福建省设施种植装备发展对策研究_吴尚璟.pdf

2023年12月机电技术 福建省设施种植装备发展对策研究 吴尚璟 福建省机械科学研究院 福建 福州 350005 摘 要 文章概述了我国设施种植发展的现状 从产业规模 产能 设施种植装备使用现状等方面分析福建省设施种 植装备发展情况 梳理其发展中存在的问题并提出相关对策建议 以期为推进福建省设施农业高质量发展提供技术支撑 关键词 福建省 设施农业 装备 高质量发展 中图分类号 S233 2 文献标识码 A 文章编号 1672 4801 2023 06 042 04 DOI 10 19508 ki 1672 4801 2023 06 012 福建省科技计划项目 2023R1004004 作者简介 吴尚璟 1979 女 高级工程师 主要从事机械设计与制造 科技信息研究工作 党的二十大报告提出树立大食物观 发展设 施农业 构建多元化食物供给体系 为加快设施农 业发展提供了根本遵循 1 2023年的中央一号文 件提出发展现代设施农业 实施设施农业现代化 提升行动 2023年6月 我国第一部现代设施农 业建设规划 全国现代设施农业建设规划 2023 2030年 出台 因此 设施农业迎来了新的发展 机遇 设施是农业生产的重要载体 设施农业是我 国现代农业的重要组成部分 广义上的设施农业 包含设施种植 设施养殖 狭义上的设施农业仅指 设施种植业 2 设施农业具有科技含量高 土地利 用率高 农业核心竞争力强等优势 3 采用现代化 农业工程和机械技术 以环境调节为手段 在一定 程度上摆脱自然条件限制 对提高农业综合生产 能力和稳产保供水平具有重要意义 为推进福建省设施种植高质量发展 本文通 过查阅资料概述了我国设施种植发展的现状 通 过访谈交流 实地考察等形式 对设施农业管理部 门 设施种植装备企业及设施蔬菜 水果 花卉等 种植企业进行了系统调研 分析福建省设施种植 装备的发展情况 梳理其发展中存在的问题并提 出了相关对策建议 1 我国设施种植发展概况 1 1 设施种植面积及产能稳步提升 截至2022年 全国设施农业种植总面积约为 285万公顷 占世界设施农业总面积的80 以上 我国已成为世界设施农业生产大国 设施面积居 世界第一 其中 设施蔬菜种植面积约占蔬菜种 植面积总量的20 已初步形成了黄淮海及环渤 海 长江流域 西北 东北和华南等5大设施蔬菜 优势产区 4 近年来 设施农业综合生产能力日渐提高 随 着设施产能的提升 设施农业已成为各类农产品 供应的重要来源 全国设施蔬菜产量约占蔬菜总 产量的33 产值约占蔬菜总产值的50 设施蔬 菜产量位居世界首位 1 2 设施种植装备逐步改善 设施农业装备技术不断增强 机械化 数字 化 智能化与绿色化水平显著提升 生产管理自 动控制 智能水肥一体机 作物生长动态监测等设 备加快普及 物联网 人工智能机器人等现代技术 加速应用 1 促进设施农业装备成套技术进一步提 升 设施种植整体机械化率达42 1 3 资源节约成效明显 低碳环控型温室设施结构 光伏一体化关键 设备等一批重大设施技术不断取得突破 节水 节 地 节肥 节药技术在设施农业领域广泛应用 高 效设施种植与大田种植相比 用水效率提高50 以上 农药 化肥使用量分别减少30 和20 以 上 立体种植模式的推广极大提高了土地利用率 推进设施农业向资源节约型的农业生产模式发展 2 福建省设施种植发展概况 2 1 设施种植规模化发展 福建省设施种植逐渐摆脱家庭式的小农生产 42 第6期 模式 向集约化 规模化的现代农业种植模式发 展 农业企业通过土地流转的方式 对土地进行 宜机化改造 建造设施大棚 改善农业生产条件 进行集中连片种植 提高耕地资源利用效率和土 