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篇1

關(guān)鍵詞：輕化工程；生物技術(shù)；學(xué)科交叉；專業(yè)碩士；培養(yǎng)策略

專業(yè)碩士與學(xué)術(shù)型碩士不同，其目的是培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)，并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實際工作需要的應(yīng)用型高層次專業(yè)人才。教育部、人力資源和社會保障部于2013年11月公布了《關(guān)于深入推進專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的意見》，強化了專業(yè)碩士應(yīng)以實踐為導(dǎo)向，重視理論水平與實踐的綜合應(yīng)用［1］。江南大學(xué)輕化工程專業(yè)碩士培養(yǎng)側(cè)重于染整方向，即以紡織纖維制品為原料，探討、研究與纖維制品相關(guān)的前處理、染色、印花及功能化整理新方法與新技術(shù)，以培養(yǎng)染整專業(yè)知識和實踐技能兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>

1培養(yǎng)學(xué)科交叉復(fù)合型人才的必要性

染整作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)之一，對提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量和附加值有重要影響，但近年來在發(fā)展中也暴露出不少問題，并日益成為制約本行業(yè)發(fā)展的瓶頸［2］。這主要包括：（1）染整企業(yè)生產(chǎn)中水、電、汽能耗高，導(dǎo)致能源緊張和生產(chǎn)成本不斷上升，企業(yè)凈利潤下降，影響了可持續(xù)發(fā)展；（2）染整廢水排放量大（占紡織行業(yè)污水排放量的60％），且廢水處理成本較高；（3）部分企業(yè)仍以粗放型和低水平方式生產(chǎn)，產(chǎn)品多為常規(guī)中低檔產(chǎn)品，附加值不高。因此盡管國內(nèi)染整行業(yè)產(chǎn)能水平不低，但從纖維制品前處理到染整廢水處理各環(huán)節(jié)成本不斷上升，導(dǎo)致多數(shù)染整企業(yè)利潤走低。為解決上述問題，有必要將相關(guān)學(xué)科的新技術(shù)與傳統(tǒng)染整生產(chǎn)技術(shù)相融合，借助于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)等來改造和提升傳統(tǒng)的染整生產(chǎn)，通過新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新助劑的應(yīng)用，促使染整行業(yè)向著高效率、低能耗、少污染的方向發(fā)展［3］。近年來江南大學(xué)發(fā)揮學(xué)科門類較齊全的優(yōu)勢，在輕化工程專業(yè)碩士教學(xué)中推行了基于學(xué)科交叉互融的教改研究。目前通過與機械工程、顏色技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)等學(xué)科交叉，培育出了包括新型染整裝備、納米印染技術(shù)、紡織生物技術(shù)等多個輕化工程專業(yè)碩士的教學(xué)和研究方向。其共同點在于培養(yǎng)具有復(fù)合技能的應(yīng)用型專業(yè)碩士人才，立足于從紡織纖維制品前處理、染色、印花及功能化整理環(huán)節(jié)，最大程度地減少生產(chǎn)過程中水、電、汽等資源的消耗，降低生產(chǎn)排放，實現(xiàn)紡織品的清潔化生產(chǎn)。

2輕化工程與生物技術(shù)交叉復(fù)合型專業(yè)碩士的培養(yǎng)策略

生物技術(shù)是利用生物體制，以生物工程技術(shù)加工底物為原料來提供所需的各種產(chǎn)品或達到某種目的的新型跨學(xué)科技術(shù)。生物技術(shù)與紡織纖維制品的染整加工具有相關(guān)性，尤其在最近30年得到了快速發(fā)展。輕化工程與生物技術(shù)交叉研究的思路是借助于生物酶進行纖維前處理、染色后處理和功能整理。與傳統(tǒng)紡織品化學(xué)加工相比，生物技術(shù)與輕化工程相結(jié)合后能降低染整生產(chǎn)排放，實現(xiàn)溫和條件下高效節(jié)能加工。江南大學(xué)在生物工程、生物技術(shù)學(xué)科方面具有教學(xué)與科研優(yōu)勢，其中生物工程為國家級一類特色專業(yè)、江蘇省首批品牌專業(yè)。為順應(yīng)生態(tài)染整的發(fā)展要求，我校結(jié)合這一優(yōu)勢將輕化工程與生物技術(shù)相交叉，形成了紡織生物技術(shù)研究方向，并構(gòu)建了應(yīng)用型輕化工程專業(yè)碩士人才培養(yǎng)體系。具體包括下述四個方面。

2．1導(dǎo)師隊伍建設(shè)

由于生物技術(shù)在染整中的應(yīng)用以酶技術(shù)為主，因此對導(dǎo)師隊伍組成也提出了較高要求。一方面要求導(dǎo)師熟悉纖維的原料特點，染整加工原理，工藝和設(shè)備，纖維制品質(zhì)量評價；另一方面也要求導(dǎo)師對生物技術(shù)的相關(guān)專業(yè)知識（如生物酶種類、酶學(xué)特性、應(yīng)用效果評價方法等）有相當?shù)牧私?，力求同時擁有兩個學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)。通過近10年的建設(shè)，我校紡織生物技術(shù)研究方向已建成了符合上述要求的導(dǎo)師隊伍。目前紡織生物技術(shù)方向的導(dǎo)師隊伍由10人組成，其中教授4人，副教授6人，具有輕化工程專業(yè)背景的博士4人、具有生物技術(shù)相關(guān)發(fā)酵工程專業(yè)的博士3人。在與生物技術(shù)交叉的纖維制品染整加工研究中，能從生物酶的菌種篩選、酶作用機理與酶學(xué)特性等方面，與纖維制品酶法加工很好地結(jié)合起來。在專業(yè)碩士培養(yǎng)過程中為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和企業(yè)課題實施效果，鼓勵專業(yè)碩士導(dǎo)師走進染整企業(yè)，與學(xué)生一起分析和解決企業(yè)遇到的現(xiàn)場技術(shù)難題。另一方面依托企業(yè)設(shè)立的省企業(yè)研究生工作站、博士后流動站，聘請企業(yè)內(nèi)碩士生導(dǎo)師共同參與到課題實施中，以充實師資隊伍。

2．2課程體系和平臺建設(shè)

