中國是農(nóng)耕文明歷史悠久的國家，設(shè)施園藝發(fā)展最早可追溯到2200多年前。秦朝（公元前221—前206年）《古文奇字》中記載“秦始皇密令人種瓜于驪山溝谷中溫處，瓜實成”。使人上書曰：“瓜冬有實”。此后西漢（公元前206—公元23年）《漢書補遺》中的《循吏傳》、唐朝（公元618—907年）王建的詩中、元朝（公元1279—1368年）王禎《農(nóng)書》、明朝（公元1368—1644年）王世懋《學(xué)圃雜疏》等均有設(shè)施蔬菜栽培的記載，而且明朝北京地區(qū)已有黃瓜加溫溫室早熟栽培。清朝（公元1644—1911年）主要繼承了唐宋元明各朝設(shè)施園藝技術(shù)，產(chǎn)品主要供養(yǎng)皇家貴族富商，故發(fā)展緩慢。中華民國（公元1912—1949年）設(shè)施園藝有所發(fā)展，主要分布在大城市郊區(qū)，發(fā)展規(guī)模有限（安志信等，1990；李天來，2011）。盡管中國設(shè)施園藝發(fā)展歷史悠久，但真正大規(guī)模快速發(fā)展還是新中國成立以后，特別是近40年。

20世紀中葉以來，隨著生產(chǎn)關(guān)系的改變，中國大陸生產(chǎn)力得到了快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)也得到了較快發(fā)展。

20世紀50年代，總結(jié)傳統(tǒng)設(shè)施園藝生產(chǎn)經(jīng)驗，推進了風(fēng)障、陽畦、加溫單屋面溫室蔬菜栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用。1954—1955年農(nóng)業(yè)部組織全國教學(xué)、科研、生產(chǎn)單位的科技工作者20余人，對北京市郊區(qū)設(shè)施蔬菜栽培進行了深入調(diào)查總結(jié)，并出版了北京市郊區(qū)《陽畦蔬菜栽培》《溫室蔬菜栽培》等調(diào)查報告專著，推進了全國城市郊區(qū)以及特產(chǎn)區(qū)的設(shè)施園藝研究，為全國特別是北方地區(qū)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)發(fā)展提供了借鑒，促進了陽畦、溫室蔬菜生產(chǎn)在北方大中城市近郊區(qū)迅速發(fā)展，對冬春淡季蔬菜供應(yīng)起到了一定作用。

20世紀50年代末至60年代末，重點開展了單屋面土溫室改良和塑料薄膜大中小棚蔬菜生產(chǎn)技術(shù)研究，推動了這些類型設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展（劉步洲和陳端生，1989）。50年代末改造了一面坡加溫土溫室，研發(fā)出北京改良式溫室、鞍山兩折式溫室、三折式溫室、立窗式溫室等單屋面加溫溫室，主要用于早春育苗和秋延后栽培；這一時期從日本引進農(nóng)用聚氯乙烯（PVC）薄膜，并在小拱棚蔬菜早熟栽培試驗中應(yīng)用獲得成功，此后上海和北京的塑料化工廠開始生產(chǎn)農(nóng)用聚氯乙烯和聚乙烯（PE）薄膜。60年代初，北京、天津、上海等大城市郊區(qū)塑料中小拱棚、陽畦早春育苗和蔬菜春提早栽培快速發(fā)展。1965年長春市英俊公社福利大隊建造了中國大陸第一棟竹木結(jié)構(gòu)塑料大棚，此后竹木結(jié)構(gòu)、竹木水泥混合結(jié)構(gòu)大棚在東北、華北、西北等地快速發(fā)展。到60年代末，中國北方大中城市郊區(qū)初步形成了由簡易覆蓋畦、風(fēng)障畦、陽畦、大中小拱棚、單屋面溫室所構(gòu)成的設(shè)施園藝生產(chǎn)體系，開展蔬菜育苗和春提早、秋延后栽培，為調(diào)節(jié)蔬菜周年均衡供應(yīng)發(fā)揮了較大作用。

