,此门课程的理论学时数只有32课时。在教学大纲规定的学时内完成广泛和综合的教学内容,而且还要向学生讲授植物生物技术领域的新技术、新成果,对于学生的接受能力和教师的授课能力都提出了巨大的挑战。因此,在教学过程中,如何确定该课程的核心教学内容,合理分配授课时长,体现课程的知识性、系统性、完整性和侧重性,成为进行课程教学改革、提升教学质量的重要组成部分。

2授课内容抽象,教学效果参差不齐

按照园艺专业本科教学安排的要求,该门课程是承接农学专业公共基础课程《生物化学》和《遗传学》而设置的。课程设计上默认学生已经具备初步的生物技术理论知识,了解简单基本的实验技术操作。但经过几年的教学实践发现效果并没有预期理想。在复习生物技术相关理论知识时,学生普遍反映相关内容过于抽象,前期的教学效果不尽理想,很多学生并不真正理解《生物化学》和《遗传学》的相关内容,只是机械性的记忆而通过考试,没有达到理解并以此为基础进行初步应用的要求。这为该门课程内容的正常进行带来了问题。如何将现代生物学知识与生物技术的具体操作相结合,切实做到科学与技术的统一,理论与实践的统一,是进行课程建设所面对的新课题。

3实验教学目的性不强,模式陈旧

按照园艺专业本科教学安排的要求,该门课程还设置了16学时的实验操作课程,主要内容包括植物DNA的提取(4学时),质粒DNA的提取与酶切检测(4学时),PCR技术扩增目的片段与酶切检测(4课时),PCR片段与质粒DNA的连接及大肠杆菌遗传转化(4课时)。从课程设计的目的而言,上述4组实验是一个系统的植物基因克隆的基本操作过程。但是在实际教学过程中发现部分学生易于产生模仿心理,只是机械的重复教师讲授的实验操作,并未主动思考其中涉及的原理以及操作的目的。同时,由于上述4组实验的时间安排较为分散,均是在理论课程相关知识的讲授结束时开设,许多学生觉得实验内容只是对理论授课的补充,很难将几个实验之间建立起联系,知识网络不够清晰。

园艺植物生物技术课程教学改革的思考

针对目前园艺植物生物技术课程中凸显的问题,依据多年的教学经验,我通过合理整合优化课程内容,重视教学方法和教学手段的革新,探索和实践创新教育模式下园艺植物生物技术课程教学改革的新思路、新方法和新举措。通过教学改革,逐步达到发挥学生学习积极性,培养学生独立思考能力和创新精神,提高教学质量的目的(表1)。

1优化、整合教学内容

对此门课程理论教学内容的改革,以拓宽专业视野,培养学习兴趣,提升学生独立思考能力为立足点,把握“新、专、系统”的原则。在实际教学中,考虑到教学课时与教学内容的主要矛盾,通过对教材的深入研究,同时结合近年来植物生物学发展的热点和重要研究领域,确定了植物组织培养和基因工程2个重点教学方向。通过研究教学内容发现,植物组织培养相关知识与基因工程的各自内容均较系统,可以分别作为2个整体进行讲授[4]。因此,在课程设置时,建议学院另设一门园艺植物组织培养(20学时),用以全面系统地讲授植物组织培养的具体原理和操作技术。与此同时,将园艺植物生物技术的讲授重点调整到基因工程方向。2门课程同时开设,互为补充而又不失系统性,经过教学实践,学生反映较好。

2优化课堂讲授,提高教学有效性

园艺植物生物技术课程教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授给学生效果较差,有部分学生反映课程内容只能机械的记忆,很难理解。经过大量阅读国外原版教材发现,如果在讲解具体技术时,将其设计原理的发现过程向学生一并讲授,带领学生回到技术创制的时代,将创制人的实验思路进行剖析,可以收到较好的效果。如在PCR技术的讲解过程中,首先向学生讲解发明人Mullis所在的时代背景,让学生了解PCR技术发明前的科学技术发展情况,带领学生一起分析Mullis的思维方式,启发学生独立创造自己的“PCR”反应[5]。称这种教学方法为生物技术领域的“情景再现”。在实际教学中,学生们反映课程内容较有趣味性,可以激发学生对于生物技术学习的兴趣和独立思考能力,不再像以往那样跟着教师进行机械的记忆,易于形成初步的科研思想。该方法也要注意授课内容的控制,做到突出重点的同时帮助学生理解教学内容,完成教学任务。

