本文节选自《园艺学报》2022年第49卷第10期，李天来院士团队的文章《中国设施园艺发展60年成就与展望》。

60 年的发展历程；简略叙述了 60 年来中国设施园艺在产业发展、科技创新、人才培养和团队平台建设等方面所取得的成就；展望了未来中国设施园艺的发展潜力和主要任务。

一、

中国设施园艺 60 年的发展历程

20 世纪 50 年代

总结传统设施园艺生产经验，推进了风障、阳畦、加温单屋面温室蔬菜栽培技术的推广应用

20 世纪 50 年代末至 60 年代末

重点开展了单屋面土温室改良和塑料薄膜大中小棚蔬菜生产技术研究，推动了这些类型设施蔬菜生产的发展

20 世纪 70 年代至 80 年代末

重点开展了改良阳畦、塑料大棚、地膜覆盖、普通日光温室、第一代节能日光温室园艺作物生产技术研究，探索了连栋玻璃温室生产技术，推动了设施园艺的全面发展

20 世纪 90 年代至 21 世纪前 10 年

进一步优化节能日光温室，开发了遮阳避雨棚、连栋塑料大棚，又一次引进国外连栋温室，促进了设施园艺的整体提升

2010 年以来

1.开展了现代节能日光温室、节能塑料大棚研究，引进和研制了超大型连栋玻璃温室，探索了植物工厂生产技术，开发了宜机化生产模式，进一步提升了设施园艺生产水平

2.持续优化了第三代节能日光温室园艺作物生产技术，实现了最低气温–28 ℃以上地区番茄和黄瓜年最高产 45.0 万 kg · hm² 的突破

3.开展了节能日光温室装配化、环境调控自动化和物联网化、作物生产宜机化、生产管理信息化等技术创新，提升了节能日光温室环境调控能力和机械化生产水平，提高了劳动生产率

二、

中国设施园艺发展的主要成就

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设施园艺产业发展的成就

60 年来，中国设施园艺快速发展，特别是近 40 年（图 1）。截至 2022 年中国设施园艺总面积 280 多万 hm 2 亩，占世界设施总面积的 80%以上。其中，日光温室 81 万 hm2 （占 29%），大中棚 152 万 hm 2 （占 53%），大型连栋温室 1.8 万 hm2 （占 0.6%），小拱棚 51 万 hm 2 （占 17.4%）。在 这些设施中，蔬菜（含食用菌）、果树和花卉种植面积分别占 81%、11%和 7%。设施种植业为中国 经济社会发展和人们生活水平提高做出了重要的历史贡献（李天来，2005；郭世荣 等，2012；刘凤之 等，2021）。

01

解决了中国蔬菜周年均衡供应问题，丰富了水果和花卉市场

20 世纪 80 年代以前，中国北方冬淡季蔬菜市场以白菜、萝卜、马铃薯等耐贮蔬菜为主，南方 夏淡季蔬菜市场以叶菜为主，蔬菜市场是“要啥没啥”；随着设施蔬菜的快速发展，蔬菜供应得到 显著改善，目前设施蔬菜（含设施食用菌）生产面积近 234 万 hm 2 ，年产量 2.65 亿 t，占蔬菜食用 菌总生产量的 1/3，占商品菜 50%以上，年人均近 190 kg，实现了一年四季“要啥有啥”，很好地 解决了蔬菜和食用菌周年均衡供应问题；核果类、浆果类、热带果树等不耐贮运果树以及西瓜甜瓜 的设施生产，丰富了周年果盘子，目前设施水果和西瓜甜瓜年产量近 0.5 亿 t，年人均 35 kg，丰富 了不耐贮运瓜果的市场供应；设施花卉发展迅猛，面积已达近 20 万 hm 2 ，满足了人们对高档花卉的 需求，美化了家庭环境。

