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李新旭:探索形成以设施农业为核心的现代农业示范模式

2023-03-15 阅读量: 来源:中外农业概览

随着现代工业和微电子技术在农业领域的应用发展,集约型设施农业在美国、荷兰、日本等一些发达国家得到迅速发展,并形成了强大的支柱产业。现在,这些国家的设施农业已经形成了一套完整的技术体系,温室能够根据植物对环境的不同需求,通过计算机实现对温室中的温、光、水、气、肥等因子进行自动监测和调控。这套完整的技术体系设计而成的设施农业,也是目前设施农业水平最高的“植物工厂”。

目前日本、美国等国已建造了多座“植物工厂”,而北京的“植物工厂”的发展正方兴未艾。对于北京来说,高效设施农业的发展原本就有深厚的发展基础,早在2011年,北京就开展了番茄工厂化生产试验示范工作。特别是近几年,设施农业作为现代农业发展的典型模式,得到了北京市各级领导的关注,同时也在大力推动设施农业的发展。按照《北京市“十四五”时期乡村振兴战略实施规划》,到2025年本市蔬菜自给率将提升至20%以上,相当于在目前基础上要提高一倍。为实现这一目标,更高效的设施农业是必由之路。

在这样的背景下,北京市高效设施农业取得较快发展,京郊出现了众多单体规模在2公顷以上的工厂化蔬菜生产园区,总面积达到30公顷。其中,翠湖智慧农业创新工场是2021年北京市“3个100”重点工程之一,也是北京市高效设施农业发展计划的首个示范项目。

北京市海淀区上庄镇前章村是翠湖智慧农业创新工场的所在地。来到这里,你会看到东西长500余米,南北宽185米,温室顶部脊高超8米,智能连栋温室,这也是目前京津冀地区单体最大的温室。据介绍,按照规划,这里是一处占地千亩的园区,将被打造成为包括研发创新基地、配套协作区和20万平方米绿色示范工厂在内的“生产+科研”创新工场——翠湖智慧农业创新工场。本期《中外农业概览》杂志带您探访的重点就是翠湖智慧农业创新工场。

走进翠湖智慧农业创新工场:

这里在设计、建设过程中充分考量国内高校及科研院所的科研成果,国产化率已达到80%,每一处的设计充分展示了国产化植物工厂在设计方面高度的专业化和现代化;这里集先进的现代农业技术设备和科学管理体系于一体,打破土壤连作障碍、肥药施用、劳动力成本增加等严重制约我国蔬菜产业发展的瓶颈,通过光、温、水、气、肥等环境控制系统协同互促、废弃物处理与资源化利用等关键技术示范,实现了关键技术与农业投入品、标准化生产、商品化处理等技术集成为优质高效生产技术;

这里通过智能调控、自动落蔓系统创新、水肥循环利用、品种优化等措施,有效降低生产成本5%,提高产量3%;这里通过高透漫反射玻璃应用、拉幕系统优化等增加光照率7%;这里通过铝合型结构优化、防疫系统优化,植株发病率降低50%……

每走一处,都会让你不由地感叹这又是处北京设施农业发展科技水平的高地。不错,在翠湖智慧农业创新工场,处处体现了从农业产业化发展的实际需求出发,借助绿色示范工厂项目,集合先进农业技术、智能控制系统等一系列科技创新成果,形成一套可示范、可复制、可推广的现代农业生产运营体系。

那么翠湖智慧农业创新工场是如何将农业技术、农业设备、智能化、网联化的国产技术进行有机集成,将温室的设计模式、建设模式、生产模式创新的?它又是如何推动高端设施农业向基层农业产业发展转化的?

带着这些问题,本期《中外农业概览》特邀北京翠湖农业科技有限公司总经理李新旭,让他为我们讲解翠湖智慧农业创新工场是怎样将农业技术、农业设备与智能化、网联化的国产技术进行有机集成,怎样探索形成以设施农业为核心的现代农业示范模式,并将引领带动农业企业在创新中实现了良性循环发展的模式。

记者:您是智慧设施农业发展方面的专家,请您谈一下北京这些年智慧农业的发展。

李新旭:我本人一直从事连栋温室和大型温室的蔬菜工厂化方面栽培技术的研究和实验示范的工作。我对北京大型温室的发展,包括设施农业的发展还有一些体会和感触的。目前,北京市设施农业的发展取得长足的进步,并且在不断进步的过程中,实现了设施装备水平的提高,栽培技术水平的提高,品种的改良和提升也一直在不断前进的路上。