园艺论文范文第4篇

1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的核心原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。

2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。

3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。

二、开放式实验教学取得的效果

1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。

2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。

3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。

4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,最后得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。

园艺论文范文第5篇

我国设施园艺发展的特点

1设施园艺生产规模逐渐扩大,涉及领域不断拓展,区域化分布趋于合理

首先,设施园艺产业发展速度较快,增幅明显。改革开放以来,我国设施园艺面积已从不足1万hm2发展到2010年的367万hm2,增加了逾360倍。此外,我国还有超过2亿m2塑料遮阳网、3000万m2防虫网(覆盖面积约10万hm2)以及400万m2的地膜覆盖用于蔬菜生产,我国已成为世界设施园艺第一生产大国(农业部设施园艺发展对策研究课题组,2011);其次,设施园艺涉及领域不断拓展,设施园艺生产作物已从单一蔬菜拓展到花卉、瓜果、食用菌、中草药等多种经济作物领域;第三,设施园艺栽培地域范围不断扩大,目前我国所有的省、自治区、直辖市都有设施园艺生产,从我国南端的海南三沙市永兴岛到最北端的素有北极之称的黑龙江漠河县北极村,从东端的抚远县到最西端的新疆乌恰市都在大力发展设施园艺。我国南北气候差异较大。经过生态、市场和社会经济的长期综合选择发展,我国设施园艺产业目前主要集中在环渤海湾及黄淮地区,约占全国的57.2%(刘华锋等,2011)。设施形态也呈现出区域化分布的态势,北方(北纬33°~46°)以发展高效节能日光温室为主,南方则以塑料大棚多重覆盖和夏季简易设施栽培为主;现代化加温自控温室,在能耗小或能源便宜的经济发达地区或大中城市郊区作为都市农业、外向型农业和军工特需农业定位发展;现代化温室向冬季光热资源丰富的黄淮海地区和亚热带南方地区或能源资源特别丰富的某些北方地区集中。

2设施园艺生产效益明显,已经成为农业增效、农民增收的重要途径

设施园艺生产产值较高,比较效益明显。2008年,全国设施园艺总产值7079.8亿元,占园艺产业的51.3%,占种植业的25.3%,其中设施蔬菜种植面积344万hm2,产量5亿t,产值6769.7亿元,净产值5248.9亿元,用22%的播种面积,创造了36.8%的产量、61%的产值、61.5%的净产值,设施蔬菜产值占种植业的21%,相当于畜牧业的39%,是渔业的1.3倍和林业的1倍。2010年,设施园艺产业的总产值逾7400亿元,净产值逾5700亿元,使全国乡村人均增收856.7元,设施园艺重点产区对乡村人均纯收入的贡献额都在2000元以上。以设施蔬菜为例,2010年全国设施蔬菜的产值6965.3亿元,占蔬菜产业的68%,占种植业的18.9%,相当于畜牧业的34%,是渔业的1.4倍,是林业的7倍。与露地栽培相比较,具有较高技术含量的设施园艺通过对生产环境的调控,能够大幅提高单产效益,2008年的抽样调查分析显示,设施园艺生产的每667m2综合平均产值13485.5元,净产值10456.1元,比露地生产高3~5倍,投入产出达到1∶45。以大棚黄瓜为例,平均每公顷每年产量为77t,与露地种植相比较,产量增加23%;由于能够提前上市且品质较好,所以与露地种植相比,销售收入提高了61.5%,净利润增加35.3%(魏晓明等,2010)。