培養(yǎng)與生物技術(shù)交叉的輕化工程專業(yè)碩士，課程體系和研究平臺建設(shè)是基礎(chǔ)工作。為體現(xiàn)專業(yè)碩士課程的實用性和學(xué)科交叉性，教學(xué)改革中對原有課程組成、學(xué)時分配、課程考核方式進行了優(yōu)化。除了與紡織化學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程外，增加了纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)、紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)、儀器分析等，其中纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)區(qū)別于一般的紡織材料學(xué)，更多從分子和超分子結(jié)構(gòu)層面分析其結(jié)構(gòu)組成與其化學(xué)加工、生物酶處理的相關(guān)性；紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)是專業(yè)知識交叉的主要課程，闡述生物酶種類、酶學(xué)特性、酶對纖維的作用機制、纖維結(jié)構(gòu)與酶整理效率相關(guān)性、紡織品生物酶應(yīng)用等內(nèi)容；儀器分析課程除介紹常見的高分子及纖維材料分析方法外，還補充介紹了與生物技術(shù)相關(guān)的測試手段如凝膠電泳、氨基酸分析等。通過上述理論課程學(xué)習(xí)，為后續(xù)纖維制品化學(xué)和生物酶加工研究奠定了理論基礎(chǔ)。在平臺建設(shè)方面，依托我校生態(tài)紡織教育部重點實驗室，建立了紡織生物技術(shù)研究室，為基于生物技術(shù)交叉的輕化工程專業(yè)碩士培養(yǎng)提供了保證。紡織生物技術(shù)研究室不僅擁有常規(guī)的纖維材料相關(guān)實驗設(shè)備與儀器，還建立了與生物技術(shù)相關(guān)的檢測與評價手段，滿足了常規(guī)從菌種篩選到纖維制品酶處理應(yīng)用研究的大部分實驗需求。以紡織生物技術(shù)研究室為基礎(chǔ)，我校還聯(lián)合葡萄牙米尼奧大學(xué)成立了生態(tài)染整國際聯(lián)合實驗室，通過定期召開纖維生物加工技術(shù)學(xué)術(shù)會議，拓展了輕化工程專業(yè)碩士生的研究視野。

2．3構(gòu)建以染整企業(yè)需求為導(dǎo)向的論文選題策略

由于輕化工程專業(yè)碩士不同于學(xué)術(shù)型碩士，論文選題應(yīng)強化理論與應(yīng)用實踐技能的結(jié)合，優(yōu)先考慮源于工程實際且對節(jié)能、減排和降耗有促進和引領(lǐng)作用的課題。我校論文選題立足于企業(yè)需求的酶法纖維制品染整加工研究，確立了紡織生物技術(shù)研究三個子方向：生物酶前處理；生物酶染色后處理；酶促功能化改性加工。（1）生物酶前處理包括纖維制品的酶退漿、酶煮練和漂白脫氧加工等。其中酶退漿是指采用商品淀粉酶和自主菌種篩選得到的PVA降解酶，取代燒堿法或氧化法進行棉型織物退漿，通過酶制劑水解布面淀粉或PVA漿料來降低前處理廢水的COD值。酶煮練應(yīng)用于棉麻織物和彩棉織物，不僅可達到用堿法精煉的果膠去除效果，而且還避免了傳統(tǒng)堿煮練易造成的纖維損傷，對彩棉織物還可減少堿法易造成的色素流失和布面色變現(xiàn)象。在真絲織物加工中，生物酶前處理主要是借助于蛋白酶去除桑蠶絲表面的絲膠。（2）生物酶染色后處理旨在去除深色織物表明的浮色，提高織物的濕處理牢度。與傳統(tǒng)高溫皂煮相比，采用漆酶與較少用量的凈洗劑復(fù)配，不僅能有效去除織物表明未固色或結(jié)合力較弱的浮色染料，而且生物酶能有效對水洗液進行脫色，在一定程度上降低了染色水洗殘液的色度值，降低了染色廢水處理的負擔(dān)。（3）生物酶功能化改性是借助生物酶進行纖維制品的功能化加工，以提高產(chǎn)品的附加值。酶法纖維制品功能化改性的內(nèi)容較廣泛，包括以纖維素酶改善棉麻織物外觀光潔度和織物仿舊整理；以蛋白酶提高羊毛纖維制品的防氈縮性能，以谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶催化接枝氨基整理劑進行羊毛抗菌阻燃整理加工；以酪氨酸酶進行真絲織物抗菌防皺整理等。相較纖維制品的化學(xué)法功能化加工如高溫焙烘（如阻燃整理）、含氯整理劑（如羊毛防縮）、含醛樹脂（如防皺整理），盡管酶法加工成本略高，但在賦予纖維功能性的同時，能減輕化學(xué)法整理易造成的纖維損傷和環(huán)境不友好性。在上述子方向論文選題和實施前，專業(yè)碩士要先制定課題初步實施方案，探究酶法纖維制品染整加工工藝的可行性并開展預(yù)研工作。在此基礎(chǔ)上再制定詳細的工作計劃，并定期匯報課題進展情況。在研究中既要考慮纖維制品酶法加工的效果，同時也要兼顧在企業(yè)應(yīng)用中工藝設(shè)備、生產(chǎn)成本和加工效率的匹配性。

2．4構(gòu)建學(xué)科交叉復(fù)合型輕化專業(yè)碩士質(zhì)量評價體系

傳統(tǒng)上對碩士質(zhì)量與水平高低的評價主要是參照論文，包括完成的碩士論文、發(fā)表的期刊論文（SCI、EI、CSCD）的數(shù)量與等級。而輕化工程專業(yè)碩士是要培養(yǎng)掌握染整專業(yè)堅實的理論基礎(chǔ)和寬闊專業(yè)知識、擁有較強解決實際問題的能力，滿足實際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才。因此專業(yè)碩士在培養(yǎng)質(zhì)量評價方面要與學(xué)術(shù)型碩士有所不同，不能簡單照搬其評價體系［4］。參照既有部分高校實踐經(jīng)驗［5－6］，結(jié)合本專業(yè)實際情況，我校主要從專業(yè)知識能力、實踐動手能力、學(xué)術(shù)研究能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力四方面進行綜合評價。專業(yè)知識能力是指在研究生階段專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)成績，在實驗工作中表現(xiàn)出的對染整、生物技術(shù)知識的掌握與運用能力；實踐動手能力是指在實驗室或生產(chǎn)現(xiàn)場，對纖維制品酶處理加工過程合理安排和現(xiàn)場操作的技能，此方面企業(yè)導(dǎo)師的評價也是重要組成部分。學(xué)術(shù)研究能力評價側(cè)重于兩個方面：一方面評價學(xué)位論文階段性進展和完成情況，從開題報告、中期檢查結(jié)果、預(yù)答辯和答辯情況四階段，結(jié)合平時例會課題匯報來綜合評判課題工作量與論文水平；另一方面考察是否有與課題相關(guān)的學(xué)術(shù)或發(fā)明專利申請。由于多數(shù)論文課題與染整生產(chǎn)的相關(guān)度較高，因此專業(yè)碩士是否可公開或?qū)＠枧c課題合作企業(yè)商榷確定。創(chuàng)新應(yīng)用能力是指專業(yè)碩士在課題研究、實驗實踐中表現(xiàn)出來的個人綜合拓展能力。在纖維酶處理研究和實踐中，對能提出新方法、新工藝并有突出業(yè)績表現(xiàn)的創(chuàng)新型專業(yè)碩士，紡織生物技術(shù)研究室會給予適當?shù)募钆c表彰。