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促进了农民增收，助力了脱贫攻坚

目前中国设施园艺产业产值超过 1.4 万亿元，占园艺总产值 2/5 以上，占农业总产值 1/4 以上， 占农牧渔业总产值 1/8 以上，用不足 3%的耕地生产出种植业总产值 25.3%的产品，其经济效益是大田作物的 20 倍以上、是露地园艺作物的 4 ~ 5 倍。据测算，在设施蔬菜重点产区，设施蔬菜产业对 农民人均年收入贡献额超过 1 万元，占比农民人均年纯收入超过 90%，实现了“一亩棚菜二十亩粮” 的高效益，一棚蔬菜、一棚食用菌当年可脱贫，成为稳定农民增收和助力脱贫的支柱产业。

03

带动了相关产业发展、提供了大量就业岗位

设施园艺产业需要建材、薄膜、肥料、农药、种苗、环境控制设备、小型农业机械和贮运等产 业的支撑，因此它的发展也带动了这些产业的快速发展，估算年产值达 4 500 亿元以上，提供就业 岗位 2 000 万个以上；同时设施园艺又是一个劳动密集型产业，就业岗位可比大田作物增加 15 倍以 上，比露地园艺生产增加 4 倍以上。目前估算设施园艺产业可提供就业岗位 7 000 万个以上。

04

拓展了作物种植时空、实现了资源高效利用

设施园艺实现了非耕地和冬闲耕地的高效利用，使一些荒坡、戈壁、荒滩变成了园艺作物周年 高效生产的高效田，寒冷地区复种指数提高一倍，加之设施园艺作物的高产效应，可节省园艺作物 优质用地 200 万 hm2 以上；设施园艺作物的节水灌溉，可实现生产 1 万 kg 果菜耗水 200 t 的节水目 标，较露地蔬菜节水 50%以上；农业废弃物的基质化和肥料化，实现了生态环境与资源利用的高效 益。

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节能减排效果显著，减轻了环境污染

中国以不加温节能日光温室为主体的设施园艺，避免了加温所带来的能源消耗和 CO 2 过量排放 问题，据估算：80 万 hm 2 日光温室较连栋玻璃温室每年可节煤 7.8 亿 t 以上，约占全国煤炭消耗量 的 1/6，减排 CO 2 15 亿 t 以上，显著减少了环境污染。总之，设施种植业是一个一举多得的产业，已经在中国社会经济发展中做出了历史性贡献。

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设施园艺科技发展的成就

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设施园艺科研项目逐年增多

20 世纪 80 年代以前，设施园艺领域极少有纵向科研课题。“六五”和“七五”期间农业部设 立了塑料大棚方面科技攻关项目，辽宁省“123”工程海城试点县建设中设立了日光温室蔬菜生产技 术研究课题，当时地方政府设立的设施园艺方面科研课题极少。“八五”期间农业部设立了设施蔬 菜生产关键技术研究重点项目，包括无土栽培、工厂化育苗、日光温室结构设计及蔬菜栽培等课题； 同时设立了日光温室蔬菜生产技术推广项目。“九五”期间，科技部设立了工厂化高效农业示范工 程项目，重点在辽宁、北京、上海、浙江、广东实施；各省均增加了设施园艺方面科技创新项目。 “十五”至“十二五”期间，科技部在设施园艺方面不仅设立了科技支撑计划项目，还设立了“863” 项目和“973”项目。“十三五”期间，科技部设立了设施园艺减肥减药、设施果实类蔬菜高产生理 基础、设施生产关键技术、蔬菜优质轻简高效生产技术等项目。此外，这一期间设施园艺领域的国 家自然科学基金项目也不断增加。据不完全统计，近 20 年，科技部立项资助科技项目（包括“863”、 “973”、国家科技攻关计划、国家科技支撑计划、农业科技成果转化资金支持、国家星火计划、科 技基础工作专项、国家科技推广、国家重点研发计划等）总经费近 4 亿元；国家自然科学基金委员 会立项资助科技项目总经费 2.2655 亿元（表 1）；农业农村部立项资助科技项目（包括公益性行业 科研专项、转基因重大专项、现代农业产业技术体系岗位科学家专项、现代农业产业技术体系试验 站站长专项、“948”计划、农业部跨越计划等）总经费约 2.8 亿元；各省市自治区立项资助科技项 目总经费超 3.7 亿元。这些项目为中国设施园艺产业发展提供了重要科技支撑。

