设施园艺源于日本的“施设园艺”，西方发达国家称之为温室园艺，我国把在可控环境设施条件下进行园艺作物栽培生产的方式叫做设施园艺。世界设施园艺发展历史悠久，2 000 多年前中国就采 用透明覆盖物进行时令蔬菜的栽培生产（李式军和 郭世荣，2011）。18 世纪初，玻璃的发明与应用促进了世界设施园艺的发展，英国、法国等相继开始建造玻璃温室用于植物栽培。19 世纪中叶至 20 世纪初，得益于物理学、工程学的快速发展，西方发 达国家设施园艺得到较快发展，荷兰于 1903 年建成世界第一栋玻璃温室用于园艺作物商品化、规模 化生产。20 世纪 30 年代，美国率先研制出透明塑料薄膜，部分代替玻璃应用于蔬菜作物生产，并迅速成为设施主要的覆盖材料，推动了设施园艺在 世界范围内应用。设施园艺由于具有技术集约和资本集约等特点，可以提高农业资源的利用率，不仅使单位面积产量和品质大幅度提高，而且保证了蔬菜、瓜果等农产品的周年均衡供应，成为解决农业发展、资源、环境三大基本问题的重要途径。因此， 设施园艺受到世界各国的高度重视，并得到迅速发展，已成为许多国家和地区发展国民经济的重要支 柱产业。
1 世界设施园艺发展概况依据自然气候条件、地理位置、经济水平和 饮食文化等因素，可将世界设施园艺大致划分为亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲 6 大 区域。随着社会经济的不断发展，设施园艺整体上 呈现蓬勃发展的趋势。据不完全统计，截至 2017 年底，世界设施园艺总面积约为 460 万 hm2 ，主要 分布在亚洲、地中海沿岸、非洲及欧洲等地区，其中亚洲的中国、日本和韩国3国的设施园艺面积约 占世界设施园艺总面积的 82.90%；地中海沿岸诸 国约占 5.13%，非洲约占 4.35%，欧洲及其他地区约占 7.62%（表 1）。从发展规模上看，中国设施 园艺面积达 370 万 hm2 （http：//finance.china.com.cn/ roll/20170822/4360312.shtml），居世界第一，约占 世界设施园艺总面积的 80.43%；意大利设施园艺 面积位于第二，之后分别为土耳其和韩国。从设施 类型上看，主要以塑料大棚、中小拱棚为主，面积 近 291.73 万 hm2 ，占比为 63.42%，在中国、日本、 韩国、西班牙以及地中海地区使用最为广泛；塑料 温室面积约 162.50 万 hm2 ，占比为 35.33%，其中 日光温室面积将近 95.8 万 hm2 ，主要分布于辽宁、 山东、河北等中国北方地区；现代化玻璃温室面积约 5.77 万 hm2 ，约占 1.25%，主要集中在荷兰及西 北欧一些国家，结构大多为文洛型（Venlo）连栋 温室。从栽培作物上看，蔬菜占设施园艺总面积的 85% 以上，以番茄、黄瓜、茄子、甜椒等为主；其 次为鲜切花和盆栽花卉。从种植地域分布来看，中 国、日本和地中海沿岸国家主要种植蔬菜、草莓和 葡萄，欧美一些发达国家以高附加值的鲜切花和盆 栽花卉生产为主。从栽培技术上看，荷兰、日本、 以色列和美国等发达国家，设施园艺技术水平最为 先进。发达国家在设施园艺发展过程中非常重视生 态环境保护和资源循环利用，杜绝一切引起环境污染的行为；加上温室先进、配套设施及栽培技术体 系完善，园艺作物生产几乎不受自然条件影响，基 本实现全年生产供应，生产出的园艺产品能获得高 产量、高品质、高利润，畅销国际市场。
1.1 亚洲
亚洲是世界设施园艺产业发展最快，且面积 最大的区域。据不完全统计，2017 年亚洲设施园 艺总面积约 390 万 hm2 ，占世界设施园艺总面积的 84.78%。21 世纪以来，亚洲各国根据自身气候特 点以及栽培技术水平，发展形成相应的设施园艺模 式，其明显的特征是设施结构类型多样化，但不同 国家设施园艺发展程度差异较大，其中以中国、日 本和韩国为代表。中国不仅设施园艺体量最大，而 且在日光温室研发、设计及配套栽培技术方面取得 长足进步；日本和韩国设施园艺较为发达，尤其在 设施专用品种选育、设施环境控制、营养液配方研 制和植物工厂等方面都处于亚洲领先地位。 1.1.1 日本 据日本农林水产省的最新统计，截 至 2017 年 8 月，日本设施园艺面积达到 5.38 万 hm2 ，设施类型主要以塑料大棚和中小拱棚为主， 面积约为 5.22 万 hm2 ，占设施总面积的 96.9%；现 代化玻璃温室面积 1 658 hm2 ；植物工厂面积 29 hm2 （http：//www.maff.go.jp/j/seisan/ryutu/engei/sisetsu/ pdf/jyousei_1.pdf.2017-08）。设施主要用于蔬菜、 果树和花卉生产，占比分别为 69.1%、15.7% 和 15.2%，其中蔬菜设施生产以番茄、黄瓜和西瓜等 瓜果菜类为主，果树以草莓、葡萄和无花果等为主。 日本设施园艺高度发达，设施栽培面积、产量、技 术水平均位于世界前列。在栽培模式方面，广泛使 用无土栽培技术，包括岩棉、草炭、椰糠等固体基 质栽培方式和深液流、营养液膜等水培栽培方式。 日本协和株式会社采用深液流无土栽培模式，通过 对水、肥、光、气等环境因子精确控制，实现了 1 株甜瓜可产 90 个，1 株黄瓜生产 3 300 条，1 株番茄生产 22 000 个果实。在温室环境控制方面，逐步 淘汰单体面积较小的温室，推广大型双屋面温室及 连栋塑料大棚，高度一般在4～6 m，宽度10 m以上， 采用通风降温、保温和加温等设备对设施内温湿度 进行自动化调控，并配备移动式育苗床、自动传输、 无人运输车、灌水施肥、采摘系统等实现设施生产 的智能化管理，为作物生长发育创造最佳的环境条件，实现园艺作物优质高产，周年供应。在设施新 材料及配套技术研发方面，日本 Mebiol 株式会社研 发出一种特殊纳米凝水膜（Imec），该膜可使生物 小分子，如无机离子、氧气、二氧化碳等，随水单 向穿过渗透膜，用于无土栽培时能有效提高作物水 分利用效率和养分水平，可生产出高品质的蔬菜产 品。日本是全球发展植物工厂最好的国家之一，尤 其在人工光与太阳光并用型植物工厂方面走在世界 前列。截至 2017 年，商业化生产的人工光与太阳 光并用型植物工厂已达 250 个，主要种植番茄、辣 椒以及叶菜类蔬菜，植物工厂生产基本实现了产前 （种子处理、播种）、产中（嫁接育苗、栽培管理、 环境控制、病虫害防治、采摘等）和产后（精选、 分级、清洗、包装、预冷等）全程自动化。