3交叉復(fù)合型輕化工程專業(yè)碩士培養(yǎng)成效

篇2

[關(guān)鍵詞] 生物技術(shù) 主干課程 實驗教學(xué) 體系

實驗教學(xué)對于培養(yǎng)生物技術(shù)人才十分關(guān)鍵,尤其是主干課程的實驗教學(xué)不僅直接關(guān)系到學(xué)生的動手能力,還會影響到學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識。江蘇大學(xué)生物技術(shù)系以培養(yǎng)高新生物技術(shù)人才為宗旨,經(jīng)過多年的探索和改革,發(fā)展了以生化及分子生物技術(shù)為特色的專業(yè)。目前現(xiàn)有實驗教學(xué)和條件基本滿足學(xué)生需要,但是相對于生物技術(shù)迅猛發(fā)展,實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)管理體制等方面存仍在諸多不足,實驗教學(xué)體系仍需要進行完善。結(jié)合我校實際,為了充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高新生物技術(shù)人才,結(jié)合我校實際必須盡快完善主干課程生物實驗體系。

一、現(xiàn)有實驗教學(xué)的弊端

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一直秉持實驗從屬與理論的原則,實驗教學(xué)的地位一直沒有得到足夠的重視。實驗教學(xué)內(nèi)容雜亂,缺乏獨立性和系統(tǒng)性,實驗課繁多但課時偏少。實驗教學(xué)中仍然是以教師為主,學(xué)生為輔,學(xué)生的主動性受到極大地限制。實驗設(shè)備落后,實驗室的管理制度不完善。

實驗教學(xué)中,生物技術(shù)專業(yè)主干課程實驗貫穿學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)的始終,對于學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)尤為關(guān)鍵?，F(xiàn)今的實驗教學(xué)水平無法培養(yǎng)符合社會要求的高素質(zhì)生物技術(shù)人才,因此根據(jù)社會的需要建立新型的實驗教學(xué)模式勢在必行。

二、新實驗教學(xué)體系的探索與構(gòu)建

1.確立實驗指導(dǎo)思想,明確教學(xué)目標,給實驗教學(xué)合理定位

實驗教學(xué)改革,必須首先進行實驗教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變,改變傳統(tǒng)的實驗從屬與理論的觀點,將理論與實驗有機結(jié)合,以理論指導(dǎo)實驗,同時以實驗實踐理論。同時改變以往教學(xué)中完全以教師為主的教學(xué)觀念,重視發(fā)揮學(xué)生的自主性、能動性,明確學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位,在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新精神。實驗教學(xué)是以創(chuàng)新創(chuàng)造為核心的教育理念,培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神為目標。確立實驗教學(xué)的獨立地位,即保證了實驗教學(xué)在整個教學(xué)體系中與理論教學(xué)具有同等地位,又可以充分發(fā)揮其在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實驗技能方面的重要作用。

2.構(gòu)建實驗教學(xué)的新體系

生物技術(shù)的不斷發(fā)展對于生物實驗教學(xué)提出了新的要求,現(xiàn)今的實驗教學(xué)內(nèi)容雜亂,缺乏層次性和系統(tǒng)性,為了適應(yīng)生物技術(shù)發(fā)展的需要,培養(yǎng)高新生物技術(shù)人才,實驗教學(xué)內(nèi)容必須進行細致的梳理,實驗教學(xué)系統(tǒng)必須進行完善。在實驗教學(xué)內(nèi)容逐漸改革的基礎(chǔ)上實驗教學(xué)的方法也必須進行改進,實驗教學(xué)的設(shè)備也應(yīng)該不斷更新,以實現(xiàn)實驗教學(xué)水平的全面提高。

(1)優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容。實驗教學(xué)效果與實驗教學(xué)內(nèi)容密不可分,為了提高實驗教學(xué)的有效性,實驗教學(xué)必須結(jié)合教材內(nèi)容,根據(jù)各年級學(xué)生的知識構(gòu)成和接受能力建立系統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容,注意實驗教學(xué)內(nèi)容在各年級之間的過渡。生物技術(shù)各學(xué)科本為統(tǒng)一的整體,相互之間存在著千絲萬縷的關(guān)系,在實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計上應(yīng)該考慮到這種學(xué)科的關(guān)聯(lián)性,不可將教學(xué)內(nèi)容分裂開來,減少實驗教學(xué)內(nèi)容的重復(fù)性,使實驗教學(xué)內(nèi)容體系化。動物與植物實驗相結(jié)合,學(xué)生逐一進行觀察,通過動植物細胞的對比分析其中的區(qū)別,便于學(xué)生了解并掌握動物與植物細胞的區(qū)別。提高生物學(xué)習(xí)的趣味性和學(xué)生生物學(xué)習(xí)的效率。將細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)部分實驗教學(xué)內(nèi)容整合,如動植物染色體染色、標本制作以及有絲分裂和減數(shù)分裂觀察等。通過腫瘤細胞研究,可以從動物整體水平、細胞和亞細胞水平、分子水平和基因水平觀察和研究,將不同層次的實驗貫穿起來,從內(nèi)容上體現(xiàn)多層次交叉,綜合課內(nèi)知識點,突出創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的鍛煉,改變了傳統(tǒng)實驗課門數(shù)多,學(xué)時少,實驗內(nèi)容銜接性差和重復(fù)設(shè)置的現(xiàn)象。使學(xué)生能夠?qū)⒐铝⒌幕緦嶒灱寄苋跁炌ǖ赜玫綄嶋H課題中去,使得書本與科研實踐有機的結(jié)合。

