福建省設施種植裝備發(fā)展對策研究_吳尚璟.pdf

2023年12月機電技術 福建省設施種植裝備發(fā)展對策研究 吳尚璟 福建省機械科學研究院 福建 福州 350005 摘 要 文章概述了我國設施種植發(fā)展的現(xiàn)狀 從產業(yè)規(guī)模 產能 設施種植裝備使用現(xiàn)狀等方面分析福建省設施種 植裝備發(fā)展情況 梳理其發(fā)展中存在的問題并提出相關對策建議 以期為推進福建省設施農業(yè)高質量發(fā)展提供技術支撐 關鍵詞 福建省 設施農業(yè) 裝備 高質量發(fā)展 中圖分類號 S233 2 文獻標識碼 A 文章編號 1672 4801 2023 06 042 04 DOI 10 19508 ki 1672 4801 2023 06 012 福建省科技計劃項目 2023R1004004 作者簡介 吳尚璟 1979 女 高級工程師 主要從事機械設計與制造 科技信息研究工作 黨的二十大報告提出樹立大食物觀 發(fā)展設 施農業(yè) 構建多元化食物供給體系 為加快設施農 業(yè)發(fā)展提供了根本遵循 1 2023年的中央一號文 件提出發(fā)展現(xiàn)代設施農業(yè) 實施設施農業(yè)現(xiàn)代化 提升行動 2023年6月 我國第一部現(xiàn)代設施農 業(yè)建設規(guī)劃 全國現(xiàn)代設施農業(yè)建設規(guī)劃 2023 2030年 出臺 因此 設施農業(yè)迎來了新的發(fā)展 機遇 設施是農業(yè)生產的重要載體 設施農業(yè)是我 國現(xiàn)代農業(yè)的重要組成部分 廣義上的設施農業(yè) 包含設施種植 設施養(yǎng)殖 狹義上的設施農業(yè)僅指 設施種植業(yè) 2 設施農業(yè)具有科技含量高 土地利 用率高 農業(yè)核心競爭力強等優(yōu)勢 3 采用現(xiàn)代化 農業(yè)工程和機械技術 以環(huán)境調節(jié)為手段 在一定 程度上擺脫自然條件限制 對提高農業(yè)綜合生產 能力和穩(wěn)產保供水平具有重要意義 為推進福建省設施種植高質量發(fā)展 本文通 過查閱資料概述了我國設施種植發(fā)展的現(xiàn)狀 通 過訪談交流 實地考察等形式 對設施農業(yè)管理部 門 設施種植裝備企業(yè)及設施蔬菜 水果 花卉等 種植企業(yè)進行了系統(tǒng)調研 分析福建省設施種植 裝備的發(fā)展情況 梳理其發(fā)展中存在的問題并提 出了相關對策建議 1 我國設施種植發(fā)展概況 1 1 設施種植面積及產能穩(wěn)步提升 截至2022年 全國設施農業(yè)種植總面積約為 285萬公頃 占世界設施農業(yè)總面積的80 以上 我國已成為世界設施農業(yè)生產大國 設施面積居 世界第一 其中 設施蔬菜種植面積約占蔬菜種 植面積總量的20 已初步形成了黃淮海及環(huán)渤 海 長江流域 西北 東北和華南等5大設施蔬菜 優(yōu)勢產區(qū) 4 近年來 設施農業(yè)綜合生產能力日漸提高 隨 著設施產能的提升 設施農業(yè)已成為各類農產品 供應的重要來源 全國設施蔬菜產量約占蔬菜總 產量的33 產值約占蔬菜總產值的50 設施蔬 菜產量位居世界首位 1 2 設施種植裝備逐步改善 設施農業(yè)裝備技術不斷增強 機械化 數(shù)字 化 智能化與綠色化水平顯著提升 生產管理自 動控制 智能水肥一體機 作物生長動態(tài)監(jiān)測等設 備加快普及 物聯(lián)網 人工智能機器人等現(xiàn)代技術 加速應用 1 促進設施農業(yè)裝備成套技術進一步提 