无土栽培技术

荷兰是世界上无土栽培最发达的国家之一，主要采用无土栽培技术种植番茄、黄瓜、甜椒和花卉（主要是切花）等，且大部分实现了微电脑控制，达到了现代化、自动化生产管理水平。日本在无土栽培试验研究和大面积应用方面开展了超前性研究，在植物工厂内大面积应用了无土栽培技术，并实现了全自动控制[17]。我国无土栽培技术的研究应用起步较晚，但发展迅速，目前，已形成了水培（浮板水培、动态浮根、浮板毛管水培、NFT）、雾培、槽培、袋培、岩棉栽培、沙培、立体栽培、有机生态型无土栽培等多种栽培模式。在智慧温室蔬菜种植中，广泛借鉴荷兰技术，番茄、黄瓜等采用岩棉栽培，生菜等叶菜类采用营养液栽培，且通过应用计算机控制系统，对作物需要的温湿光气等进行自动调控，实现了种植的自动化、数字化，但在精准化方面还存在一定的差距。

传感器及物联网技术

国外农业物联网技术发展迅速，以色列将物联网技术应用于节水灌溉中，即利用一系列口径不同的塑料管道，将水和溶于水中的肥料通过压力管道直接输送到作物根部，水、肥均按需由电脑控制定时、定量供给，在设施种植中起到了非常关键的作用[18-19]。日本非常重视农业物联网的推广应用，将农业物联网列入日本政府计划，提出到2020年日本农业信息技术化规模将达到600亿日元，农业云技术运用率将达75%[20]。

我国智慧温室生产中也广泛应用了物联网技术（图1），通过各种传感器实时监测温室内温度、湿度、光照、土壤水分等环境因子数据，在专家决策系统的支持下进行智能化决策，通过电脑、手机、触摸屏等终端实时远程调控湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、加温补光等设备，调节温室内生长环境至适宜状态，弥补了传统设施农业参数采集监控的不足，实现了科学监视、科学种植、提高农业综合效益，但其准确度较国际先进水平等仍存在一定的差距。

智慧温室发展趋势

规模化

设施农业发达国家如荷兰，种植花卉和蔬菜温室主要采用玻璃温室，集中分布在海牙和鹿特丹机场之间、Westland、Drenthe省和Limburg省（如Venlo市）几个地区，具有集群式、大面积特点，这样做的好处是可以降低基础设施（道路、供电、供水等）投资，据了解，2 hm2的温室建设比0.3 hm2温室平均每平方米节约20%的成本。规模化的温室便于种植者进行机械化操作，种植者可积累丰富的经验，提高管理水平和工人的操作技能。我国近些年温室的发展广泛借鉴了荷兰技术，其建设规模也在朝大型化、规模化发展，如由北京京鹏环球科技股份有限公司建设的位于山东庆云的7 hm2智慧温室，以及位于石家庄鹿泉区封龙谷的6 hm2现代化连栋温室，采用荷兰最新技术和先进设计理念，顶部使用专用的散射玻璃覆盖、折叠式防虫网和进出口的风幕风机系统，不仅满足了无土栽培、节水灌溉等现代农业需求，还可提供温室育苗、鱼菜共生、种养循环等环保、节能、安全需求。

自动化

荷兰为增强盆花企业市场竞争力，解决温室花卉生产劳动力不足、劳动力成本高等问题，大力发展了自动化生产装备系统，实现了温室盆花高效自动化生产，其温室盆花自动化生产装备技术达到世界领先水平[21]。我国在温室内的育苗环节、移栽环节、收获环节等基本实现了自动化，随着我国智慧温室大型化、规模化的发展以及我国劳动力短缺，劳动力成本日益提高，人工依赖度过高的育苗、移栽、收获、包装等生产模式将不能满足需要，自动化、机械化的温室装备将是未来的发展趋势。

智能化

智慧农业以智慧温室为主体，依托物联网集成温室内的温湿度采集、光照、CO2浓度、智能水肥控制、远程监控等多项前沿技术，通过完善的模块化数据采集和管理，对温室内的环境进行远程控制。目前，智慧温室已经初步实现了通过电脑、手机APP等多项智能产品实现远程管理，实时远程获取温室内部的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等作物生长环境及视频信息，实现精细化的管理，为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件，让温室种植者轻松地远程操控温室环境，实现智能化管理。

图1 物联网技术

精准化

设施农业发达国家如荷兰，在环境调控、水肥管理、采收管理等各个环节基本做到了精准化控制。如，在研究LED新型节能光源方面，荷兰不再将节能效果作为LED照明技术的最终诉求点，而是在节能的基础上利用各种单色光源或配比光源对植物进行自定义调节；同时，荷兰非常注重作物生长过程中的数据积累，根据作物生理学和生态学原理，对作物生长发育过程及其与环境的动态关系进行定量描述，将获得的试验数据加以理论概括和数据抽象，通过建立作物生长动态模型，应用于决策支持系统、植物监测、温室气候调控和生产预测与规划[22]。通过对温室内作物进行精准化控制，进一步提高作物产量及品质，随着我国智慧温室的发展，精准化管理将是必然趋势。

文章来源：《山东农业工程学院学报》 网址: http://www.sdnygcxyxb.cn/qikandaodu/2020/0715/387.html