02

科技成果效益显著

获得省部级以上奖励的科技成果：截至 2021 年，设施园艺领域获得国家级奖励 22 项，其中全 国科学大会奖 1 项，国家自然科学奖二等奖 1 项，国家科技进步奖一等奖 1 项、二等奖 13 项、三等 奖 4 项。获得部级各类科技奖励 23 项，其中一等奖 10 项、二等奖 9 项、三等奖 4 项。获得省级各 类科技奖励 356 项，其中一等奖 41 项、二等奖 121 项、三等奖 194 项（表 2）。这些奖励成果创造 了巨大的经济、社会和生态效益。

发表的学术论文：目前设施园艺领域在中文期刊上发表的论文 10 万余篇；在 SCI 收录外文期 刊上发表的论文约 2 400 余篇。研究涉及的设施主要集中于日光温室、温室与大棚，研究的作物种 类集中于番茄、黄瓜等，研究的方向集中于产量与品质。中国设施园艺研究论文发表数量和质量的 大体分 3 个阶段：第 1 阶段是 20 世纪 80 年代至 90 年代初的数量缓慢增加阶段，年发文量 80 年代初仅为 70 余篇，1986 年上升到 370 余篇，1993 年上升到 500 余篇；第 2 阶段是 1993 年至 2014 年 的数量激增阶段，年发文量从 1993 年的 500 余篇增加到 2014 年的 6 000 余篇；第 3 阶段是 2015 年 至今的质量提升阶段，虽然论文总数量有所回落，但质量快速提升。 获得的授权专利：中国知网中收录的设施园艺领域国家专利共 126 923 件，其中实用新型专利 53 945 件，发明专利 72 978 件。从趋势上看，2008 年后专利数增加较快，其中发明专利涉及的主 要关键词为：种植方法（6 930）、栽培方法（4 613）、支撑杆（2 558）、支撑架（2 333）、连接 杆（1 661）、制备方法（1 638）、繁殖器官（1 616）、培育方法（1 553）、温室大棚（1 528）、 嫁接材料（1 418）、控制器（1 379）、固定杆（1 359）、支撑板（1 206）、营养土（1 173）、种 植槽（1 163）、日光温室（1 157）、营养液（1 138）、培养料（1 075）、育苗方法（994）、遮 阳网（983）、伸缩杆（980）等。 育成的设施专用品种：21 世纪以前，极少有中国自主育成的设施专用园艺作物品种。进入 21 世纪之后，已经育成一批设施专用园艺作物品种。2002 年至今，中国与设施种植相关的主要园艺作 物育成品种（不区分露地/设施）大体为：番茄 3 363 个、辣椒 5 661 个、茄子 194 个、甜瓜 2 426 个、西瓜 3 675 个、黄瓜 2 085 个、樱桃 41 个、草莓 292 个、食用菌 109 个（图 2）。

03

主要创新成就

60 年来，中国园艺设施装备及环境调控科技工作者在总结传统风障畦、阳畦、土温室等简易设 施和引进国外先进设施的基础上，不断开拓，走出一条低成本节能高效的中国特色设施园艺发展之 路，成效显著（张福墁，2002；喻景权，2011）。