20世紀70年代至80年代末，重點開展了改良陽畦、塑料大棚、地膜覆蓋、普通日光溫室、第一代節(jié)能日光溫室園藝作物生產(chǎn)技術(shù)研究，探索了連棟玻璃溫室生產(chǎn)技術(shù)，推動了設(shè)施園藝的全面發(fā)展（劉步洲和陳端生，1989）。70年代初，改良了陽畦，進一步完善了塑料大棚蔬菜生產(chǎn)技術(shù)，特別是1975、1976和1978年農(nóng)業(yè)部先后主持召開了第一、二、三次全國塑料大棚生產(chǎn)科研協(xié)作會議，總結(jié)交流了全國各地塑料大棚構(gòu)造、性能以及蔬菜栽培技術(shù)等科研成果，推動了改良陽畦和大中小棚蔬菜生產(chǎn)的快速發(fā)展。1980年全國大中小棚面積約6667公頃，形成了中國塑料薄膜拱棚蔬菜生產(chǎn)的第一次發(fā)展高潮。1980年北京塑料研究所首先研制出低密度聚乙烯農(nóng)膜（LDPE）；同年中國農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計院設(shè)計出國產(chǎn)組裝式鍍鋅管架大棚，其“農(nóng)用塑料棚裝配式鋼管骨架”1984年確定為國家標準，促進了推廣應(yīng)用；1985年全國大中小棚約33335公頃，1988年增加到10.87萬公頃，由此形成了中國塑料薄膜拱棚蔬菜生產(chǎn)的第2次發(fā)展高潮。另一方面，1977年北京市玉淵潭公社建成2公頃中國大陸第一棟鋼結(jié)構(gòu)連棟玻璃溫室，1979—1987年北京、哈爾濱、上海、深圳、烏魯木齊等地先后從日本、荷蘭、保加利亞、美國、意大利和羅馬尼亞等國家引進19公頃連棟玻璃溫室或塑料溫室，60%用于蔬菜生產(chǎn)，40%用于花卉生產(chǎn)，形成了中國第1次引進連棟溫室的高潮，但這類連棟溫室蔬菜生產(chǎn)成本高，效益差，生產(chǎn)難以為繼；這一時期還開展了蔬菜育苗技術(shù)改革和無土栽培研究。1978年從日本引進了高壓低密度聚乙烯薄膜（LDPE）、地膜覆蓋機具及地膜覆蓋新技術(shù)，1979年開始在華北、東北、西北及長江流域地區(qū)糧、棉、油、菜等40多種作物上試驗示范和推廣，早熟增產(chǎn)效果顯著。80年代初，遼寧省海城和瓦房店等地農(nóng)民在自家庭院建造了以塑料薄膜為透明覆蓋物的棚室，冬季不加溫生產(chǎn)蔬菜獲得成功；此后沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)專家會同海城市農(nóng)業(yè)技術(shù)人員在感王鎮(zhèn)總結(jié)了這種棚室類型，并于80年代中期在農(nóng)用耕地上建造應(yīng)用，被稱之為“感王式”日光溫室，這是最早的普通日光溫室類型；在此基礎(chǔ)上，按冬至日中午合理采光理論研制出海城式節(jié)能日光溫室及其蔬菜生產(chǎn)配套技術(shù)在當?shù)赝茝V應(yīng)用；同時瓦房店農(nóng)民設(shè)計建造了瓦房店琴弦式（懸索式）日光溫室；80年代末鞍山市園藝所研制出鞍Ⅱ型節(jié)能日光溫室，由此已研制出第一代節(jié)能日光溫室的基本類型，其中海城式和鞍Ⅱ型節(jié)能日光溫室夜間最大室內(nèi)外溫差25℃，開創(chuàng)了最低氣溫–20℃以上地區(qū)不加溫冬季生產(chǎn)黃瓜的先例，實現(xiàn)了黃瓜+韭菜年產(chǎn)量15.0萬kg/公頃，是溫室蔬菜生產(chǎn)史上的重大突破，令世人矚目。中國一些省市區(qū)和大城市制訂了設(shè)施園藝發(fā)展規(guī)劃（1986—1990），并拓展到果樹、花卉和食用菌等作物，促進了設(shè)施園藝的全面發(fā)展（谷元昌和肖韻琴，1983）。

20世紀90年代至21世紀前10年，進一步優(yōu)化節(jié)能日光溫室，開發(fā)了遮陽避雨棚、連棟塑料大棚，又一次引進國外連棟溫室，促進了設(shè)施園藝的整體提升（李天來，2005，2011；李天來等，2006）。90年代初，進一步優(yōu)化了第一代節(jié)能日光溫室及其蔬菜栽培技術(shù)，實現(xiàn)了番茄和黃瓜最高年產(chǎn)量22.5萬kg/公頃；山東、河北、河南、黑龍江、內(nèi)蒙古等地經(jīng)引進和改造，研發(fā)出適于當?shù)氐牡谝淮?jié)能日光溫室類型。一些地區(qū)制訂了設(shè)施園藝發(fā)展規(guī)劃（1990—2000年），并編寫《中國設(shè)施園藝的現(xiàn)狀及2000年的發(fā)展》。1996—2000年沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施園藝團隊按照冬至日合理采光區(qū)段理論又研制成功第二代節(jié)能日光溫室及蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配套栽培技術(shù)體系，使夜間室內(nèi)外最大溫差提高到30℃，實現(xiàn)了最低氣溫–25℃以上地區(qū)冬季不加溫番茄和黃瓜最高年產(chǎn)量30.0萬kg/公頃；此后山東、河北、陜西、內(nèi)蒙古、江蘇、河南等地研制出適于當?shù)氐牡诙?jié)能日光溫室類型。2007年創(chuàng)新了日光溫室節(jié)能設(shè)計理論與方法，按照冬至日合理太陽能截獲理論又研制成功第三代節(jié)能日光溫室及其蔬菜高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配套栽培技術(shù)體系，使夜間室內(nèi)外最大溫差進一步提高到35℃，實現(xiàn)了最低氣溫–28℃以上地區(qū)冬季不加溫最高年產(chǎn)番茄和黃瓜37.5萬kg/公頃。日光溫室自1983年開始發(fā)展，至1990年僅有2.2萬公頃，2000年發(fā)展到38萬公頃，2010年發(fā)展到80余萬公頃。日光溫室的快速發(fā)展，為解決中國北方地區(qū)蔬菜周年均衡供應(yīng)和促進農(nóng)民增收做出了重大貢獻。與此同時，伴隨著中國工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程項目的實施，1996—2000年，一些地區(qū)第二次興起了引進國外連棟溫室的高潮，4年間從荷蘭、法國、西班牙、以色列、美國、韓國、中國臺灣、日本、加拿大、意大利等引進了201.6公頃，并引進了外遮陽、內(nèi)覆蓋、水簾降溫、滾動苗床、行走式噴水車、行走式采摘車、計算機管理系統(tǒng)和水培系統(tǒng)等配套設(shè)備，還引進了配套品種及專家管理系統(tǒng)，有的地方聘用了國外專家。但這些連棟溫室除少數(shù)生產(chǎn)花卉的之外，生產(chǎn)蔬菜的絕大多數(shù)難以為繼。通過引進消化吸收，中國根據(jù)不同地區(qū)氣候特點自行設(shè)計建造了一批連棟溫室。另外，90年代后，研制出遮陽避雨棚、各種類型單棟和連棟塑料大棚，進一步促進了設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，1995年全國大中塑料拱棚僅有18.7萬公頃，2000年發(fā)展到近70萬公頃，5年增加了2.7倍；2010年，發(fā)展到150多萬公頃，15年間增加了近8倍。