1.1.2 韩国
属温带气候，四季分明，秋季日光 充足，年均气温 10 ℃。自 20 世纪 90 年代起大力 发展设施园艺，面积从 1990 年的 2.40 万 hm2 增至 2017 年的 6.38 万 hm2 ，增长了 1.6 倍。设施类型以 不加温的改良节能型塑料薄膜温室为主，面积约 4.16 万 hm2 ，占设施总面积的 65.2%；塑料大棚及 中小拱棚面积约 1.20 万 hm2 ；现代化玻璃温室面积 较小，仅 405 hm2 。设施主要栽培番茄、黄瓜、辣 椒、甜椒、大白菜等蔬菜作物，占温室栽培总面积 的 92%；温室花卉和果树栽培面积较小，仅占 8% 左右，生产的园艺产品大多出口到东南亚和欧盟等 地区。韩国温室结构经过不断的创新和改进，形成 具有自己特色的设施结构，温室一般宽 9 m，增设 了气窗和窗帘等设施，有利于机械作业，既有左右 拉开的拉门式，也有卷开式，减少成本。通过安装 循环风扇保持室内温度、湿度的均衡，冬季还可以 安装 2～3 层薄膜，提高室内保温效果。由于土地 贫乏、资源短缺、人口密集等自然条件及社会条件 限制，在发展设施园艺过程中广泛使用穴盘育苗、 嫁接机器人、高效节能和营养液废液循环利用等技 术（Lee et al.，2015；Min et al.，2016）。近年来， 温室无土栽培稳步发展，从 2000 年的 700 hm2 快 速增长到目前的 1 000 hm2 左右，占设施园艺总面 积的 1.6%，主要用于叶用莴苣（生菜）、甜椒、番 茄、黄瓜等蔬菜作物以及部分花卉种植。设施作物 育苗、种植、田间管理、收获、产品处理与加工等 过程基本实现机械化，且大多机械具有精小、耐用的特点，如韩国生产的管理机，一台主机配带 40 多种农机具，可用于温室、塑料大棚等作业，也可 用于农田作业，方便自如。此外，韩国政府极为重视植物工厂技术与装备的创新研究，借助高度发达 的电子信息技术，大力发展利用 LED（发光二极管） 照明技术的人工光型植物工厂，并不断探究适合作物生长的光环境及调控技术。
1.2 地中海沿岸
地中海沿岸地区夏季炎热、干燥，冬季温暖湿润，四季阳光充足，昼夜温差大，较为适合发展设 施园艺，是欧洲蔬菜和水果等园艺产品的主要供应 国，素有“欧洲厨房”之美誉。除以色列、西班牙、 意大利、土耳其等国外，其他国家设施园艺面积相 对较小。
1.2.1 以色列
耕地面积极为有限，土地贫瘠，水 资源短缺，北部地区年均降雨量为 800 mm，南部 沙漠地带年均降雨量只有 25 mm，而北部和南部地区蒸发量却分别高达 1 400 mm 和 2 800 mm。建国 60 多年来，以色列通过大力发展高效、集约的现代 设施园艺，农产品产出增长了数十倍，而农业用水 量变化不大，创造了“沙漠农业王国”的奇迹。截 至 2017 年，以色列设施园艺面积达 2.37 万 hm2 ， 其中温室面积约 0.87 万 hm2 ，主要用于生产鲜切 花；塑料大棚面积约 1.5 万 hm2 ，用于种植番茄、 黄瓜和甜椒等蔬菜作物。以色列设施园艺产业技术 水平居世界前列，尤其在节水灌溉、新品种选育和 栽培技术管理等方面表现突出。针对水资源贫乏， 以色列极为重视高效节水灌溉技术及设备的研发与 推广应用，生产过程中普遍采用喷灌、滴灌设备， 通过自动监测土壤和作物水分需求，智能化调控水 分的供给，实现水资源高效利用和精确控制（Tal， 2017）。在设施园艺新品种选育与研发方面，十分 重视科技体系创新，利用先进的生物技术，培育出 多种品质优良、抗病抗虫、适应性强的设施园艺新 品种，如温室番茄品种色泽艳丽，商品性好；无籽 西瓜可以根据客户需求实现个体大小和颜色定向育 种，每年仅蔬菜种子出口销售额就达数亿美元。在 温室设施及技术集成应用方面，经过多次升级换 代，目前温室结构非常牢固，抗风性强，保障了温 室的安全性，室内配有天幕、帘幕、天窗、遮阳网 以及自动反射系统等设施，可有效调节设施内的环境因子。在覆盖材料研发利用方面，以色列温室薄 膜生产商将农艺种植与塑料工艺充分结合，先后开 发出多种温室用薄膜产品，广泛应用于设施园艺生 产当中，如利用光转换膜对透过的太阳光进行光谱 转换，以满足作物对不同光质的需求；利用能屏蔽 紫外线的塑料覆膜，减少温室内害虫的活动。以色 列 50% 以上的温室采用无土栽培，生产过程中利 用各种传感器对作物实时监控，通过大数据处理分 析实现对温度、光照、水肥的调节，不仅使作物产 量成倍增加，而且还提高了产品质量，普通番茄产 量高达 500 t·hm-2，樱桃番茄产量也达 120 t·hm-2， 玫瑰花最高产量达 350 万枝·hm-2。病虫害绿色生 物防控技术在温室蔬菜生产过程中广泛采用，如 利用天敌蜘蛛和寄生蜂*死螨虫、蚜虫和飞蛾等 害虫。此外，以色列温室作物生产过程现代化程度 高，如种子处理、基质搅拌、播种育苗、移栽、水 肥灌溉、采摘分级、加工贮藏等环节基本实现了机械化。
1.2.2 西班牙
