整合两个世界的温室之路— 中国日光大棚在荷兰

2017年4月12日 中国日光温室在荷兰建成使用

荷兰的连栋玻璃温室

出于土地面积的约束，荷兰人在20世纪初已经开始使用温室技术，最初的温室非常简易、廉价。随着园产品市场价值的增加，温室技术在荷兰得以不断的演变发展，温室内的自动化程度也不断提高。到了二十世纪50年代，Venlo式连栋玻璃温室的产能表现已经非常突出，成为荷兰现代温室的代表。现代的Venlo型温室已经实现了农业的工业化、流水线式生产。虽然很多环节的生产还要依靠人工劳动力实现，但是这种依赖在逐渐下降，人的价值更多的体现在管理和市场方面。原因在于Venlo型温室中高密度的新技术应用：自动化气候调节系统，包括光照、温度、湿度、通风等；自动化物流系统，涉及播种，催芽，移苗，定植，采摘，内部运输，分选，包装，仓储等环节；精准的生物技术，包括熊蜂授粉和病虫害防治技术；以及能源和种植基质等方面的创新。在荷兰设施园艺界，技术的更新换代从未停下脚步。目前荷兰瓦赫宁根大学正致力于产能温室、零排放温室、采摘机器人等项目的研发试验，力求更节能、节水、节省人力的温室园艺产品生产。

瓦赫宁根大学参与研发的机器人采收甜椒项目

先进集约的技术带来的是高产能和高效益。平均而言，荷兰温室中大番茄的产量是80公斤/平方米/年， 黄瓜110公斤/平方米/年，甜椒35公斤/平方米/年。土地生产效率全球最高，平均5000美元/公顷；劳动力生产效率平均3000美元/劳动力，世界领先。荷兰园产品贸易表现更加夺目，是世界上第二大农产品净出口国家，仅次于美国。花卉交易占世界花卉交易的44%，球茎类更是占到了77%。2014年荷兰成为世界第二大（价值）生鲜蔬菜出口国，出口总值70亿欧元。

中国的日光温室

近年来我国日光温室快速发展规模迅速扩大，截止到2014年我国日光温室面积为69.66万公顷，占所有设施种植总面积的33.8%。

中国北方的日光大棚

在迅速发展的同时，中国传统日光温室的弊端也日益凸显，由于温室电脑自动化控制技术模型的缺乏，温室普遍存在抵御自然灾害能力较弱、单位产量不高等问题。比如，以寿光为例，大番茄的平均产量在12公斤/平方米/年，与荷兰连栋玻璃温室中的产量相去甚远。在保温方面，中国日光温室白天采用前屋面塑料膜采光、升温，当室外温度降低时，仅采取覆盖保温被等方式，不用能源加温。在湿度调节方面，由于土壤蒸发与植株蒸腾，为保持温室温度，温室内空气不流通，同时水汽被阻隔，使得植物的蒸腾作用长期受到抑制，体内水分、矿物质和盐类无法有效循环，最终导致园产品的产量和质量的降低。在病虫害防治方面，国内温室仅靠农药、撒施生石灰等基础农业措施，黄瓜霜霉病、疫病、枯萎病、白粉病等病害发生率高，因此日光大棚生产的食品安全问题一直备受关注。日光温室的土壤情况更是重灾区，笔者在2015年和2017年分别走访山东寿光和河北唐山等日光温室密集区域，普遍存在的土壤问题是表面泛白有盐霜，板结坚硬，通透性很差，导致种植的作物焦黄枯死，落花落果，果实畸形。

中国日光温室中普遍存在的土壤问题

为什么中西结合

虽然荷兰连栋温室的优越性非常明显，但是高产出也意味着高投入，高效益也需要有高价格的市场支撑。以Royalpride公司为例（荷兰著名番茄种植公司），该公司每平米的一次性投资大约250欧元，运转费用70欧元/平米/年。其中能源花费占运转费用的30%。即便如此，荷兰温室的运作仍具有得天独厚的能源条件：天然气来自北海气田，相对于中国来讲优质又廉价，价格大致是上海天然气价格的1/3。可想而知同样的耗能温室在国内的运转费用将会如何。另外，高透光玻璃作为温室材料的初衷是为了提高多雨、多云气候条件下的光照，而中国的大部分地区光照都不是问题。最后，高投入的温室里生产出来的园产品自然价格不菲，在荷兰的普通超市里，番茄价格1欧元/500g非常常见，显然此价格在国内的接受程度还无法普及。

尽管中国日光温室存在各种各样的问题，低投资、好管理和相对的高回报使其在国内拥有越来越高的普及率。以寿光一对夫妻经营的温室为例，每亩约15万人民币的建设成本和几乎为零的能源投入，正常运转2年即可收回成本。相比而言，荷兰的蔬菜种植企业平均收回成本的年限在7-8年（当然投资回报周期不等同于投资回报率，荷兰温室的生产效益还是相当可观的）。

但是，中国温室中粗放的化肥农药使用显然不可持续，也不符合政府和大众对食品安全日益提高的预期，因此便有了诸多关于升级中国日光温室的相关讨论，也是中荷双方均致力于日光温室改造和提升的主要原因。（注：以上章节数据源自闫杰于2015-2017年对荷兰温室企业和中国日光大棚种植户的访谈记录，如有差错，敬请读者及时指正）

中国日光温室在荷兰的升级改造

为了模拟典型的中国日光温室，项目中温室的覆膜材料为塑料，大棚坐北朝南，采用拱圆形采光屋面，外部面貌与国内相似。但是温室内部采用钢骨架结构，通过多点焊接，使得整个温室大棚骨架连为一体，每栋温室长58米，宽7.2米，主墙高2.25米，柱高2.85米，面积远大于国内单栋大棚。

荷兰建中国日光温室的外部构造

荷兰建中国日光温室内部构造

与传统的中国日光温室比较，荷兰建中国日光温室配备了瓦赫宁根大学设计的自动调控通风窗、遮阴帘、无土栽培和电脑气候调控设备，同时建有照明，热交换器，发电机组和热泵等辅助设备。温室充分利用混凝管道土墙储存太阳能供作物夜间使用，实现温室生产系统能源优化管理。在病虫害防治方面，温室采用含灌溉单元的无土栽培系统（该灌溉单元含矿物元素与病虫防治液），提高水分、营养综合利用率，有效地抑制作物病害的发生，利于作物生长。

温室首批试验作物是黄瓜，原因在于黄瓜受光照、温度、湿度和二氧化碳浓度的影响比较明显。同样种植黄瓜，预计荷兰建中国日光温室比中国日光大棚每年可增加产量10%。
显然，中、荷参与方在此项目上做的功课满满，但是缺了中国的气候条件和市场环境，还是让笔者对此项目成果的适用性有种隐隐的担忧。不论结果如何，意识到问题并致力于解决方案的践行总是一个好的开始，预祝项目取得成功！

日光温室第一批试种植物黄瓜生长图


注1：作者：
闫杰，瓦赫宁根大学及研究中心中国办公室主任；
周雨晴，为瓦赫宁根大学及研究中心温室园艺专业在读学生。

注2：配图为作者拍摄或来源于www.wur.nl。