2010年以來，開展了現(xiàn)代節(jié)能日光溫室、節(jié)能塑料大棚研究，引進和研制了超大型連棟玻璃溫室，探索了植物工廠生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)了宜機化生產(chǎn)模式，進一步提升了設(shè)施園藝生產(chǎn)水平（郭世榮等，2012；孫錦等，2019）。持續(xù)優(yōu)化了第三代節(jié)能日光溫室園藝作物生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)了最低氣溫–28℃以上地區(qū)番茄和黃瓜年最高產(chǎn)45.0萬kg/公頃的突破；2014年農(nóng)業(yè)部頒布了《全國設(shè)施蔬菜重點發(fā)展區(qū)域規(guī)劃（2015—2020）》；開展了節(jié)能日光溫室裝配化、環(huán)境調(diào)控自動化和物聯(lián)網(wǎng)化、作物生產(chǎn)宜機化、生產(chǎn)管理信息化等技術(shù)創(chuàng)新，提升了節(jié)能日光溫室環(huán)境調(diào)控能力和機械化生產(chǎn)水平，提高了勞動生產(chǎn)率；研發(fā)了宜機化保溫塑料大棚；引進和自行設(shè)計建造了一批7~30公頃的超大型連棟溫室，但這種溫室難以取得生產(chǎn)效益。探索并展示了植物工廠生產(chǎn)技術(shù)，開發(fā)了農(nóng)機農(nóng)藝融合的宜機化設(shè)施蔬菜栽培模式與技術(shù)。

1、設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成就

60年來，中國設(shè)施園藝快速發(fā)展，特別是近40年（圖1）。截至2022年中國設(shè)施園藝總面積280多萬公頃畝，占世界設(shè)施總面積的80%以上。其中，日光溫室81萬公頃（占29%），大中棚152萬公頃（占53%），大型連棟溫室1.8萬公頃（占0.6%），小拱棚51萬公頃（占17.4%）。在這些設(shè)施中，蔬菜（含食用菌）、果樹和花卉種植面積分別占81%、11%和7%。設(shè)施種植業(yè)為中國經(jīng)濟社會發(fā)展和人們生活水平提高做出了重要的歷史貢獻（李天來，2005；郭世榮等，2012；劉鳳之等，2021）。

（1）解決了中國蔬菜周年均衡供應(yīng)問題，豐富了水果和花卉市場

20世紀80年代以前，中國北方冬淡季蔬菜市場以白菜、蘿卜、馬鈴薯等耐貯蔬菜為主，南方夏淡季蔬菜市場以葉菜為主，蔬菜市場是“要啥沒啥”；隨著設(shè)施蔬菜的快速發(fā)展，蔬菜供應(yīng)得到顯著改善，目前設(shè)施蔬菜（含設(shè)施食用菌）生產(chǎn)面積近234萬公頃，年產(chǎn)量2.65億t，占蔬菜食用菌總生產(chǎn)量的1/3，占商品菜50%以上，年人均近190kg，實現(xiàn)了一年四季“要啥有啥”，很好地解決了蔬菜和食用菌周年均衡供應(yīng)問題；核果類、漿果類、熱帶果樹等不耐貯運果樹以及西瓜甜瓜的設(shè)施生產(chǎn)，豐富了周年果盤子，目前設(shè)施水果和西瓜甜瓜年產(chǎn)量近0.5億t，年人均35kg，豐富了不耐貯運瓜果的市場供應(yīng)；設(shè)施花卉發(fā)展迅猛，面積已達近20萬公頃，滿足了人們對高檔花卉的需求，美化了家庭環(huán)境。

（2）促進了農(nóng)民增收，助力了脫貧攻堅

目前中國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過1.4萬億元，占園藝總產(chǎn)值2/5以上，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值1/4以上，占農(nóng)牧漁業(yè)總產(chǎn)值1/8以上，用不足3%的耕地生產(chǎn)出種植業(yè)總產(chǎn)值25.3%的產(chǎn)品，其經(jīng)濟效益是大田作物的20倍以上、是露地園藝作物的4~5倍。據(jù)測算，在設(shè)施蔬菜重點產(chǎn)區(qū)，設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)對農(nóng)民人均年收入貢獻額超過1萬元，占比農(nóng)民人均年純收入超過90%，實現(xiàn)了“一畝棚菜二十畝糧”的高效益，一棚蔬菜、一棚食用菌當年可脫貧，成為穩(wěn)定農(nóng)民增收和助力脫貧的支柱產(chǎn)業(yè)。