位于欧洲西南部，受地中海气候影 响，土壤质地较差，且水资源不足，年降雨量 250 mm 左右，但冬季晴朗，适于温室作物栽培。自 20 世纪 90 年代中期开始，西班牙设施园艺发展迅速， 目前其设施园艺面积在 5.32 万 hm2 左右。西班牙 设施以连栋塑料薄膜温室为主，主要种植番茄、辣 椒、西甜瓜、玫瑰、非洲菊等作物，温室生产的蔬 菜和水果大多出口至欧洲，素有“欧洲果蔬之都” 美称。西班牙设施园艺产业集群化特征明显，经过 几十年的发展，其东南部的阿尔梅利亚省逐步形成 世界上最大的温室蔬菜生产群，集中了西班牙 50% 以上的设施面积，年产园艺产品 300 万 t 左右，大 部分出口到法国、德国和英国等欧洲国家，是西班牙最大的设施蔬菜生产基地和出口基地（Vanthoor et al.，2012）。围绕温室集群，聚集了一大批温室 建造、种苗供应、覆盖材料、肥料、农药等相关产 业，带动了就业和经济繁荣，并增强了西班牙设施 园艺的技术创新和市场应变能力。西班牙在发展设 施园艺生产过程中，非常注重温室技术创新和实用 栽培技术的应用。在消化吸收其他国家温室设计经 验的基础上，创造性地设计出适合本国国情的哥特 式温室结构。西班牙土壤大多贫瘠，气候干旱、少 雨，因而在设施园艺生产中广泛使用有机肥，并结合水肥一体化技术来改良土壤和提高水分利用效 率。部分温室采用砂砾、珍珠岩、椰糠等固体基质 进行简易无土栽培，主要生产草莓、番茄、黄瓜等 作物；同时，利用温室、大棚进行有机蔬菜种植的 面积也在不断增长。在病虫害防治方面，80% 以 上的温室作物生产普遍采用生物防治手段，土壤消 毒采用日光能的方法，一般利用夏季高温时期，土壤灌水覆膜后闷棚 15 天左右，可有效控制土传病虫害。
1.3 欧洲
设施园艺发展主要位于北纬 50～60°的西北欧 国家，其中以英国、荷兰、法国和德国等国家为 代表，是世界现代温室的主要发源地。目前，欧 洲设施园艺总面积约为 5.51 万 hm2 ，占世界设施园 艺总面积的 1.25%，温室作物生产以蔬菜和花卉为 主。虽然这些国家在世界设施园艺面积中所占比例 不高，但是温室设计建造、栽培管理水平以及生产 过程自动化程度非常高，多年来设施园艺面积一直 处于稳定状态。同时，还研发了多种设施栽培新模 式，并从品种选育、栽培方式、环境控制及设备等 方面推出标准化成套模式，成为引领世界现代温室 发展的风向标。
1.3.1 荷兰
国土面积仅为 415 万 hm2 ，耕地面积 占国土面积的 29.8%，是典型的资源不占优势的 “小国”，农业生产空间有限。荷兰通过大力发展 以玻璃温室为特色的设施园艺，极大地缓解了资源 环境对农业生产的不利约束；同时，温室园艺产业 已成为荷兰国民经济重要的支柱产业。据统计，荷 兰玻璃温室面积约 1.08 万 hm2 ，占世界玻璃温室总 面积的 20% 左右，近 20 年来一直保持稳定，设施 结构以文洛型连栋温室为主，其中温室蔬菜种植面 积约 4 200 hm2 ，主要生产番茄和黄瓜；鲜切花面 积约 5 400 hm2 ，以月季、百合、香石竹、兰花等 为主；苗圃和盆栽面积约 1 200 hm2 ，以朱蕉类、 榕树、秋海棠等为主。2017 年，荷兰农产品出口 额达 917 亿欧元，占世界园艺产品贸易总额的 25% 以上，其中温室鲜切花和苗木出口额为 91 亿欧元， 温室蔬菜出口额为 67 亿欧元。温室花卉和球茎在 世界贸易总额中的占比分别高达 50% 和 80%，成 为全球仅次于美国的农产品出口大国。荷兰是世界 设施园艺最发达的国家之一，其规模化、专业化、集约化程度非常高，韦斯特兰地区是荷兰温室园艺 生产和发展规模最为集中的地区，温室大多由家庭 农场经营，单体温室面积大多在 2 hm2 以上，通常 只种植 1 种作物甚至 1 个品种，因而设施园艺生产 技术得到不断创新，产品质量和品质不断提升。温 室作物生产过程中大量使用各种机械化设备和智能 化控制系统，覆盖了从设施建造到栽培管理中的播 种、栽培、收获、采后等方方面面，如移动式育苗 床、自动传输、无人运输车、轨道式 360°喷药机、 盆栽上盆系统、栽种机器人、盆栽轨道式分选包装 系统、切花采后处理系统、园艺计算机系统、冷链 系统等被广泛应用。温室专用品种选育处于世界领 先水平，荷兰种苗公司在收集全球优质种质资源的 基础上，通过先进的分子育种手段，每年都有数十 种温室专用园艺品种面向市场，如黄瓜、番茄、郁 金香、百合等作物品种，是荷兰设施园艺成为世界 领先的关键因素。温室作物生产普遍使用无土栽培 技术，采用计算机控制系统可使设施内的光照、温 度、湿度、气体、水肥各个环境因子完美结合，结 合封闭循环式无土栽培系统，为作物高产、稳产提 供保证。
1.3.2 英国
属海洋性温带气候，全年气候温和， 冬季温暖，夏季凉爽，季节性温差变化很小，较为 适合发展农业。截至 2017 年，英国设施园艺总面 积为 2 852 hm2 ，其中设施蔬菜面积达 1 606 hm2 ， 占总面积的 56.31%，在英国农业生产中占有重要 地位。据英国农业部的数据显示，近 10 年来设施 蔬菜产量呈逐年上升的趋势，从 2006 年的 27 万 t 增加到 2016 年的 30.4 万 t，产值达 3.53 亿英镑。 温室果树种植面积为 217 hm2 ，占果树种植总面 积的 0.73%；设施鲜切花、盆栽花卉面积为 1 029 hm2 ，占观赏苗木种植总面积的 6.02%。英国设施 类型以玻璃温室为主，且单体温室面积较大，如南 部康沃尔郡建有全球最大的单体生态观光型温室， 面积相当于 35 个足球场，主要用于园艺植物的保 护与展示。在政府的鼓励倡导下，将许多工业技术 集成应用于设施园艺中，蔬菜和果树（草莓）设施 生产基本实现从播种、除草、施肥、喷药、收获到 包装等环节高度机械化。英国温室自动化控制程度 非常高，大多数温室都装有环境自动控制设备，有些温室还装有自动控制的加湿设备和增施二氧化碳（CO2）的设备，通过采用计算机控制系统及物联 网技术，可实现对温室内的温度、光照、湿度、通风、 CO2 施肥、营养液管理（pH 和 EC 调节）等进行综 合控制管理和远距离监测。目前，CO2 施肥技术在 温室园艺作物生产中得到普遍应用，为保证 CO2 气 体在温室内分布均匀，温室内通常安装内循环风 机，搅动空气使温室中的 CO2 均匀分布。世界能源 危机发生之后，英国非常重视温室节能技术和新能 源的研究和应用，将温室加热方式由原来的燃煤、 燃气逐步转变为利用清洁的地源热能进行加温， 部分温室采用光伏板、风力发电机和充电电池供给电源。