升 設施種植整體機械化率達42 1 3 資源節(jié)約成效明顯 低碳環(huán)控型溫室設施結構 光伏一體化關鍵 設備等一批重大設施技術不斷取得突破 節(jié)水 節(jié) 地 節(jié)肥 節(jié)藥技術在設施農業(yè)領域廣泛應用 高 效設施種植與大田種植相比 用水效率提高50 以上 農藥 化肥使用量分別減少30 和20 以 上 立體種植模式的推廣極大提高了土地利用率 推進設施農業(yè)向資源節(jié)約型的農業(yè)生產模式發(fā)展 2 福建省設施種植發(fā)展概況 2 1 設施種植規(guī)?；l(fā)展 福建省設施種植逐漸擺脫家庭式的小農生產 42 第6期 模式 向集約化 規(guī)?；默F(xiàn)代農業(yè)種植模式發(fā) 展 農業(yè)企業(yè)通過土地流轉的方式 對土地進行 宜機化改造 建造設施大棚 改善農業(yè)生產條件 進行集中連片種植 提高耕地資源利用效率和土 地產出效率 涌現(xiàn)出以設施種植為主的休閑型農 場 家庭型農場 生產型農場 福建省農場總數(shù)超過3 5萬家 縣級以上示范 農場達到4000家 省級農場示范縣達到30個以 上 創(chuàng)建7個國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)園 19個省級現(xiàn) 代農業(yè)產業(yè)園 農業(yè)產業(yè)化省級重點龍頭企業(yè)超 過1000家 規(guī)?；N植企業(yè)深耕農業(yè)多年 注重 專精特新 發(fā)展 在蔬菜 水果 花卉等園藝作物 方面走出了屬于自己的特色發(fā)展道路 已逐漸成 為福建省農業(yè)經濟發(fā)展新的增長點 福建省是全國冬春蔬菜優(yōu)勢產區(qū) 是我國五 大南菜北運和蔬菜出口的主要省份 5 2022年蔬 菜播種面積近60萬公頃 設施蔬菜種植占40 左 右 蔬菜產量為1599 77萬噸 各類設施蔬菜產量 超過600萬噸 2 2 設施種植裝備技術加速發(fā)展 福建省設施種植裝備技術發(fā)展迅速 在水肥 一體化技術 集裝箱植物工廠種植 垂直植物工廠 生產 設施智能控制技術 二氧化碳施肥技術等研 究與推廣應用方面取得了較好成效 蔬菜種植 水肥一體化技術的普及率達77 6 可提升水肥 利用效率 降低勞動強度 福建省農業(yè)機械化研究所正積極推廣二氧化 碳施肥技術 在省內多家農場開展溫室辣椒種植 的二氧化碳氣肥應用試驗 試驗結果表明 二氧化 碳施肥新技術能夠實現(xiàn)辣椒增產達20 芭芭拉 廈門 農業(yè)科技有限公司在設施環(huán)境控制系統(tǒng) 水肥控制 集裝箱植物工廠領域深耕多年 福建 省中科生物股份有限公司研發(fā)的自動化垂直植物 工廠模組設備獲得福建省首臺套認定 實現(xiàn)從播 種 育苗 分栽 采收到包裝及栽培設備清洗等植 物工廠生產全流程自動化 無人化 6 該公司利用 LED植物補光技術 多層立體水培系統(tǒng) 自動化環(huán) 境控制及智能化裝備 已經建成40000m 2 全球最 大的十萬級凈化垂直植物工廠 3 福建省設施種植裝備發(fā)展存在的問題 3 1 設施種植裝備有效供給不足 設施種植作業(yè)環(huán)節(jié)之間的農機裝備供給不平 衡 在設施蔬菜機械化方面 目前比較成熟的機械 作業(yè)裝備主要集中在耕作環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié) 移栽 及收獲環(huán)節(jié)的機械化程度較低 缺乏成熟通用的 