3温室生产体系基本形成,初步形成了具有自主知识产权的设施园艺产业体系

改革开放以来,我国科研院所及高校通过温室整体技术引进和自主创新,开发出一大批具有自主知识产权,且适用于我国不同区域和气候条件下的新型温室,初步形成了符合我国国情的科研、教学、推广以及生产应用的温室产业化体系,温室建造及配件生产企业数量快速增长,为设施园艺可持续发展提供了技术支撑和装备保障。此外,还形成了多种类型、性能各异、用途广泛的配套设施及栽培技术体系,如加温与保温设施、降温设施、遮阳设施及灌溉设施、无土栽培、节水灌溉、二氧化碳增施,生物育种、机械卷帘自动化等领域的技术水平也不断提高。建立了温室种植作物高产稳产栽培技术规范,提出了管理量化指标,以及计算机辅助决策系统、无公害农产品病虫害综合防治系统(陈琪,2011)。如:温室黄瓜每667m2年产量达1.6万~1.8万kg,番茄达0万kg,较一般设施栽培增产1~2倍,节水30%,产品商品率提高10%,病虫害防效达90%以上,农药用量减少30%~50%,实现了设施作物无公害生产,同时提出了20多种蔬菜、花卉无土栽培技术规程(李式军和郭世荣,2011)。我国设施园艺产业从工程技术、配套设施、栽培技术等方面,初步形成了设施园艺生产技术体系。

4设施园艺装备水平日渐提高,高新技术广泛应用于设施园艺作物生产之中

根据我国各地不同的气候特点,在引进、消化、吸收国外先进设施装备技术的基础上,开发研制了许多适合我国不同区域设施园艺生产的高效节能新材料、新设备(齐飞等,2008)。如冬季保温、夏季降温等新型覆盖材料、滴灌管带系统以及大棚温室骨架复合材料等。随着现代工业技术在农业生产上的应用,逐步形成了环境调控、栽培耕作、采摘运输、智能管理等设备系统,如以无土栽培基质消毒与营养液循环再利用技术装备、CO2施肥器、土壤消毒设备、工厂化育苗与运输设备为代表的栽培设施和消毒设备,以植物生理生态监测系统和温室环境智能化调控系统、专家咨询管理软件系统为代表的设施园艺生产管理设备,以温室覆盖材料、灌溉装置为代表的温室设施装备,以小型耕作机、嫁接用大粒种子定向播种机、穴盘苗播种机、果蔬清洗分级机、自动化嫁接装备和自动化幼苗移钵装备为代表的设施农机类等多种装备(Bergstrand,2010)。这些装备的研发和推广有力地提高了设施园艺的机械化生产水平,推动了设施园艺产业的健康发展。一些现代生物技术和航天工程技术被广泛用于设施作物遗传改良和设施新品种的选育(vanderLans&Meijer,2011),如利用分子与生物遗传学技术筛选优良品种资源,利用生物分子工程技术、细胞融合技术改良品种性状,利用基因工程技术、辐射诱变、航天器搭载等技术选育适合于我国设施栽培的优良园艺作物新品种。目前,我国利用以上这些技术手段已筛选和培育出适合我国设施栽培的辣椒、番茄、黄瓜、甜椒、樱桃、菊苣、球茎茴香等温室专用品种300多个,其中,设施蔬菜品种156个、花卉品种120个,温室栽培品种日趋丰富,园艺产品功能更加完善,满足了人们对农产品多元化的消费需求。