1.4 美洲
从 20 世纪 90 年代开始，美洲设施园艺面积 呈先迅速扩大、然后逐渐下降的趋势，从 1991 年 的不足 0.29 万 hm2 到 2010 年的逾 5 万 hm2 ，再到 2014 年的 4.5 万 hm2 ，不同国家之间设施园艺发展 水平差异较大。北美的加拿大和美国均有一定规模 的现代化温室用于蔬菜生产，而南美的巴西、智利 大多采用简易设施用于内销蔬菜和外销花卉生产。 1.4.1 美国 园艺在美国发展的历史较长，但设施 园艺产业规模不大。据不完全统计，目前美国设施 园艺面积约为 2.2 万 hm2 ，其中 7 000 hm2 的温室用 于生产附加值高的花卉，设施蔬菜生产面积约 1.5 万 hm2 。设施园艺发展结合本国国情，从实用主义 出发，走出一条与荷兰、以色列和日本等设施园 艺强国不同的发展道路。园艺设施类型大多为保 温性能较好的双层充气塑料薄膜温室，部分为玻璃 或聚碳酸酯板温室，主要分布在南部的加利福尼亚 州、亚利桑那州和东南部的佛罗里达州，温室高度 5.5～6.0 m，脊高 7 m，通风口全部在屋顶，夏季高 温时通常在屋顶或侧面喷白灰降温。从事设施园艺 生产的企业经营规模普遍较大，大多数农场面积在 30 hm2 以上，如 Eurofresh 农场设施园艺面积达到 111 hm2 ，通过规模优势取得农产品综合竞争的优 势，从而获得较好的经济效益。设施园艺生产过程 机械化程度非常高，无论农场规模大小，从种子处 理、基质处理、育苗播种、定植、灌溉施肥、环境 调控、采摘、病虫害防控、商品化处理等整个生产 过程均普遍实现自动化控制，极大地提高了设施园 艺生产效率。美国在园艺作物无土栽培技术方面居世界一流，主要应用在沙漠、干旱等非耕地地区， 其无土栽培知识及技术普及程度非常高，栽培作物 以番茄、黄瓜和生菜等蔬菜为主，少量栽培树莓、 玫瑰等作物。无土栽培系统通常采用基质培，结合 滴灌系统，加上温室良好的环境控制能力，蔬菜产 量较高，番茄年产量可达 75 kg·m-2，黄瓜年产量 达 100 kg·m-2。近年来，美国凭借领先的航天探 索技术和先进的国际空间站，积极开展太空农业方 面的研究，美国国家航空航天局（NASA）通过运 用无土栽培和 LED 技术，已成功在太空种出小麦、 玉米、番茄、生菜、绿豆、菜豆和马铃薯等多种作 物，并于 2015 年首次实现航天员在太空食用种出来的生菜。
1.4.2 加拿大
根据自然环境和气候特点，在西部 气候温暖的地区重点发展大型玻璃温室，五大湖周 边地区以发展双层充气塑料薄膜温室为主。据加拿大统计局数据显示，加拿大温室总数达到 3 220 栋，设施园艺总面积约 2 550 hm2 ，其中玻璃温室 870 hm2 ，占 32.8%；塑料薄膜温室 1 680 hm2 ，占 67.2%。设施种植以番茄、黄瓜、甜椒和生菜等蔬 菜为主，面积超过 1 400 hm2 ，比 2014 年上升了 3%， 并在过去 5 年中一直呈上升趋势，总产量达到 60 万 t。少部分温室用于果树栽培，约占设施总面积 的 7%。加拿大设施园艺主要分布在安大略省、哥 伦比亚省和魁北克省，3 省设施园艺面积占全国设 施园艺总面积的 90% 以上，其中仅安大略省就占 65%。设施结构和栽培生产技术体系日趋完善，经 过多年的实践，温室单体面积逐步大型化，且覆盖 材料由双层聚乙烯塑料薄膜代替玻璃覆盖，从而提 高保温性，降低生产成本。温室作物大多采用无土 栽培，以椰糠和岩棉为主的固体基质为介质，营养 液通过施肥机进行自动灌溉，多余营养液实现回收 和循环利用，降低了水肥的浪费和环境污染。加拿 大温室环境和栽培管理基本上实现了自动化控制和 机械化操作，极大地提高了劳动生产率，温室管理、 生产和效益已居世界先进水平，如采用无土栽培 技术可使温室黄瓜、番茄和甜椒产量分别达 100、 70、35 kg·m-2。加拿大政府非常重视设施农产品 质量安全，在设施生产中尽量避免使用农药和植物 生长调节剂，主要通过调控设施内温、光、湿等环 境因子，并与生态防控相结合达到综合防治病虫害的目的，如利用生物天敌丽蚜小蜂防治害虫。此外， 温室瓜果类蔬菜生产普遍采用熊蜂授粉，不仅有效 促进番茄和甜椒坐果，提高产品品质，而且省去了 开花期需要大量的人工进行授粉作业。
1.5 大洋洲
大洋洲位于南、北回归线之间，属热带和亚热 带地区，是世界上设施园艺面积最小的地区，但发 展具有一定的区域特色，且设施园艺单位面积产出 居世界前列，尤其以澳大利亚和新西兰两国为代表。 1.5.1 澳大利亚 国土面积广阔，人口较少，自然 资源极为丰富。农业是澳大利亚国民经济的四大主 导产业之一，而设施园艺在其现代农业中占据一定 的地位，主要集中在新南威尔士州和维多利亚州等 东南地区。目前，设施园艺总面积 2 283 hm2 ，主 要用于蔬菜设施栽培，面积约 1 600 hm2 ；其次是 盆栽花卉和鲜切花，面积约 591 hm2 ；设施果树面 积较少，仅为 92 hm2 。设施类型大多为不加温的塑 料温室，少量为现代化程度较高的玻璃温室。澳大 利亚现代化温室作物生产技术水平较高，这与园艺 作物广泛采用无土栽培密切相关，设施蔬菜栽培基 质多采用椰糠，种植的蔬菜作物有番茄、黄瓜和叶 菜等；60% 以上的花卉生产也都采用椰糠基质栽 培，如非洲菊、月季等鲜切花种植。澳大利亚土地 资源丰富，但多地气候干旱，导致水资源相对比较 缺乏，所有设施园艺生产基地均普遍采用节水省能 的滴灌和微喷灌技术；同时，澳大利亚科研人员不 断探索在沙漠中利用海水进行温室蔬菜灌溉生产， 通过将海水引到温室外的太阳能凹镜管道里进行脱 盐，产生的淡水用于番茄灌溉，由于海水具有清洁 和*菌作用，因此在生产过程中无需对营养液进行 消毒处理。澳洲从事设施园艺生产的劳动力较少， 因而重视省力化和机械化设备的研发和推广使用， 整地、施肥、播种、喷药、收获等过程基本实现 机械化，生产效率高，平均每人管理 1 hm2 以上的 温室。