在優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,將實驗教學(xué)的內(nèi)容串聯(lián)成線,創(chuàng)建并完善實驗教學(xué)的體系,建立基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計型實驗等多樣化的實驗教學(xué)模式。使實驗教學(xué)更為符合現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的需要,使實驗教學(xué)更為符合時代的要求,提高實驗教學(xué)的科學(xué)性和有效性。

(2)更新實驗教學(xué)方式。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮學(xué)生的在實驗教學(xué)中的主體作用,實驗教學(xué)應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實際需求,結(jié)合實驗教學(xué)的內(nèi)容,建立開放式的教學(xué)方式。如“質(zhì)粒DNA的快速提取實驗及凝膠電泳和轉(zhuǎn)化實驗”兩大系統(tǒng)。在實驗前鼓勵學(xué)生查閱資料對兩種實驗進行比較,通過教師的教學(xué)引導(dǎo)及實際的實驗操作,了解不同的電泳的實驗使用范圍、實驗方法和實驗特點,使學(xué)生在學(xué)習(xí)以上知識的基礎(chǔ)上加以理解,通過實際的實驗強化學(xué)生對知識的掌握熟練程度。此外,也可以在學(xué)生充分準備的基礎(chǔ)上,由學(xué)生提出自己的實驗方案,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過實驗教學(xué)方式的適時更新,我校在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新意識方面取得了良好的教學(xué)效果。

(3)實驗室管理科學(xué)化。實驗教學(xué)內(nèi)容改革的同時,實驗教學(xué)的硬件設(shè)施也應(yīng)該不斷更新。根據(jù)生物技術(shù)人才培養(yǎng)的需要,我校逐年添加新型教學(xué)設(shè)備,將實驗室由原來的兩間擴展至現(xiàn)今的五間,滿足不同實驗教學(xué)的要求。隨著實驗設(shè)施的增加,實驗室的管理也逐漸制度化,建立了實驗室功能分區(qū),實驗器材借用審批備案,實驗設(shè)施使用規(guī)范及實驗設(shè)施使用安全等各項制度,實驗教學(xué)更為科學(xué)化、簡便化。

三、結(jié)語

經(jīng)過幾年的探索和改革,我校的生物技術(shù)系實驗體系逐漸完善,生物技術(shù)人才素質(zhì)的培養(yǎng)收效明顯。相信只要緊跟生物技術(shù)的發(fā)展趨勢,通過實踐發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)中的問題,分析存在問題,采取適宜的方式解決實驗教學(xué)中的問題,實驗教學(xué)體系將會日臻完善,生物技術(shù)人才的培養(yǎng)將會事半功倍。

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篇3

關(guān)鍵詞：正滲透應(yīng)用 水處理膜分離技術(shù)

前言

20世紀60年代起，對膜分離技術(shù)從實驗室研究已經(jīng)進入到了工業(yè)行業(yè)的實際應(yīng)用，直至現(xiàn)在，它已應(yīng)用到水處理，食品加工，制藥工程，醫(yī)學(xué)以及能源等不同的領(lǐng)域。正滲透(Forward osmosis，F(xiàn)O)是一種不需外加壓力做驅(qū)動力，而僅依靠滲透壓驅(qū)動的膜分離過程。正滲透膜分離技術(shù)與外加壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)最大的區(qū)別就是正滲透膜分離技術(shù)不需要外加壓力或在較低的外加壓力下運行，并且膜污染情況相對較輕，在持續(xù)長時間運行后無需清洗。水處理中正滲透膜分離技術(shù)目前在國際上諸如美國、新加坡、歐洲等國家和地區(qū)已得到大量研究和應(yīng)用。

二、水處理中正滲透膜分離技術(shù)的基本原理

正滲透是濃度驅(qū)動型的膜過程,它依靠選擇性滲透膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動力來自發(fā)的實現(xiàn)水在膜中的傳遞。也就是指水從較高水化學(xué)勢(或較低滲透壓)一側(cè)區(qū)域通過選擇透過性膜流向較低水化學(xué)勢(或較高滲透壓)―側(cè)區(qū)域的過程。在具有選擇透過性膜的兩側(cè)分別放置兩種具有不同滲透壓的溶液，一種為具有較低滲透壓的原料液(Feed solution)，另一種為具有較高滲透壓的驅(qū)動液(Draw solution)，正滲透正是應(yīng)用了膜兩側(cè)溶液的滲透壓差作為驅(qū)動力，才使得水能自發(fā)地從原料液一側(cè)透過選擇透過性膜到達驅(qū)動液―側(cè)。當對滲透壓高的一側(cè)溶液施加一個小于滲透壓差的外加壓力的時候，水仍然會從原料液壓一側(cè)流向驅(qū)動液―側(cè)，這種過程叫做壓力阻尼滲透(Pressure-retarded osmosis，PRO)。壓力阻尼滲透的驅(qū)動力仍然是滲透壓，因此它也是一種正滲透過程。水處理中正滲透膜分離技術(shù)應(yīng)用正是基于這種原理。

三、水處理正滲透膜分離技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

正滲透膜過程，具有三低優(yōu)勢，即低壓操作，低能耗和低污染，在水處理領(lǐng)域已得到了一定的應(yīng)用。但是國內(nèi)并不多見其應(yīng)用報道，所以說應(yīng)用不是很多，盡管如此，這一技術(shù)仍然具有很大的應(yīng)用價值和光明的應(yīng)用前景。如果要大范圍普及正滲透膜分離技術(shù)，仍需做很多努力。包括了我國對正滲透膜分離技術(shù)研究不多，特別是在水處理應(yīng)用上缺乏經(jīng)驗參數(shù)，這需要進行大量的實驗，從而積累經(jīng)驗；目前所擁有的正滲透膜性能太低，品種不全、不優(yōu)；缺少既經(jīng)濟又高效的汲取液體系和汲取液再濃縮途徑。

鑒于水處理正滲透膜分離技術(shù)仍存在比較多的問題，在今后的研究和應(yīng)用方面應(yīng)該從這些方面的著手突破，極大推動正滲透技術(shù)在水處理中的廣泛應(yīng)用，以促進新一代水處理工藝的高效發(fā)展?？傊?，對水處理正滲透膜分離技術(shù)的研究，都應(yīng)該圍繞如何提高正滲透過程的水回收率、如何提高正滲透過程中的分離效率、以及如何降低正滲透過程的運行成本等方面進行。

