设施农业工程工艺学

1李保明，施正香李保明，施正香Email: Tel: 62736904/7570 (水院楼水院楼308/312）20072007年年9 9月月1212日日China Agricultural University2第一讲：绪第一讲：绪 论论w 设施农业工程工艺的概念w 课程简介w 本课程的主要任务w 课程主要内容w 国内外研究与应用现状及趋势w 课程教学方式和方法w 课程教学安排w 课程学习与考核要求China Agricultural University3w 何谓设施农业？n按照动植物生长发育及繁衍的要求，利用工程技术手段创造的可控环境进行农业生产的方式。w 设施农业的生产方式？n在房舍内按照工厂化模式进行动植物生产w 设施农业的特点？n小气候环境可控不受“老天爷”的制约n可以进行周年任何季节的生产可调控市场n可以异地生产不受地域性限制n需要耗能、设施与设备的投入初期投资高n生产成本与效益核算问题China Agricultural University4w 设施生产方式对产品质量和效益的影响？n不同生产方式的特点？l畜禽（猪、鸡、牛、羊）养殖方式？l温室（菜、花、果）生产方式？n生产工艺模式创新的意义？China Agricultural University5工艺的概念工艺的概念w 饲养工艺饲养工艺/农艺农艺n根据动物/植物生长发育要求提供的相关条件（关于动物的吃、喝、拉、撒、睡）w 生产工艺生产工艺n在饲养工艺基础上生产的周转、流程（具有专业化生产的要求）w 工程工艺工程工艺n生产工艺的实现模式、工程技术的体现China Agricultural University6饲养工艺模式饲养工艺模式以蛋鸡为例以蛋鸡为例7饲养工艺模式饲养工艺模式8育雏（0-6周龄）育成（7-20周龄）产蛋（21周龄至淘汰）雏鸡工厂化养鸡生产工艺工厂化养鸡生产工艺种猪生产工艺种猪生产工艺种猪群种猪群人工授精站精液人工授精站精液分娩分娩断奶断奶淘汰淘汰育成育成出售给客戶出售给客戶选种及测定选种及测定父母代种猪父母代种猪肉猪肉猪母猪母猪断奶断奶怀孕怀孕114天天哺乳哺乳21-28天天 饲养饲养35-42天天 饲养饲养112天天后备母猪后备母猪保育保育养猪生产工艺养猪生产工艺配种妊娠阶段配种1.5周妊娠15.5周分娩泌乳阶段产前1周入产房哺乳4-5周仔猪留圈0-1周仔猪保育阶段（4-5周）生长育肥阶段（20-90kg）16周商品猪26周龄上市种猪 后备猪母猪淘汰繁殖周期23周11工程工艺工程工艺w 各饲养阶段的环境要求w 各饲养模式的设备需求w 各饲养阶段的建筑设施要求w 不同生产阶段的周转与流程实现w 工厂化生产的工程条件与实现China Agricultural University12w “设施农业工程工艺” 是研究动植物的生活习性、工厂化生产工艺、及工程设施与设备之间相互作用的规律的一门新兴科学。并研究提出合理的工厂化生产工艺流程，及与生产工艺相配套的建筑设施、设备、环境等成套工程技术。w 本课程的研究特点是充分利用动植物的生物学规律及行为习性，引入现代农业生物环境工程手段，以节约用地、节约用水、节约用能、节约成本为基本原则，贯穿“工艺材料配套”这一工程思想，为现代设施农业提出高效优质生产的工程工艺模式。 China Agricultural University13w 在设施农业中研究设计和开发与动植物生产工艺流程相配套的工程技术与装备n不同种类的设施农业生产方式n不同规模的工艺模式n不同自然气候条件的工程配套模式n不同工程工艺下的建筑配套China Agricultural University14四、本课程教学主要内容四、本课程教学主要内容（一）（一）w 园艺作物的生物学特性与生长发育规律w 畜禽的生物学特点与动物行为特性w 动植物生产与小气候环境的关系w 动植物生产工艺流程w 与工艺相配套的设备需求与配置w 相配套的农业设施（建筑）规划、设计方案和要求China Agricultural University15四、本课程教学主要内容四、本课程教学主要内容（二）（二）w 设施园艺工程工艺n工厂化育苗工艺n蔬菜、花卉、果树工厂化生产工艺及工程配套w 设施养殖工程工艺n规模化猪、鸡的清洁生产工艺及工程配套n奶牛生产工艺及工程配套n工厂化养羊工艺及工程配套n畜禽规模化生产与工程防疫 China Agricultural University16五、国内外设施农业工程工艺发展现状w 发达国家发展概况：n自20世纪50年代以来，温室生产及畜禽的工厂化养殖业发展迅速；至20世纪7080年代已经形成了多种形式的工厂化生产工艺模式及配套的成套设施设备。