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张跃峰 华农碧斯凯   2020/10/12    阅读次数:130

近三十年来,设施农业一直是我国农业的热点,是现代农业的典型领域。2008年农业部出台“关于促进设施农业发展的意见“,此后的十多年时间里,设施农业栽培技术、工程和装备技术在研究创新和产业实践两个层面快速发展,设施农业产业化水平提升迅速,为我国农业提档升级、农民就业增收、农产品供给保障发挥着越来越重要的作用。2017年,党的十九大明确了我国进入了中国特色社会主义新时代,提出深化供给侧结构性改革,农业供给侧改革也同时启动。在消费升级和供给侧改革的双重驱动下,设施农业的三高效应得到长足发挥,产业发展更为迅猛,产业规模持续壮大,在高效生产和高品质产品拉动下,高端技术、高端装备应用率激增,产业步入了总体稳定、局部兴旺的时代。可以说,设施农业面临着前所未有的发展机遇,也同时面临着社会经济和产业内生因素并存的新形势和新环境。创新思维、创新政策、创新措施已经成为新时代设施农业发展必须面对和采用的基本方式,设施农业的持续发展也需要新的思考。

01

设施农业面临的新形势

(一)总量稳定质量优化

毋庸置疑,我国设施农业的规模是全球各国中最大的。生产规模经过自上世纪九十年代以来快速扩大,从2008年起出现了年均10%以上的快速增长,到2015年出现了拐点,之后数年中,每年有微弱减少,到2019年,达到国家和行业相关标准的设施面积总量保持在185万公顷以上。规模总量微弱减少的过程事实上是优化调整的过程,数据更为准确、使用率更高、集约化水平更高、装备技术水平更高、生产主业回归是优化的成就,也是我国设施农业在激烈的市场竞争中自我完善和升级的自调整行为。值得关注的是,这一优化进程是以设施装备提升为明显特征的,日光温室和塑料大棚在标准化水平提升的同时,结构形式与作业空间在优化,环境调控能力在增强,特别是近五年来以大型玻璃温室为代表的高效温室新建量激增,推动了我国温室装备的快速提升,也带来了设施农业三率、效益方面的综合能力提升。据不完全统计,自2017年以来我国新建的大型玻璃温室近900公顷,在设施农业总量中的占比虽然很小,但技术体系和产业模式方面的探索意义重大。总量稳定和质量优化,将会使我国设施农业保持更为良好的持续发展能力。

(二)扶持政策更加精准

设施农业的重要性越来越明显,对民生的作用也越来越大,同时,新兴技术引进和应用推动设施农业技术进步效果更为明显,因此,设施农业受到越来越高的重视,扶持政策在持续增多且越来越精准。2018年,国务院发布了《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见国发〔2018〕42号》,提出了设施农业机械化短板问题,明确了到2025年提升到50%的发展目标。2019年,自然资源部、农业农村部发布了《关于设施农业用地管理有关问题的通知(自然资规〔2019〕4号》。2020年6月,农业农村部发布了《关于加快推进设施种植机械化发展的意见(农机发〔2020〕3号)》,对设施种植业机械化水平提升提出了总体目标,明确了现阶段的主要问题和任务,提出了有力的保障措施,提出了加强农机购置补贴等政策向设施农业等新兴领域倾斜。各项政策的实施将使设施农业在发展中得到更有力、更精准的支持。

(三)发展条件推拉并存

基于社会经济环境变化,设施农业的发展条件发生了重大变化。劳动力成本上升、用地成本上升、环境压力导致的生产成本上升、农产品产能增加导致销售价格下降是设施农业面临的重大挑战,同时也是产业更加良性发展的拉动力。数字技术和智能化技术的成熟、农业多种功能拓展、设施农业作为可控农业的商业逻辑建立以及产业的管理革命,为设施农业发展形成了前所未有的推力。

(四)产业分层态势显著

消费升级和农产品市场日趋成熟,设施农产品细分加速,以此为导向,沿细分产品结构建立的生产技术体系和工程装备体系以及相应的管理体系出现了显著的分层态势,也意味着设施农业的社会功能发生着深刻转变。总体上看,我国设施农业正在从保供给的产业使命,逐步向创美好生活的使命而转变。保供给阶段,设施农业以产出大量大宗蔬菜等园艺作物,满足人民基本生活需要为目标。新时代的创美好生活阶段,设施农业将不仅继续产出大量大宗作物满足基本供给,还需要提供多元化的、更加精致的产品,需要提供具有健康生活、文化艺术内涵的商品和服务性产品,满足人民日益增长的美好生活需求。更多的高端绿色设施农产品将在持续增长的多元化需求拉动下,带动多种层次的设施形式、装备体系的应用,形成更为清晰的产业分层架构。