（3）帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提供了大量就業(yè)崗位

設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)需要建材、薄膜、肥料、農(nóng)藥、種苗、環(huán)境控制設(shè)備、小型農(nóng)業(yè)機械和貯運等產(chǎn)業(yè)的支撐，因此它的發(fā)展也帶動了這些產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，估算年產(chǎn)值達4500億元以上，提供就業(yè)崗位2000萬個以上；同時設(shè)施園藝又是一個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，就業(yè)崗位可比大田作物增加15倍以上，比露地園藝生產(chǎn)增加4倍以上。目前估算設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)可提供就業(yè)崗位7000萬個以上。

（4）拓展了作物種植時空、實現(xiàn)了資源高效利用

設(shè)施園藝實現(xiàn)了非耕地和冬閑耕地的高效利用，使一些荒坡、戈壁、荒灘變成了園藝作物周年高效生產(chǎn)的高效田，寒冷地區(qū)復(fù)種指數(shù)提高一倍，加之設(shè)施園藝作物的高產(chǎn)效應(yīng)，可節(jié)省園藝作物優(yōu)質(zhì)用地200萬公頃以上；設(shè)施園藝作物的節(jié)水灌溉，可實現(xiàn)生產(chǎn)1萬kg果菜耗水200t的節(jié)水目標，較露地蔬菜節(jié)水50%以上；農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)化和肥料化，實現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境與資源利用的高效益。

（5）節(jié)能減排效果顯著，減輕了環(huán)境污染

中國以不加溫節(jié)能日光溫室為主體的設(shè)施園藝，避免了加溫所帶來的能源消耗和CO2過量排放問題，據(jù)估算：80萬公頃日光溫室較連棟玻璃溫室每年可節(jié)煤7.8億t以上，約占全國煤炭消耗量的1/6，減排CO215億t以上，顯著減少了環(huán)境污染。

總之，設(shè)施種植業(yè)是一個一舉多得的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)在中國社會經(jīng)濟發(fā)展中做出了歷史性貢獻。

2、設(shè)施園藝科技發(fā)展的成就

（1）設(shè)施園藝科研項目逐年增多

20世紀80年代以前，設(shè)施園藝領(lǐng)域極少有縱向科研課題。“六五”和“七五”期間農(nóng)業(yè)部設(shè)立了塑料大棚方面科技攻關(guān)項目，遼寧省“123”工程海城試點縣建設(shè)中設(shè)立了日光溫室蔬菜生產(chǎn)技術(shù)研究課題，當時地方政府設(shè)立的設(shè)施園藝方面科研課題極少。“八五”期間農(nóng)業(yè)部設(shè)立了設(shè)施蔬菜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究重點項目，包括無土栽培、工廠化育苗、日光溫室結(jié)構(gòu)設(shè)計及蔬菜栽培等課題；同時設(shè)立了日光溫室蔬菜生產(chǎn)技術(shù)推廣項目。“九五”期間，科技部設(shè)立了工廠化高效農(nóng)業(yè)示范工程項目，重點在遼寧、北京、上海、浙江、廣東實施；各省均增加了設(shè)施園藝方面科技創(chuàng)新項目。

“十五”至“十二五”期間，科技部在設(shè)施園藝方面不僅設(shè)立了科技支撐計劃項目，還設(shè)立了“863”項目和“973”項目。“十三五”期間，科技部設(shè)立了設(shè)施園藝減肥減藥、設(shè)施果實類蔬菜高產(chǎn)生理基礎(chǔ)、設(shè)施生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)、蔬菜優(yōu)質(zhì)輕簡高效生產(chǎn)技術(shù)等項目。此外，這一期間設(shè)施園藝領(lǐng)域的國家自然科學(xué)基金項目也不斷增加。據(jù)不完全統(tǒng)計，近20年，科技部立項資助科技項目（包括“863”、“973”、國家科技攻關(guān)計劃、國家科技支撐計劃、農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金支持、國家星火計劃、科技基礎(chǔ)工作專項、國家科技推廣、國家重點研發(fā)計劃等）總經(jīng)費近4億元；國家自然科學(xué)基金委員會立項資助科技項目總經(jīng)費2.2655億元（表1）；農(nóng)業(yè)農(nóng)村部立項資助科技項目（包括公益性行業(yè)科研專項、轉(zhuǎn)基因重大專項、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家專項、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系試驗站站長專項、“948”計劃、農(nóng)業(yè)部跨越計劃等）總經(jīng)費約2.8億元；各省市自治區(qū)立項資助科技項目總經(jīng)費超3.7億元。這些項目為中國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了重要科技支撐。

（2） 科技成果效益顯著

獲得省部級以上獎勵的科技成果：截至2021年，設(shè)施園藝領(lǐng)域獲得國家級獎勵22項，其中全國科學(xué)大會獎1項，國家自然科學(xué)獎二等獎1項，國家科技進步獎一等獎1項、二等獎13項、三等獎4項。獲得部級各類科技獎勵23項，其中一等獎10項、二等獎9項、三等獎4項。獲得省級各類科技獎勵356項，其中一等獎41項、二等獎121項、三等獎194項（表2）。這些獎勵成果創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。