举例来说,在2010年,开始做大型连栋温室生产的时候,北京市大型温室番茄种植的产量在每平方米20公斤左右,而到2017年每平方米已经突破了40公斤,而在一些试验区域或者是一些特殊的品种区域,产量水平已经甚至高于了40公斤。可以说,我们用7年的时间实现了产量提升一倍的成绩。相信未来,我们的每平米的产量能达到45公斤甚至更高,也是非常有可能的实现的。

产量的提升依托的是温室设施装备水平的提升、智能设备的应用、栽培技术水平的提升,也包括我们对专业技术人员的培养。产量的提升是一个成绩,这个成绩的取得是依托一系列基础工作上的提升。

除了设施农业种植作物的产量提升了,近几年设施农业种植作物的品质也实现了提升。消费者可以明显地感觉到,目前北京市的市场上越来越多地出现了口感型的果蔬,如番茄、黄瓜甚至水果萝卜等一系列更高品质的果蔬。

近几年,北京设施农业产业得到了长足的发展,设施农业内设施可控的条件下,生产出了质量产量更高、品质更优的产品,这是很多园区在追求的目标,也是北京市的设施园区能够做到的成果,或者换句话来说,由于北京设施农业产业的发展,北京市的市民消费者已经能够越来越容易吃到通过现代设施农业生产出的优质、安全、品质好的果蔬。

记者:翠湖智慧农业创新工场是2021年北京市“3个100”重点工程之一,也是北京市高效设施农业发展计划的首个示范项目。请您介绍一下建设这个项目的背景是什么?建成的意义如何?

李新旭:在15年以前,北京大型温室单体规模在两公顷以上的园区非常少,这几年随着技术水平的进步,包括装备水平、园区生产技术水平的进步,北京市已经涌现出很多单体规模在两公顷以上的园区,例如,宏福农业在大兴有5公顷,吉星农业有3公顷,大兴长子营有7公顷等等。

连栋温室的规模在不断增大,而在规模增大之后,就是设施环境的调控能力需要进一步的提升,设施环境的调控能力进行缓冲能力需要增加,这些都是产量提升的硬件支撑。

随着设施装备水平现代化程度的显著提升,大型温室真正实现了物联网自动化的生产,包括生产环境的调控,水肥的调控,技术人员只需要设置参数,剩下的都由专门的硬件和控制系统去实现。目前,栽培技术也朝向标准化生产。在大型温室里边,我们可以把整个的生产环节设计成标准化的流程,实现了把传统的农民在温室条件下转化成产业工人,提高了生产的操作水平。

另外像一些栽培技术,包括环境的控制技术、水肥的管理技术、植株管理技术,甚至某些生产经验,目前已经实现了从荷兰引进到消化到吸收到再创新的阶段,目前北京市已经具备设施农业自主生产的技术体系,这是技术水平的进步。

在这样大的背景下,我们实施了翠湖智慧农业创新工厂的项目。“翠湖智慧农业创新工场”由首农食品集团西郊农场旗下全资子公司北京翠湖农业科技有限公司建设,园区占地面积约1000亩,包括研发创新基地、配套协作区和20万平方米绿色示范工厂,将以“生产+科研”两种业态为主导,形成以设施农业为核心的现代农业示范模式,带动区域农业科技化、标准化、优质化发展,同时对北京市农业发展起到引领示范作用,实现集成创新和产业驱动,成为立足海淀、服务北京、辐射全国的设施农业产研融合创新基地和智慧农业创新工场。

北京翠湖农业科技有限公司总经理 李新旭

记者:“翠湖智慧农业创新工场”由智慧农业创新园、高效蔬菜工厂、设施农业集成创新工场三部分组成,请您详细介绍一下这三个部分,分别承担着怎样的使命?

李新旭:翠湖智慧农业创新工场由智慧农业创新园、高效蔬菜工厂、设施农业集成创新工场三部分组成,是北京市高效设施农业发展计划的第一个示范项目。其中:

第一个区域是规划建设20万平米的大型连栋温室,主要用来生产高品质果类蔬菜,这也是以生产运营为基础的设施温室。未来要实现周年的生产和稳定的供应,为消费者生产出更多优质、安全、口感好的品种,这是我们的一个目标。

第二个区域是204亩的设施农业创新基地。创新基地的核心是依托高效设施的生产和运营,针对生产和运营中存在的技术问题,包括设施设备、栽培技术、管理技术、种子研发等存在的技术难点,都可以在创新基地进行成果的研发和转化。高校或研究机构有新的成果之后,可以在我们的设施农业创新基地中进行转化,然后再应用到连栋温室中,204亩的设施农业创新基地将被打造成为设施农业成果研发的“孵化器”。