1.5.2 新西兰
位于太平洋西南部，属温带海洋性 气候，夏季平均气温 20 ℃，冬季 12 ℃。近十年 来，设施蔬菜和果树发展迅速，果蔬农产品大多出 口到荷兰、澳大利亚、中国等诸多国家。设施蔬菜 生产大多采用无土栽培形式，一般选用锯木屑、砾 石、岩棉和椰糠等基质作为黄瓜和番茄的栽培介质（Lewthwaite et al.，2011）。果树设施栽培技术水平 居世界前列，尤其以猕猴桃“伞”形棚架栽培形式 产量较高，每 667 m2 产量可达 3 000 kg 以上。设施 花卉种植面积较小，但专业化程度非常高，每个农 场一般只种植 1～2 个花卉品种，利用玻璃温室或 塑料大棚进行“反季节”生产玫瑰、康乃馨等花卉 用于出口，经济效益较好。新西兰人口较少，农业 生产用工成本高，在发展设施园艺生产过程中广泛 使用机械化，不仅设施作物单产水平比较高，而且 劳动生产效率也非常高，从播种到田间管理，再到 采后处理，机械化处理涵盖了生产中的各个环节。 新西兰注重设施花卉新品种培育与开发；同时，也 十分重视新品种的引进，每年都有温室大花蕙兰、 彩色马蹄莲等新品种推出，深受全球市场欢迎。近 年来，由于能源危机再现，加上减少温室气体排放 需要，一些新能源在设施作物生产中得到应用，如 充分利用丰富的地热资源来供暖或发电，用于温室 园艺作物生产加温（de Silva & Forbes，2016）。
1.6 非洲
目前，非洲设施园艺处于快速发展阶段，但温室建造设计和栽培管理技术水平整体较低，主要表 现为设施类型结构单一、档次较低，对温度、光照、 水分等环境因子的控制能力较弱。据不完全统计， 截至 2017 年设施园艺面积约为 20 万 hm2 ，占世界 设施园艺总面积的 4.35%，主要分布在北非的埃及 和阿尔及利亚（Nordey et al.，2017）。非洲 80% 以 上的地区位于热带，终年高温，一年可分为雨季和 旱季，加上国民经济发展水平普遍较低，因而在发 展设施园艺过程中不需要考虑保温，只需要实现降 温和防虫栽培，设施类型以简易的塑料大棚和防虫网室为主，少数国家采用具有一定温控能力的温室 进行出口鲜切花和盆栽花卉生产。
非洲国家因其独特的地理位置和气候条件，在 具体发展设施园艺过程中，结合自身优势和国民消 费习惯，逐渐形成具有一定区域特色的设施园艺产 业及模式，部分国家除了种植供给国内消费外，还 用于出口创汇，经济效益较好。肯尼亚、埃塞俄比 亚等东非国家生产的鲜切花和玫瑰销往世界各地。 南非是非洲大陆经济最为发达的国家，设施园艺发 展水平相对较高，也是为数不多拥有现代化温室的非洲国家之一，主要用于种植蔬菜和鲜切花（deVisser & Dijkxhoorn，2012）。北非的埃及、阿尔及 利亚、摩洛哥等北部靠地中海沿岸诸国，利用温暖 的气候条件，发展简易设施进行番茄、辣椒、洋葱 等蔬菜生产，产品销往欧洲各国。近年来，世界粮农组织和一些发达国家加大对西非设施农业的援助 和投入，帮助西非各国发展设施园艺，尼日利亚、 塞内加尔、科特迪瓦等国的蔬菜和水果产量持续增 长，番茄、菜豆、甜瓜、芒果等产品远销欧洲和海 湾国家。
2 国外设施园艺发展的特点与经验2.1 单体温室大型化，温室结构轻简化
由于大型温室具有投资省、土地利用率高、 室内环境控制相对稳定、节能、便于机械化作业 和产业化生产等优点，发达国家在建造园艺作物 生产温室时，普遍趋于大型化、规模化。如美国加 利福尼亚州在沙漠地区建成的单体温室面积均在 1 hm2 以上，主要用于番茄无土栽培生产，产量可达 75 kg·m-2。荷兰单体温室面积大多在 4～5 hm2 ， 最大能达数十公顷，生产温室典型布局方式是平行 三段式，温室北侧一般作为办公管理及设备用房 区，中间为操作车间区，南侧为作物生产区。温室 每个区域之间都通过自动感应门隔断，从办公区进 入生产温室，需要对体表进行严格的消毒。温室结 构大多采用 Venlo 型，园艺作物栽培模式为立体吊 线栽培，为了提高园艺作物长季节高产优质栽培效 果，温室结构高度由原来的 4～5 m 增加到目前的 6.5～7.5 m。
在温室结构创新方面，发达国家非常注重温 室结构轻简化。以荷兰为代表的欧盟，在满足温室 荷载的基础上，普遍采用轻质高强度的新型材料， 可减少温室支撑结构和构件材料的遮光面积。如温室天沟由传统的单层铁制材质改变为中空铝合金， 保温效果更好，且其平面尺寸小，有效增加温室内 采光。目前，中空铝合金天沟技术已广泛应用于不 同覆盖材料（PC 板、玻璃、塑料薄膜等）的 Venlo 型温室和哥特式温室；亦广泛应用于全开启温室和大跨度连栋温室等各种结构类型的温室。
2.2 设施园艺产品生产由注重产量向功能、营养 型转变
由于消费者对农产品需求的多样化，育种和生产目标相应地也需由市场导向，因而品种的定向培 育也呈现出多样化或功能化。发达国家为迎合消费 者的需求，不断选育出适合设施栽培的功能型园艺 新品种，并开发出一些具有保健疗效和其他特殊功 能的产品。如以色列将野生番茄和普通番茄杂交， 培育出含有大量抗氧化剂和 VC 的黑色樱桃番茄新 品种；英国专家选育出一种可以长成网球大小的超级草莓，其大小为普通草莓的 6 倍，食用口感跟吃 苹果一样；荷兰种苗公司开发出一些富含钙质、 维生素且热量低的“减肥蔬菜”，高氨基酸含量的 “营养蔬菜”，具有观赏价值的“花卉蔬菜”等新 品种。
