从自然条件来看,荷兰种植西红柿的条件并不占优。欧洲传统的西红柿产区位于阳光充足、雨量充沛、土壤适宜的地中海沿岸地区。而荷兰由于纬度高,每年一半左右的时间平均气温高于15℃,在上世纪90年代之前,荷兰生产的西红柿口感差,难以获得国际市场认可。后来,荷兰开始利用花卉园艺大棚的方式种植西红柿,经过30多年的发展,逐渐成为世界知名的西红柿王国。
高标准智能温室是荷兰西红柿高产的基础
PART01 高透光率的玻璃连栋温室
经过多年的发展,荷兰的玻璃温室结构非常成熟,大部分是典型的芬洛式(Veblo-type)结构。温室高大,脊高达7-7.5米,天沟高6.3米,柱间距5米,跨度8米。这种高大的温室结构,一方面有利于吊线栽培系统的安装,另一方面也有利于透光。
在玻璃温室设计上,透光率是一个很重要的指标。透光率高达80%以上,玻璃温室需要1年清洗8-10次,以保证透光率的要求,所以一般温室都没有玻璃清洗机。有的温室在玻璃上覆盖一种特殊的膜,可以实现反光的二次利用,增加光照5%-8%。还有一种漫反射玻璃,增加室内的有效光合辐射。在温室地面,则铺设一种不透光的膜,除了可以抑制杂草以外,最主要的作用就是为底层的植株提供良好的光照条件。从温室规模上看,荷兰西红柿温室的单体规模也非常大,平均单栋温室面积在1公顷以上,大的高达7.5公顷,有利于实现规模化和智能化的管理。
PART02 智能化的环境控制系统
智能化的光照、温度、湿度、二氧化碳等环境因子管理和调控系统是智能温室的关键。由于荷兰自然光照条件不佳,不利于农业生产,人工补光就是智能温室的主要手段。荷兰专家认为“更多的光照、更多的产量”。在其他条件相同时,增加1%的光照就意味着增加1%的产量。大部分西红柿温室都装有人工光源,在西红柿特定生长期,利用高压钠灯、混合氙气灯、LED灯等光源进行人工补光。
西红柿温室采用变温管理技术,定植初期白天温度20℃。开花结果以后,白天温度控制在22-24℃。温度最低为16℃,最高为26℃,根据生长期进行自动调控。在升温方面,荷兰的西红柿番茄温室主要采用管道热水的方式加热,也有一些公司开发了地热能系统。为了减少能源成本,很多联栋温室配备热电联产系统,发出的电除了自用以外,可以供应市政电网。发电厂的热水则通过管道为温室供暖,而热水管道则可以作为作业车的轨道,实现一举两得。温室设有自动温控系统,根据室温自动调控热水管道的流量和开闭时间。
在保温措施上,温室的顶部有天窗,可以根据环境条件自动判断是否开启以及开启的角度。为了保持室内温度均衡,温室内部安装有循环风机,根据各个位置的温度检测装置自动判断是否开启风机。在夏季,温室内部设有内遮阳,冬季可以作为保温幕,当夏季光照强烈,温度高的时候开启。
CO2是植物光合作用的主要原料之一,也是决定西红柿产量的重要因素。荷兰的西红柿智能温室都配有CO2增湿系统。西红柿生长的CO2浓度饱和点为1400μmol/mol,在温室中,通过CO2增施系统,可以将其浓度控制在800-900μmol/mol左右,这种方式可以提高大约30%以上的产量。而CO2的来源主要是锅炉或热电联产系统产生的,在碳减排已成为全球共识的背景下,这种方式具有显著的环境效益。荷兰西红柿温室的湿度白天控制在75%-80%左右,夜间则控制在85%-90%,采取全自动化的控制系统进行管理。
PART03 智能化水肥控制系统
经过多年的发展,荷兰的玻璃温室结构非常成熟,大部分是典型的芬洛式(Veblo-type)结构。温室高大,脊高达7-7.5米,天沟高6.3米,柱间距5米,跨度8米。这种高大的温室结构,一方面有利于吊线栽培系统的安装,另一方面也有利于透光。
在玻璃温室设计上,透光率是一个很重要的指标。透光率高达80%以上,玻璃温室需要1年清洗8-10次,以保证透光率的要求,所以一般温室都没有玻璃清洗机。有的温室在玻璃上覆盖一种特殊的膜,可以实现反光的二次利用,增加光照5%-8%。还有一种漫反射玻璃,增加室内的有效光合辐射。在温室地面,则铺设一种不透光的膜,除了可以抑制杂草以外,最主要的作用就是为底层的植株提供良好的光照条件。从温室规模上看,荷兰西红柿温室的单体规模也非常大,平均单栋温室面积在1公顷以上,大的高达7.5公顷,有利于实现规模化和智能化的管理。
