高原地区的“高产高效”，看看西藏设施农业怎么搞？

西藏设施农业机械化技术应用分析研究

引言

基本概况

西藏绝大部分地区处于高海拔、强紫外线以及悬殊昼夜温差的特殊自然环境中。农业设施保护地是农业乃至牧业生产与建设的关键所在。边疆高原农业发展起步较晚，但是速度非常快，且普及范围广。就现阶段总体发展状况来说，西藏地区的温室大棚结构简易、组装简单，可以保证绝大部分农作物基本生长需求，基本以农牧民自行建造的塑料蔬菜大棚和日光温室为主。据西藏统计年鉴数据记载，1988~2018年30年间温室面积由10万hm2增加到现在的380万hm2，增长了38倍，但是对设施农业内环境调控能力差，部分占用面积超标，保护措施不到位，维护成本高，投资回 期长，保温效果差，相关配套设备不齐全以及人为使用原因导致设施农业技术不能相互统一与协调致使使用效果单一，仅限于常规种植生产等方式。

而近些年国家推行的现代化温室大棚和配套的机械设备价格昂贵，很难大面积推广，因此，当前西藏地区设施农业机械化程度低，设施水平低，抗御自然灾害能力差。机械化水平低表现在生产过程中的自动控制设备少，调控能力差，劳动强度大，作业环境差，生产效率低，生产过程中的土壤耕作、播种、灌溉、施肥、收获、环境监控及草苫卷帘等绝大部分工作靠人工完成。

关键技术

1 免耕栽培技术

免耕栽培技术（图1）主要适合于高原设施农业生产与种植的新型可持续技术体系，根据气候环境特点有效保护当地土壤资源、水资源以及环境资源的承载力，应用机械化种子与肥料混播种植且不进行机械除草和中耕，最终收获后作物残留物留在地表防治土壤侵蚀的方法，设施农业免耕技术采取专用播种机在狭小的种床上适宜播种带进行播种的方法保证种子、肥料的量和在土壤中的位置，采用灭草剂控制杂草生长，促进作物的增产。

该技术同时也在高原旱作区域大田农业种植中得到了有效的推进，主要表现为一次性大田深耕免耕、开沟与起垄设备耕作普及，促使耕作快捷与方便，机械化动力加强与旋耕参数优化与涉及，促进旱作品种更加适合免耕要求，促使增加肥力、改善土壤板结、增加储水能力以及适合深耕种植方式。该技术利于免去耕地作业，提升土壤肥力，促进作物生长和环境保护，防止根系过浅倒伏现象，实现农业生产成本的节本增效经济发展。

2 智能肥水融合技术

智能肥水融合技术（图2）是充分利用设施农业计算机智能终端管理控制，接收作物土壤、水分以及营养等信息，实现水肥一体化设备的智能操作，可以实现定时、定量、定速灌溉，也可以有效分区域轮回灌溉，还可以经过设定终端采取单个施肥施水单一配比即按照区域作物生理营养需求实施系统定向配肥施水灌溉，替换人工地面漫灌，实现节水增效双重灌溉。该技术采用的节水灌溉设备主要有管道灌溉、滴灌、微喷灌、渗灌以及适用于育苗和叶菜类栽培的悬挂式室内喷灌装置等。

节水效果显著的微喷灌和滴灌等先进的节水灌溉技术已在设施农业机械化中得到了有效推广。智能水肥一体化融合技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，可借助外来压力系统，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，按照农作物对营养与水分的需求配兑成水肥溶液。与传统模式相比，水肥一体化实现了水肥管理的转变，即渠道输水向管道输水转变、浇地向浇庄稼转变、土壤施肥向作物施肥转变、水肥分开向水肥一体转变，实现了灌溉技术的现代化，大量减少了劳动力的使用，有利于作物充分合理吸收，避免肥料过度挥发，减少肥料对于土壤残留与污染，同时也减轻了病虫害的发生。

3 地膜覆盖回收技术

地膜覆盖回收技术（图3）是依据环境气候变化与农作物生长属性而决定。从西藏昼夜温差大、降水少以及水源缺稀属性与作物换季节种植的理念有效促进农业发展角度，采取机械地膜覆盖技术与回收技术可以达到调节温度、改变区域环境、保水保肥、缩短周期、增加产量以及防止杂草滋生等作用，有力促进与影响植物生长和农业生产活动，同时地膜在不同程度上也会造成白色污染等问题。地膜回收技术可以有效、及时以及正常回收残余地膜。西藏地膜覆盖技术主要有全膜覆盖和半膜覆盖两种。

全膜覆盖是通过在秋季或春季顶凌即针对于春季与秋季西藏昼夜温差特殊属性，防治土层表面霜冻以及以利于幼苗增温保墒全地面覆盖地膜，形成大小双垄集雨、沟播种植的技术模式，是对传统的半膜覆盖、作物垄上种植的改革，技术核心是地膜全覆盖，保持秋冬土壤墒情，充分接纳春季微小降雨，有效缓解严重干旱地区春旱对播种的影响，最大限度减少土壤水分无效蒸发，减轻土壤表面的风蚀和降雨冲刷。半膜覆盖是指对地表进行部分覆盖，实现抗旱、保墒、节水的技术模式，与全膜覆盖相比，半膜覆盖同样具有增温、保墒作用，可避免降水多时产生径流，同时降低了用膜成本。地膜回收技术比较单一，主要以单一化回收清理为主最大减少地膜污染物残留量。