近年来，许多国家在保证设施园艺农产品产量的同时，逐渐开始注重产品质量，甚至不惜成本地 提高农产品的外观品质和营养品质，以获得较高附加值（Rouphael et al.，2018）。发达国家在提高农产品品质时，普遍将现代农业技术应用于作物生产 中，如日本利用无土栽培技术种植桃太郎番茄，通 过限根栽培和多次少量供应水肥的方式，可生产出 “高糖度番茄”，其口感酸甜可口，可溶性固形物 含量达到 8%～10%，价格是普通番茄的数倍，最 高每个达 850 日元（约 50 元人民币），经济效益显 著。此外，采用水培技术在温室内进行番茄种植， 不仅作物生长时间要比传统种植的缩短 1/4～1/3， 而且番茄红素含量比普通番茄高出 1.5 倍，深受 30～50 岁女性消费者的欢迎。富士公司通过选用 专用品种和调控光谱等方式，可在植物工厂内生 产出低钾含量的生菜和番茄，为肾功能患者提供食材。
2.3 低碳节能、环境友好型技术贯穿设施园艺生 产过程
随着能源危机的不断加剧，加之人们环保意 识的不断增强，发达国家在设施园艺低碳、节能技 术方面开展了一系列的探究与实践，走出一条资源 节约型和环境友好型并重的可持续设施园艺发展道 路。在清洁能源利用开发方面，以荷兰、德国为代 表的欧洲国家广泛采用地源热泵技术，夏季通过把 地层低温冷水源抽到地上，用于温室降温，经过热 交换的热量回流到地下，冬季再把高温热水源抽上 来，只需要稍微加温就可以用于温室增温，可节约 1/3～2/3 的能耗（Bayer et al.，2012；Miglani et al.，2017）。此外，日本、欧美等国家将光伏发电与设 施园艺结合起来，研发出光伏农业技术，在确保 温室作物采光的前提下充分利用太阳能进行光伏发 电，产生的电能主要用于作物补光，同时解决夏季 降温、冬季供暖的用电需求。在多余能量回收和综 合利用方面，欧美国家利用锅炉群工作时排放的高 温烟气进行收集转换、储存，用于冬季温室作物加 温。在探索温室能源高效利用方面，日本、荷兰、 美国等发达国家大力发展新型节能 LED 代替普通 光源技术，已研制出适合不同作物生长的单色 LED 及其组合光源，光能利用率达 75%～90%，节能效 果极为显著，已广泛应用于温室补光、育苗、组培、 植物工厂以及太空农业等领域（Berkovich et al.， 2017）。
环境友好型技术要求农业的发展与自然和谐 一致。近年来，发达国家在探索温室能源高效利 用、生态环境保护等方面开展了大量的研究工作。 自 2000 年开始，欧盟国家所有温室无土栽培系统 营养液必须采用闭路循环系统，通过对营养液的 回收、消毒、补充等处理，实现环境废液零排放。 以色列通过运用水肥一体化、循环用水、微滴灌 精准施肥等技术措施，可实现设施园艺作物节水 30%～40%、省肥 35%～40%，同时农产品单产显 著提升。在温室病虫害防治方面，采用生物、生态 和物理防治相结合的综合防治措施，尽量减少化学 药剂的使用。荷兰 Koppert 公司通过释放斑潜蝇天 敌潜蝇姬小蜂、蚜虫天敌食蚜瘿蚊、粉虱天敌角 蚜小蜂和丽蚜小蜂等，可有效控制温室害虫的发生，蔬菜商品化率达到 80%～90%。为了提高温室 番茄、甜椒等蔬菜作物的品质，发达国家一般禁止使用化学生长激素用于作物授粉，而是普遍采用 熊蜂授粉方式，可使作物产量提高 15%～20%，品 质更优。以色列和日本广泛采用太阳能技术代替 溴甲烷等化学药剂进行土壤消毒，翻耕土壤后铺一 层塑料薄膜，经过夏季高温处理，可*死地表 30 cm 土层中 90%～100% 的细菌、真菌以及线形蠕 虫等，降低了化学农药的使用量。这些技术措施均 有效地缓解了设施园艺生产过程对环境的污染和破坏。
2.4 无土栽培成为现代温室作物生产的主要形式
无土栽培改变了传统设施栽培方式，是现代温 室和植物工厂农业生产的核心组成部分。自 20 世纪初，无土栽培技术在全世界设施园艺生产中得到 快速发展。目前，全球有 100 多个国家和地区采用 无土栽培技术进行温室作物生产，由于温室无土栽 培环境可人为控制，所以其产品优质、安全、产量 高。发达国家在温室作物生产过程中广泛采用无土 栽培，并结合本国国情，选择适合自己的生产模式。 美国是进行无土栽培商业化生产应用最早的国家， 其无土栽培系统较多，如番茄、黄瓜等蔬菜主要采 用基质袋式，花卉和果树选择基质容器，配备相应 的滴灌设备进行无土栽培。近年来，美国重点研究 太空作物无土栽培生产，已成功种植出番茄、生菜 等。以色列广泛应用其丰富的砂、活火山岩石及蛭 石作为基质，结合先进的水肥滴灌技术，进行出口 花卉、蔬菜的无土栽培生产。日本无土栽培形式多 样，栽培介质主要以砾培和水培（深液流）为主， 前者约占 1/3，后者约占 2/3，在营养液配方研究 方面居世界前列。荷兰是无土栽培技术最发达的国 家，60% 以上的温室用于花卉无土栽培，剩下 40% 用于蔬菜作物生产，番茄产量达 75～90 kg·m-2， 黄瓜最高产量可达 120 kg·m-2。无土栽培之所以 能够获得较高的产量和品质，关键在于栽培介质。 荷兰、丹麦、法国、希腊、美国等国家广泛采用岩 棉进行作物无土栽培。但由于废弃岩棉污染环境， 且处理成本较高，近年来澳大利亚、加拿大、以色 列、英国等国研制出替代岩棉的无土栽培生态型椰 糠基质，形成与其相配套的设施蔬菜低碳栽培技术 体系，并实现商品化、产业化生产，广泛应用于温室作物无土栽培。
2.5 引入物联网和大数据技术，实现生产过程智 能化管理
