植物组织培养工厂化生产与农业现化

植物组织培养工厂化生产与农业现化

胡安生1 陈春明2

（1，海峡两岸（漳州）农业科技交流中心2，浙江台州科技职业学院）

摘要：植物组织培养工厂化生产是现代农业的重要组成，是植物组培技术成果转化为商品化的过程，在技术层面上它是现代农业科学技术的集成与创新为支撑的新兴产业，在经济层面上它是高度商品化的生产，而商品化生产的核心是追求效益和对经济发展作出贡献，必需体现社会责任和社会价值。经过近40年努力，在技术水平上与国际接近，但是，但也有一些问题不容忽视, 如综合技术水平不高、创新能力不足，工程配套能力较差、效益尚未充分发挥、运行能耗大成本高、病害严重、劳动生产率低等等。总之，距节能减排、高效低耗的要求还有很长的路要走。

关键词：植物组织培养工厂化生产，现代农业，保护地栽培，设施园艺，工厂化农业

植物组织培养工厂化生产（factory production of plant tissue culture）是现代农业的重要组成。“现代农业”(modern agriculture)就是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法的社会化农业，是最新发展阶段的农业。工厂化农业则是现代农业的重要形态，是保护地栽培（protected cultivation）、设施园艺（facility horticulture）、设施农业（facility agriculture）的最高层次。在概念上，“保护地栽培”主要是指在人工保护条件下进行作物生产的方式，它不仅包括大型设施，也包括风障、阳畦及地膜覆盖等简易设施；“设施园艺”主要是指在各种设施内进行园艺作物生产的方式，日本和韩国称为“施设园艺”，欧美国家称“保护栽培”或“覆盖栽培”（mulching cultivation），美国等国家则提出了“温室产业（greenhouse industry）”的概念。我国最初称为“保护地栽培”，80年代中期后称为“设施园艺”，也有称其为“工厂化农业”。“设施农业”主要是指在各种设施内进行农业生产的方式，不仅包括种植业，也包括养殖业。“工厂化农业”则主要是指在相对可控环境下，采用现代工业的生产方式进行农业生产的方式，它是现代生物技术、现代信息技术、现代环境控制技术和现代新材料、新工艺不断创新和在农业上广泛应用的结果。“工厂化农业”需要有标准、生产工艺、生产车间，而且是常年不间断生产，生产出来的产品需要有品牌、商标、标准、包装，最关键的是工厂化农业必定与市场紧密联系在一起的，它是社会和经济发展的必然趋势和要求。但是目前距离工厂化生产还相差甚远，包括发达国家在内的农业生产的绝大部分仍然不是工厂化生产，实际上重点是设施园艺朝着工厂化生产方向迈进的过程，不可能组织几次科技攻关就能实现的。因此，“工厂化农业”生产还只是一个目标，需要我们经过几十年甚至更长时间的努力才能实现。而“设施园艺”是最接近“工厂化农业”的一种生产方式，就是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产方式，实现集约、高效及可持续发展的现代化园艺作物的生产，所谓相对可控的环境条件，即借助于大型温室并配臵包括加热系统、降温系统、通风系统、遮阳系统、滴灌系统、气体交换等环境主因素的智能控制（计算机）等，形成一个封闭的可控制系统。目前，日本、荷兰、韩国、法国、以色列、美国等是世界温室应用最广泛的先进国家，最主要的共同点是：规范、标准和量化管理，高技术、高效率、高效益是其共同特征。具体表现是：设施日趋大型化、规模化、连片产业化生产，大多数国家以塑料大棚为主，结构为大型连栋温室，荷兰以玻璃温室为主。1座温室覆盖面积最少是1hm2，美国最大的温室1栋达到300hm2，非常壮观，丹麦、挪威等北欧国家冬季气候寒冷，温室生产的面积并不很大，但生产水平很高；计算机智能化温室综合环境控制系统开始普及。人工智能系统（专家系统）还和气象站、种苗公司、生产资料、病虫害测报等相连接，不仅