四、水處理中正滲透膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

正滲透膜分離技術(shù)最初在工業(yè)廢水處理的應(yīng)用是在20世紀70年代，研究者為了在低能量消耗下濃縮工業(yè)廢水中存在的重金屬，采用了正滲透分離過程，實驗的結(jié)果顯示水通量比預(yù)期的偏低，研究雖然被迫中止，但是他們的研究成果為正滲透膜的研究發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。盡管目前依靠滲透壓驅(qū)動的正滲透膜分離技術(shù)的應(yīng)用范圍，并沒有達到各種依靠外加壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)應(yīng)用那么普及，但是它已在諸如水處理、食品加工工程、醫(yī)藥學(xué)、生物工程及能源等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，在水處理中，正滲透膜分離技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用在污水處理，水質(zhì)凈化，海水淡化以及廢水回用等方面。

（一）在水質(zhì)凈化方面的應(yīng)用1 水質(zhì)凈化的過程需要對水進行處理和循環(huán)利用。水是生命之源，在人類探索太空的歷程中需要提供安全的水，這是太空任務(wù)過程中的關(guān)鍵問題之一。太空任務(wù)中進行水質(zhì)凈化首先要對水進行回收，可回收的水源包括日常用水，尿液以及濕冷空氣中水分。美國針對太空任務(wù)開發(fā)了直接滲透濃縮系統(tǒng)，即DOC系統(tǒng)對太空任務(wù)中的水處理和循環(huán)利用。DOC系統(tǒng)預(yù)處理存在兩個子系統(tǒng)，一個是正滲透過程，另一個是正滲透與膜蒸餾結(jié)合過程（用于分離尿素和尿酸類物質(zhì)），采用氯化鈉驅(qū)動溶液將廢水濃縮后，利用反滲透從稀釋的汲取液中分離得到純凈水。

2水處理正滲透技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用。從臟水中提取干凈的飲用水，是由正滲透膜做成一個密封的包，里面有可以食用的汲取溶液（包括糖類和飲料粉未）。當把這個密封的膜包放入臟水中時，水在滲透壓作用下擴散進入膜包，稀釋后的汲取溶液便是可飲用水。但是由于這一過程不需要外加壓力或者是驅(qū)動力，提取的水沒有受生物和外在有機物的污染，所以這種方法比較適用于野外救生和軍事方面。（二）在海水淡化方面的應(yīng)用

利用海水淡化技術(shù)從海水中制取飲用水已成為當代取得淡水的一種重要捷徑。利用正滲透技術(shù)進行海水淡化最早可追溯到上世紀六七十年代。但是由于膜和驅(qū)動溶液等核心問題沒有解決，絕大部分技術(shù)薄弱，可行性低，而且傳統(tǒng)能源價格較低，正滲透方法在學(xué)術(shù)和工業(yè)界都無法與反滲透技術(shù)相提并論。近年來，由于能源與環(huán)境問題越來越突顯，研究者對于正滲透膜技術(shù)處理海水淡化的進一步探索，證明該技術(shù)已經(jīng)進入了中試階段。

在廢水處理方面的應(yīng)用正滲透膜在廢水處理中的應(yīng)用，大多時候是起著濃縮污染物的作用，它并不是最終處理過程，但卻是一個高效率的前處理過程。正滲透膜在廢水處理應(yīng)用方面包括生活廢水與工業(yè)廢水的處理。采用正滲透膜進行廢水處理先后經(jīng)歷了序批式系統(tǒng)，以商業(yè)化的醋酸纖維RO膜為膜單元，以合成海水為汲取液，來濃縮含低濃度銅或鉻離子的水，但這一方法并不理想；采用了中試規(guī)模的FO系統(tǒng)用于濃縮垃圾滲濾液。并證明是一種比較理想的處理方法；正滲透膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型水處理技術(shù)，并被稱為是最有前途的廢水處理新技術(shù)之一。

結(jié)語

正滲透方法在許多行業(yè)上仍然處于探索性階段，如何解決在應(yīng)用與實際當中的關(guān)鍵性技術(shù)難題，是正滲透技術(shù)能夠得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。水處理正滲透膜分離技術(shù)雖然已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于經(jīng)驗的缺乏，參數(shù)不足，各項技術(shù)的不到位，仍舊需要做很多方面的努力。但是作為一種潛在的水純化和淡化新興技術(shù),國際上正對正滲透進行著全方位、多角度、深層次的理論研究和實踐探索。由于正滲透過程本身存在著能耗低、分離過程簡單等諸多潛在優(yōu)勢，相信隨著研究的深人，它在今后必將得到更加廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

參考文獻：

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[2] 周柏清,全膜水處理技術(shù).中國電力出版社,2006.(11).

[3] 彭躍蓮,膜技術(shù)前沿及工程應(yīng)用.中國紡織出版社,2009.(10).

篇4

一般認為，今天意義的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)始于二戰(zhàn)后（將1840年英國工業(yè)革命完成至二戰(zhàn)前這段時期的世界農(nóng)業(yè)發(fā)展稱為近代農(nóng)業(yè)，此前的統(tǒng)稱為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)或者古代農(nóng)業(yè)），是在近代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為主要特征的農(nóng)業(yè)，是廣泛應(yīng)用現(xiàn)代市場理念、經(jīng)營管理知識和工業(yè)裝備與技術(shù)的市場化、集約化、專業(yè)化、社會化的產(chǎn)業(yè)體系，是將生產(chǎn)、加工和銷售相結(jié)合，產(chǎn)前、產(chǎn)后和產(chǎn)中相結(jié)合，生產(chǎn)、生活和生態(tài)相結(jié)合，農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民發(fā)展，農(nóng)村與城市、農(nóng)業(yè)與工業(yè)發(fā)展統(tǒng)籌考慮，資源高效利用與生態(tài)環(huán)境保護高度一致的可持續(xù)發(fā)展的新型產(chǎn)業(yè)。但是，若從土地、勞動力、資本和科學(xué)技術(shù)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成四大要素的角度看，更有學(xué)者將1840年前后英國工業(yè)革命完成至今的世界農(nóng)業(yè)發(fā)展統(tǒng)稱為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，以英國工業(yè)革命建立起市場經(jīng)濟體系作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)起始的里程碑性標志[1]。

