1、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 0 0 0 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，2 0 1 1）。1 8 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。1 9 世纪中叶至 2 0 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 1 9 0 3 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。2 0 世纪 3 0 年代，美国率先研制出透明塑料薄膜，部分代
2、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
3、的趋势。据不完全统计，截至 2 0 1 7年底，世界设施园艺总面积约为 4 6 0 万 h m2，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 8 2.9 0%；地中海沿岸诸国约占 5.1 3%，非洲约占 4.3 5%，欧洲及其他地区束 胜，男，博 士，副 教 授，专 业 方 向：设 施 园 艺，E-mail：*通讯作者：郭世荣，男，博士，教授，专业方向：设施园艺与设施作物生理，E-mail：收稿日期：2018-05-14；接受日期：2018-06-12基金项目：中国工程院咨询研究项目（2 0 1 7-X Y-2 7），
4、国家大宗蔬菜产业体系建设专项（C A R S-2 3-B 1 2），江苏省科技支撑计划项目（BE2017701）随着温室工程建造技术、现代分子生物技术、信息技术和大数据的迅速发展，设施园艺的内涵越来越丰富，科技含量越来越高，集约化生产越来越高效，已成为现代农业的重要标志。本文在综述亚洲、地中海沿岸、欧洲、美洲、大洋洲和非洲等主要国家设施园艺发展概况的基础上，分析总结了发达国家设施园艺发展的特点及经验，并从温室自动化、智能化、环境资源友好型等方面，展望了未来设施园艺发展趋势，以期为我国未来设施园艺提质增效、健康持续发展提供借鉴和启示。世界设施园艺发展概况、特点及 趋势分析1新优品种栽培管理本期视
5、点产业市场病虫防控1产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（7）：1-13约占 7.6 2%（表 1）。从发展规模上看，中国设施园艺面积达 3 7 0 万 h m2（http：/世 界 第 一，约 占世界设施园艺总面积的 8 0.4 3%；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 9 5.8 万 h m2
6、，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 1.2 5%，主要集中在荷兰及西北欧一些国家，结构大多为文洛型（V e n l o）连栋温室。从栽培作物上看，蔬菜占设施园艺总面积的8 5%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 表 1世界主要国
7、家设施园艺的类型及面积（截至 2017 年底）hm2区域 国家玻璃温室面积塑料温室面积大棚（含中小拱棚）面积总面积 数据来源亚洲 中国 9000 988500 2702535 3700035 http：/1687 41574 10587 53848 http：/www.maff.go.jp/j/seisan/ryutu/engei/sisetsu/pdf/jyousei_1.pdf.2017-08韩国 405 51382 12028 63815 http：/www.agroberichtenbuitenland.nl/k orea/w p-content/u ploads/sites/29/2
8、016/06/Greenhouse-Horticulture-in-South-KoreaJune-2016印度 30000 40000 Singh，2014地中 以色列 8650 15000 23650 T zel&ztekin，2015海沿 土耳其 8097 41142 15672 64911 T zel&ztekin，2015岸 意大利 5800 37000 30000 72800 T zel&ztekin，2015约旦 3 4474 3532 8009 T zel&ztekin，2015希腊 180 5600 7801 13581 Duffy，2017西班牙 4800 48435 53
9、235 Jankeetal.，2017欧洲 英国 2747 105 0 2852 https：/www.gov.uk/g overnment/u ploads/s ystem/u ploads/a ttachment_data/file/651173/structure-jun2017prov-UK-12oct17荷兰 10800 0 0 10800 丁小明等，2016法国 2300 6900 9200 deDuffy，2017德国 3034 555 111 3700 Sturmetal.，2014波兰 1662 5338 7000 Sturmetal.，2014匈牙利 200 2500 65
10、00 Jaimezetal.，2015罗马尼亚 7490 T zel&ztekin，2015塞尔维亚 382 5040 5422 T zel&ztekin，2015阿尔巴利亚 1000 1000 2000 Balliu&Sallaku，2016俄罗斯 500 3340 3840 https：/加拿大 870 1680 2550 http：/www5.statcan.gc.ca/cansim/a26?lang=eng&id=10047美国 1156 7540 13006 21702 https：/www.usda.gov/.2015-12墨西哥 23483 23483 deAnda&Shear，
11、2017大洋洲澳大利亚 15 2268 2283 http：/www.une.edu.au/_ _data/a ssets/p df_file/0 010/1 74565/c ontrolled-environment-horticultureindustry-potential-hadley.pdf.2017-09.非洲 埃及 4032 2037 14053 16094 T zel&ztekin，2015南非 60 350 9300 9710 deVisser&Dijkxhoorn，2012阿尔及利亚 150 13000 13150 vanOsetal.，2012肯尼亚 3500 3500
12、Nordeyetal.，2017埃塞俄比亚 39650 39650 Fanos&Belew，2015注：“”表示未统计或没有。2新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控2产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES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，2 0 1 7 年亚洲设施园艺总面积约 3 9 0 万 h m2，占世界设施园艺总面积的8 4.7 8%。2 1 世纪以来，亚洲各国
13、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 2 0 1 7 年 8 月，日本设施园艺面积达到 5.3 8 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 9 6.9%；现代化玻璃温
14、室面积 1 6 5 8 h m2；植物工厂面积 2 9 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1 5.2%，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
15、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 9 0 个，1 株黄瓜生产 3 3 0 0 条，1 株番茄生产 22000 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 46m，宽度 10m 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
16、（I m e c），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 2 0 1 7 年，商业化生产的人工光与太阳光并用型植物工厂已达 2 5 0 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 1
17、0。自 2 0 世纪 9 0 年代起大力发展设施园艺，面积从 1 9 9 0 年的 2.4 0 万 h m2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 6 5.2%；塑料大棚及中小拱棚面积约 1.2 0 万 h m2；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 9 2%；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
18、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 2 0 0 0 年的 7 0 0 h m2快速增长到目前的 1 0 0 0 h m2左右，占设施园艺总面积的 1.6%，主要用于叶用莴苣（生菜）、甜
19、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3新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控3产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES的特点，如韩国生产的管理机，一台主机配带 4 0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
20、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 8 0 0 m m，南部沙漠地带年均降雨量只有 2 5 m m，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 2 0 1 7 年，以色列设施园艺面积达
21、 2.3 7 万 h m2，其中温室面积约 0.8 7 万 h m2，主要用于生产鲜切花；塑料大棚面积约 1.5 万 h m2，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，2 0 1 7）。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
22、，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 5 0%以上的温室采用无土栽培
23、，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 500t hm-2，樱桃番茄产量也达 120t hm-2，玫瑰花最高产量达 3 5 0 万枝 h m-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杀死螨虫、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 2 5 0 m