温室装备创新：20 世纪 50 年代末至 70 年代，改造了传统土温室，研制出北京改良式、鞍山式 等单屋面加温温室，实现了春季蔬菜的提早育苗和秋延后生产；80 年代研制出第一代节能日光温室， 开创了夜间最低气温–20 ℃以上地区冬季不加温生产喜温果菜的先例；90 年代研制出第二代节能 日光温室，将喜温果菜冬季不加温生产区向北推移 1 个纬度；本世纪前 10 年研制出第三代节能日光 温室，又将喜温果菜冬季不加温生产区向北推移 1 个纬度；2010 年以来，进一步优化节能日光温室， 初步研制出第一代现代节能日光温室，使温室性能和宜机化生产水平进一步提高，又将喜温果菜不 加温生产区向北推移 1 个纬度。20 世纪 70 年代，研制出中国第一栋连栋玻璃温室；20 世纪 90 年代， 在引进国外连栋温室的基础上，研制出塑料薄膜连栋温室，并于本世纪初研制出连栋玻璃温室；此 后研制出植物工厂配套设施设备，充分展示了设施园艺的生产能力及水平。

塑料大棚研制：20 世纪 60 年代，研制出竹木结构、竹木混泥土混合结构塑料大棚，实现了提Li Tianlai，Qi Mingfang，Meng Sida. Sixty years of facility horticulture development in China：achievements and prospects. 2126 Acta Horticulturae Sinica，2022，49 (10)：2119–2130. 早和延后各 1 个月生产蔬菜的效果；70 年代研制出钢骨架塑料大棚，80 年代研制出管架装配式塑料 大棚，90 年代研制出遮阳防雨大棚和连栋塑料大棚，进一步提高了大棚的性能，增强了生产能力； 本世纪以来进一步优化了单栋和连栋塑料大棚结构，并研制出大跨度塑料大棚及节能塑料大棚，提 高了大棚抗灾害性天气的能力，延长了作物种植期，提高了宜机化水平。

设施配套装备研制：20 世纪 90 年代开始，陆续研制出各种类型环境调控装备。90 年代研制出 电动卷帘机、手动卷膜器、临时加温热风炉等环境调控设备；本世纪前 10 年研制出水肥一体化系统、 电动卷膜器、遮阳系统、内保温系统、环境自动监测系统；最近 10 年，研制出主动蓄热系统、人工 补光系统、CO2 施肥系统、浅层地热交换系统、环境自动控制系统、物联网管理系统等，提升了设 施园艺现代化水平。

设施蔬菜专用品种选育：20 世纪 80 年代以前，中国没有设施园艺作物专用品种，设施内种植 的品种均是从露地品种中筛选出来的。随着设施园艺的发展，90 年代后中国开展了设施专用品种研 究。自 90 年代初，荷兰、以色列、美国、日本、韩国等一些种子商家纷纷进入中国设施蔬菜种子市 场，这一时期中国设施蔬菜许多品种换成了国外品种。本世纪初，经过近 10 年众多育种工作者的努 力，陆续推出一批中国自主的设施专用黄瓜、番茄、辣椒、茄子、西葫芦、甜瓜、油桃、樱桃、草 莓等品种，这些品种基本适合中国设施栽培。另外，还选育出一些特殊抗性砧木品种，如抗线虫病 和抗盐能力强的黄瓜、番茄砧木等，极大地增强了中国设施园艺作物抗逆生产能力。但中国设施园 艺作物专用品种选育起步晚，许多品种与国外优良品种还存在一定差距，需要今后不懈努力。

设施蔬菜土壤障碍综合防控：随着设施蔬菜发展年限增长，土壤障碍发生越来越重。20 世纪 90 年代开始，设施蔬菜土壤障碍问题受到广泛关注，进行了大量研究。研究表明，目前中国设施蔬 菜土壤障碍主要由不合理施肥和作物连作双重因素所导致，甚至不合理施肥因素已经超过作物连作 因素。其主要原因有三方面，一是土壤理化性质劣变，二是土壤生物系统失衡，三是自毒分泌物积 累。在此基础上，研制出设施蔬菜土壤障碍综合防控策略及技术，即：健康土壤保育策略及技术； 轻度土壤障碍修复策略及技术；重度土壤障碍回避策略及技术。