4 通风换风交换技术

通风换风交换技术（图4）针对设施农业节能减排方案，以调节内外环境区域平衡以及依据作物生长属性科学合理的通风换气，排除多余热量与能量，适当的环境降温或增温，可以抑制高温环境，防止昼夜温差过大，避免紫外线辐射强烈，调节春夏秋冬季节气候变化等属性，通过农业设施装备对温室封闭管理空间进行环境流通与交换，可以有效的防止局域温度过高损害农作物生长的现象；有利于补充农作物对外界CO2吸收，维持室内植物正常光合作用；排除室内水汽湿度，降低室内空气湿度，促使室内空气流动，促进植物群落中的气体交换等优势，设施农业通风换风交换技术是未来设施农业机械现代化发展的趋势与潮流，同时也是现代设施机械化农业必不可少的环节之一。

5 生物植保技术

生物植保技术是目前农业发展的热点问题之一，随着国家对粮食和农产品质量的供给侧结构改革深化以及2020年农药零增长方案的实施，对农田病虫草害的生物防治已成为未来十年农业科技的研发重点。其中，被称为“生物导弹”具有精准控害功能的昆虫信息素和昆虫病毒等，近年已显示出良好的应用发展前景，所谓生物植保防治技术（图5），就是利用自然界已经存在的生命活体或活体的代谢产物来防治病虫害，如传统的以虫治虫，以菌治虫等，涉及装备有无人机治理病虫害以及生物防控杀虫灯等；最新的分子生物学方法如BT毒蛋白等，由于化学农药是人工合成的，自然界没有相关的酶来降解它，就形成残留而生物防治的活性能源来自自然界，有特定的酶可以降解，所以无残留无毒性，农业生物植保技术对人畜、野生动物、天敌昆虫等通常无毒性问题，由于其高度专一性，用量少而且在种群密度低时效果更好，长期使用不产生抗药性而受到人们信赖。

6 废弃物回收技术

废弃物回收技术是现代化农业推进、农业技术模式推广、农业绿色经济发展三者的深度融合。环保农业机械设备高效利用，有利于实现设施农业对经济社会与生态效益相互统一，为农业的可持续发展奠定基础。废弃物回收技术体系（图6）主要包括垃圾分类处理系统、生物自然降解技术以及利用外界载体进行能量科学转化等方式，其中西藏环保型能源利用外界主要以太阳能为基础进行物质分解和回收，采取的高效利用清洁零污染的太阳能，确保室内温度满足农作物的生长需要，对培育农作物的土壤进行消毒，尤其是连作农作物可以有效避免农作物生长过程中病菌与虫害的大量产生，能改善农作物种植土壤状况，降低农药和化肥的污染度。从长远来看，如何高效地收集转换存储太阳能，可再生能源是未来环保农业机械设备研究中应用的重大课题，便于太阳能更好的应用到设施农业进行农业废弃物自然分解与回收利用。

应用与推广

温室大棚设施机械化技术应用是近几年在农业中引进、推广的先进实用性技术。中国众多科研、生产单位及各地农业机械技术推广部门研究开发出温室大棚设施农业生产机械化技术，主要包括温室大棚内土地耕整、施肥、植保及自动卷帘装置等作业项目。开发推广应用温室大棚设施栽培的小型耕作机械，可配套旋耕铺膜机、小型播种机、农用挂车和植保喷药泵等多种机具进行深松土壤、开沟、起垄、施肥、作畦、铺膜、植保喷药等项作业，作业质量能够达到农艺要求，土壤理化性质得到改善，提高土壤保水保墒能力。

深施肥提高了化肥利用率，达到节肥增收效果。研制推广电动及手动卷帘机，可轻松完成卷落草苫工作，由于卷帘及时而增加温室、蔬菜大棚内光照时间，提高了产量。据有关单位验证在日光温室内推广机械化技术，使用小型农机具进行整地、施肥等项作业，并在蔬菜大棚钢架结构上安装电动卷帘机，会使蔬菜等作物产量和质量都有所提高，效益可观。虽然西藏设施农业机械化技术应用还不普遍，但却显示了农机化设施设备及技术的应用对推动温室设施农业发展起到的促进作用。

设施农业机械化技术已成为当前农业生产的重要组成部分，涉及范围有保护地种植蔬菜、果品、花卉、苗木等多种作物，达到了省工、节本、增产、增收的目的，提高了现代农机化科学技术应用的质量、社会、经济效益。目前，设施农业技术发展已进入完善提高和快速发展的新阶段，大多数地区正在向机械化方向迈进，并逐步向规模化、产业化、特色化的方向发展，逐步改变过去高投入、高能耗、高产出的局面，展现低能耗、低成本与可持续发展的适合生态高原发展的特点。

设施农业机械化的建立是农业发展的一种重要形式，同时也是有效吸纳农村劳动力和促进农民增收的重要途径，也是提高农业综合生产能力和调整农业产业结构的重要手段，无疑也是社会主义新农村建设的重要内容，设施农业是现代农业的显著标志，是发展农业机械化的重要内容，是促进高原农业现代化又好又快地发展，是走中国特色的农业现代化发展道路必然要求，是现阶段西藏农牧业经济发展的主要任务和重要内容。