n现在的研究趋向于开发新型的有机农业生产模式，及回归自然的健康与安全农产品生产方式（包括温室生产和养殖业），并根据发达国家的特点，研究开发全自动化和信息化的生产工艺方式及相应的配套工程技术和设施设备China Agricultural University17China Agricultural University18China Agricultural University国别 面积（万亩） 特 点 单 产美国 29 全天候、基质 番茄54kg/m2 玻、PC、PE 黄瓜50kg/m2荷兰 18 全天候、玻璃、 番茄60kg/m2 （人均8 m2） 花60%、菜40% 玫瑰320支/m2以色列 5 花40%、菜60% 番茄50kg/m2 玫瑰300支/ m219China Agricultural University20China Agricultural University21五、国内外设施农业工程工艺发展现状w 我国发展概况：l自20世纪70年代开始，通过引进、消化、吸收，温室大棚生产及畜禽的规模化养殖业发展迅速；l到2003年，我国引进的花卉温室约130 hm22003年我国花卉温室面积（hm2003年我国花卉温室面积（hm2 2) )20122012267226727272727249654965加温温室加温温室日光温室日光温室塑料大棚塑料大棚遮阴棚遮阴棚2003年设施蔬菜栽培面积达200多万hm2 ；占蔬菜生产总面积的10%以上。2000年蔬菜出口创汇20.3亿美元China Agricultural University22China Agricultural UniversityMeat production in 1979-2003010000200003000040000500001979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003Yeartotal Quantity （1000 t）PorkBeefMuttonChicken我国肉类生产总量我国肉类生产总量23Egg Production in China (1979-2003)050010001500200025001979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003YearTotal Quantity(10000 t)China Agricultural University我国禽蛋生产总量状况我国禽蛋生产总量状况24China Agricultural UniversityMilk Production in China (1979-2003)05001000150020001979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003YearTotal Quantity(10000 t)我国牛奶生产状况我国牛奶生产状况25The Scale of Pig farming in China050000100000150000200000250000300000FamilynumbersPignumbersFamilynumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbersFarmingnumbersPignumbers1-9head/herd,a10-49heads/herd,a50-99heads/herd,a100-499heads.herd,a500-2999heads/herd,a3000-9999heads/herd,a10000-49999heads/herd,a50000heads/herd,aFarming(Family)Numbers 、OutputNumbers/1000heads,a199819992000200120022003China Agricultural University101,963,901347,7304,815,474851,429我国生猪产业规模化程度我国生猪产业规模化程度2605000100001500020000250003000035000400004500050000-1000（10000 heads）（K t）(千个）（万只）（K t）(千个)（万只）（Kt）(千个)（万只）（Kt）-1000（万只）（Kt）(千个)（万只）（Kt）(千个)（万只）（Kt）1000（10000 heads）（K t）FamilyNo.HensNo.EggYield户数 存栏数 鸡蛋产量场数 存栏数 鸡蛋产量场数 存栏数 鸡蛋产量Numbersof Farm存栏数 鸡蛋产量场(户)数 存栏数 鸡蛋产量场数 存栏数 鸡蛋产量 FarmNo.sHenNo.sEggproduction1 49heads/herd50499heads/herd5001999heads/herd20009999heads/herd1000049999heads/herd5000099999heads/herd100000499999heads/herd500000heads/herdFarm No.s/1000、Hens No.s/10000heads、Egg Production/1000 t199819992000200120022003China Agricultural University60000800006000051000我国蛋鸡生产规模化程度我国蛋鸡生产规模化程度27The Scale of Chicken Production in China(19982003)19982003)0100000200000Family No.sNumbers ofChicken/10000Farm No.sNumbers ofChicken/10000场数/个出栏数/万只场数/个出栏数/万只场数/个出栏数/万只场数/个出栏数/万只场数/个出栏数/万只farm