發(fā)表的學(xué)術(shù)論文：目前設(shè)施園藝領(lǐng)域在中文期刊上發(fā)表的論文10萬余篇；在SCI收錄外文期刊上發(fā)表的論文約2400余篇。研究涉及的設(shè)施主要集中于日光溫室、溫室與大棚，研究的作物種類集中于番茄、黃瓜等，研究的方向集中于產(chǎn)量與品質(zhì)。中國設(shè)施園藝研究論文發(fā)表數(shù)量和質(zhì)量的大體分3個階段：第1階段是20世紀80年代至90年代初的數(shù)量緩慢增加階段，年發(fā)文量80年代初僅為70余篇，1986年上升到370余篇，1993年上升到500余篇；第2階段是1993年至2014年的數(shù)量激增階段，年發(fā)文量從1993年的500余篇增加到2014年的6000余篇；第3階段是2015年至今的質(zhì)量提升階段，雖然論文總數(shù)量有所回落，但質(zhì)量快速提升。

獲得的授權(quán)專利：中國知網(wǎng)中收錄的設(shè)施園藝領(lǐng)域國家專利共126923件，其中實用新型專利53945件，發(fā)明專利72978件。從趨勢上看，2008年后專利數(shù)增加較快，其中發(fā)明專利涉及的主要關(guān)鍵詞為：種植方法（6930）、栽培方法（4613）、支撐桿（2558）、支撐架（2333）、連接桿（1661）、制備方法（1638）、繁殖器官（1616）、培育方法（1553）、溫室大棚（1528）、嫁接材料（1418）、控制器（1379）、固定桿（1359）、支撐板（1206）、營養(yǎng)土（1173）、種植槽（1163）、日光溫室（1157）、營養(yǎng)液（1138）、培養(yǎng)料（1075）、育苗方法（994）、遮陽網(wǎng)（983）、伸縮桿（980）等。

育成的設(shè)施專用品種：21世紀以前，極少有中國自主育成的設(shè)施專用園藝作物品種。進入21世紀之后，已經(jīng)育成一批設(shè)施專用園藝作物品種。2002年至今，中國與設(shè)施種植相關(guān)的主要園藝作物育成品種（不區(qū)分露地/設(shè)施）大體為：番茄3363個、辣椒5661個、茄子194個、甜瓜2426個、西瓜3675個、黃瓜2085個、櫻桃41個、草莓292個、食用菌109個（圖2）。

（3）主要創(chuàng)新成就

60年來，中國園藝設(shè)施裝備及環(huán)境調(diào)控科技工作者在總結(jié)傳統(tǒng)風(fēng)障畦、陽畦、土溫室等簡易設(shè)施和引進國外先進設(shè)施的基礎(chǔ)上，不斷開拓，走出一條低成本節(jié)能高效的中國特色設(shè)施園藝發(fā)展之路，成效顯著（張福墁，2002；喻景權(quán)，2011）。

溫室裝備創(chuàng)新：20世紀50年代末至70年代，改造了傳統(tǒng)土溫室，研制出北京改良式、鞍山式等單屋面加溫溫室，實現(xiàn)了春季蔬菜的提早育苗和秋延后生產(chǎn)；80年代研制出第一代節(jié)能日光溫室，開創(chuàng)了夜間最低氣溫–20℃以上地區(qū)冬季不加溫生產(chǎn)喜溫果菜的先例；90年代研制出第二代節(jié)能日光溫室，將喜溫果菜冬季不加溫生產(chǎn)區(qū)向北推移1個緯度；本世紀前10年研制出第三代節(jié)能日光溫室，又將喜溫果菜冬季不加溫生產(chǎn)區(qū)向北推移1個緯度；2010年以來，進一步優(yōu)化節(jié)能日光溫室，初步研制出第一代現(xiàn)代節(jié)能日光溫室，使溫室性能和宜機化生產(chǎn)水平進一步提高，又將喜溫果菜不加溫生產(chǎn)區(qū)向北推移1個緯度。20世紀70年代，研制出中國第一棟連棟玻璃溫室；20世紀90年代，在引進國外連棟溫室的基礎(chǔ)上，研制出塑料薄膜連棟溫室，并于本世紀初研制出連棟玻璃溫室；此后研制出植物工廠配套設(shè)施設(shè)備，充分展示了設(shè)施園藝的生產(chǎn)能力及水平。

塑料大棚研制：20世紀60年代，研制出竹木結(jié)構(gòu)、竹木混泥土混合結(jié)構(gòu)塑料大棚，實現(xiàn)了提和延后各1個月生產(chǎn)蔬菜的效果；70年代研制出鋼骨架塑料大棚，80年代研制出管架裝配式塑料大棚，90年代研制出遮陽防雨大棚和連棟塑料大棚，進一步提高了大棚的性能，增強了生產(chǎn)能力；本世紀以來進一步優(yōu)化了單棟和連棟塑料大棚結(jié)構(gòu)，并研制出大跨度塑料大棚及節(jié)能塑料大棚，提高了大棚抗災(zāi)害性天氣的能力，延長了作物種植期，提高了宜機化水平。