基于计算机技术、传感技术和互联网技术的快 速发展，物联网技术不断成熟，逐渐应用于现代设施园艺作物生产中。国外设施园艺发达国家以物联 网技术为核心，集传感器技术、计算机网络和移动 网络技术，设计了一套温室智能控制系统，实现了 对温室内温度、光照、水分、营养和 CO2 浓度及设施装备的自动化控制。美国、英国和法国等国家基 于物联网技术，整合机器与机器（M2M）和人机界 面形成了低投入的传感器 / 执行器网络平台，研发 了对温室内温度、空气湿度、土壤水分和营养状况、光照、温室气体等参数进行自动采集，自动控制温 室的加热降温设施、灌溉系统和补光系统等温室环 境控制系统，使温室内的环境因子满足植物生长的 需要，实现农业生产过程中的精确控制（Ampatzidis et al.，2017）。基于传感器网络监控系统和物联网 远程控制技术，西班牙研发了温室水培作物自动化 生产系统。以色列通过传感器测定温室内的温度、 湿度和 CO2 浓度等环境因子，利用计算机水肥分 析系统进行分析，研发了现代化水肥一体化滴灌和 喷灌系统，实现了灌溉系统的智能化控制，该系统 减少了灌溉过程中水分的渗漏和蒸发，减少水肥的 使用（Ray，2017；Wolfert et al.，2017）。基于大数据技术和云技术的发展，设施园艺发达国家利用传 感器对温室内的环境因子自动化采集和校验，将数 据传输至手机端 APP，实现了远程、实时观看温室 数据，实现了手机对温室的智能化调控。农业物联 网和大数据技术应用于现代温室生产中，实现了设 施园艺作物生产过程的自动化、智能化和可视化， 降低了劳动成本、提高了资源利用率和农产品产 量，有利于推进精准农业的发展，是未来农业的发 展方向。
2.6 注重温室新材料、新装备及其配套技术的研发
随着温室结构和装备材料的不断更新，从简易 塑料大棚逐渐发展为现代化温室和植物工厂。在温 室覆盖材料方面，20 世纪大多使用塑料薄膜和玻璃 作为温室覆盖材料，现已研发了多元的聚碳酸酯、 聚乳酸等生物可降解的改性材料、漫反射玻璃等新 型覆盖材料，不仅提高了光能透射率而且改变了光 谱特性，既减少了热量损失又降低了内部水滴的凝 结，如荷兰漫反射玻璃温室种植番茄、黄瓜和玫瑰 等作物比普通玻璃温室增产 10%。荷兰瓦赫宁根大 学研制出一种可应用于温室加热降温的太阳能集热 器，集热器可将储存的多余太阳能转换成电能，从 而进行冬季供暖与夏季降温，节省额外能源开支； 意大利利用相变材料吸放热的特点，将相变材料应 用于温室集热器中，优化了集热器系统；英国开发 出一种双层塑料薄膜中填充泡沫的新型覆盖材料， 模拟结果表明该材料保温性能优良，且降低了能耗 需求。此外，发达国家不仅注重温室新材料的开发 与应用，而且将先进的技术与设施园艺相结合，将 自动化技术应用于园艺作物的播种、定植、施肥灌溉、病虫害防治、收获以及农产品加工、贮藏、 保鲜等全过程，实现了温室环境的自动化、智能化控制，满足了作物生长的需要，摆脱了外界不良环 境对作物生产的影响，保证了作物周年生产和均衡 上市，形成了温室制造、产品生产、运输销售等为 一体的设施园艺产业体系。荷兰 FlierSystems 公司 开发了种苗分级系统、TTA 公司设计了盆栽花卉种 苗移植机、Visser 公司研制了物流化种苗输送系统 等，解决了基质装盆、种苗移植、疏盆、分级、成 品包装、运输对劳动力极大需求的问题。近年来， 日本人工光源型植物工厂得到了快速发展，栽培技 术和理念处于世界领先水平，研发了一套生菜播 种、定植、移栽、施肥、灌溉、收获、分级包装为 一体的自动化控制装备。美国、以色列、韩国、英 国等发达国家研发了苗盘覆土消毒、育苗移栽、蔬 菜嫁接、施肥、病虫害防治、采摘、分级包装等机 器人装备，用于设施园艺生产。温室园艺机器人的 使用，不仅降低了劳动力成本，提高了劳动生产效 率，改善了劳动环境，而且保证了设施生产的一致性和均一性。
2.7 植物工厂精准化、智能化程度不断提升
植物工厂是由计算机对植物生长发育过程中 的温度、湿度、光照、CO2 浓度以及营养液等环境 要素进行精确自动控制，不受或很少受自然条件制 约的全新生产方式（Kozai & Niu，2016）。植物工 厂因综合运用了无土栽培技术、生物技术、计算机 技术和信息技术等手段，被认为是设施农业发展的 最高级形式，具有土地利用率高、省时省力、机械 化程度高和生产周期短等优点。近年来，植物工厂 得到了快速发展，设施装备和环境控制系统不断完 善，尤其是人工光源的植物工厂受到全球的广泛关 注。LED 具有单色光可组合、能耗低、产热少、寿 命长及无污染等优点，逐渐应用于植物工厂中。更 为重要的是，与高压钠灯相比，LED 光源可以减 少 50% 的能耗。在 LED 调控园艺植物生长发育和 品质方面的深入研究，为植物工厂灯具的开发和环 境调控提供了重要的理论依据。LED 补光可提高草 莓的光合速率，缩短开花时间，并增加花朵数量。 不同的补光方式对作物的生长具有一定的影响。 番茄第 1 穗花开花后，对下部叶片用 LED 光源进 行夜间补光，不仅增加了产量，而且提高了可溶性糖和 VC 的含量；对水培生菜下部叶片向上补光 减缓了下部叶片的衰老，提高了作物产量；此外， 当红蓝光的照射时间均为 14 小时，红光比蓝光延 迟 4 小时或 7 小时打开显著增加了生菜的叶面积和 产量（Jishi et al.，2016；Tewolde et al.，2016）。美 国利用 CFD 模型研发了一套植物工厂空气循环流 动系统，极大地提高了不同高度、不同区域室内环 境因子的均一性，有效降低了生菜顶部灼伤的概率 （Zhang et al.，2016）。基于物联网技术的应用和普 及，国外发达国家的植物工厂实现了作物自动化生 产和环境因素的智能化控制，从播种、育苗、定植、 灌溉、施肥、病虫害防治和采收全部实现了自动化 控制。植物工厂内的温度、空气湿度、光照、CO2 浓度和营养液等环境因子通过传感器进行感知，数 据传输至计算机控制系统，通过控制系统进行分析后发出指令，实现对植物工厂各个系统的智能 化控制。
2.8 重视温室专用品种的选育及其配套技术的研发