研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的不同階段，生產(chǎn)力構(gòu)成四大要素在其中的地位與作用是迥然的，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)以勞動為主導(dǎo)（因此稱其為勞動密集型）、勞動生產(chǎn)率低下，以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的國家基本上還處在農(nóng)業(yè)社會；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以資本和科學(xué)技術(shù)要素為主導(dǎo)（資本密集型、技術(shù)密集型）、勞動生產(chǎn)率高，以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的國家則進入工業(yè)社會，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平基本上由國家工業(yè)化、城市化水平?jīng)Q定，表現(xiàn)在工業(yè)為農(nóng)業(yè)提供資金、裝備和技術(shù)的能力，以及城市消費農(nóng)產(chǎn)品和轉(zhuǎn)移吸收農(nóng)業(yè)勞動力的能力[2]。因此，把世界農(nóng)業(yè)按照原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等三階段劃分，既體現(xiàn)了生產(chǎn)力中要素配置作用的一般經(jīng)濟學(xué)規(guī)律與本質(zhì)，也反映了農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力發(fā)展的總體水平，同時還考慮了農(nóng)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)、科技、經(jīng)濟、社會發(fā)展的相互影響。這樣認識和劃分農(nóng)業(yè)的發(fā)展階段，有利于今天人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)生與發(fā)展深刻的經(jīng)濟、政治和科技等歷史背景及其相互關(guān)系的理解，特別是市場、資本、工業(yè)、科技、城市對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的催生、引領(lǐng)與主導(dǎo)作用，把握現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的內(nèi)在本質(zhì)，也有利于人們對中國發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、建設(shè)社會主義新農(nóng)村歷史任務(wù)面臨的多重性、復(fù)雜性、長期性和艱巨性的深刻理解。

其實，人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的理解和認識是一個不斷探索、逐步深化的歷史過程，這也從某種意義上反映了兩個多世紀以來農(nóng)業(yè)自身發(fā)展與變遷的歷史軌跡。僅僅從支撐產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)角度看，第一次和第二次工業(yè)革命后，人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的表象化理解就是機械化、電氣化、水利化等；第三次工業(yè)革命和第一次綠色革命后，由于良種和化肥、化學(xué)農(nóng)藥（獸藥）等化學(xué)投入品的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)增添了兩個重要標志--良種化、化學(xué)化；隨著20世紀后半葉以來現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)裝備、管理理論和全球市場經(jīng)營理念等日新月異的快速發(fā)展及其與農(nóng)業(yè)發(fā)展的有機融合，科學(xué)化、技術(shù)化、集約化、專業(yè)化、服務(wù)社會化等成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新的內(nèi)涵；第一次綠色革命以后，世界農(nóng)業(yè)發(fā)展普遍面臨新的需求挑戰(zhàn)和資源環(huán)境方面的巨大壓力，迫使人們開始探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新的發(fā)展道路，近二十年來生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)追求的新理念和新模式，資源節(jié)約、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展成為21世紀現(xiàn)代農(nóng)業(yè)內(nèi)涵的新詮釋[3]。若從科學(xué)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的歷史，正是數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)等現(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)體系逐步形成和蓬勃發(fā)展的時期，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展快速吸收、大量融合和廣泛應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)知識與技術(shù)手段，從而極大地促進和形成嶄新的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)體系的歷史時期。因此，沒有數(shù)、理、化、天、地、生等現(xiàn)代基礎(chǔ)科學(xué)體系的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代意義上農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)體系的建立，也就不會有真正意義上的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。可以說，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是人類歷史上第一次由科學(xué)發(fā)展引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展，進而支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嶄新產(chǎn)業(yè)，是農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史上具有里程碑意義的事情，這也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有別于其他農(nóng)業(yè)最具本質(zhì)的地方之一。

2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的本質(zhì)內(nèi)涵與衡量指標

基于上述認識，從產(chǎn)業(yè)構(gòu)成與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵看，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)至少應(yīng)該包括下述幾層含義：一是現(xiàn)代工業(yè)及其技術(shù)全面裝備農(nóng)業(yè)，由機械、工程、設(shè)施、通訊、網(wǎng)絡(luò)、海洋農(nóng)牧化等補充、延長、改善、擴大和取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)空間和生產(chǎn)范圍，極大地提高了農(nóng)業(yè)自然資源利用率和勞動生產(chǎn)率；二是用現(xiàn)代市場科學(xué)、管理科學(xué)的新觀念、新理論、新方法組織農(nóng)業(yè)，由貿(mào)工農(nóng)一體化的產(chǎn)業(yè)化方式經(jīng)營農(nóng)業(yè)，企業(yè)化的方式管理農(nóng)業(yè)，大幅度提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理的效率和產(chǎn)業(yè)的整體經(jīng)濟效益；三是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展理論武裝農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)的綜合支撐體系，用市場化、專業(yè)化、社會化的服務(wù)體系服務(wù)農(nóng)業(yè)，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的社會化程度、單位農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益；四是用科學(xué)知識與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)武裝農(nóng)民，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的科學(xué)知識與技術(shù)素質(zhì)；五是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)全面應(yīng)用農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的革命，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的歷史變革，農(nóng)業(yè)科技貢獻率和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力空前提高[4~6]。從而按照市場需求的變化，使產(chǎn)業(yè)內(nèi)部種植業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)間的結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，產(chǎn)中與產(chǎn)前、產(chǎn)后及三產(chǎn)等傳統(tǒng)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)比例發(fā)生深刻變革，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系發(fā)生轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)體系升級換代，產(chǎn)業(yè)形態(tài)、生產(chǎn)與組織方式的更新。

圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)內(nèi)涵，從經(jīng)濟學(xué)角度衡量其發(fā)展水平與效率的指標一般有：資源利用率、土地產(chǎn)出率、資本收益率、勞動生產(chǎn)率、科技貢獻率等等。其中，農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的提高與否是一個較為關(guān)鍵和值得重視的指標。中國的實踐證明，要長期解決糧食安全、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展等“撂三農(nóng)”撂的難點問題，必然要率先突破其制約的直接瓶頸--農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率，否則在市場條件和比較效益作用的機制下，就難以避免增產(chǎn)不增收、谷賤傷農(nóng)、撂荒棄農(nóng)等現(xiàn)象周而復(fù)始的循環(huán)；一個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展水平、農(nóng)產(chǎn)品的國際競爭力、綜合國力的高低，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最終都取決于農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的高低。否則就難以解釋為什么20世紀50年代至今，中國農(nóng)業(yè)單產(chǎn)和總產(chǎn)都分別提高了至少4~5倍，而平均每個農(nóng)村勞力卻一直只能養(yǎng)活1.5個人左右。其次，不能片面強調(diào)某個單項指標而不顧其他指標是否均衡發(fā)展，比如簡單地以糧食單產(chǎn)或者總產(chǎn)等土地產(chǎn)出率衡量農(nóng)業(yè)發(fā)展的指標，就會出現(xiàn)片面追求“撂噸糧田”撂，而糧食生產(chǎn)的效益和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體水平仍然難以提高的現(xiàn)象，因為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是個復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、社會和生態(tài)的巨系統(tǒng)。再次，不宜簡單地以各種“撂化”撂代表或者作為大眾化指標衡量/描述現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與各種“撂現(xiàn)代化”撂之間存在著本質(zhì)的區(qū)別，比如中國在20世紀50年代學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)時提出機械化、水利化、化學(xué)化、良種化、電氣化等現(xiàn)代化的指標。

