内容简介
《设施农业概论》共分十一章,分别详细介绍了工厂化农业设施的设计与建造、现代设施农业园区的设计原理、设施农业机械与设备、设施农业环境调控技术、工厂化育苗、设施农业种植和养殖、设施环境消毒与病虫害防治、设施农业信息技术以及设施农业园区经营管理与保障体系建设等内容,理论结合实践,具有较强的实用性和可读性。
《设施农业概论》可作为高等农林院校的农学、园艺、畜牧、兽医、植物保护、农林经济等相关专业的师生教学用书,也可作为广大农业技术人员、农林生产管理人员的实用技术参考书。
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目录
第一章 绪论
第一节 设施农业的概念和作用
第二节 设施园艺生产的现状与展望
第三节 设施园艺发展展望
第二章 工厂化农业设施设计与建造
第一节 设施的主要类型与性能
第二节 温室设计原理
第三节 温室建造与施工
第四节 温室工程概预算
第三章 现代设施农业园区设计原理
第一节 园区场地选择
第二节 园区总体规划
第三节 园区专项规划
第四章 设施农业机械与设备
第五章 设施农业环境调控技术
第一节 设施光环境及其调控
第二节 设施温度环境及其调控
第三节 设施湿度环境及其调控
第四节 设施气体环境及其调控
第五节 设施土壤环境及其调控
第六章 工厂化育苗
第一节 工厂化育苗的概念及发展现状
第二节 工厂化育苗设施与设备
第三节 工厂化育苗工艺流程和方式
第四节 工厂化育苗质量控制
第七章 设施农业种植技术
第一节 设施种植方式
第二节 设施作物种类
第三节 设施栽培技术
第八章 设施养殖
第一节 设施养殖基础知识
第二节 设施养猪
第三节 设施家禽业
第四节 设施养牛
第九章 设施环境消毒与病虫害防治
第一节 环境与基质消毒
第二节 设施作物病虫害及其防治
第十章 设施农业信息技术
第一节 设施农业环境自动化控制技术
第二节 设施农业管理专家系统
第三节 温室作物生长模型
第十一章 设施农业园区经营管理与保障体系建设
第一节 经营管理的目标与内容
第二节 设施农业园区经营管理
第三节 设施农业园区保障体系建设
参考文献
精彩书摘
第一章绪论
第一节设施农业的概念和作用
一、设施农业的概念
设施农业是指在相对可控的环境条件下,采用工业化生产与管理方式,实现高效可持续发展的现代超前农业生产方式。它具有标准化的技术规范,集约化、规模化的生产经营管理方式。它集成现代生物技术、农业工程、环境控制、管理、信息技术等学科,以现代化农业设施为依托,具有科技含量高,产品附加值高,土地产出率高和劳动生产率高的特点,是我国农业新技术革命的跨世纪工程。设施农业是面对多变的自然气候条件,为作物的生命活动创造一个优化的生长、发育、储存环境,既要兼顾生产率、高产出、高品质、低成本、高效益、环境良好等可持续发展目标,还须顾及产品的市场需求、市场竞争的压力。
二、设施农业对社会经济发展的作用与意义
首先,使人类社会物质文明生活更加丰富多彩,增强了人类克服自然灾害、适应自然环境变化的能力。设施农业突出了对环境条件的控制能力和为作物的生长发育提供最适宜环境条件的特点,它综合采用现代科学技术,持续大幅度地提高单位面积的作物产量,不仅使产品数量和质量得到了提高,而且在北方寒冷地区也实现了周年生产与周年供应上市,物质生活更加丰富多彩。受气候条件的限制,世界上许多国家的农产品常常只能在一个季节进行,而不能做到周年供应,况且,干旱、盐渍、风沙、寒冷、冰雹等自然环境危害越来越严重,给农业带来巨大的压力。所以,提高单位面积产量和周年生产已成为本世纪农业的基本要求。设施农业为解决这一问题提供了有效的途径。目前,荷兰拥有现代化玻璃温室约1.5 万公顷,占世界玻璃温室的1/4,其每年在蔬菜、花卉等高档农产品方面的出口总额达450亿美元;以色列拥有各类温室3000多公顷,年产鲜花10亿支以上,花卉出口占世界前三位。现在,这些国家的工厂化设施农业均已形成了完整的技术体系,其现代化温室已达到能根据植物对环境的不同需要,由计算机对设施内的温、光、水、气、肥等因子进行自动监测和调控。同时,部分蔬菜和花卉品种还实现了从育苗、定植、采收到包装上市的专业化生产和流水线作业;其设施畜禽生产系统,专业分工明确,从育种、孵化、育雏、育成到产蛋(育肥)等环节均可在专业车间内进行,畜禽可以在完全密封且环境可控的条件下进行生产,并通过人工补光、自动供料、乳头饮水、皮带式粪便输送、自动检蛋以及屠宰加工等专业化设备的使用,实现畜禽生产的规模化和自动化作业。