設(shè)施配套裝備研制：20世紀90年代開始，陸續(xù)研制出各種類型環(huán)境調(diào)控裝備。90年代研制出動卷簾機、手動卷膜器、臨時加溫熱風(fēng)爐等環(huán)境調(diào)控設(shè)備；本世紀前10年研制出水肥一體化系統(tǒng)、電動卷膜器、遮陽系統(tǒng)、內(nèi)保溫系統(tǒng)、環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)；最近10年，研制出主動蓄熱系統(tǒng)、人工補光系統(tǒng)、CO2施肥系統(tǒng)、淺層地熱交換系統(tǒng)、環(huán)境自動控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)等，提升了設(shè)園藝現(xiàn)代化水平。

設(shè)施蔬菜專用品種選育：20世紀80年代以前，中國沒有設(shè)施園藝作物專用品種，設(shè)施內(nèi)種植的品種均是從露地品種中篩選出來的。隨著設(shè)施園藝的發(fā)展，90年代后中國開展了設(shè)施專用品種研究。自90年代初，荷蘭、以色列、美國、日本、韓國等一些種子商家紛紛進入中國設(shè)施蔬菜種子市場，這一時期中國設(shè)施蔬菜許多品種換成了國外品種。本世紀初，經(jīng)過近10年眾多育種工作者的努力，陸續(xù)推出一批中國自主的設(shè)施專用黃瓜、番茄、辣椒、茄子、西葫蘆、甜瓜、油桃、櫻桃、草莓等品種，這些品種基本適合中國設(shè)施栽培。另外，還選育出一些特殊抗性砧木品種，如抗線蟲病和抗鹽能力強的黃瓜、番茄砧木等，極大地增強了中國設(shè)施園藝作物抗逆生產(chǎn)能力。但中國設(shè)施園藝作物專用品種選育起步晚，許多品種與國外優(yōu)良品種還存在一定差距，需要今后不懈努力。

設(shè)施蔬菜土壤障礙綜合防控：隨著設(shè)施蔬菜發(fā)展年限增長，土壤障礙發(fā)生越來越重。20世紀90年代開始，設(shè)施蔬菜土壤障礙問題受到廣泛關(guān)注，進行了大量研究。研究表明，目前中國設(shè)施蔬菜土壤障礙主要由不合理施肥和作物連作雙重因素所導(dǎo)致，甚至不合理施肥因素已經(jīng)超過作物連作因素。其主要原因有三方面，一是土壤理化性質(zhì)劣變，二是土壤生物系統(tǒng)失衡，三是自毒分泌物積累。在此基礎(chǔ)上，研制出設(shè)施蔬菜土壤障礙綜合防控策略及技術(shù)，即：健康土壤保育策略及技術(shù)；輕度土壤障礙修復(fù)策略及技術(shù)；重度土壤障礙回避策略及技術(shù)。

設(shè)施蔬菜亞逆境生育障礙調(diào)控：中國主要以低成本節(jié)能簡易設(shè)施為主，因此設(shè)施中作物亞逆境障礙經(jīng)常發(fā)生，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。自20世紀80年代以來，設(shè)施蔬菜亞逆境生育障礙調(diào)控研究一直受到人們重視。80年代開始研究番茄花器官脫落問題，目前已明確其脫落機理，研制出防控脫落的技術(shù)；同時探討了番茄果實畸形防控技術(shù)，明確了導(dǎo)致畸形的因素，解析了形成機制，研制出防控技術(shù)；90年代開始研究主要果菜光合逆境障礙防控技術(shù)，探析了光溫亞逆境環(huán)境影響主要果菜作物光合作用的機制，研發(fā)了具有一定調(diào)控作用的關(guān)鍵技術(shù)。設(shè)施蔬菜亞逆境障礙防控技術(shù)的研究成果為中國設(shè)施蔬菜節(jié)能綠色高效生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

設(shè)施園藝作物生產(chǎn)技術(shù)：設(shè)施蔬菜生產(chǎn)技術(shù)一直是研究的熱點。20世紀80年代以前，主要開展了塑料薄膜大中小棚、立壕子（改良陽畦）、地膜覆蓋等蔬菜高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)研究，但許多栽培模式與技術(shù)參照了露地栽培；70年代末開始蔬菜工廠化育苗探索，改革了傳統(tǒng)育苗方式，提升了育苗效率與質(zhì)量。80年代中期開始研究日光溫室園藝作物生產(chǎn)技術(shù)，蔬菜最高年產(chǎn)達到15.0萬kg/公頃；90年代初，集成品種、育苗、肥水管理、植保等技術(shù)，創(chuàng)建了第一代節(jié)能日光溫室園藝作物生產(chǎn)技術(shù)體系，主要果菜類蔬菜最高年產(chǎn)達到22.5萬kg/公頃以上；90年代后期，突破了第二代節(jié)能日光溫室園藝作物生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，主要果菜類蔬菜最高年產(chǎn)量達到30萬kg/公頃以上；本世紀前10年，研制出第三代節(jié)能日光溫室園藝作物生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)，主要果菜類蔬菜最高年產(chǎn)達到37.5萬kg/公頃以上；近10年，進一步優(yōu)化了設(shè)施園藝作物綠色優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)，主要果菜類蔬菜最高年畝產(chǎn)達到45萬kg/公頃以上。此外，研制出蔬菜工廠化育苗技術(shù)體系，育苗效率及質(zhì)量已達到世界先進水平；設(shè)施蔬菜營養(yǎng)基質(zhì)栽培、果樹限根栽培、簡易低成本無土栽培、立體栽培等技術(shù)不斷取得創(chuàng)新；連棟玻璃溫室主要果菜綠色優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)體系不斷取得新突破，使蔬菜最高年產(chǎn)達到45萬kg/公頃以上；植物工廠作物栽培技術(shù)不斷創(chuàng)新與熟化；園藝作物綠色防控技術(shù)體系不斷完善；主要設(shè)施園藝作物栽培管理專家系統(tǒng)得到系統(tǒng)研究，目前已推出一批軟件。