设施蔬菜亚逆境生育障碍调控：中国主要以低成本节能简易设施为主，因此设施中作物亚逆境 障碍经常发生，影响产量和品质。自 20 世纪 80 年代以来，设施蔬菜亚逆境生育障碍调控研究一直 受到人们重视。80 年代开始研究番茄花器官脱落问题，目前已明确其脱落机理，研制出防控脱落的 技术；同时探讨了番茄果实畸形防控技术，明确了导致畸形的因素，解析了形成机制，研制出防控 技术；90 年代开始研究主要果菜光合逆境障碍防控技术，探析了光温亚逆境环境影响主要果菜作物 光合作用的机制，研发了具有一定调控作用的关键技术。设施蔬菜亚逆境障碍防控技术的研究成果 为中国设施蔬菜节能绿色高效生产提供了技术支撑。

设施园艺作物生产技术：设施蔬菜生产技术一直是研究的热点。20 世纪 80 年代以前，主要开 展了塑料薄膜大中小棚、立壕子（改良阳畦）、地膜覆盖等蔬菜高产高效生产技术研究，但许多栽 培模式与技术参照了露地栽培；70 年代末开始蔬菜工厂化育苗探索，改革了传统育苗方式，提升了 育苗效率与质量。80 年代中期开始研究日光温室园艺作物生产技术，蔬菜最高年产达到 15.0 万 kg · hm-2 ；90 年代初，集成品种、育苗、肥水管理、植保等技术，创建了第一代节能日光温室园艺 作物生产技术体系，主要果菜类蔬菜最高年产达到 22.5 万 kg · hm-2 以上；90 年代后期，突破了第 二代节能日光温室园艺作物生产关键技术，主要果菜类蔬菜最高年产量达到 30 万 kg · hm-2 以上； 本世纪前 10 年，研制出第三代节能日光温室园艺作物生产关键技术，主要果菜类蔬菜最高年产达到 37.5 万 kg · hm-2 以上；近 10 年，进一步优化了设施园艺作物绿色优质高产栽培技术，主要果菜类蔬菜最高年亩产达到 45 万 kg · hm-2 以上。此外，研制出蔬菜工厂化育苗技术体系，育苗效率及质 量已达到世界先进水平；设施蔬菜营养基质栽培、果树限根栽培、简易低成本无土栽培、立体栽培 等技术不断取得创新；连栋玻璃温室主要果菜绿色优质高产栽培技术体系不断取得新突破，使蔬菜 最高年产达到 45 万 kg · hm-2 以上；植物工厂作物栽培技术不断创新与熟化；园艺作物绿色防控技 术体系不断完善；主要设施园艺作物栽培管理专家系统得到系统研究，目前已推出一批软件。

03

设施园艺人才培养的成就

2003年教育部批准设立了设施农业科学与工程本科专业，目前已有46所高校设有这一专业；先后出版了《温室建筑力学基础》《园艺设施学》《设施环境工程学》《温室设计与建造》《设施园艺作物栽培学》等10余部专业教材；另有137所高职专科院校设有相关专业

2002年起在园艺学一级学科下陆续设立了设施园艺学硕士和博士学科，目前全国有35个硕士学科方向、21个博士学科方向、18个博士后流动站方向

目前全国设施农业科学与工程专业本科在校生约10780人，毕业生约26720人；设施园艺学硕士在校生约780人，毕业生约3950人；博士在校生约180人，毕业生约1020人；博士后在站约50余人，出站约190余人

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设施园艺研究平台与团队建设成就

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设施园艺省部级以上科技平台建设

目前中国还没有独立的设施园艺全国重点实验室，仅有一个国家地方联合工程中心，以及8个含有设施园艺方向的各类国家级平台。有独立的省部级设施园艺科研平台36个，含有设施园艺方向的省部级科研平台21个