(五)技术创新基础扎实

我国设施农业科研创新一直保持着强劲的势头,在设施园艺专用品种、栽培技术、工程技术、装备技术等多个方向取得了丰硕成果,在日光温室和塑料大棚为主的设施中得到广泛应用,为产业提质增效发挥了重要作用,可谓基础扎实。但与此同时,面对设施农业受地域、品类、工程装备条件、管理水平等多因素影响而形成的复杂性,基于特定品类、温室形式、特定地域的成套技术集成颇为不足,制约了创新技术的效能发挥,创新技术成果在推广应用中时常因未集成成套而凸显短板效应。

(六)国际融合快速深化

近五年来,随着国际贸易条件优化,同时伴随着我国设施农业国际化从业人员增多和企业群体的多样化增强,国际技术和装备的应用迅速增加,尤其在高端温室领域,融合尤为显著。国际融合给我国设施农业发展带来更丰富的技术供给和借鉴经验的同时,也带来了盲目照搬的风险,对我国自主创新技术的应用空间,特别是在高水平温室中的应用空间形成了一定程度的挤压效应。

(七)工程装备体系成熟

经过三十多年的发展,我国已经形成以企业为主体的成熟的工程装备供给体系,涵盖温室建造材料设备、温室工程建设、生产作业机具、生产耗材的门类较为齐全。全国拥有技术队伍的设施工程企业800家以上,拥有生产设备的温室材料和设备企业近500家,涌现出北京华农等一批活跃的创新型企业,为我国设施农业持续发展提供了自主创新和制造支撑。但行业标准应用的相对滞后、共享平台建设不足、企业自身优化较慢等问题依然存在,为迎接设施农业新高潮带来了挑战。

(八)多重短板依然存在

我国设施农业大而不强是产业共识,制约产业提档升级的多重短板依然存在。科技创新长期呈现点状布局,以结合品类主线、全程优化集成为目标的创新协作体系构建不足,导致我国设施农业科研成果虽然百花齐放,但在生产实践中的应用效果和显示度不足,特别是对产业盈利能力提升的效果不够明显,在商业推动下的滚动开发严重缺乏。作业精准性要求高的关键环节自动化装备、设施农业适宜品种、高效工厂化设施农业集成设计等环节,五年间国外的产品和技术占70%以上。设施农业工艺、工程、装备、生产技术的标准化程度、成套化水平不高,基于环境调控、工艺效率的优化理论成果较少,实践中经验主义流行,精准研判和设计能力欠缺。到目前,我国虽然已经形成了门类较为齐全的工艺工程装备供应体系,但仍然较为粗放。设施种植者的生态意识、管理水平、盈利和竞争能力均亟待提高。

02

发展建议

(一) 细化落实支持政策

随着设施农业用地政策、农机购置补贴政策等支持政策的出台,设施农业在各种利好政策的引导下,将迎来新一轮发展高潮,也将在科学有效的政策指引下走向更加良性的发展轨道。但中央相关政策面向全国,全国各地资源丰裕水平、设施农业适宜技术、主导业态存在很大差异,在都市圈层、城镇圈层、乡村的发展目标和要求也不尽相同,政策细化落实有待加速。以设施农业用地为例,自去年12月自然资源部、农业农村部联合发文以来,到今年7月份,已有11个省出台了相应的设施农业用地管理政策,但在耕作层破坏如何定标定性、大型集群化设施农业项目的附属设施面积等关键问题上尚未细化,温室设施使用基本农田的划补要求将涉及更多经营主体,实施程序不困难,但实施中主体间的协调将非常困难。从农机购置补贴向设施农业加强的角度看,当前浙江、江西等试点省份补贴重点都放在温室大棚骨架上。骨架在设施建造成本中占比随设施智能化、环境调控能力、高效生产能力的提高而降低,环境调控设备、栽培设施设备、生产作业设备比重随之同步提高。对连栋温室而言,钢骨架成本占比通常低于50%,对高性能玻璃温室而言,占比低至30%以内。需尽快制定更为全面的分类目录,使骨架以外的设备纳入补贴范围,形成越高效补贴越高的良性引导。