24、 m 左右，但冬季晴朗，适于温室作物栽培。自 2 0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 5.3 2 万 h m2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 5 0%以上的设施面积，年产园艺产品 3 0 0 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（V a n t h o o r
25、e t a l.，2 0 1 2）。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4新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控4产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES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
26、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，8 0%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 1 5 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 5 0 6 0 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 5.5 1 万 h m2，占世界设施园艺总面积的 1.2 5%，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
27、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 4 1 5 万 h m2，耕地面积占国土面积的 2 9.8%，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 1.0 8 万 h m2，占世界玻璃温室总面积的 2 0%左右，近 2
28、0 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 2 0 0 h m2，以朱蕉类、榕树、秋海棠等为主。2 0 1 7 年，荷兰农产品出口额达 9 1 7 亿欧元，占世界园艺产品贸易总额的 2 5%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 6 7 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 5 0%和 8 0%，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
29、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 h m2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，
30、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 2 0 1 7 年，英国设施园艺总面积 为 2 852 hm2，其中设施蔬菜面积达 1 6 0 6 h m2，占总面积的 5 6.3 1%，在英国农业生产中占有重要地位。据英国农
31、业部的数据显示，近 1 0 年来设施蔬菜产量呈逐年上升的趋势，从 2 0 0 6 年的 2 7 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 2 1 7 h m2，占果树种植总面积的 0.7 3%；设施鲜切花、盆栽花卉面积为 1 0 2 9 hm2，占观赏苗木种植总面积的 6.0 2%。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 3 5 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
32、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5新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控5产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES（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（p H 和 E C 调节）等进行综合控制管理和远距离监测。目前，C O2施肥技术在温室园艺作物生产中得到普遍应用，为保证 C O2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 C O2均匀分布。世界能
33、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 2 0 世纪 9 0 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 1 9 9 1 年的 不 足 0.29 万 hm2到2 0 1 0年 的 逾5万h m2，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
34、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 h m2，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5.56.0 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 hm
35、2以上，如 E u r o f r e s h 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
36、产量较高，番茄年产量可达 7 5 k g m-2，黄瓜年产量达 100 kgm-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（N A S A）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 2 0 1 5 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 2 2 0栋，设施园艺总面积约 2 5 5 0 h m
37、2，其中玻璃温室870 hm2，占 32.8%；塑 料 薄 膜 温 室 1 680 hm2，占6 7.2%。设施种植以番茄、黄瓜、甜椒和生菜等蔬菜为主，面积超过 1400hm2，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 6 0万 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 9 0%以上，其中仅安大略省就占6 5%。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
38、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 1 0 0、70、35 kgm-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6新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控6产业广角中 国 蔬 菜 CHI
39、NA VEGETABLES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 2
40、8 3 h m2，主要用于蔬菜设施栽培，面积约 1 6 0 0 h m2；其次是盆栽花卉和鲜切花，面积约 5 9 1 h m2；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；6 0%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
41、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杀菌作用，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 h m2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 2 0，冬季 1 2。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
42、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
43、；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（deSilva&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 2 0 1 7 年设施园艺面积约为 2 0 万 h m2，占世界设施园艺总面积的 4.3 5%，主要分布在北非的埃及和
44、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
45、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（d e 7新优品种栽培管理本期视点产业市场病虫防控7产业广角中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLESVisser&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
46、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 kgm-2。荷兰单体温室面积大多在 4 5 h m2，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
47、行严格的消毒。温室结构大多采用 V e n l o 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 6.57.5m。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（P C 板、玻璃、塑料薄膜等）的 V e n l o型温室和哥特式温室；亦广泛应用于全开启温室
48、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 V C 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
49、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%1 0%，价格是普通番茄的数倍，最高每个达 8 5 0 日元（约 5 0 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
50、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3 0 5 0 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