3、設(shè)施園藝人才培養(yǎng)的成就

21世紀以前，中國設(shè)施園藝人才培養(yǎng)主要依賴園藝類專業(yè)，建國初期15所農(nóng)業(yè)院校建有果樹蔬菜專業(yè)，1952年發(fā)展為28所農(nóng)業(yè)高校設(shè)有果樹蔬菜專業(yè)，1957年果樹蔬菜專業(yè)改為果樹專業(yè)和蔬菜專業(yè)；1956年個別院校開始招收果樹和蔬菜研究生；1977年恢復(fù)高考后，不僅果樹專業(yè)和蔬菜專業(yè)得到快速發(fā)展，而且拓展了觀賞園藝專業(yè)；1998年果樹、蔬菜和觀賞園藝3個專業(yè)合并為園藝專業(yè)。1981年全國設(shè)立了1個果樹學(xué)博士學(xué)位授權(quán)點，2個蔬菜學(xué)博士學(xué)位授權(quán)點；目前全國70多所院校設(shè)有園藝專業(yè)，36所院校設(shè)有碩士點，21所院校設(shè)有博士點。在園藝人才培養(yǎng)中，北方許多院校開設(shè)了《蔬菜保護地栽培》和《設(shè)施園藝學(xué)》課程；1961年北京農(nóng)業(yè)大學(xué)（現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）主編出版了首部高等農(nóng)業(yè)院校試用教材《蔬菜栽培學(xué)下冊——保護地栽培》；1978年仍由北京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編出版了全國高等農(nóng)業(yè)院校統(tǒng)編教材《蔬菜栽培學(xué)——保護地栽培》；2001年主編出版了中國首部《設(shè)施園藝學(xué)》統(tǒng)編教材；而后又出版了《無土栽培學(xué)》教材等。

隨著設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，原有的園藝專業(yè)人才培養(yǎng)已經(jīng)不能滿足需求。為此，2003年教育部批準設(shè)立了設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程本科專業(yè)，目前已有46所高校設(shè)有這一專業(yè)；先后出版了《溫室建筑力學(xué)基礎(chǔ)》《園藝設(shè)施學(xué)》《設(shè)施環(huán)境工程學(xué)》《溫室設(shè)計與建造》《設(shè)施園藝作物栽培學(xué)》等10余部專業(yè)教材；另有137所高職專科院校設(shè)有相關(guān)專業(yè)；同時，2002年起在園藝學(xué)一級學(xué)科下陸續(xù)設(shè)立了設(shè)施園藝學(xué)碩士和博士學(xué)科，目前全國有35個碩士學(xué)科方向、21個博士學(xué)科方向、18個博士后流動站方向（圖3）。此外，由于設(shè)施園藝是交叉學(xué)科，農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域許多專業(yè)也為設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)了一些本科、碩士和博士人才。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程專業(yè)本科在校生約10780人，畢業(yè)生約26720人；設(shè)施園藝學(xué)碩士在校生約780人，畢業(yè)生約3950人；博士在校生約180人，畢業(yè)生約1020人；博士后在站約50余人，出站約190余人（圖4）。

4、設(shè)施園藝研究平臺與團隊建設(shè)成就

（1）設(shè)施園藝省部級以上科技平臺建設(shè)

盡管近些年來中國設(shè)施園藝科技創(chuàng)新平臺建設(shè)得到一定強化，但仍難適應(yīng)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。目前中國還沒有獨立的設(shè)施園藝全國重點實驗室，僅有一個國家地方聯(lián)合工程中心，以及8個含有設(shè)施園藝方向的各類國家級平臺（表3）。有獨立的省部級設(shè)施園藝科研平臺36個，含有設(shè)施園藝方向的省部級科研平臺21個。

（2）設(shè)施園藝科教隊伍和學(xué)術(shù)組織建設(shè)

隨著設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國設(shè)施園藝科教隊伍不斷壯大。目前全國從事設(shè)施園藝教學(xué)、科研和技術(shù)推廣等方面科技人員超過2500人。其中在園藝學(xué)科內(nèi)從事設(shè)施園藝教學(xué)和科研人員超過1000人，其中高級職稱人員占比超過50%；在其他學(xué)科內(nèi)（農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、植保等學(xué)科）從事設(shè)施園藝教學(xué)和科研的人員約有500余人；在各級政府部門從事設(shè)施園藝科技推廣的人員應(yīng)在1000人左右。此外，目前中國從事設(shè)施園藝相關(guān)生產(chǎn)的企業(yè)超1020家，從事設(shè)施園藝的企業(yè)技術(shù)人員超過1萬人。