(二) 加强生态资源管控

设施农业生产的生态问题在我国还没有得到足够的重视,地下水开采、地热利用、灌溉肥水排放、秸杆处理、基质等废弃生产资料处理等管控较为薄弱。一方面,带来下一步发展的隐患,另一方面,不利于生态绿色新型技术的推广应用。因此,设施农业重点发展区域应在地方政府的推动和组织下,结合生态环境相关法规,瞄准设施农业和大田农业的差异,制定设施农业生态资源管理要求并通过实施加强控制。

例如,在无土栽培面积扩大的过程中,营养液广泛使用是必然趋势,废弃液体排放将给环境形成不利影响。目前我国尚未出台强制性的管理办法,但在欧盟,在无土栽培技术应用初期就通过法规引导,普遍采用封闭式循环的营养液系统,在保护耕地和生态环境的同时,大幅提高了水肥资源利用率。不仅于此,在基质使用、生产投入品使用上均应针对设施农业的特征制定更为严格的管理措施,鼓励环境友好型技术和产业发展。

(三) 优化科研协作体系

我国设施农业科研成绩突出,三十多年来,各类科研成果成功解决了以日光温室和塑料大棚为主的设施农业生产技术问题,为产业发展持续注入活力。但也必须看到,由于设施农业交叉性很强,科研创新更容易陷入相互割裂、协作无力的境地。现代科技越来越注重精准针对性,设施农业领域的基础研究、应用基础研究都与露地农业共用平台和团队,虽有一定侧重但研究精力聚焦不足,成果针对性弱,应用效果很难达到最佳,导致成果在国际竞争中易处于弱势。应用研发方面虽有大量创新型企业投入开展,但基于当前科研经费分配机制和企业协作习惯尚未良好建立等现状,基于生产全程的协作较少。设施农业面临现代社会经济条件压力,需要实现高度精准的技术衔接,以实现全程技术高效配套,实现资源利用率最大化,因此,对技术创新成果的成套性、涵盖生产链条长短有着越来越高的要求。亟待通过引导优化协作体系,培育针对细分设施种植品类和细分地域与设施类型的品种筛选、栽培技术、温室设施、生产装备协同科研创新团队,建设研产推深化协作队伍,更好地发挥科研成果的应用价值,体现效益和效果,增强我国设施农业科研成果呈现能力,提高面对国际创新技术的竞争能力和转化应用率。

节本增效是设施农业技术创新的根本目的,在不降品质的前提下提高单产则是其中的核心目标。除栽培技术和设施外,温室环境调控设备、生产作业设备等会通过遮光及调控因子耦合变化对长势和产量产生非预期影响,为此,建立以栽培技术为核心的研发协作体系更显重要性。

(四) 加强前沿技术研发

劳动力成本上升等外因推动、工业等其他领域技术进步拉动是设施农业技术进步的两大动力来源,节能技术、智能装备技术、信息感知技术、环境调控技术、水肥管理技术、设施专用品种选育技术等环节均有强烈的产业需求,这些环节都存在不同程度的前沿技术。我国虽然通过多年研发已经积累了一定量的成果,但可靠性高的商品化成果少。应大力发挥创新联盟和各类创新机构的作用,加大与农业之外的其他领域技术交流和引进的力度,加快开展智能装备、水肥装备、节能装备、环境调控装备的研发,加快设施环境精准设计的理论依据研究和设计模型研发,注重成果熟化,确保我国自主创新技术获得持续的生命力。

(五) 注重建设前期策划

集群化大棚和日光温室以及大型连栋温室当前都以项目的方式推动建设,具有较好的管理条件。当前实践中,项目策划急而浅,导致大多数设施建设选址缺乏科学性,功能定位上盲目追求链条完整,温室设施建造推进层次混乱,设计照搬多,设施园艺产品和服务类产品趋于雷同,导致盈利艰难的严重问题。例如,我国近五年来新建的大型玻璃温室,多数采用成套荷兰栽培技术和温室装备体系,这类温室80%以上的种植面积生产番茄,主要瞄准以串收小番茄为代表的细分市场。笔者调研发现,策划阶段的目标市场价格定位为14~45元/Kg,以最低定位14元/Kg计,占城市居民月均收入比重是荷兰和美国的两倍。发达国家的产品分层已经成熟,价格基于理性消费而相对稳定,其收入占比可作为我国同等产品的价格回归趋势借鉴,如此则有可能出现,即使是分层后的高端串收番茄也极有可能在消费理性回归后达到与国外相同的收入占比,即价格降低50%,但此时已经发生的工程装备投入导致的折旧和运行成本已经定型,这将严重影响收入和盈利预期,存在较高风险。对于日光温室和塑料大棚,则是前期策划不足导致产品滞销和巨大的资源浪费。因此应调整对设施建设工作的组织理念,不仅以工厂化的理念实现集约化、流程化的生产组织,更要以工厂化的理念实现深入完整的前期策划,将前期工作分为项目策划、可行性研究、工艺工程方案制定、工程设计等几个明确的阶段,且不能前后倒置,避免常见的温室工程设计在前,策划和工艺方案在后的情况。