5建成一批以设施园艺为主体的农业科技园区,搭建形成设施园艺技术推广服务平台

20世纪80年代以来,随着高新农业技术的快速发展,传统的农业生产已发生明显的变革,逐渐由资源依赖型向科技依存型转变。作为以现代高新技术为核心的农业科技园区,在成果转化、技术示范推广、产业升级等方面扮演了越来越重要的角色,已成为设施农业的重要组成部分。我国农业科技园的发展经历了试验、探索、发展三个阶段,从弱到强、从低级到高级不断发展,从单一示范向带动区域经济发展转变,从由政府单一主体向企业、高校、科研院所复合主导转变(郑玉东等,2009)。在国家有关部门、各级政府的重视和社会各界的广泛参与下,我国农业科技园区建设取得了巨大的成就,为提高我国设施园艺产业整体水平,加快农业现代化步伐,发挥着越来越重要的作用。据农业部统计,截止到2011年底,我国已建立各类现代农业园区超过5000个,遍及31个省、直辖市及自治区。其中科技部、农业部等6部委认定的部级农业科技园65个(含试点),国家现代农业示范区153个、国家农业综合开发示范区约600个,省级各类农业园区1500个,县地级的农业科技示范园3000个。

6设施园艺功能不断拓展,成为都市农业发展的重要载体和支撑力量

设施园艺产业在现代科学技术的推动下,在发挥其生产这一主要功能的前提下,不断拓展功能,其中,设施园艺功能向都市农业方向拓展的趋势越来越明显(Giacomellietal.,2012)。进入21世纪,我国城市工业化、农村城镇化速度加快,为了解决都市农业资源的先天不足及人口和环境带来的巨大压力,满足城市发展需求,我国东部沿海发达地区率先在城郊发展观光农业、生态农业等都市型观光农业,有效缓解经济快速增长与环境资源保护的矛盾。经过短短十余年的发展,我国都市型生态农业已初具规模,基本具备了农产品供应、社会服务、生态保护、休闲观光、文化传承等多种功能。设施园艺是都市农业的主要载体和技术支撑,都市农业的建设发展需要温室、大棚等设施和现代农业栽培技术作为依托,设施园艺作物的创意性栽培又为都市农业增添观赏性和经济效益(刘二亮和陈飚,2011;Campiottletal.,2011)。近年来,我国在都市型设施园艺关键技术方面进行了积极的探索,在设施园艺作物墙式栽培(立体栽培)、空中栽培、蔬菜树栽培、植物工厂化栽培、栽培模式与景观设计等关键技术和配套设备研究方面取得了一些重要进展,满足了人们对都市农业园艺产品新奇特和观光休闲的要求。

7低碳节能和环境友好型技术成为我国设施园艺重要的发展和研究内容

我国紧紧围绕温室工程建设节本增效的目标,本着合理利用建设地区的气候资源、积极开发利用可再生能源的原则,运用温室建设区域优化布局与标准化配套、太阳能高效利用、新型保温材料开发和节能降耗等技术手段,建立了温室标准化设计的技术平台;将浅层地源热泵技术应用于连栋温室和日光温室,提出了地热在温室中应用的有效措施(Sonneveldetal.,2010);研究开发了钢渣混凝土墙体、相变蓄热墙体以及蜂窝状墙体,热工性能均优于普通混凝土和黏土机砖(王宏丽等,2008;Younsietal.,2011);结合我国气候特点,以华南、华东、华北和西北气候为基础,分别研究了不同气候条件下连栋温室和日光温室的节能技术,相比传统温室,连栋温室综合节能率达到11.6%~38.5%;与传统加温温室相比,我国独创的节能日光温室每667m2均节约标准煤25t,2008年63万hm2节能日光温室共节约标准煤4亿t,等于少排放6.3万t二氧化碳、205万t二氧化硫、178万t氮氧化物,与现代化温室相比节能、减排贡献额提高3~5倍。

我国发展设施园艺的典型经验

1坚持规划先行,科学区划,实行设施园艺产业化发展

经过三十多年的发展,我国已成为世界设施园艺面积第一大国。在实施设施园艺产业布局的过程中,坚持“区位优势,形成规模,突出特色,创造效益”的原则,科学制定设施园艺产业发展规划,根据不同生产区域的气候特点、消费习惯、经济水平等多种因子,有针对性地发展设施园艺。目前,我国已基本形成了设拖园艺优势区域、设施园艺作物种类和种植模式适宜区域以及设施结构类型适宜区域等区划。通过整合人才、资金、技术等资源,推动了设施园艺产业的发展。