機械裝備 育苗環(huán)節(jié)已基本實現(xiàn)機械化 但育苗全 流程自動化尚缺少一些關鍵銜接裝備 在設施水 果機械化方面 設施水果修剪整形 疏花疏果 套 袋摘袋和采摘收獲等環(huán)節(jié)工作仍依靠人工完成 設施水果生產機械化總體水平偏低 在設施花卉 機械化方面 盆栽基質裝填機械尚處于研發(fā)階段 設施花卉移栽 采花收獲等環(huán)節(jié)均依靠人工完成 3 2 設施種植裝備智能化水平有待提升 設施種植裝備研發(fā)制造與技術集成能力仍較 薄弱 在智能裝備配套方面整體水平不高 環(huán)境控 制能力不足 中小拱棚和塑料大棚等設施種植面 積占比70 以上 具有環(huán)境控制能力的連棟溫室 占比不到1 采用物聯(lián)網 5G 大數(shù)據等數(shù)字化 技術構建的設施服務平臺與設施種植裝備融合的 應用場景少 迫切需要加快改造升級 提升設施種 植裝備整體發(fā)展質量 智能化系統(tǒng)成套裝備是集傳感器 計算機 移 動網絡技術于一體的物聯(lián)網技術設備 某些關鍵 環(huán)節(jié)設備和軟件的缺失 將導致設施環(huán)境精準調 控難以實現(xiàn) 造成設施農業(yè)各裝備協(xié)同運行效率 低的現(xiàn)象 現(xiàn)有的傳感器不穩(wěn)定 設施裝備故障 率高 網絡不穩(wěn)定 物聯(lián)網技術不成熟等問題 造 成環(huán)境參數(shù)錯誤或丟失 導致農民不相信數(shù)據 無 法依靠智能設施裝備自動調節(jié)環(huán)境 大多數(shù)還是 依靠經驗種植 3 3 設施種植運行能耗高 設施農業(yè)的耗能主要包括采暖 通風 降溫 灌溉 補光 自動化控制等 通風 降溫是夏季設施 耗能的主要因素 每公頃運行能耗約為225kW h 天 據統(tǒng)計 能源消耗的費用占設施農業(yè)生產總 費用的15 40 福建省設施種植耗能主要集 中在夏季 大面積的設施降溫能耗高 部分設施 農業(yè)企業(yè)反饋設施建造面積過大 棚內溫濕度均 勻性難以調節(jié) 環(huán)控策略基本失效 直接導致夏季 生產面臨著高風險 高成本的問題 3 4 農機農藝發(fā)展融合不足 在設施種植發(fā)展過程中 對農機農藝融合認 吳尚璟 福建省設施種植裝備發(fā)展對策研究 43 2023年12月機電技術 識不足 造成了農藝與農機 機具研發(fā)企業(yè)間存在 脫節(jié) 農藝與農機之間 機具與機具之間融合度較 低 設施種植種類多 適宜機械化的品種少 種植 壟寬 行數(shù)未充分考慮機械作業(yè)要求 缺乏適合不 同作物 設施類型和栽培模式的技術標準和規(guī)范 多靠經驗進行生產 4 福建省設施種植裝備發(fā)展對策建議 4 1 開展關鍵環(huán)節(jié)技術裝備攻關 聚焦設施種植精量播種 育苗嫁接 移栽和收 獲等環(huán)節(jié)技術裝備短板 重點開展蔬菜高效移栽 機 果菜采收 省力運輸機械 設施果菜自動落蔓 疏蔓系統(tǒng) 水肥一體化自動化調控設備 多功能作 業(yè)平臺等關鍵技術研究 研發(fā)先進設施農業(yè)裝備 降低農民的勞動強度 提升設施種植機械化自動 化水平 4 2 提升裝備智能化水平 按照補短板 強弱項原則 推廣環(huán)境自動調 控 作物生長信息監(jiān)測 水肥一體化智能控制等技 術 7 開展老舊低效設施改造示范建設 增配環(huán)境 和作物長勢等信息采集設備 自動卷膜通風和水 肥一體化等智能調控設備以及小型打藥機和物流 運輸車等自動作業(yè)裝備 結合作物生長模型對光 