1979年組建中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會，隨之設(shè)立了設(shè)施園藝工程專業(yè)委員會；隨著設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，2002年中國園藝學(xué)會設(shè)立了設(shè)施園藝分會；此外，1988年中國塑料加工工業(yè)協(xié)會設(shè)立了農(nóng)用薄膜專業(yè)委員會，2014年中國農(nóng)機化協(xié)會下設(shè)了設(shè)施農(nóng)業(yè)分會。此外許多省市區(qū)也分別在園藝學(xué)會或農(nóng)業(yè)工程學(xué)會下面設(shè)有設(shè)施園藝專業(yè)委員會或分會。

1、中國設(shè)施園藝的發(fā)展?jié)摿?/span>

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模潛力看，目前全國蔬菜播種面積2146.67萬公頃，其中設(shè)施蔬菜（含食用菌）233.33萬公頃，用3%的耕地生產(chǎn)出25.3%蔬菜產(chǎn)品；若設(shè)施蔬菜面積再增一倍，可減少露地蔬菜播種面積667萬公頃。設(shè)施蔬菜周年生產(chǎn)空閑期和產(chǎn)出率還有30%提升潛力。綜合起來，保守估計中國蔬菜生產(chǎn)用地尚有333萬公頃以上節(jié)省潛力。

從資源拓展看，中國沿海灘涂和礦山廢棄地開發(fā)潛力巨大，戈壁沙漠及荒山荒坡在確保生態(tài)環(huán)境安全條件下也有適量開發(fā)潛力，可開發(fā)100~133萬公頃用作設(shè)施蔬菜、瓜果和花卉等生產(chǎn)。另外果樹上山政策為設(shè)施果樹高效利用荒山荒坡提供了保障。

從產(chǎn)業(yè)提升看，中國設(shè)施園藝產(chǎn)品商品率尚有8%~10%的提升空間；產(chǎn)品貯運營銷中的損失率可降低15個百分點以上；外觀品質(zhì)可提升30%以上；采后分級包裝提升商品價值也有較大潛力。

2、中國設(shè)施園藝發(fā)展的主要任務(wù)

要堅持走中國特色設(shè)施園藝發(fā)展之路。中國絕大多數(shù)地區(qū)溫度年較差在50℃以上，不能照搬荷蘭等一些國家高耗能高投入的設(shè)施園藝發(fā)展之路。中國必須堅持走以日光溫室和單棟、連棟塑料大棚為主體的“低能耗、低成本、生態(tài)安全、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效”的中國特色設(shè)施園藝發(fā)展之路，不可發(fā)展能耗大的設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)，避免盲目發(fā)展貪大求洋的形象工程。

要堅持設(shè)施園藝規(guī)模拓展的基本原則。一是堅持不與主糧爭地和生態(tài)優(yōu)先原則。要高效利用中低產(chǎn)普通耕地，積極開發(fā)沿海荒灘和礦山廢棄非耕地，謹慎開發(fā)干旱少雨生態(tài)脆弱的戈壁沙漠非耕地，為確保糧食安全節(jié)省更多良田。二是明確中國設(shè)施種植業(yè)的規(guī)模拓展領(lǐng)域。優(yōu)先拓展設(shè)施蔬菜、西瓜甜瓜和食用菌規(guī)模；積極發(fā)展設(shè)施果樹和花卉，滿足人們對高檔水果和花卉的需求；大力拓展設(shè)施中藥材等其他經(jīng)濟作物，適應(yīng)大健康戰(zhàn)略需求。

要加快設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和提檔升級步伐。要實施設(shè)施園藝提質(zhì)增效工程，強化產(chǎn)業(yè)集群和標準化基地建設(shè)，制定適合不同地區(qū)的設(shè)施類型標準，改造不符合標準的設(shè)施和設(shè)備，構(gòu)建完整的產(chǎn)業(yè)鏈，建好金融、信息、技術(shù)、生產(chǎn)、安全等完整的服務(wù)體系，實現(xiàn)設(shè)施建造及環(huán)控標準化，生產(chǎn)管理輕簡化，資源利用高效化，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)質(zhì)化。

要強化科技創(chuàng)新和科技隊伍建設(shè)。一是強化科技創(chuàng)新，加快建設(shè)一批適應(yīng)南北方設(shè)施園藝發(fā)展的國家級和省部級科技創(chuàng)新平臺；持續(xù)設(shè)立現(xiàn)代設(shè)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、環(huán)境智能化調(diào)控、園藝作物輕簡化生產(chǎn)、生長發(fā)育障礙綠色防控等一體化的科技創(chuàng)新專項，加快中國特色設(shè)施園藝提質(zhì)增效集成技術(shù)創(chuàng)新，聚焦現(xiàn)代設(shè)施園藝關(guān)鍵技術(shù)突破，積極開展設(shè)施園藝智能化技術(shù)探索，實現(xiàn)設(shè)施裝配化、環(huán)控自動化、品種專用化、生產(chǎn)機械化、產(chǎn)品標準化、管理智慧化。二是強化科技隊伍建設(shè)，要建設(shè)一批設(shè)施園藝人才培養(yǎng)優(yōu)勢學(xué)科，加快設(shè)施園藝科技創(chuàng)新及實用人才培養(yǎng)體系建設(shè)。（完）

作者：李天來，齊明芳，孟思達

單位：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施園藝教育部重點實驗室

來源：園藝學(xué)報，2022，49(10)