(六) 扶持行业社会团体

我国已经有一批设施农业相关的行业协会和产业联盟,部分团体规模较大、成员较多、活跃度高,但尚无涵盖设施农业生产全过程的社会团体。现有的社会团体通常面临生存和发展压力,行业调研不够充分,基础数据积累较为单薄,无法满足行业发展中的咨询服务、投资决策、科研需求捕捉、产品选择和定位等需要。设施农业产业总体规模大,尤其是设施使用和生产环节,设施类型、面积、种植品类品种、产出量和周期、从业人员等都是庞大的数字,且涉及地域广、主体多,建设行业大数据有着极为重要的意义,但鉴于设施农业盈利能力相对还不够强,领域内企业自主投入进行大数据建设的行动尚未出现。为此,急需扶持一批全国性和地方性社会团体,积极推动社会团体的资源共享和融合,为我国设施农业高质量发展提供资源共享的服务支撑,建设更加有效的合作平台。

(七) 建设多元支撑体系

设施农业需要领域专业化,但在科技支撑、检测鉴定、市场信息等支撑服务环节仍处于以相应传统主导门类为主线的大行业中,如蔬菜、花卉、农机等领域,均同时涵盖大田和设施农业,导致设施农业支撑体系专业性不够强,技术、服务过于广谱性,支撑服务效率欠佳。另一方面,近两年出台的扶持政策也需要更精准、更高效、能力更充足的服务机构。为此,应发动地方政府和企业的力量,通过鼓励引导,建设一批设施农业科研创新集聚区、研学产推协作集聚群,建设一批设施种植检测服务、设施工程材料和装备检测的专业性服务机构,形成多元化的支撑体系。

(八) 加强紧缺人才培养

设施农业的人才问题近几年凸显,具有一定学习能力的熟练技术工人与行业需求相比极为不足,能够运用数字技术的生产管理人才、具有现代工商管理理论基础的运营管理人才尤为缺乏,出现了很多建好设施用不好、产出产品卖不好的情况。据估测,我国设施农业领域2000余万从业人员中,存在近20%的作业培训需求。我国具有较高环境调控能力的连栋温室在5000公顷以上,需要具有新型设备和新兴技术使用能力的新型工人近2万名。各类设施种植企业需要具有现代精准生产理念和经营管理能力的技术管理和运营管理人员近3000名。近两年来,许多工商资本投入设施农业,团队建设和人才缺乏普遍成为首当其冲的难题。特别是当前新技术爆发式增长迭代、市场营销新理念在互联网技术推动下推陈出新速度极快、智能化装备应用越来越广泛的情况下,经验栽培主义和传统管理办法带来的问题越来越明显,新理念新技术对新型人才需求更为迫切。人才培养需要时间,不可一蹴而就。当前已有许多机构投身设施农业人才培养事业之中,中国农机化协会设施农业分会连续四年开展设施种植、温室建设、运营管理、行业标准等方面的培训,取得了一定效果,但对于整个行业而言是远远不够的。在全国层面和设施农业重点发展地区,加强设施农业人才培养机构和农广校等传统农业人才培养机构的合作,增加设施农业专项技术培训教育力度,引导鼓励社会团体和企业建设设施农业人才交流平台,方可为产业的快速发展及时供给合格人才。

(九) 提升产业盈利能力

日光温室和塑料大棚由农民使用,可以获得一定的收益,是农民增收的重要方式。但众所周知的是,企业经营很难盈利,特别是功能拓展不充分时,种植主业收入占比高时,更是如此。也就是说,在占我国设施农业设施农业绝大部分比重的板块中,除工资性收入回报外,设施农业作为一个参与社会经济竞争的行业,投资收益能力低,从投资的角度不具有合理的经济逻辑。许多地方近年来推进种植业结构调整,转种粮为种菜,转露地种菜为设施种植,但仍然没有根本性地改变这种局面。这带来了多方面的持续发展隐患。一方面是吸引投资能力弱,另一方面是吸引劳动力能力弱,第三是创新成果转化应用动力弱。连栋温室企业经营主体多为企业,盈利能力也同样欠佳。问题是多方面的,但是可以通过慎密的前期谋划、科学的运营管理予以解决。

