設施農作制度

設施農作制度是指一個地區或生產單位在設施條件下的作物種植制度及與之相適應的作物生活要素調控制度的綜合技術體系。即，包括作物種植制度和作物生活要素綜合調控制度兩部分。

基本介紹

• 中文名：設施農作制度
• 概念：調控制度的綜合技術體系
• 包括：包括作物種植制度
• 單作：是在同一設施條件下的土地

概念

（一）設施條件下的作物種植制度

設施條件下的作物種植制度是根據社會需要與資源可能，確立一個地區或生產單位在設施條件下的作物種植模式與關於高效利用資源的熟制、輪作、種植方式等實現的戰略及生產技術體系。包括確定在設施條件下種什麼作物（糧食作物、經濟作物、蔬菜、果樹、藥材、花卉等），各種多少，種在那種設施條件下，即設施栽培布局；作物在設施條件下一年種幾茬（茬制）？即設施條件的季節利用和周年利用問題；種植作物時採用什麼樣的種植方式，即單作、間作、混種、套種、假植、吊種等；不同生長季節或不同年份作物的茬口安排，即輪作或連作問題。

單作是在同一設施條件下的土地，種植一種作物的種植方式，也稱清種、淨種或純種。

間作是在同一設施條件下的土地上，同期分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式。如黃瓜間種油菜、黃瓜間種芹菜等。

混種是在同一設施條件下的土地上，同期混合種植兩種或兩種以上作物的種植方式。

套種是在同一設施條件下的土地上，在前茬作物生長後期的株行間播種或移栽後茬作物的種植方式。

假植是秋、冬季節把在露地已長成或半成的商品蔬菜作物連根掘起，密集囤植於某種設施內使其繼續生長，於冬春供應市場的種植方式。

吊種是在一定設施內利用上部空間（地播作物的空間或株、行間的空隙）合理利用光照、溫度等條件，進行吊兜、吊盆、吊箱、搭鋪栽培的一種種植方式。

茬口是作物在輪作連作中給予後作物以種種影響的前茬作物及其茬地的泛稱。在設施栽培中通常按栽培季節來劃分作物茬口，一般可分為茬，即：春茬、夏秋茬、秋冬茬、越冬茬、冬春茬。

茬口安排是指在同一設施內的土地上，在一定的生產周期內安排作物種類、品種及其前後茬的銜接搭配和排列的順序。

熟制（茬制）是在同一設施條件下的土地上，一年內種收作物的次數。目前設施栽培中常見的栽培茬制有：一熟制、兩熟制和多熟制。

（二）作物生活要素綜合調控制度

設施條件下的作物生活要素綜合調控制度是與作物種植制度相適應的以作物生活要素調控為中心的一系列技術措施，包括各種設施的布局與建造、各種設施內光照、溫度、濕度、空氣、養分等主要生態因子的調節與控制等技術手段或措施。

在植物的正常生長發育過程中，需要光照、溫度、水分、養分和空氣等因素，這些因素不是單獨與植物生育發生關係的，而是互相聯繫互相影響的綜合因素，也就是綜合因素所構成的綜合環境條件。例如，在農業保護設施內冬季光照弱時，雖然其他因素得到滿足，但因光照不足而使果菜作物的同化量減少，造成根系生長不良；根系生長不良吸收養分、水分少，其結果同化產物少而影響地上部的莖葉生長和花芽分化，容易引起落花落果或果實生長不良而減產。因此，在農業保護設施內，冬季的光照是果菜生育的限制因子，在弱光下溫度和水肥管理不當，果菜作物的生育更受到限制。所以，在設施農業生產中，無論哪一個環境因子都有同等重要性，都不可被忽視。

設施條件下的作物生活要素綜合調控制度的主要作用就是通過人為的調控措施來協調作物與環境條件之間的關係，使作物生長在最適宜的環境條件下，使其生產潛力得到最大的發揮，生產出豐富優質的農產品，滿足社會發展的需要。

制定設施條件下的作物生活要素綜合調控制度，必須研究以下幾個問題：

（1）首先研究設施環境條件下，植物正常生長發育與哪些環境因子有關；各個環境因子對植物有何影響，求出定量關係，得出制定環境調控管理的依據。

（2）研究農業保護設施的結構、性能，為確立環境調控的基本方法，改進農業保護設施，提供科學依據。

（3）在上述兩方面研究的基礎上，研究制定出最佳的綜合環境調控制度。

二、設施農作制度與傳統農作制度區別的特點?