照 溫濕度等環(huán)境因子 綜合能耗等進行精準自動 調控 降低生產成本 提升設施種植智能化水平 1 4 3 推動綠色低碳轉型 開展節(jié)水 節(jié)肥 節(jié)藥技術研究 加強智能化 噴灌 滴灌 水肥一體化 先進高效植保機械等研 究 推進設施農業(yè)化肥農藥減量增效利用 提升精 準化管理水平 1 開展設施農業(yè)節(jié)能減排技術研 究 加強 設施農業(yè) 太陽能 的新能源技術 節(jié)能 環(huán)保農機等研究 如設施蔬菜生長隨動補光系統(tǒng) 二氧化碳氣肥智能控制技術 電動耕作機械等 加 快 固碳減排 生態(tài)低碳 新技術和新裝備在設施 農業(yè)領域的推廣應用 1 4 4 促進農機農藝融合發(fā)展 加快推動品種 栽培 裝備集成配套 選育推 廣宜機化設施專用品種 促使良種 良法 良機配 套 建立健全農機農藝融合發(fā)展工作機制 一體 化統(tǒng)籌農機化技術和設施種植技術 針對作物品 種與改良 種植模式 技術路線 技術配套措施和 關鍵技術等重點環(huán)節(jié) 制定科學合理 相互適應的 技術標準和技術規(guī)范 確保農機農藝不脫節(jié) 8 堅 持因地制宜的原則 積極構建區(qū)域化 標準化的設 施種植全程機械化技術體系 引進適用于本土設 施農業(yè)的新機具新技術 加大對宜機化種植技術 模式及配套農機化新技術新設備的示范推廣力 度 如推廣應用設施魚菜共生養(yǎng)殖模式 葉菜水耕 栽培模式 立體植物工廠栽培生產模式等 4 5 著力打造科研服務平臺 要大力支持以各農林院校 各科研院所以及 設施裝備企業(yè)為科技創(chuàng)新主體 推進設施種植裝 備技術重點實驗室建設 共同開展對于現(xiàn)代設施 種植裝備的研發(fā)與攻關 9 緊緊圍繞蔬菜育種 栽 培管理 水肥調控 信息化管控等設施種植全產業(yè) 鏈 聚焦綠色高效生產技術 采后處理技術 設施 智能作業(yè)裝備研發(fā) 病蟲害防控等領域 引入人工 智能 機器學習等新一代信息技術和工業(yè)智能裝 備 開展跨學科協(xié)同攻關一批前瞻性 引領性技術 解決制約設施種植業(yè)發(fā)展的重大關鍵和共性技術 問題 以強化現(xiàn)代設施農業(yè)科技和裝備支撐 1 落實科技特派員工作機制 派遣科技人員服 務企業(yè) 開展相關公益服務 圍繞設施種植生產 加工 流通等全環(huán)節(jié) 開展技術培訓指導 幫助企 業(yè)解決設施農業(yè)裝備技術問題 提升設施生產管 理與設備使用維護水平 參考文獻 1 農業(yè)農村部 國家發(fā)展改革委 財政部 等 關于印發(fā) 全國現(xiàn)代設施農業(yè)建設規(guī)劃 2023 2030年 的通知 農計財發(fā) 2023 6號 A OL 2023 06 09 2023 12 04 https 2 郭穎 關于東平縣設施農業(yè)發(fā)展情況的研究 J 山西農經 2023 19 151 153 3 彭澎 梁龍 李海龍 等 我國設施農業(yè)現(xiàn)狀 問題與發(fā)展建議 J 北方園藝 2019 5 161 168 4 袁為海 我國現(xiàn)代設施農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與方向 J 中國農村科技 2023 6 18 21 5 周永奎 陳凌霄 林志強 福建省特色優(yōu)勢農作物生產全程機械化調查分析 J 福建農機 2022 3 5 8 6 李陽 中科生物植物工廠關鍵技術科技創(chuàng)新和產業(yè)化 