03

展望

在乡村振兴战略实施的大背景下,设施农业将持续成为社会关注的焦点,成为现代农业领域的热点。未来,设施农业将进入广阔的社会经济竞争大舞台,将提供更加安全、丰富、精致的多样化产品和服务,为美好生活创造更多丰富源泉。在新兴技术推动下,设施农业将在生产端和供应链方面进行深刻变革。

(一) 装备智能化将取得快速发展

我国当前设施农业机械化率仅达38.31%,分布不均衡,连栋温室较高,日光温室和塑料大棚较低。智能化是在机械化、电气化、信息化之后的高度,后者是支撑。但这并不能断定,我国设施农业无法在近阶段实现智能化。国内外设施农业的装备技术多来自于工业等其他领域,智能化装备技术也相同。在其他领域智能化快速发展的同时,设施农业智能装备技术也将得到快速发展和应用,尤其是劳动力等生产要素成本持续上升、市场竞争导向的生产过程精准化可控管理要求持续提高的情况下更是如此。但基于机械化水平较低,对智能化技术的支撑短期内无法全面实现,因此,将呈现“局部环节智能化、生产全程数字化”的推进局面,智能化装备技术在连栋温室领域应用比重将持续高于日光温室和塑料大棚,但在生产全程数字化有望在集群化的日光温室、塑料大棚以及连栋温室上全面推进,在人工光利用型植物工厂、全封闭大型温室等部分领域有望在近阶段实现全程智能化。

(二) 机艺融合将更为广泛

农业农村部《关于加快推进设施种植机械化发展的意见》中提出,要推进农机农艺融合、机械化信息化融合。在当前和未来相当长的时间内,设施农业将立足自身更为复杂的边缘技术特征,不仅注重农机农艺融合,还将越来越注重并加强农机农艺与工程的融合,使农机农艺融合范围得以拓展,实现农艺、工程、装备融合。农艺农机与工程的融合,不仅体现为温室设施的宜机化进步,还将在光、温等环境因子调控方面的耦合作用上有更为精细的体现,例如,在工程设计和装备配置中更精准地计算光环境指标,便是工艺、工程、装备融合加深和精准化加强的表现。另一方面,随着设施农业生产经营组织化水平提升,农艺作业将实现在各种设施类型中的流程化,对传统农艺的认识将转变为工厂化农业的工艺,对温室大棚设施的认识将转变为环境可控的农业车间,工艺、工程、装备将深度融合,工程的纽带作用、三者之间的相互影响作用将大幅度增强。

(三) 栽培技术进步推动整体提升

设施农业多样性是在借鉴和引进其他领域技术过程中必须面对并且需要谨慎对待的问题。在环境调控水平高的连栋温室实践中经常见到较为普遍的一种情况是,建好温室后,请来一位或者一批国内外种植老手,选定熟悉的品种,使用熟悉的温室设施,无法达到以前在其他地方的产量,这便是典型的多样性问题体现。设施农业生产面对多品类、多设施类型、多种气候、多种水土条件,还存在不同的技术人员、不同的生产工艺、不同的水肥配方,多种因子之积构成了设施农业生产实际中栽培技术的高度复杂性。即使是微弱的差异,在逐级放大后都有可能产生较大的单产和品质变化。如果为了加强产品销售能力,还要考虑消费者的口味和习惯,把产品变成不同阶段的、不同形态的商品,栽培技术多样化进一步增强。栽培技术多样化意味着不可复制和照搬,必须因地制宜试验、总结、提高。

与之相应的是栽培技术为支撑的栽培管理。装备智能化、环境调控精准化都服务于栽培管理。设施农业机械化水平评价中将生产过程管理分为耕、种、收、环控、施肥五个主要环节,每个环节都是栽培管理的主要构成部分。栽培管理需要的精准化程度决定了机械化升级过程中的精准化水平,过高或过低都将使栽培管理无法适应,或者说,都将造成浪费。因此,未来的设施农业将越来越深刻地体现栽培技术决定装备高度,以栽培管理目标确定装备配置水平。

作者:张跃峰

农业农村部规划设计研究院研究员

中国农机化协会设施农业分会主任委员

北京华农农业工程技术有限公司董事长

🔼本文发表于《农机质量与监督》2020年08期🔼