2积极引导土地流转,提高农民组织化程度

在政府划定的设施园艺发展区域内,鼓励和引导承包方在自己承包的土地上发展设施园艺。政府通过补贴流转价款、提供就业岗位、实行养老保险等措施,引导和鼓励承包方自愿转让土地。采取土地入股等形式提高农民发展设施园艺的积极性。尊重农民的意愿,依法保护农民的合法权益。健全土地承包经营权流转市场。在劳动力转移比较多的地区,通过培育流转市场主体、搞好指导服务和加强监督管理,进一步健全农村土地承包经营权流转市场,以适应规模化经营和发展设施园艺的需要。鼓励发展设施园艺的农民组建农民专业合作社。打破县、乡、村的区域界限,提倡以生产同类农产品的农民为主,组建农民专业合作社,逐步实现规范化管理,推进设施园艺的生产、销售、加工能力和服务水平的提高。

3积极培育设施园艺产业化龙头,提高企业化运作比重

积极推进“企业+基地+农户”等模式,引导龙头企业建立设施园艺生产基地,促进龙头企业与基地农民结成利益联合体,培育一批现代设施农业生产企业或企业集团。通过不断延长产业链,统筹安排设施园艺产前、产中、产后各个环节,使产供销相互衔接,促进设施园艺经营水平的提高。依托龙头企业,积极打造设施园艺产品品牌、企业品牌、区域品牌及省级和部级知名品牌等品牌体系,通过创建名牌提升各地和我国设施园艺产品的市场竞争能力。

4强化技术服务,有效提高企业和农民科技水平

在设施园艺优势区域和主产区,重点加强设施园艺技术服务体系建设,保证推广经费,优化人员结构,全面提高技术人员的科技素质。乡镇、村均配备设施园艺生产技术员,特别是设施园艺新区,聘请有关专家和技术人员进行跟踪指导,逐户逐棚指导,做到技术起点高、效益好,确保每户有一名明白人,每个企业有一批技术骨干。

5积极开拓国内外市场,加强经纪人队伍建设

制定各项优惠政策,吸引和鼓励企业、经纪人从事设施农产品市场营销,积极构建组织严密、网络健全、信誉可靠的销售网络。

我国设施园艺发展中存在的问题

近年来,我国设施园艺得到了前所未有的迅猛发展,在面积不断增加、规模不断扩大的同时,其产业内部长期积累的矛盾和问题也日益凸显出来。从面积和生产量来看,我国设施园艺的面积与人均设施蔬菜供应量均居世界前列,属设施园艺大国,但要向设施园艺强国迈进,必须突破园艺设施类型、调控环境、专用品种、栽培技术等方面的技术瓶颈。

1设施结构不合理、生产安全性较差

我国从事设施园艺生产的大多数农户由于资金困难,仍主要采用简易型日光温室和竹木结构塑料拱棚,设施简陋、结构不规范、性能较差、空间小、作业不便、劳动强度大、产出率低,缺乏有效抵御冬春低温、高湿、寡照,夏秋季高温、暴雨等不利气候的措施,作物长期处于亚适宜环境。虽然我国目前大力推广以镀锌钢管为骨架的保护地设施,但一些项目因追求政绩、专业知识匮乏及经济限制,钢管大棚建设不达标,抗风雪灾害能力较差,导致冷害、冻害频发,且大棚、温室普遍缺少环境调控装备,低温、高湿病害呈多发趋重态势。尤其是近年来,一些地方盲目加快发展设施园艺产业,采取高指标和高额全覆盖补贴,不顾结构性能和建造质量,建成了一批结构不合理、使用性能差、抗灾能力低的劣等大棚、温室,给设施园艺作物生产带来了安全隐患。隐患主要来自多方面:一是盲目追求超大型大棚、温室;二是大棚、温室维修更新不及时;三是采光保温设计建造不科学;四是高指标和高额全覆盖补贴催生了大量低劣大棚、温室。