PART02 智能化的环境控制系统
智能化的光照、温度、湿度、二氧化碳等环境因子管理和调控系统是智能温室的关键。由于荷兰自然光照条件不佳,不利于农业生产,人工补光就是智能温室的主要手段。荷兰专家认为“更多的光照、更多的产量”。在其他条件相同时,增加1%的光照就意味着增加1%的产量。大部分西红柿温室都装有人工光源,在西红柿特定生长期,利用高压钠灯、混合氙气灯、LED灯等光源进行人工补光。
西红柿温室采用变温管理技术,定植初期白天温度20℃。开花结果以后,白天温度控制在22-24℃。温度最低为16℃,最高为26℃,根据生长期进行自动调控。在升温方面,荷兰的西红柿番茄温室主要采用管道热水的方式加热,也有一些公司开发了地热能系统。为了减少能源成本,很多联栋温室配备热电联产系统,发出的电除了自用以外,可以供应市政电网。发电厂的热水则通过管道为温室供暖,而热水管道则可以作为作业车的轨道,实现一举两得。温室设有自动温控系统,根据室温自动调控热水管道的流量和开闭时间。
在保温措施上,温室的顶部有天窗,可以根据环境条件自动判断是否开启以及开启的角度。为了保持室内温度均衡,温室内部安装有循环风机,根据各个位置的温度检测装置自动判断是否开启风机。在夏季,温室内部设有内遮阳,冬季可以作为保温幕,当夏季光照强烈,温度高的时候开启。
CO2是植物光合作用的主要原料之一,也是决定西红柿产量的重要因素。荷兰的西红柿智能温室都配有CO2增湿系统。西红柿生长的CO2浓度饱和点为1400μmol/mol,在温室中,通过CO2增施系统,可以将其浓度控制在800-900μmol/mol左右,这种方式可以提高大约30%以上的产量。而CO2的来源主要是锅炉或热电联产系统产生的,在碳减排已成为全球共识的背景下,这种方式具有显著的环境效益。荷兰西红柿温室的湿度白天控制在75%-80%左右,夜间则控制在85%-90%,采取全自动化的控制系统进行管理。
PART03 智能化水肥控制系统
在生长期不同阶段,肥料公司每周进行调制营养液配方,温室配有专人每天收集岩棉上的营养液,对EC值(营养液浓度)、PH值等进行检测,并输入施肥系统,保证第二天营养液的配比。用量则根据温度、湿度和生长阶段,建立施肥模型,由系统自动控制用量。
PART04 精准化管理
通过建立植株生长模型,利用数据指标进行水肥管理。如平均每7天要求结1穗番茄,且每穗番茄间的间距为25cm,每穗结果5个,如果数据异常,则通过分析原因,调整温度、湿度、光照、水肥条件等因素进行精准调控,以确保最大利用西红柿植株的生产能力。
精细化的种植管理方式是西红柿高产的核心
1.品种选择。荷兰西红柿栽培品种选择原则为,生长势强、抗早衰、连续结果能力强、果实大小均匀一致、畸形果率低、综合抗逆能力强、品质好的红果品种。生产中大多选用单果重为120-150g的中型果,且每个温室工厂的番茄品种相对固定。
2.无土栽培方式。荷兰西红柿温室的生产采用无土栽培方式, 基质主要采用岩棉和椰糠,岩棉占90%左右,其化学活性非常低、质轻、多孔、不宜滋生病虫害,水肥保持率很高,非常适合西红柿生产。种植结束后,基质采用无害化处理。
3.长季节栽培。荷兰西红柿温室的生产周期可达48周,每年只生产一茬。一般在温度较低的冬季进行育苗,12月份定值,到次年11月份种植结束。这种栽培方式,使得西红柿植株能够全年尽可能的生长,这也是产量最大化的重要条件。
4.生物防治与物理防治相结合的病虫害防治技术。西红柿温室主要生物防治技术防治病虫害,有专业的病虫害公司提供天敌虫对付常见的虫害,如利用潜蝇姬小蜂防治潜叶蝇等。还有利用替代植物进行病虫害防治的方法,通过防治蚜虫更喜欢的植物,吸引蚜虫附着,避免伤害西红柿。在物理防治方面,采用黄板检测虫害,黄板大小为25cm*10cm,如果两周内白粉虱数量超过80只,则需要进行防治。有的温室还设有类似鸟笼的吊坠物,用来搁置鸟儿爱吃的食物,以避免意外闯入温室的鸟儿对番茄造成伤害。通过上述手段,基本可以保证西红柿不受病虫害的侵扰,对于偶尔个别植株发生严重病虫害的情况,采用低浓度的化学农药进行个别处理。