第三部分区域是配套协作区或者叫大田的展示示范区,我们要在北京市打造一个大田现代化农业或者叫做机械化农业的种植示范的场景,并进行示范和推广。

记者:翠湖智慧农业创新工场,将实行农业智慧化生产管理。请您讲解一下翠湖智慧农业创新工场是如何将农业技术、农业设备与智能化、网联化的国产技术进行有机集成,探索形成以设施农业为核心的现代农业示范模式。

李新旭:现在大型温室的发展,国内存在一定的问题,核心问题是大型温室的生产投入高产出低或者说是效益低的问题,很多园区经营者、很多专家领导都在关注到底大型温室能否能盈利的问题,这是温室产业的热点和难点。

这里有几个核心问题,第一是设施硬件的投入相对偏高,现在很多园区都是国外引进设施技术,包括核心设备也是以国外引进为主,目前还存在部分核心的设施设备“卡脖子”现象,要完全从国外引进为主。另外一个是在设施设备条件下,如何最大限度地调控出或者说创造作物适宜生长的环境条件,来最大限度的达到产量和品质水平,这也是生产管理者一直在追求的目标。

在以上两个“核心问题”亟待解决的大背景下,翠湖智慧农业创新工厂第一个目标就是为了降低项目硬件投入的成本,提高国产化的水平。因此在项目的设计和建设过程中,我们充分吸取了国内外的一些典型案例的设计和建设的经验,将核心的设计进行了国产化。我们依托国产化的团队进行设计,参照荷兰的经验,将荷兰的设计经验进行转化,消化和吸收,再创新,参照了海淀区20年的气候资料,形成了适合于北京地区海淀气候的这种连栋温室的设计方案,这样解决了第一个核心问题。

第二,大型温室当中有许多核心的设备,我们把国内一些比较典型的或者国内的一些具备典型的代表性的相关设备,在温室中进行了集成,包括水肥一体化设备、厢式飞机储水罐、轨道车、采摘车等等,这些设备都实现了国产化的集成和装备。通过国产化的设计和设备的集成,第一提高了国产化的科技水平,第二是降低了温室的投入成本,这是翠湖智慧农业创新工厂项目实现的一个目标。第三,在设施设备国产化的基础上,我们开展了栽培技术本土化的集成和研究工作,通过这些年的发展,我们把荷兰的技术依托国内当地的基础条件进行了优化和再创新,形成了包括番茄、黄瓜、甜辣椒等三种不同作物的栽培技术体系,在栽培技术上也实现了国产化的创新。

记者:目前智慧农业创新工场国产化率已达80%,请介绍一下,有哪些是自主研发的集成技术,国产的集成技术特色是怎样的?未来市场应用前景如何?

李新旭:翠湖智慧农业创新工厂的定位是打造未来设施农业的科技示范和推广基地,目标是将先进的技术和产品在园区内进行示范。

在成功的基础上,我们会将先进的成果、优良的品种、先进的技术体系,向全市乃至全国进行辐射推广,这是建设翠湖智慧农业创新工厂的目标。同时提升全市设施农业的技术水平和装备水平,提高设施农业的产量水平,并在大型温室中进行示范和推广。另外,将我们在大型温室中的一些核心的设备和技术进行消化吸收之后,应用到普通的日光温室和塑料大棚之中,提高日光温室和塑料大棚的标准化生产程度,提高产量水平和品质水平,这是我们未来的目标,也是我们的初衷。

现在,我们正在朝着未来的发展目标一步一步地做。因为我本身还是北京设施蔬菜创新团队栽培的岗位专家,在北京市有一些示范和推广的任务和工作,我们按照北京市设施蔬菜创新团队的一些相关要求,将设施农业中的产品技术装备进行集成后,应用到北京市其他示范点进行示范和推广。

记者:您对翠湖智慧农业创新工厂未来发展有哪些希望和展望?

李新旭:关于翠湖智慧农业创新工厂,上面说到了我们的核心目标,未来发展以大型温室或者设施农业的生产和运营为依托,进行标准化的生产管理体系建设,依托首农食品集团品牌为背书,打造生鲜品牌,实现高品质蔬菜的稳产保供,这是我们的目标。

第二,未来我们要打造设施农业的创新孵化基地,这是我们的目标之一,即将国外先进的设施设备技术,进行消化吸收再创新之后,面向立足海淀,服务北京,面向全国,打造面向全国的设施农业的创新工厂。

来源:《中外农业概览杂志》(公众号对话页回复“杂志”即可免费订阅)。