2设施装备水平和环境调控能力差,设施栽培专用品种少,栽培技术规范性差

我国大多数农户建造的塑料大棚和日光温室普遍缺少必要的环境调控设备,大棚、温室的温、光、水、气等小气候环境调控能力差;缺少设施生产专用小型机械、机具,机械化程度低,空间小、多层覆盖保温等导致劳动强度大,人均管理面积小,劳动生产率低,温室作物单产与国际水平差距较大。我国温室番茄平均年产量达10~15kg•m-2,黄瓜15~20kg•m-2,为国际先进水平的1/5~1/4(喻景权,2011)。缺乏优良的设施栽培专用品种,栽培品种对设施环境的适应性差,有些甚至采用露地作物品种进行设施生产,影响了设施栽培效益的发挥。此外,设施栽培技术随意性大、规范性差,为了追求产量盲目进行大水大肥管理,导致产品质量差、病虫害多发,且栽培成本高、污染环境;许多新发展起来的设施园艺产区,还未能掌握相应的设施栽培技术,管理粗放,效益不高,严重影响甚至打击了农户发展设施园艺的积极性。

3土壤盐渍化、连作障碍、病虫害日趋严重,产品质量安全性低

由于设施的固定性以及栽培作物的单一性、重复性,大量化肥的不合理使用,加之土壤管理措施不当,随着设施栽培年限的增加,造成土壤养分不平衡,引起土壤微生物种群改变、土壤结构破坏和次生盐渍化以及养分障碍的发生,有害物质积累、病虫害发生频繁、根结线虫严重,连作障碍逐年加重,使作物生长发育不良,产量和品质下降,连作障碍日趋严重已成为我国设施土壤持续高效利用的重要瓶颈。值得关注的是,由于防治设施作物病害药剂的不合理施用,使得园艺产品的安全性降低,环境污染严重。据估计,我国常年发生的重要设施作物病虫害多达100种以上,而造成严重危害的约50余种,产量损失超过25%。

4基础研究薄弱,无土栽培、数字农业、信息技术等普及率低,应用效果差

由于我国无土栽培起步较晚,基础研究不够深入、开发应用较少,导致我国无土栽培技术在设施园艺中的应用规模和范围极小,面积约占温室大棚面积的千分之二,产量和质量优势不明显,影响我国设施作物生产管理技术水平的提高;由于环境因子对作物生理生化、生长发育影响的相关研究不够深入和系统,对环境生理基础研究缺乏足够的量化指标,即使借助于现代信息模拟技术建立设施作物生长发育模型,也未能应用于设施作物专家管理系统,对设施生产的指导意义不强。

5以个体农户生产经营为主,组织化程度不高,劳动生产率低下

目前,我国的设施园艺产业仍以个体农户生产经营为主,能够发挥作用的农民经济合作组织较少。就整体而言,耕作、播种、施肥等设施园艺的生产过程绝大多数仍靠人工进行,作业环境差、劳动生产率很低、劳动强度大,目前我国设施园艺产品的产值与劳动生产率只相当于发达国家的1/10、甚至1/100,规模化、产业化的水平较低,小农经济的生产经营与日益发展的市场经济矛盾越来越突出,更难以走出国门与国际市场接轨,生产效益低下,设施园艺的经济效益难以体现。

我国设施园艺发展趋势及前景分析

1我国设施园艺发展趋势分析

随着科学技术的进步和农业工程技术的发展,集园艺科学、环境调控、栽培管理、景观规划、现代装备等技术为一体的设施园艺内涵更加丰富。我国设施园艺的发展趋势呈现温室建设大型化、设备技术集成化、操作技术机械化、设施品种专有化和多样化、覆盖材料多样化、栽培技术无土化以及病虫草害防治综合化的趋势。

1)温室大型化、现代化,管理操作机械化

由于大型温室具有投资少、土地利用率高,便于实行机械化自动管理和产业化规模化生产,室内温度相对稳定、日温差较小,便于环境控制等优点,因此,设施园艺温室类型有向大型化、超大型化方向发展的趋势,温室单栋规模将会从几公顷发展到几十公顷以上。随着温室大型化的发展,对设施环境调控技术和设备要求越来越高,计算机控制系统、栽培管理技术、环境因子采集自动化等现代技术装备将会成为未来设施园艺研究的重点。