地产出效率 涌现出以设施种植为主的休闲型农 场 家庭型农场 生产型农场 福建省农场总数超过3 5万家 县级以上示范 农场达到4000家 省级农场示范县达到30个以 上 创建7个国家现代农业产业园 19个省级现 代农业产业园 农业产业化省级重点龙头企业超 过1000家 规模化种植企业深耕农业多年 注重 专精特新 发展 在蔬菜 水果 花卉等园艺作物 方面走出了属于自己的特色发展道路 已逐渐成 为福建省农业经济发展新的增长点 福建省是全国冬春蔬菜优势产区 是我国五 大南菜北运和蔬菜出口的主要省份 5 2022年蔬 菜播种面积近60万公顷 设施蔬菜种植占40 左 右 蔬菜产量为1599 77万吨 各类设施蔬菜产量 超过600万吨 2 2 设施种植装备技术加速发展 福建省设施种植装备技术发展迅速 在水肥 一体化技术 集装箱植物工厂种植 垂直植物工厂 生产 设施智能控制技术 二氧化碳施肥技术等研 究与推广应用方面取得了较好成效 蔬菜种植 水肥一体化技术的普及率达77 6 可提升水肥 利用效率 降低劳动强度 福建省农业机械化研究所正积极推广二氧化 碳施肥技术 在省内多家农场开展温室辣椒种植 的二氧化碳气肥应用试验 试验结果表明 二氧化 碳施肥新技术能够实现辣椒增产达20 芭芭拉 厦门 农业科技有限公司在设施环境控制系统 水肥控制 集装箱植物工厂领域深耕多年 福建 省中科生物股份有限公司研发的自动化垂直植物 工厂模组设备获得福建省首台套认定 实现从播 种 育苗 分栽 采收到包装及栽培设备清洗等植 物工厂生产全流程自动化 无人化 6 该公司利用 LED植物补光技术 多层立体水培系统 自动化环 境控制及智能化装备 已经建成40000m 2 全球最 大的十万级净化垂直植物工厂 3 福建省设施种植装备发展存在的问题 3 1 设施种植装备有效供给不足 设施种植作业环节之间的农机装备供给不平 衡 在设施蔬菜机械化方面 目前比较成熟的机械 作业装备主要集中在耕作环节和管理环节 移栽 及收获环节的机械化程度较低 缺乏成熟通用的 机械装备 育苗环节已基本实现机械化 但育苗全 流程自动化尚缺少一些关键衔接装备 在设施水 果机械化方面 设施水果修剪整形 疏花疏果 套 袋摘袋和采摘收获等环节工作仍依靠人工完成 设施水果生产机械化总体水平偏低 在设施花卉 机械化方面 盆栽基质装填机械尚处于研发阶段 设施花卉移栽 采花收获等环节均依靠人工完成 3 2 设施种植装备智能化水平有待提升 设施种植装备研发制造与技术集成能力仍较 薄弱 在智能装备配套方面整体水平不高 环境控 制能力不足 中小拱棚和塑料大棚等设施种植面 积占比70 以上 具有环境控制能力的连栋温室 占比不到1 采用物联网 5G 大数据等数字化 技术构建的设施服务平台与设施种植装备融合的 应用场景少 迫切需要加快改造升级 提升设施种 植装备整体发展质量 智能化系统成套装备是集传感器 计算机 移 动网络技术于一体的物联网技术设备 某些关键 环节设备和软件的缺失 将导致设施环境精准调 控难以实现 造成设施农业各装备协同运行效率 低的现象 现有的传感器不稳定 设施装备故障 率高 网络不稳定 物联网技术不成熟等问题 造 成环境参数错误或丢失 导致农民不相信数据 无 法依靠智能设施装备自动调节环境 大多数还是 依靠经验种植 3 3 设施种植运行能耗高 设施农业的耗能主要包括采暖 通风 降温 灌溉 补光 自动化控制等 通风 降温是夏季设施 耗能的主要因素 每公顷运行能耗约为225kW h 天 据统计 能源消耗的费用占设施农业生产总 费用的15 40 福建省设施种植耗能主要集 中在夏季 大面积的设施降温能耗高 部分设施 农业企业反馈设施建造面积过大 棚内温湿度均 匀性难以调节 