應(yīng)該說，在不同的時期，中國都曾經(jīng)先后實現(xiàn)了這些指標，可是我們和前蘇聯(lián)都仍然沒有步入世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的行列，關(guān)鍵在于我們在設(shè)計和實現(xiàn)這些“撂化”撂的時候，沒有在整體上與全社會的市場化、工業(yè)化、城市化等統(tǒng)籌、聯(lián)動，沒有適時有序地轉(zhuǎn)移農(nóng)業(yè)人口（反而人為地反向轉(zhuǎn)移了幾次），沒有大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本（反而因為“撂化”撂而增加了負擔(dān)），更沒有大幅度提高農(nóng)業(yè)的勞動生產(chǎn)率、資本收益率和農(nóng)民收入水平。借鑒發(fā)達國家成功的經(jīng)驗，從經(jīng)濟學(xué)與社會學(xué)結(jié)合的角度進一步分析，可以清楚地看出，從本質(zhì)上衡量和區(qū)別現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的主要指標還有：（1）農(nóng)業(yè)勞動力占全國勞動力的比重下降到20%以下；（2）用于農(nóng)業(yè)的年總投資上升到農(nóng)業(yè)年凈產(chǎn)值的40%以上；（3）農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率大幅度上升，一個農(nóng)民能養(yǎng)活10人/年以上。當然，除此而外還應(yīng)該包括農(nóng)民收入指標、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指標、農(nóng)民素質(zhì)指標、生態(tài)環(huán)境指標、生活居住條件和公共基礎(chǔ)設(shè)施指標等等[2]，能從不同角度綜合反映現(xiàn)代農(nóng)業(yè)本質(zhì)的衡量指標體系。

3現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的若干基本特征

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是工業(yè)革命以來逐步形成的農(nóng)業(yè)，是商品化、市場化的農(nóng)業(yè)，市場機制的建立、現(xiàn)代要素的投入、工業(yè)部門的介入、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用、服務(wù)體系的完善和二元經(jīng)濟的逐步消失，使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成為市場化、工業(yè)化、科學(xué)化、集約化、社會化和城市化的農(nóng)業(yè)。因此，其基本特征表現(xiàn)如下。

3.1產(chǎn)品生產(chǎn)與經(jīng)營商品化

市場經(jīng)濟體系是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的制度基礎(chǔ)和前提。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)除了保障基本的國家糧食安全之外，主要目的在于為市場提供商品以實現(xiàn)利潤最大化。市場機制在資源配置中發(fā)揮主導(dǎo)作用，農(nóng)業(yè)從生產(chǎn)成果到手段普遍商品化，各種中間產(chǎn)品、勞務(wù)和消費品以及其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，包括各種農(nóng)業(yè)機械、肥料、農(nóng)藥、獸藥、良種等，農(nóng)民的生活消費也普遍成為商品性消費，都進入大市場的交換領(lǐng)域，農(nóng)產(chǎn)品商品率得到前所未有的提高，農(nóng)業(yè)打破了內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)的局限性進而實現(xiàn)物質(zhì)的開放循環(huán)，從傳統(tǒng)的自給性質(zhì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鼋粨Q性質(zhì)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

3.2生產(chǎn)裝備與管理工業(yè)化

農(nóng)業(yè)全程工業(yè)化裝備和石油化、電氣化動力是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。制造技術(shù)、工程技術(shù)、材料技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、通訊技術(shù)、3S技術(shù)、航天技術(shù)等工業(yè)技術(shù)與裝備的發(fā)展和工廠化管理理念的應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保鮮、加工、物流、銷售、消費的各個環(huán)節(jié)和過程，實現(xiàn)了機械化、工程化、設(shè)施化、自動化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和工業(yè)化管理、企業(yè)化經(jīng)營，極大地改善了勞動工具、勞動條件與環(huán)境、延伸了勞動空間、提高了勞動生產(chǎn)率，正在向著精準化、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。同時，農(nóng)業(yè)與工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)的互動和依賴程度越來越密切、界限越來越模糊、效益越來越接近。

3.3生產(chǎn)要素投入集約化

要素的集約投入與高效產(chǎn)出是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)特征與追求目標?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)通過增加能源與資本投入、應(yīng)用現(xiàn)代科技和工業(yè)裝備、適度集中土地和強化組織管理，達到大幅度提高農(nóng)業(yè)效益和增加農(nóng)民收入的目的。集約化的投入生產(chǎn)要素，改變了農(nóng)業(yè)粗放經(jīng)營的狀況，使農(nóng)業(yè)由粗放到集約，由勞動集約到能量、資金、技術(shù)、經(jīng)營和管理的集約，有效提高了資源產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.4生產(chǎn)動力科學(xué)技術(shù)化

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的第一與核心要素。沒有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于生命科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、空間科學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域的不斷突破，生物技術(shù)、信息技術(shù)、工程技術(shù)、海洋技術(shù)、制造技術(shù)等前沿技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的全面滲透、快速應(yīng)用與相互融合，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生越來越廣泛和深刻的影響，使農(nóng)業(yè)在概念、內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)、體系、功能與外延等方面發(fā)生深刻的歷史變革，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向知識化、技術(shù)化、信息化、工業(yè)化、工程化、個性化、全球化的嶄新產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展[6]。