J 中國農村科技 2023 2 6 10 下轉第96頁 44 2023年12月機電技術 于觸發(fā)狀態(tài) 不會出現(xiàn)轉軸超過一定角度后檢測 開關自動復位的情況 3 2 3 處理建議 改變觸發(fā)開關方式 端部圓環(huán)的螺紋孔應采 用緊定螺釘來固定圓環(huán) 而不是安裝螺桿 將螺桿 拆除 改用一字螺釘旋緊固定圓環(huán) 調整電氣開關 位置 通過轉軸端部圓環(huán)來觸發(fā)開關 正常狀態(tài) 下 電氣開關的頭部深入圓弧段內 當轉軸旋轉 時 帶動圓環(huán)旋轉 外圓環(huán)觸發(fā)電氣開關且保證開 關持續(xù)動作 自動扶梯的各個保護裝置相當重要 各個功 能的實現(xiàn)可能由機械構件的聯(lián)動來實現(xiàn) 因此模 擬保護裝置動作時 僅僅依靠觸發(fā)開關動作來驗 證 可能會出現(xiàn)錯檢的現(xiàn)象 應當模擬整個機構 動作來驗證保護裝置功能的有效性 對于觸發(fā)電 氣開關的模式有質疑的情況下 要進行進一步的 分析 從而判斷現(xiàn)場保護裝置是否合理可靠 消除 潛在的風險 提高動作的可靠性 4 結束語 自動扶梯是公共場所常見的交通工具 而梯 級踏板作為承載乘客的部件 保證其安全運行顯 得尤為重要 梯級下陷保護裝置可保證梯級下陷 時制停設備 保障乘客安全 檢驗人員在對自動 扶梯進行檢驗時 不可僅僅觀察相應電氣開關是否 有效 還應對其觸發(fā)裝置 觸發(fā)位置以及故障鎖定 功能一一確認 消除潛在的風險 避免錯檢漏檢 參考文獻 1 劉章旭 張光耀 等 自動扶梯梯級運行安全風險分析及防控措施 J 中國電梯 2022 33 11 6 8 10 2 李清超 李興強 自動扶梯的兩種電氣安全裝置檢驗研究 J 中國設備工程 2021 16 160 161 3 海曼 自動扶梯梯級下陷保護裝置等檢驗項目的探討 J 大眾標準化 2021 13 239 241 4 黃學斌 徐火力 王昌榮 等 自動扶梯安全保護裝置的設置及安全診斷方法分析 J 機電技術 2021 2 90 92 5 李偉 一種自動扶梯梯級下陷安全性能檢測技術的研究 J 科技與創(chuàng)新 2020 1 72 73 6 孫紅松 自動扶梯梯級塌陷保護裝置安裝 維保與檢驗中易忽視的問題 J 特種設備安全技術 2019 6 33 36 7 薛濤 楊洪 淺談自動扶梯梯級下陷保護的檢驗 J 中國電梯 2019 30 17 59 61 8 張東平 一起自動扶梯梯級大量損壞事故原因分析 J 中國電梯 2018 29 15 62 64 9 溫鐲 自動扶梯安全保護裝置的設置及檢驗的研究 J 中國高新區(qū) 2018 14 140 10 李楚鋒 聞科偉 關于自動扶梯梯級下陷和缺失保護裝置改進的探討 J 消防界 電子版 2017 4 84 11 肖杰文 王進 關于電梯幾個檢驗項目的案例分析 J 特種設備安全技術 2016 4 40 41 12 付紅 許林 一種自動扶梯梯級踏陷安全性能檢測儀的設計 J 機電工程技術 2012 41 10 45 47 7 龔斌磊 王碩 代首寒 等 大食物觀下強化農業(yè)科技創(chuàng)新支撐的戰(zhàn)略思考與研究展望 J 農業(yè)經濟問題 2023 5 74 85 8 馬生慶 涼州區(qū)設施農業(yè)機械化發(fā)展思考與探討 J 當代農機 2017 2 18 19 9 李祈康 廣西設施農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望 J 廣西農業(yè)機械化 2023 4 14 16 上接第44頁 96