近几年来,中国的设施农业得到了快速发展,单位面积产量大幅度提高,产品质量进一步优化,蔬菜人均占有量超过了世界平均水平,大中城市基本实现了蔬菜的周年供应;中国设施畜牧业的发展,使肉蛋产品保持了十几年的持续高速增长,人均肉蛋占有量自1990年以来已连续9年高于世界平均水平。水产养殖的设施化水平不断提高,设施农业已经成为中国大中城市菜篮子工程不可缺少的重要组成部分。
前言/序言
设施农业作为现代农业的主要表现形式,是指在相对可控的环境条件下,采用工业化生产与管理措施,实现高效可持续发展的现代超前农业生产方式。它具有标准化的技术规范,集约化、规模化的生产经营管理方式。它集成现代生物技术、农业工程、环境控制、管理、信息技术等学科,以现代化农业设施为依托,具有科技含量高、产品附加值高、土地产出率高和劳动生产率高的特点,是我国农业新技术革命的跨世纪工程。
由于设施农业科学是一个交叉性综合学科,目前已出版的教材均为设施农业科学与工程大学本科的专业教材,内容较为庞大,不能满足非本专业教学与农业园区生产与管理科技人员的实际需要,因此,由西北农林科技大学组织,全国7个农业院校参加编写了本教材。该教材既可以满足从事设施农业技术与管理人员的需要,又可以作为大中专学生了解设施农业知识的教材。
本书共分为11章,涉及了设施农业相关的主要内容,如国内外设施农业的发展现状及前景、作用与意义;现代设施农业基地规划原理;设施农业温室设计与建造;设施农业环境调控技术;工厂化育苗原理与技术;设施农业种植与养殖管理技术;设施环境消毒与病虫害控制技术;设施农业信息技术;设施农业园区经营管理与保障体系建设等内容。
参加编写人员按章节次序是:第一章由李建明(西北农林科技大学)编写;第二章由李建明、裘丽娟(西北农林科技大学)编写;第三章由张勇、周长吉(西北农林科技大学,农业部规划设计研究院)编写;第四章由孙治强、陈新昌、李胜利(河南农业大学)编写;第五章由魏民、李清明(山东农业大学)编写;第六章由胡晓辉、李建明(西北农林科技大学)编写;第七章由郭世荣、胡春梅(南京农业大学)编写;第八章由李明晖(西南大学)编写;第九章由江雪飞、穆大伟(海南大学)编写;第十章由李亚玲、温祥真(山西农业大学)、张智编写;第十一章由夏显力、李敏(西北农林科技大学)编写。全书由西北农林科技大学园艺学院邹志荣教授、(西北农林科技大学)审稿。
由于编者水平有限,不当之处在所难免,恳请读者批评指正,以便今后修改完善。
《设施农业概论》是一本深入探讨现代农业发展新模式的著作,它不仅是对传统农业进行技术革新与产业升级的系统梳理,更是对未来农业生产方式、生态效益和社会价值的深刻洞察。本书旨在为读者构建一个全面而系统的设施农业知识框架,从理论到实践,从宏观到微观,层层剖析这一新兴农业领域的精髓。 第一章:设施农业的时代背景与发展溯源 本章首先将时光的镜头拉回到工业革命以来,人类社会对农产品需求不断增长,但传统农业的局限性也日益凸显。土地资源的稀缺、气候条件的制约、病虫害的频发以及传统生产方式带来的环境压力,共同催生了对更高效、更可持续农业模式的需求。接着,本书将追溯设施农业的起源与演变,从最初简单的温室、大棚等防护性设施,到如今集成了物联网、人工智能、自动化控制等高科技的智能化农业系统,展现了设施农业在技术进步驱动下发生的翻天覆地的变化。我们将探讨不同国家和地区在发展设施农业方面的历史进程、政策支持以及取得的成就,为读者理解设施农业的国际视野和发展趋势奠定基础。 第二章:设施农业的核心技术体系解析 本章是本书的技术核心。我们将深入剖析构成设施农业的技术体系,包括: 环境控制技术: 详细介绍温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等关键环境因素的监测与调控技术。这包括各种类型的温室(如玻璃温室、塑料大棚、阳光板温室等)的设计原理、材料选择以及各自的优缺点。我们将重点阐述先进的环境控制系统,如基于传感器的自动调温、加湿、通风系统,以及人工光照、CO2施肥等技术,如何实现对作物生长环境的精确管理。 营养供给技术: 探讨水肥一体化技术,包括滴灌、喷灌、微喷灌等高效节水灌溉方式,以及水溶性肥料的配制、施用与监测。本书还将介绍无土栽培技术,如水培、雾培、基质栽培等,分析其原理、适用作物、营养液配方、病害防治等关键环节。 栽培管理技术: 详细介绍作物在设施内的优化种植模式,如密植栽培、立体栽培、轮作套种等。