5.专业高效的劳动分工体系。除了自动化的设施以外,荷兰的西红柿温室还通过专业的工具和精细化的分工,来提高劳动效率。目前,荷兰西红柿生产的人工成本占比已经降到30%以下。西红柿温室一般都配备采摘作业车、运输作业车和可升降的轨道车,来提高田间作业效率。此外,西红柿温室还通过建立专业化的分工体系,分为绕蔓(打叉、疏花)、落蔓、打叶、采收等工种,每项都有专人负责,并建有专业的管理系统跟踪工人的工作量和质量,以此计算薪酬。每个工种都有专门的工作量控制要求,以此提高工人的劳动效率。如某西红柿温室工厂,每名工人可以实现每小时采收西红柿550kg、打叶1100颗、绕蔓1200颗等。经过专业化分工的西红柿温室农场,人均管理面积可以超过3300平方米,远超国内。
6.精细化的植株管理。根据生长习性,荷兰西红柿温室工厂的植株调整分为吊蔓、绕蔓、打叶、落秧和采收等环节。
荷兰西红柿温室工厂采用吊蔓方式栽培,西红柿生长点可长至3.5米以上,每周进行一次落秧,保证植株维持在一定高度。全年西红柿植株生长的总长度可达12-16米。
绕蔓可轻微造成茎秆内部损伤,从而促进开花结果(生殖生长)同时,要掐掉侧芽和侧枝,使更多的养分和能量进入主茎,供西红柿吸收利用。
落蔓每周进行一次,荷兰西红柿每周结1穗果,植株将长高25cm。为了保证生长点水平高度一致,需要进行落蔓工作,该项目工作全程在轨道车上进行。
打叶每周进行一次,一次打掉2-3片以改善植株中下部通风透光条件,减少养分散失。采用专用打叶刀紧贴叶柄离层去掉叶片,以减少打叶造成的机械损伤。打掉的叶片直接放置于栽培槽底部地面上,待生长结束时统一收集处理。
采收是由工人在专用采收车上进行,采收装箱一次完成,每周采收1次,每次采收1穗果。采收时要去除果穗上的畸形果和病坏果并及时将其放到回收箱当中,装箱时果柄应朝外有序放置。采收结束后,直接将车挂在自动运行的轨道上运往仓库进行后期包装。
专业协作的生产服务体系是产业发展的有力保障
高度专业化的生产服务体系,支撑着荷兰西红柿产业的发展。从育苗、基质供应、营养液配方、病虫害防治、劳动培训以及研发等环节,都有专业化的服务公司和机构提供相关服务。西红柿生产工厂只专注于生产管理就可以了。专业化服务公司与西红柿温室工厂建立密切的合作关系,各自都可以在自身领域进行精耕细作,实现技术、经验的持续积累,进而实现整个西红柿产业链生产效率的显著提升。
案例总结与思考
荷兰西红柿产业是高度专业化、高度智能化、资本密集型的设施农业典范。
由于欧洲整体劳动力成本高、农产品市场价格也高等原因,这种设施农业方式具有经济上的比较优势。而相对于我国而言,劳动力相对较为丰富,人力成本优势还比较突出,完全借鉴荷兰的智能温室模式并不一定可行。但通过这个案例,最值得我们借鉴的就是其专业化分工协作模式。通过施肥、育苗、田间管理的专业化来提高劳动效率,应该是我国农业高质量发展追求的目标。尤其是适度规模经营的农场、农业生产园区,更是如此。
专业化的分工协作,既需要培育专业化的农业劳动者,更需要一大批专业化的农业生产服务机构。尤其是在病虫害防治、精准施肥等薄弱环节,要引导和培育专业服务主体,促进专业服务机构与农业生产机构建立合作联盟关系,实现在各自领域专注发展,带动整个产业链生产经营效率的提升。
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PART04 精准化管理
通过建立植株生长模型,利用数据指标进行水肥管理。如平均每7天要求结1穗番茄,且每穗番茄间的间距为25cm,每穗结果5个,如果数据异常,则通过分析原因,调整温度、湿度、光照、水肥条件等因素进行精准调控,以确保最大利用西红柿植株的生产能力。
精细化的种植管理方式是西红柿高产的核心
1.品种选择。荷兰西红柿栽培品种选择原则为,生长势强、抗早衰、连续结果能力强、果实大小均匀一致、畸形果率低、综合抗逆能力强、品质好的红果品种。生产中大多选用单果重为120-150g的中型果,且每个温室工厂的番茄品种相对固定。
2.无土栽培方式。荷兰西红柿温室的生产采用无土栽培方式, 基质主要采用岩棉和椰糠,岩棉占90%左右,其化学活性非常低、质轻、多孔、不宜滋生病虫害,水肥保持率很高,非常适合西红柿生产。种植结束后,基质采用无害化处理。