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设施园艺科教队伍和学术组织建设

目前全国从事设施园艺教学、科研和技术推广等方面科技人员超过 2500人。其中在园艺学科内从事设施园艺教学和科研人员超过1000人，其中高级职称人员占比 超过50%；在其他学科内（农业工程、农业资源与环境、植保等学科）从事设施园艺教学和科研的人员约有500余人；在各级政府部门从事设施园艺科技推广的人员应在1000人左右。此外，目前中国从事设施园艺相关生产的企业 超1020家，从事设施园艺的企业技术人员 超过1万人。

三、中国设施园艺发展的未来展望

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中国设施园艺的发展潜力

产业规模潜力：

目前全国蔬菜播种面积 2146.67万hm ²，其中设施蔬菜（含食用菌） 233.33万hm ²，用3%的耕地生产出25.3%蔬菜产品；若设施蔬菜面积再增一倍，可减少露地蔬菜播种面积 667万hm ²。设施蔬菜周年生产空闲期和产出率还有30%提升潜力。综合起来，保守估计中国蔬菜生产用地尚有 333万hm ²以上节省潜力。

资源拓展潜力：

中国沿海滩涂和矿山废弃地开发潜力巨大，戈壁沙漠及荒山荒坡在确保生态环境安全条件下也有适量开发潜力，可开发 100~133万hm ²用作设施蔬菜、瓜果和花卉等生产。另外果树上山政策为设施果树高效利用荒山荒坡提供了保障。

产业提升潜力：

中国设施园艺产品商品率尚有8%~10%的提升空间；产品贮运营销中的损失率可降低15个百分点以上；外观品质可提升30%以上；采后分级包装提升商品价值也有较大潜力。

02

中国设施园艺发展的主要任务

要坚持走中国特色设施园艺发展之路：

中国绝大多数地区温度年较差在50℃以上，不能照搬荷兰等一些国家高耗能高投入的设施园艺发展之路。中国必须坚持走以日光温室和单栋、连栋塑料大棚为主体的“低能耗、低成本、生态安全、高产优质高效”的中国特色设施园艺发展之路，不可发展能耗大的设施园艺产业，避免盲目发展贪大求洋的形象工程。

要坚持设施园艺规模拓展的基本原则：

一是坚持不与主粮争地和生态优先原则。要高效利用中低产普通耕地，积极开发沿海荒滩和矿山废弃非耕地，谨慎开发干旱少雨生态脆弱的戈壁沙漠非耕地，为确保粮食安全节省更多良田。二是明确中国设施种植业的规模拓展领域。优先拓展设施蔬菜、西瓜甜瓜和食用菌规模；积极发展设施果树和花卉，满足人们对高档水果和花卉的需求；大力拓展设施中药材等其他经济作物，适应大健康战略需求。

要加快设施园艺产业提质增效和提档升级步伐：

要实施设施园艺提质增效工程，强化产业集群和标准化基地建设，制定适合不同地区的设施类型标准，改造不符合标准的设施和设备，构建完整的产业链，建好金融、信息、技术、生产、安全等完整的服务体系，实现设施建造及环控标准化，生产管理轻简化，资源利用高效化，产品质量优质化。

要强化科技创新和科技队伍建设：

一是强化科技创新，加快建设一批适应南北方设施园艺发展的国家级和省部级科技创新平台；持续设立现代设施结构优化设计、环境智能化调控、园艺作物轻简化生产、生长发育障碍绿色防控等一体化的科技创新专项，加快中国特色设施园艺提质增效集成技术创新，聚焦现代设施园艺关键技术突破，积极开展设施园艺智能化技术探索，实现设施装配化、环控自动化、品种专用化、生产机械化、产品标准化、管理智慧化。二是强化科技队伍建设，要建设一批设施园艺人才培养优势学科，加快设施园艺科技创新及实用人才培养体系建设。

END

引用信息

李天来,齐明芳,孟思达.中国设施园艺发展60年成就与展望[J].园艺学报,2022,49(10):2119-2130.