我们将讨论不同作物对设施环境的特殊需求,以及如何在设施内实现高密度、高产量的种植。 病虫害防治技术: 重点介绍设施农业中病虫害的特点、监测与预警方法,以及绿色、环保的防治策略,包括生物防治、物理防治、生态调控以及对化学农药的审慎使用。 智能化与自动化技术: 深入介绍物联网(IoT)、大数据、人工智能(AI)、机器人等前沿技术在设施农业中的应用。包括智能传感器网络、数据分析平台、无人机植保、自动化采摘机器人、以及基于AI的决策支持系统等,如何提高生产效率,降低人力成本,并实现精细化管理。 第三章:设施农业的主要类型与应用领域 本章将对设施农业的各种类型进行详细分类和介绍,并探讨其广泛的应用领域: 温室栽培: 涵盖不同类型的温室,如用于蔬菜、花卉、水果、种苗繁育等多种用途的温室。分析其设计特点、适用作物以及不同气候条件下的温室建造与运营要点。 塑料大棚: 介绍简易大棚、塑料拱棚等,分析其成本优势、适用范围以及在不同季节的运用策略。 植物工厂: 详细阐述植物工厂的概念、技术核心(如LED光源、营养液循环、环境封闭控制等)、生产模式以及其在城市农业、太空农业等前沿领域的应用前景。 立体栽培与垂直农场: 介绍利用空间优势实现多层种植的技术,分析其在土地资源紧张区域的潜力,以及其在提高单位面积产量和资源利用率方面的优势。 食用菌栽培设施: 介绍专门用于培养食用菌的设施,包括其温度、湿度、通风以及光照等方面的特殊要求。 水产养殖设施: 尽管本书侧重于植物种植,但也会简要提及与设施农业紧密相关的循环水养殖、工厂化育苗等技术,以展示设施化理念的普遍性。 应用领域: 详细探讨设施农业在提高农产品产量与品质、延长生产季节、保障农产品供应、发展特色经济作物、进行种质资源保存与繁育、以及推动观光休闲农业等方面的具体应用。 第四章:设施农业的经济效益与社会影响 本章将从宏观视角审视设施农业的经济价值和社会意义: 经济效益分析: 详细分析设施农业在提高单位面积产量、改善农产品品质、增加农户收入、拓展农产品市场、减少自然灾害造成的损失等方面的经济效益。我们将通过案例分析,展示设施农业如何实现高投入、高产出的良性循环。 资源利用效率: 重点论述设施农业在节水、节肥、节地方面的显著优势。通过对比传统农业,量化设施农业在减少水资源消耗、提高化肥利用率、减少耕地占用等方面的贡献。 环境保护与可持续发展: 探讨设施农业如何通过减少农药化肥使用、降低温室气体排放、控制面源污染等方式,实现对环境的保护。分析设施农业在推动农业绿色发展、实现碳中和目标中的积极作用。 食品安全与质量保障: 强调设施农业在可控环境下生产,能够有效减少农产品中的有害物质残留,提高食品安全水平。介绍设施农业在标准化生产、可追溯体系建设方面的贡献。 社会影响: 分析设施农业如何带动农村产业结构升级,创造新的就业机会,促进城乡融合发展。探讨设施农业在应对人口增长、保障粮食安全、提升国民生活品质方面的重要作用。 第五章:设施农业的挑战与未来发展趋势 在肯定设施农业巨大潜力的同时,本章也将客观分析其发展中面临的挑战,并展望未来的发展方向: 面临的挑战: 详细讨论设施农业在初期投入成本高、技术更新快、人才短缺、市场营销与品牌建设、能源消耗以及病虫害抗性进化等方面的挑战。 技术创新与突破: 展望未来设施农业在生物技术(如基因编辑、分子育种)、人工智能、机器人技术、新能源利用(如太阳能、地热能)、以及新材料等方面的最新发展及其在设施农业中的应用前景。 智慧农业与精准农业: 深入探讨智慧农业和精准农业的概念,以及它们将如何进一步提升设施农业的管理水平和生产效率。 生态化与循环化发展: 强调未来设施农业将更加注重生态系统的构建,实现废弃物的资源化利用,推动农业生产与环境保护的协同发展。 产业融合与多元化发展: 探讨设施农业与旅游、康养、教育等产业的深度融合,发展观光农业、体验式农业等新业态。 政策支持与市场引导: 分析未来国家和地区在政策制定、科技研发、人才培养、金融支持、市场培育等方面应如何加强,以促进设施农业的健康可持续发展。 《设施农业概论》不仅是一本教科书,更是一本指导实践的工具书。它适合于从事农业生产、科学研究、技术推广、政策制定等领域的专业人士阅读,同时也能够为关心农业发展、追求绿色生活方式的广大读者提供深刻的启示。本书希望通过对设施农业的全面解读,激发读者对现代农业的认知,推动农业生产方式的变革,为实现农业现代化和可持续发展贡献力量。