2)设施结构不断优化,覆盖材料功能多样化

根据我国不同地域自然条件、经济水平和气候环境,对生产运行能耗大、产出低的不同温室类型进行结构优化,并形成标准化生产技术体系,这将会成为今后一段时期内设施园艺发展急需解决的一个问题。目前,我国设施的覆盖材料有透明、半透明和不透明覆盖材料三大类,主要用于透光保温、遮阳降温、减少病虫害等功能,今后覆盖材料的发展趋势主要致力于节能环保材料的研发、注重覆盖材料的保温性、重视设施光环境的优化、不断提高材料的耐候性以及拓展覆盖材料的功能。

3)推进设施园艺产业园建设,品牌意识进一步强化

由于我国农业现有科技体制和农民分散经营两方面的制约,设施园艺科技成果转化为现实生产力仍存在不少障碍,设施园艺产业园为农业技术和农业种植者的结合创造了条件。设施园艺产业的不断发展,对科技的需求日益迫切。因此,应通过积极引进、推广和示范先进的设施生产方式和栽培技术,完善设施园艺生产基地建设,形成一定规模和特色的设施园艺产业园,起到带动辐射作用。随着市场化程度日益提高,农业市场化进程也在加快,创建品牌是农产品参与市场竞争的必然趋势,围绕设施园艺产业主打产品,实行标准化生产、规模化经营,严格按照设施栽培技术标准和规程,进行采收、分级、加工、包装、上市,以优质的产品和服务,创建更多特色品牌。

4)设施环境因子调控更加智能化,设施品种更加丰富

设施园艺生产的核心是能够对设施内栽培环境进行有效的控制,创造出适于作物生长发育的最佳环境条件。目前,现代工业技术加快了向农业领域的渗透,未来的人工智能环境控制系统不仅能够做到栽培环境全自动控制,而且与市场、气象站、种苗公司、病虫害测报等相连接,形成环境调控综合网络智能系统,进行产量、产值的预测,为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据。温室环境控制调节的方向将会实现由单一的环境因子向耦合复杂的综合因子及高层次的自动化、智能化方向发展。随着设施园艺产业的深入发展,愈发重视设施作物专用品种的选育,一些具有耐低温、耐高温、耐弱光、耐高湿、优质高产的设施专用品种将会被选育出来,满足人们的需求。

5)设施园艺“环境友好型”意识进一步加强,使之成为可持续农业

进入21世纪,随着人们对生态环境保护和食品安全的日益关注,设施园艺生产过程中如何实现能源高效利用、生态环境保护将会成为研究的热点,开展以生物防治、生态防治和物理防治相结合的病虫害综合防治技术,可大大节省设施内化肥、农药、生长调节剂和灌水的用量,易于控制有害化学物质向外界环境排放。如嫁接换根抗逆促长、营养液闭路循环系统、增施有机肥、昆虫授粉等一系列适合于温室安全生产的环境友好型新技术,使设施园艺产业得到可持续发展。

6)设施园艺生产推广服务体系逐步完善,组织化程度更高

近年来,随着我国不断加大对设施农业科技资金投入的力度,一些制约设施农业生产的关键技术和共性技术得到突破,然而基层农技推广服务体系还存在许多突出问题,使得一些好的技术停留在科研者手中,未能进入种植户手中。未来一段时期,重点深入基层推广服务体系的改革与建设,提升基层农业技术推广科技者的服务能力和服务水平,将会推动我国设施园艺产业的发展技术水平。设施园艺产业分为产前、产中和产后三个不同阶段,其中产中阶段目前仍然以一家一户的农户种植模式为主,但一家一户的农户种植模式难以与大市场很好地衔接,因此,在产前和产后构建产业协作组织,将小生产和大市场有机地联系起来,有利于提高市场竞争力,促进设施园艺产业的整体发展。