温室专用品种选育是保证温室作物优质高产 的前提，发达国家非常重视温室栽培专用品种的选 育，各国根据不同地区实际情况，有针对性地选育 适合的设施专用品种。以色列在温室作物专用品种 的研发方面具有强大的优势，采用大型塑料薄膜连 栋温室，充分利用天然的光热资源和先进的滴灌技 术，通过遗传改良和驯化，培育出适合温室生产的 花卉和高档蔬菜品种。在品种选育过程中，除了传 统的杂交育种，花药小孢子培养、组织培养、分子 标记、QTL 定位、转基因、原生质体杂交等分子育 种技术得到大量的应用，在蔬菜、花卉等园艺作物 上创制出一大批优良的设施专用新品种。近年来， 高通量测序技术和生物信息学分析已经成为生命科 学领域的研究方法，成本不断降低，逐渐应用到设 施作物育种中。随着番茄、黄瓜、茄子、辣椒、甜 瓜等基因组测序完成，分子育种技术将成为改变园艺作物产量、营养品质和外观品质的重要手段。研 究发现 LhMYB12-Lat 基因控制亚洲百合萼片花青 素点状积累，其表达量越高花青素积累越多。番茄 Self-pruning（SP）基因控制着营养生长向生殖生长 的转换，SP 基因突变体植株矮小，生活周期缩短， 将 Micro-Tom（SP 基因突变）与 Moneymaker 杂交， 后代自交筛选到植株矮小、适合植物工厂栽培的番
茄 植 株（Hiwasa-Tanase & Ezura，2016）。CRISPR/ Cas9 技术作为最新的基因编辑技术，具有操作简单、成本低廉和突变效率高等优点，已经成功应用 于番茄和黄瓜等园艺作物的基因编辑，培育出优 良的抗逆品种（Nekrasov et al.，2017；Ueta et al.， 2017）。此外，设施园艺发达国家在培育优良设施 作物专用品种的同时，也特别重视温室新品种配套 技术的开发与应用，如美国开发出利用稻壳、秸秆、 椰子壳等可再生资源制成的花卉栽培钵，既实现了 农业废物的循环再利用，又提高了作物品质（Lee et al.，2015）。
3 国外设施园艺发展趋势分析3.1 设施环境调控自动化与设施园艺作业机械化 程度不断提升
随着社会经济水平的发展，劳动力成本越来越 高，今后西方发达国家将会更加注重设施园艺栽培 管理自动化装备的研发与应用，温室建造、育苗、 定植、水肥管理、植保、产品采收、包装和运输等 过程基本实现机械化控制，温室内温度、光照、湿 度和 CO2 等环境因子实现实时监控管理，并与大数 据相耦合，实现自动化调控。目前，发达国家设施园艺中机器人的投入程度越来越高。机器人移苗机可自动剔除坏苗，识别优质种苗，并准确移栽到预定位置；机器人可根据光反射和折射原理，准确检测植物需水量，控制水肥灌溉等。
3.2 单体温室日趋大型化，室内管理趋于数字化、 智能化
大型温室具有室内环境变化相对稳定、土地 利用率高、便于机械化作业以及规模化生产等突 出优点，欧美发达国家温室建造普遍向大型化方向发展。温室栽培管理的核心技术之一就是能够对 栽培环境进行智能化管理控制，创造出适于作物生长的最佳环境条件。日本、荷兰、法国等发达国家 利用人工智能专家系统，通过总结、收集植物生长信息构建数学模型，研发出适合不同作物生长的温室专家控制系统技术，能够以光照、温度、湿度和 CO2 浓度作为调控因子，当某一环境因子发生改变 时，其余因子自动做出修正或调整，进一步精细化 调控设施内环境，创造作物最佳生长环境，实现温室的智能化管理与生产（Reddy，2016；Villalobls et al.，2016）。
3.3 设施园艺的生态社会功能更加突出，环境友好型和资源高效利用技术成为设施园艺栽培管理技术发展的主要方向
随着社会不断进步以及全球经济的快速发展， 人们对生活水平及食品质量安全的需求也在不断提高，更大程度地追求绿色、无污染的健康食品。同 时，设施园艺在都市农业、园艺理疗、休闲观光、 田园综合体等方面将会得到快速发展。
发达国家将园艺产品种类、产品类型、先进的 农艺、适当的管理措施、有吸引力的包装和低农药 残留量集成一整套技术体系，建立高效的害虫综合 防治（IPM）系统，以提高产品质量（Pérez-Hedo et al.，2017）。此外，荷兰、以色列等发达国家日 益注重环境资源保护以及提高资源的利用率，投入 大量的人力、物力研究温室的雨水收集，设计系列 管道把温室天沟的雨水收集、传递到专门的蓄水池 中。通过无土栽培中营养液的回收、消毒、过滤处 理后再利用技术的实现，可使肥料用量减少 34%、 节水 21%，提高水肥资源利用率，减少环境破坏以 及资源浪费（da Silva et al.，2017）。LED 作为园艺 设施补光光源，替代传统的钠灯，不仅可以降低能 耗，提高光能效率，降低碳排放以及降低运行成本， 同时由于其发射光谱可调控，可利用特定的 LED 光系统促进植物生长，控制植株形态，改善芳香植 株气味和色素等（Davis & Burns，2016）。基于能源 紧张、CO2 排放限制等原因，以及综合考虑能源利 用效率、储热系统、操作方式、管网布置等问题， 未来利用地热、生物质能、太阳能和发电厂余热等 清洁能源替代矿物燃料生热是园艺设施热源供应研 究的新方向。
3.4 设施园艺栽培品种不断升级优化、品种配置 更加合理，市场服务体系日趋完善
愈发重视设施专用品种的选育，为设施园艺生 产提供专用的耐低温、高温、弱光、高湿，具有多 种抗性、优质高产的种苗；同时，注重品种的更新， 改善设施栽培的种类和品种结构。种苗公司作为品 种选育的主体，在种质资源、育苗设备方面具有强 大的优势，能够依据市场需求开发设施栽培所需专 用品种，并对设施园艺产前、产中、产后提供技术 支持和市场信息化服务。
3.5 无土栽培将广泛应用于设施园艺各个领域
无土栽培产品具有品质优、商品性好、安全、 绿色等优点。当前大多数国家已普遍把无土栽培技 术应用于现代化温室园艺作物生产，供应高档消费 或农产品出口，取得了良好的经济效益和社会效 益。随着未来人口数量的不断增长、可耕地面积的逐渐减少以及人类活动区域的不断拓展，无土栽培 技术将普遍应用于观光农业、阳台园艺、植物工厂 和太空农业等领域，而以基质培的无土栽培形式将 在非耕地地区、解决连作障碍以及保护生态环境等 方面具有广阔的应用前景。
作者：束 胜 、康云艳、王 玉 、袁凌云 、钟 珉、孙 锦 、郭世荣
来源：中国蔬菜
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