No.sOutput/10000heads1-99heads/herd100-1999heads/herd20009999heads/herd1000049999heads/herd5000099999heads/herd100000499999heads/herd500000999999heads/herd1Millionheads/herdFarming Numbers 、Output Chickens /10000 heads,a199819992000200120022003China Agricultural University50,000,0001,400,000340,000我国肉鸡产业规模我国肉鸡产业规模28China Agricultural UniversityThe Scale of Milk Production in China (20022003)050010001500Family No./1000Cow No.Milk Prod.（10000t）Farm No./1000 Cow No.Milk Prod.（10000t）Farm No./1000Cow No.Milk Prod.（10000t）Farm No./1000Cow No.Milk Prod.（10000t）Farm No./1000Toatl No.Milk Prod.（10000 t）Farm No./1000Total NoMilk Prod.（10000t）15 Heads/herd620 Heads/herd21100Heads/herd101200Heads/herd201500Heads/herd500 Heads/herdFarm Numbers/1000、Cow numbers/10000heads、Milk production/10000t20022003我国奶牛生产的规模化程度我国奶牛生产的规模化程度29China Agricultural University0500010000150002000025000300003500040000FarmNo.OutputNo./aFarmNo.OutputNo/aFarmNo.OutputNo/aFarm No OutputNo/aFarmNo.OutputNoFarmNo.OutputNoOutput 1-10Heads/aOutput 11-50Heads/aOutput 51-100Heads/aOutput 101-500Heads/aOutput 501-1000Heads/aOutput 1000Heads/aFarm Numbers, Output Numbers /1000Heads per Year我国肉牛生产的规模化程度我国肉牛生产的规模化程度 2003年年15,536,964386,21142,74230China Agricultural University02000400060008000100001200014000160001800020000Farm No.Output No.Farm No.Output No.Farm No.Output No.Farm No.Output No.Farm No.Output No.Output 1-30 Heads/aOutput 31-100Heads/aOutput 101-500Heads/aOutput 501-1000Heads/aOutput 1000 Heads/aFarm Numbers, Output Numbers/10000 Heads我国养羊业的规模化程度我国养羊业的规模化程度 2003年年26,806,4141,625,529158,66231我国农户养猪现状我国农户养猪现状 新农村建设中的生产方式创新与设施农业工程工艺模式设计问题？3233六、课程教学方式和方法w 采用课堂教学、多媒体辅助教学课件、现场参观、实际工程工艺设计相结合的方法；理论与实践结合w 教材及参考资料：l李保明 施正香主编，设施农业工程工艺及建筑设计，中国农业出版社，2005年12月l国外相关设计手册等China Agricultural University34七、课程教学安排序号章节内容学时序号章节内容学时一绪论2七规模化养鸡工程工艺4二设施农业工程规划设计原理 4八规模化养牛工程工艺 6三工厂化育苗工程工艺与设施4九工厂化养羊工程工艺 4四设施园艺生产工程工艺与工程配套6十课外参观、现场教学4五畜舍设计总论4十一课程设计2周六 现代养猪工程工艺6课内学时合计4035八、教学及考核要求w 出勤n签到n要求每堂课必到，缺一次，成绩酌减n关于迟到、中途走掉w 做笔记、课堂表现、课堂练习w 课程成绩由：平时上课与现场参观、工程工艺设计、笔试几部分组成。其中上课与实验、讨论占20%；工艺设计占30%；基本知识笔试占50%。China Agricultural University36 思考题：1、什么是设施农业工程工艺？2、国内外设施农业工程工艺发展的现状与前景？3、你认为，中国设施农业发展的机遇如何？目前阻碍设施农业发展的瓶颈是什么？4、应该如何学习本课程？China Agricultural University