环控策略基本失效 直接导致夏季 生产面临着高风险 高成本的问题 3 4 农机农艺发展融合不足 在设施种植发展过程中 对农机农艺融合认 吴尚璟 福建省设施种植装备发展对策研究 43 2023年12月机电技术 识不足 造成了农艺与农机 机具研发企业间存在 脱节 农艺与农机之间 机具与机具之间融合度较 低 设施种植种类多 适宜机械化的品种少 种植 垄宽 行数未充分考虑机械作业要求 缺乏适合不 同作物 设施类型和栽培模式的技术标准和规范 多靠经验进行生产 4 福建省设施种植装备发展对策建议 4 1 开展关键环节技术装备攻关 聚焦设施种植精量播种 育苗嫁接 移栽和收 获等环节技术装备短板 重点开展蔬菜高效移栽 机 果菜采收 省力运输机械 设施果菜自动落蔓 疏蔓系统 水肥一体化自动化调控设备 多功能作 业平台等关键技术研究 研发先进设施农业装备 降低农民的劳动强度 提升设施种植机械化自动 化水平 4 2 提升装备智能化水平 按照补短板 强弱项原则 推广环境自动调 控 作物生长信息监测 水肥一体化智能控制等技 术 7 开展老旧低效设施改造示范建设 增配环境 和作物长势等信息采集设备 自动卷膜通风和水 肥一体化等智能调控设备以及小型打药机和物流 运输车等自动作业装备 结合作物生长模型对光 照 温湿度等环境因子 综合能耗等进行精准自动 调控 降低生产成本 提升设施种植智能化水平 1 4 3 推动绿色低碳转型 开展节水 节肥 节药技术研究 加强智能化 喷灌 滴灌 水肥一体化 先进高效植保机械等研 究 推进设施农业化肥农药减量增效利用 提升精 准化管理水平 1 开展设施农业节能减排技术研 究 加强 设施农业 太阳能 的新能源技术 节能 环保农机等研究 如设施蔬菜生长随动补光系统 二氧化碳气肥智能控制技术 电动耕作机械等 加 快 固碳减排 生态低碳 新技术和新装备在设施 农业领域的推广应用 1 4 4 促进农机农艺融合发展 加快推动品种 栽培 装备集成配套 选育推 广宜机化设施专用品种 促使良种 良法 良机配 套 建立健全农机农艺融合发展工作机制 一体 化统筹农机化技术和设施种植技术 针对作物品 种与改良 种植模式 技术路线 技术配套措施和 关键技术等重点环节 制定科学合理 相互适应的 技术标准和技术规范 确保农机农艺不脱节 8 坚 持因地制宜的原则 积极构建区域化 标准化的设 施种植全程机械化技术体系 引进适用于本土设 施农业的新机具新技术 加大对宜机化种植技术 模式及配套农机化新技术新设备的示范推广力 度 如推广应用设施鱼菜共生养殖模式 叶菜水耕 栽培模式 立体植物工厂栽培生产模式等 4 5 着力打造科研服务平台 要大力支持以各农林院校 各科研院所以及 设施装备企业为科技创新主体 推进设施种植装 备技术重点实验室建设 共同开展对于现代设施 种植装备的研发与攻关 9 紧紧围绕蔬菜育种 栽 培管理 水肥调控 信息化管控等设施种植全产业 链 聚焦绿色高效生产技术 采后处理技术 设施 智能作业装备研发 病虫害防控等领域 引入人工 智能 机器学习等新一代信息技术和工业智能装 备 开展跨学科协同攻关一批前瞻性 引领性技术 解决制约设施种植业发展的重大关键和共性技术 问题 以强化现代设施农业科技和装备支撑 1 落实科技特派员工作机制 派遣科技人员服 务企业 开展相关公益服务 围绕设施种植生产 加工 流通等全环节 开展技术培训指导 帮助企 业解决设施农业装备技术问题 提升设施生产管 理与设备使用维护水平 参考文献 1 农业农村部 国家发展改革委 财政部 等 关于印发 全国现代设施农业建设规划 2023 2030年 的通知 农计财发 2023 6号 A OL 2023 06 09 2023 12 04 https 