3.长季节栽培。荷兰西红柿温室的生产周期可达48周,每年只生产一茬。一般在温度较低的冬季进行育苗,12月份定值,到次年11月份种植结束。这种栽培方式,使得西红柿植株能够全年尽可能的生长,这也是产量最大化的重要条件。
4.生物防治与物理防治相结合的病虫害防治技术。西红柿温室主要生物防治技术防治病虫害,有专业的病虫害公司提供天敌虫对付常见的虫害,如利用潜蝇姬小蜂防治潜叶蝇等。还有利用替代植物进行病虫害防治的方法,通过防治蚜虫更喜欢的植物,吸引蚜虫附着,避免伤害西红柿。在物理防治方面,采用黄板检测虫害,黄板大小为25cm*10cm,如果两周内白粉虱数量超过80只,则需要进行防治。有的温室还设有类似鸟笼的吊坠物,用来搁置鸟儿爱吃的食物,以避免意外闯入温室的鸟儿对番茄造成伤害。通过上述手段,基本可以保证西红柿不受病虫害的侵扰,对于偶尔个别植株发生严重病虫害的情况,采用低浓度的化学农药进行个别处理。
5.专业高效的劳动分工体系。除了自动化的设施以外,荷兰的西红柿温室还通过专业的工具和精细化的分工,来提高劳动效率。目前,荷兰西红柿生产的人工成本占比已经降到30%以下。西红柿温室一般都配备采摘作业车、运输作业车和可升降的轨道车,来提高田间作业效率。此外,西红柿温室还通过建立专业化的分工体系,分为绕蔓(打叉、疏花)、落蔓、打叶、采收等工种,每项都有专人负责,并建有专业的管理系统跟踪工人的工作量和质量,以此计算薪酬。每个工种都有专门的工作量控制要求,以此提高工人的劳动效率。如某西红柿温室工厂,每名工人可以实现每小时采收西红柿550kg、打叶1100颗、绕蔓1200颗等。经过专业化分工的西红柿温室农场,人均管理面积可以超过3300平方米,远超国内。
6.精细化的植株管理。根据生长习性,荷兰西红柿温室工厂的植株调整分为吊蔓、绕蔓、打叶、落秧和采收等环节。
荷兰西红柿温室工厂采用吊蔓方式栽培,西红柿生长点可长至3.5米以上,每周进行一次落秧,保证植株维持在一定高度。全年西红柿植株生长的总长度可达12-16米。
绕蔓可轻微造成茎秆内部损伤,从而促进开花结果(生殖生长)同时,要掐掉侧芽和侧枝,使更多的养分和能量进入主茎,供西红柿吸收利用。
落蔓每周进行一次,荷兰西红柿每周结1穗果,植株将长高25cm。为了保证生长点水平高度一致,需要进行落蔓工作,该项目工作全程在轨道车上进行。
打叶每周进行一次,一次打掉2-3片以改善植株中下部通风透光条件,减少养分散失。采用专用打叶刀紧贴叶柄离层去掉叶片,以减少打叶造成的机械损伤。打掉的叶片直接放置于栽培槽底部地面上,待生长结束时统一收集处理。
采收是由工人在专用采收车上进行,采收装箱一次完成,每周采收1次,每次采收1穗果。采收时要去除果穗上的畸形果和病坏果并及时将其放到回收箱当中,装箱时果柄应朝外有序放置。采收结束后,直接将车挂在自动运行的轨道上运往仓库进行后期包装。
专业协作的生产服务体系是产业发展的有力保障
高度专业化的生产服务体系,支撑着荷兰西红柿产业的发展。从育苗、基质供应、营养液配方、病虫害防治、劳动培训以及研发等环节,都有专业化的服务公司和机构提供相关服务。西红柿生产工厂只专注于生产管理就可以了。专业化服务公司与西红柿温室工厂建立密切的合作关系,各自都可以在自身领域进行精耕细作,实现技术、经验的持续积累,进而实现整个西红柿产业链生产效率的显著提升。
案例总结与思考
荷兰西红柿产业是高度专业化、高度智能化、资本密集型的设施农业典范。
由于欧洲整体劳动力成本高、农产品市场价格也高等原因,这种设施农业方式具有经济上的比较优势。而相对于我国而言,劳动力相对较为丰富,人力成本优势还比较突出,完全借鉴荷兰的智能温室模式并不一定可行。但通过这个案例,最值得我们借鉴的就是其专业化分工协作模式。通过施肥、育苗、田间管理的专业化来提高劳动效率,应该是我国农业高质量发展追求的目标。尤其是适度规模经营的农场、农业生产园区,更是如此。
专业化的分工协作,既需要培育专业化的农业劳动者,更需要一大批专业化的农业生产服务机构。尤其是在病虫害防治、精准施肥等薄弱环节,要引导和培育专业服务主体,促进专业服务机构与农业生产机构建立合作联盟关系,实现在各自领域专注发展,带动整个产业链生产经营效率的提升。
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