（一）植物生活要素的調控力度大

傳統農作制度對植物生活要素的調控僅局限於對水、肥等土地因素的調控，不僅調控力度低，且難以對宇宙因素實施調控。設施農作制度在人工控制的條件下，可以實施對植物生活要素的全方位較大力度的調控，解決農業生物種群生長發育階段對生活要素的需求與光、熱、水、氣、礦質營養季節分配不相吻合的矛盾，使作物在露地不能生長的季節和環境中正常生長，加強了資源的集約高效利用，從而大幅度增進了系統的生產力。

（二）集約化程度高

精耕細作，集約種植是傳統農作制度的主要特點。設施農作制度在傳統農作制度精耕細作、集約種植的基礎上，與新材料、新技術套用密切結合，進一步實現了技術、資金、物資、勞力、機械等綜合輸入；通過多種作物在空間上多層次配置、在時間上多茬次安排，建立多序列演替的複合群體，實現了集約化程度的進一步提高；充分發揮技術的整體效應，提高勞動生產率，大幅度提高單位面積農產品的產量、質量和產品的附加值，從而提高商品率，增加經濟效益。

（三）受自然條件的限制程度低

傳統農作制度受光、熱、水、土等自然條件的影響比較大，熱量、水分不足往往是增加複種和實行多熟種植的主要限制因素。在設施條件下，人類對環境條件的控制程度有了很大提高，可以根據作物的要求進行調控，為作物的生長發育創造最適宜的環境條件，降低了自然條件對作物生長發育的限制，從而實現了反季節栽培、早熟栽培、延後栽培、炎夏栽培、軟化栽培、假植栽培等多種栽培形式，為形成多樣化的設施農作制度奠定了基礎。

（四）作物組成受市場的影響大

傳統農作制度是以人的需要為前提，自然生態適應性為基礎，社會經濟科學因素為重要條件來確定其作物組成的。首先，要滿足人的自給性需要，主要是食品、燃料、飼料等；其次，要滿足社會的需要，包括國家和市場的需要，主要是糧食、肉類、經濟作物等。因此，傳統農作制度的作物組成是以大田作物為主的糧一經一飼多元結構。設施農業生產的主要目的是滿足市場的需要，獲得最大的經濟效益，因此，設施農作制度的作物組成受市場需求的影響極大。人們根據農產品的市場價格確定種植計畫中某種作物的取捨，隨時調整種植結構，使得設施農作制度的作物組成是以高價值作物為主的蔬菜一花卉一藥材多元結構。

（五）農業資源的利用率高

傳統農作制度主要是通過增加複種，提高複種指數來提高光、熱、水、土地等農業資源的利用率，但是增加複種，提高複種指數又受到熱量、水分等自然條件的限制，因此，進一步提高農業資源的利用率難度很大。設施農作制度通過人工對環境條件的調節和控制，根據作物的需要創造最適宜的環境條件，降低了自然條件對作物生長發育的限制，實現了反季節栽培、早熟栽培、延後栽培、炎夏栽培、軟化栽培、假植栽培等多種栽培形式，從而大幅度提高了對光、熱、水、土等農業資源的利用率。

（六）生物種群多樣性特點顯著

我國氣候類型複雜多樣，客觀上必然存在多種多樣的設施農業類型。另外，我國設施農業生產發展中，首要任務是解決淡季蔬菜的供應問題，豐富人們的物質生活，提高人們的生活水平，與此同時，為不斷滿足人們生活的需要，還要大力發展無公害蔬菜生產，花卉、果樹育苗及栽培、藥材等多種作物栽培，由於設施內的面積有限，這就要通過各樣的栽培方式來實現多種產出，因此，就形成多種多樣具有地域特色的設施農作制度。