2 郭颖 关于东平县设施农业发展情况的研究 J 山西农经 2023 19 151 153 3 彭澎 梁龙 李海龙 等 我国设施农业现状 问题与发展建议 J 北方园艺 2019 5 161 168 4 袁为海 我国现代设施农业发展现状与方向 J 中国农村科技 2023 6 18 21 5 周永奎 陈凌霄 林志强 福建省特色优势农作物生产全程机械化调查分析 J 福建农机 2022 3 5 8 6 李阳 中科生物植物工厂关键技术科技创新和产业化 J 中国农村科技 2023 2 6 10 下转第96页 44 2023年12月机电技术 于触发状态 不会出现转轴超过一定角度后检测 开关自动复位的情况 3 2 3 处理建议 改变触发开关方式 端部圆环的螺纹孔应采 用紧定螺钉来固定圆环 而不是安装螺杆 将螺杆 拆除 改用一字螺钉旋紧固定圆环 调整电气开关 位置 通过转轴端部圆环来触发开关 正常状态 下 电气开关的头部深入圆弧段内 当转轴旋转 时 带动圆环旋转 外圆环触发电气开关且保证开 关持续动作 自动扶梯的各个保护装置相当重要 各个功 能的实现可能由机械构件的联动来实现 因此模 拟保护装置动作时 仅仅依靠触发开关动作来验 证 可能会出现错检的现象 应当模拟整个机构 动作来验证保护装置功能的有效性 对于触发电 气开关的模式有质疑的情况下 要进行进一步的 分析 从而判断现场保护装置是否合理可靠 消除 潜在的风险 提高动作的可靠性 4 结束语 自动扶梯是公共场所常见的交通工具 而梯 级踏板作为承载乘客的部件 保证其安全运行显 得尤为重要 梯级下陷保护装置可保证梯级下陷 时制停设备 保障乘客安全 检验人员在对自动 扶梯进行检验时 不可仅仅观察相应电气开关是否 有效 还应对其触发装置 触发位置以及故障锁定 功能一一确认 消除潜在的风险 避免错检漏检 参考文献 1 刘章旭 张光耀 等 自动扶梯梯级运行安全风险分析及防控措施 J 中国电梯 2022 33 11 6 8 10 2 李清超 李兴强 自动扶梯的两种电气安全装置检验研究 J 中国设备工程 2021 16 160 161 3 海曼 自动扶梯梯级下陷保护装置等检验项目的探讨 J 大众标准化 2021 13 239 241 4 黄学斌 徐火力 王昌荣 等 自动扶梯安全保护装置的设置及安全诊断方法分析 J 机电技术 2021 2 90 92 5 李伟 一种自动扶梯梯级下陷安全性能检测技术的研究 J 科技与创新 2020 1 72 73 6 孙红松 自动扶梯梯级塌陷保护装置安装 维保与检验中易忽视的问题 J 特种设备安全技术 2019 6 33 36 7 薛涛 杨洪 浅谈自动扶梯梯级下陷保护的检验 J 中国电梯 2019 30 17 59 61 8 张东平 一起自动扶梯梯级大量损坏事故原因分析 J 中国电梯 2018 29 15 62 64 9 温镯 自动扶梯安全保护装置的设置及检验的研究 J 中国高新区 2018 14 140 10 李楚锋 闻科伟 关于自动扶梯梯级下陷和缺失保护装置改进的探讨 J 消防界 电子版 2017 4 84 11 肖杰文 王进 关于电梯几个检验项目的案例分析 J 特种设备安全技术 2016 4 40 41 12 付红 许林 一种自动扶梯梯级踏陷安全性能检测仪的设计 J 机电工程技术 2012 41 10 45 47 7 龚斌磊 王硕 代首寒 等 大食物观下强化农业科技创新支撑的战略思考与研究展望 J 农业经济问题 2023 5 74 85 8 马生庆 凉州区设施农业机械化发展思考与探讨 J 当代农机 2017 2 18 19 9 李祈康 广西设施农业发展现状与展望 J 广西农业机械化 2023 4 14 16 上接第44页 96