做到栽培环境全自动控制，而且可综合分析农资市场、气象、种苗、病虫害等情况，进行产量、产值的预测，为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据；管理机械化、自动化、程序化。机器人的研发应用已被广泛重视，并取得初步成果。如日本、韩国研发了瓜类、茄果类蔬菜嫁接机器人，日本研制了可行走的耕耘、施肥和可完成多项作业的机器人，如无人行走车、用于组织培养作业的机器人、柑桔、葡萄收获机器人等，作业变得轻松舒适；无土栽培（基质或水培）发展迅速，成为主要栽培方式；高产优质.世界各国设施园艺栽培面积最大的是蔬菜，其次是花卉，果树较少。蔬菜设施栽培主要以果菜为主，无土栽培（水培）以叶菜为主，产量很高，如荷兰的温室番茄可达40~50kg／m2/年，黄瓜60kg/m2/年，商品率高达90％以上，挪威的温室黄瓜产量为60kg／m2/年，以色列温室玫瑰可收获300支／m2/季，不仅高产而且优质，经济效益可观。荷兰的温室业，已成为其国民经济的支柱产业，温室的环境控制日趋完善，几乎可全天候生产。

我国自改革开放以来，基于缓解人地关系高度紧张这个基本国情出发，“工厂化农业”成为我国全面建设小康社会、消除城乡二元结构的重要战略部署，其宗旨就是发展工厂化农业需要从农业产业内部解决“三农”问题和提高我国农业的国际竞争力。作为发展战略，工厂化农业的发展也必须为国家的远景目标服务，就是在有限的耕地上提高土地产出水平和农业劳动生产率，改善农业劳动环境，创造更高的效益。同样，工厂化农业肩负着实现我国“农业竞争性发展战略”的重大使命，从根本上提升我国农业的整体素质和国际竞争力。参与农业国际化竞争，是中国农业的根本出路，这就要求从传统农业向现代农业转变，实现从增产型农业向质量效益型农业转变，从依靠传统技术转向传统技术和现代技术相结合转变，从劳动密集型向劳动密集与资本和技术密集相结合转变，从依靠资源消耗型的增长方式向重视生态环境和可持续发展的增长方式转变。在当前的国际竞争中，低成本的劳动密集型的蔬菜、花卉、水果等园艺产品正是工厂化设施农业生产的主要产品。为了实现上述目标，1994原国家科委提出建立国家“工厂化高效农业”示范项目并于1996年开始组织实施，国务院2006年又发布了《国家中长期科学和技术发展纲要(2006～2020年) 》，明确提出“积极发展工厂化农业，提高农业劳动生产率”的任务和目标，并将其作为“以高新技术带动常规农业技术升级,持续提高农业综合生产能力”的重要内容之一，从而有力的促进了我国工厂化农业的迅速发展，初步形成了符合我国国情具有特色的、以节能减排高效低耗为中心的现代农业生产体系，取得了一大批科研攻关的成果：研制出了具有自主知识产权的适合我国“三北”（指西北、华北、东北地区）地区的新型节能日光温室，适合我国南北不同气候特点的大型连栋温室及其环境控制系统；建立了低成本蔬菜及花卉工厂化穴盘育苗技术体系，制定了相应的技术规范和标准；提出了温室番茄和黄瓜栽培逆境障碍防止新技术，建立了基于环境与生长发育的黄瓜、番茄生长模拟模型和栽培管理专家系统；通过集成创新构建的温室主要果菜周年高产优质安全生产技术体系，使我国连栋温室结构与环境优化设计及建造达到国际先进水平，日光温室结构与环境优化设计及园艺作物栽培技术缩小了与设施园艺发达国家的差距，加速了以设施园艺为主体的工厂化农业的进程等等。这些成果的推广使我国以设施园艺为主体的工厂化农业日新月异，迅速发展。以塑料拱棚和单屋面温室为主的设施类型，面积已居世界之首；北方地区大力推广节能型日光温室，冬季不加温可在北纬41－43°高寒地区生产喜温果菜，南方大力推广塑料大棚及遮阳网，降温防雨，攻克了蔬菜生产夏淡季的难题；园艺设施的光、温、湿、气环境得以优化，为作物生产高产优质奠定了基础。如著名的上海孙桥园艺试验场3hm2现代化温室、北京的锦绣大地、朝来农艺园、顺义三易温室蝴蝶兰生产线、小汤山特菜基地、天津已建成的2800 公顷设施农业产业带和几个设施聚集区、山东和海南已成为全国的莱篮子，云南则成了全国的花瓶子……，展示了现代农业的魅力,展现了工厂化农业的美好前景。但是，工厂化高效农业项目无论是在工程的整体配套设施的完善程度上，还是在生产的稳定性、产业化程度和现代化水平上，都还只能算是