設施農作制度研究的意義、內容及方法

（一）設施農作制度

——我國農作制度發展的重要選擇。

設施農作制度是設施農業與農作制度結合的產物。

農作制度演進的歷史是人類對植物生活要素不斷調控的過程。以往傳統農業時期，人類對植物生活要素的調控僅局限於對水、肥等土地因素的調控，通過施肥、種植豆科植物、灌溉等措施增加肥力因素，改善肥力條件，提高對光、熱、氣等宇宙因素的利用效率，但限於科學技術水平難以對宇宙因素實施調控。設施農業在人工可控的條件下，實施生活要素的全方位調控，可以解決農業生物種群生長發育階段對生活要素的需求與光、熱、水、氣、礦質營養季節分配不相吻合的矛盾，在一定程度上克服了傳統農業難以解決的限制因素，使資源配置合理，可以增加作物產量，改善品質，延長生長季節，並能使作物在露地不能生長的季節和環境中正常生長，加強了資源的集約高效利用，從而大幅度增進了系統生產力。設施農業由低級向高級發展的過程使得人類對植物生活要素進行全面調控成為可能，與設施農業相配套的設施農作制度也就成為我國農作制度發展的一個新方向。

（二）設施農作制度研究的目的與意義

當今在“人口、資源、環境與食物”的矛盾日益嚴重的情況下，設施農業發展方興未艾，雖然也開始向種植業、林、果、水產和畜牧業領域擴展，但仍多局限於蔬菜、花卉生產的範圍。現階段國內外已有的關於設施農業的研究也多局限於設施園藝作物的領域，側重於對設施農業的結構特點、建築材料、建築工藝、結構最佳化設計的計算機軟體、以及瓜菜類作物的光合作用特點、光合產物的積累、運輸與分配規律、基因型之間的差異、病蟲害防治等方面的研究。一些地區在規模化、產業化生產方面也取得了成功的經驗。以往的農作制度的研究多集中於大田農作制度的範圍，並也取得了豐碩的成果。但是對設施條件下不同類型種植體制資源高效利用的基本理論和基本規律等涉及農作制度方面的研究未見報導。

進行設施農作制度構建的理論及技術體系研究，可以較好地解決高產高效設施栽培的理論及技術問題，充實農作學的理論及技術體系，有助於促進農作制度持續高效發展，有助於緩解人口增加與資源短缺的矛盾，有助於西部地區退耕還林、生態重建工程的實施，有助於農業生產結構調整與農民增收，有助於實現有限資源生產力的持續提高。

（三）設施農作制度研究的內容

隨著我國設施農業的迅速發展，研究與之配套的設施農作制度的理論及技術體系勢在必行。設施農作制度是農作學科的一個新的研究領域，應從以下幾個方面進行深入研究：

1.設施農作制度構建的理論研究

(1) 設施條件下強化植物生活要素調控力度的機理

主要研究設施條件下植物生活要素之間的互作效應及其對作物生長發育的影響，揭示生物生長發育的障礙因素，探索設施條件下作物高產高效栽培和環境條件綜合調控的理論基礎。

(2) 設施條件下不同類型種植體制資源高效利用機理及模式

主要研究設施條件下的資源生產潛力，探求設施條件下不同類型種植體制資源高效利用的機理及模式。

(3) 構建設施農作制度的理論體系

主要研究集約高產高效設施農作制度構建和持續發展的認識基礎。

2.設施農作制度的技術體系研究

(1) 設施條件下的作物種植制度主要研究設施條件下的作物布局、輪作連作、茬口安排、茬制、立體種植、種植方式等一系列技術措施。

(2) 設施條件下的作物生活要素綜合調控制度主要研究在栽培設施內，如何為作物創造最適宜的光、熱、水、氣和土壤養分等環境條件的綜合調控技術和措施。

（四）設施農作制度研究方法

運用計算機自動採集數據系統及人工觀測相結合的方法，獲取設施條件下光、溫、水、氣、肥等植物生活要素之間互作及作物的生長發育和生理變化等方面的基礎資料；通過定位試驗、公式概算和數學模型模擬、分析比較相結合的方法研究設施條件下光、溫、水等資源的變化規律、特點及其生產潛力；通過統計分析、數學模型模擬等手段研究植物生活要素之間的耦合性、互作效應、以及與作物生長發育的關係，揭示生物生長發育的障礙因素，為構建集約高產高效設施農作制度奠定基礎。

綜合自然條件、社會需求、農業設施類型、作物品種、管理技術等方面的因素，藉助農作學、農業生態學、作物栽培學、農業氣象學、農業系統工程學、材料學等相關學科的基本理論，採用巨觀研究與微觀研究相結合、定性分析與定量研究相結合、定位試驗與調查研究相結合、統計分析與數學模型模擬相結合的方法，確立設施農作制度構建的理論和技術體系。使本文所形成的認識能夠用於指導我國設施農業的高效持續發展。