農(nóng)業(yè)細胞工程、胚胎工程、基因工程、蛋白質(zhì)（酶）工程及分子育種技術(shù)等的廣泛應(yīng)用，使常規(guī)育種技術(shù)難以解決的跨種間新品種培育成為可能，育種目標的準確性大大提高，周期大大縮短，產(chǎn)量、品質(zhì)、抗害性、抗逆性、水分與營養(yǎng)利用效率以及綜合農(nóng)藝性狀等空前提高，胚胎定向生產(chǎn)、生物反應(yīng)器藥物生產(chǎn)、能源作物生產(chǎn)、可降解地膜與納米藥物/肥料生產(chǎn)等新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生物經(jīng)濟已顯端倪。農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，產(chǎn)生了以3S技術(shù)為代表的精確耕作，以專家智能輔助決策管理系統(tǒng)為依托的精準飼養(yǎng)、精準設(shè)施種植，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的網(wǎng)上農(nóng)業(yè)商情、農(nóng)業(yè)科技信息、農(nóng)產(chǎn)品交易、遠程實時農(nóng)技推廣、農(nóng)技培訓(xùn)、生產(chǎn)現(xiàn)場診斷與指導(dǎo)等全新的信息化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，正在改變農(nóng)業(yè)分散、閉塞、精確度低、可控程度差、生產(chǎn)效率低等行業(yè)的固有弱勢。

現(xiàn)代工程技術(shù)、智能控制技術(shù)、微生物工程技術(shù)、海洋技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)由單一的植物性和動物性初級產(chǎn)品的露天生產(chǎn)，向室內(nèi)工廠化產(chǎn)品、微生物產(chǎn)品和精深加工的系列農(nóng)產(chǎn)品等大食品的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)拓展，由陸地農(nóng)業(yè)向海洋農(nóng)業(yè)拓展，由初級生物性農(nóng)產(chǎn)品向大食品、生物制品、醫(yī)藥、衛(wèi)生、保健、環(huán)保、能源等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域拓展。設(shè)施化栽培、無土栽培、植物產(chǎn)品的工廠化生產(chǎn)、畜禽水產(chǎn)品的設(shè)施化養(yǎng)殖等設(shè)施農(nóng)業(yè)、工程農(nóng)業(yè)的發(fā)展，前所未有地擴大和延長了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間和時間，大大地提高了光、熱、氣、土、肥、水、藥等資源的利用率和集約化程度，使單位土地的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率、勞動生產(chǎn)率、經(jīng)濟效益呈倍數(shù)增長?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)正在成為引領(lǐng)、驅(qū)動和支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的強大內(nèi)在動力。

3.5生產(chǎn)組織與服務(wù)社會化

完善的產(chǎn)業(yè)體系是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標志。隨著生產(chǎn)力和商品生產(chǎn)的不斷發(fā)展，與現(xiàn)代生產(chǎn)手段、生產(chǎn)技術(shù)相適應(yīng)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)突破了傳統(tǒng)的產(chǎn)加銷脫節(jié)、部門相互割裂、城鄉(xiāng)界限明顯等局限性，通過農(nóng)業(yè)公司、農(nóng)業(yè)合作社帶農(nóng)戶(家庭農(nóng)場)等生產(chǎn)組織形式，使農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、銷售等各環(huán)節(jié)一體化，農(nóng)業(yè)與工業(yè)、商業(yè)、金融、科技等不同領(lǐng)域相互融合，城鄉(xiāng)的經(jīng)濟、社會協(xié)調(diào)發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條大大延伸，農(nóng)產(chǎn)品市場半徑大為拓展，逐步形成了農(nóng)業(yè)區(qū)域化布局、專業(yè)化生產(chǎn)、企業(yè)化經(jīng)營、社會化服務(wù)、標準化上市的嶄新格局。

3.6生產(chǎn)發(fā)展可持續(xù)化

追求產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境、社會發(fā)展的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本趨勢?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的中期階段，由石油工業(yè)革命帶來的化學(xué)投入品普遍大量使用、能源消耗不計成本、生態(tài)急劇破壞與環(huán)境日趨惡化，在取得了巨大成就的同時，出現(xiàn)資源過度消耗、成本居高不下、破壞生態(tài)平衡、污染生存環(huán)境、威脅消費者健康等不可持續(xù)發(fā)展的突出問題。近二十年來，世界各國在農(nóng)業(yè)發(fā)展中更加注重生態(tài)環(huán)境的保護與治理，調(diào)整城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)布局，重視土、肥、水、藥和動力等資源投入的節(jié)約和使用的高效化“，撂有機農(nóng)業(yè)”撂“、撂生態(tài)農(nóng)業(yè)”撂、“撂綠色農(nóng)業(yè)”撂“、撂都市農(nóng)業(yè)”撂“、撂觀光農(nóng)業(yè)”撂等新的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài)不斷涌現(xiàn)，可持續(xù)農(nóng)業(yè)受到廣泛重視，成為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

3.7投入與補貼福利化

工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市支持農(nóng)村、政府全程補貼、提供保護與服務(wù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的政策特征。與其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的情況相反，伴隨著農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的全球化進程，在綠箱、蘭箱和黃箱政策允許框架下，政府通過財政、金融、稅收、政策、立法等一系列手段和非市場行為，在涉及交通、通訊、水利等生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、文化設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)中補貼與貿(mào)易補貼、防災(zāi)減災(zāi)與保險、產(chǎn)品服務(wù)體系、市場服務(wù)體系、信息服務(wù)體系、醫(yī)療衛(wèi)生體系、科學(xué)技術(shù)研究、技術(shù)示范推廣、義務(wù)教育與職業(yè)培訓(xùn)、動植物疫病預(yù)防控制、政府公益支撐系統(tǒng)等等環(huán)節(jié)，進行福利化補貼、政策性保護和財政投入支持，引導(dǎo)各種資源流向農(nóng)業(yè)和農(nóng)村，形成全社會/各行業(yè)支持農(nóng)業(yè)、工業(yè)與農(nóng)業(yè)互動、城市與農(nóng)村共同發(fā)展的局面，建立了與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系相應(yīng)的龐大支持體系。比如，僅僅美國聯(lián)邦政府農(nóng)業(yè)部門的公務(wù)員人數(shù)就高達15萬人之多，是僅次于五角大樓的政府機構(gòu)，這也是美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接從業(yè)者只有總?cè)丝诘?%左右，而產(chǎn)業(yè)體系及其相關(guān)支持系統(tǒng)的從業(yè)者人數(shù)卻累計高達18%以上的原因之一。

4現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的幾種基本模式

篇5

摘 要：上海市設(shè)施土壤栽培小白菜生產(chǎn)管理現(xiàn)狀調(diào)查表明，本地區(qū)小白菜生產(chǎn)存在種子成本高、水肥管理粗放、生產(chǎn)效率低下等問題，建議繼續(xù)加強小白菜高效安全生產(chǎn)模式建設(shè)，推廣種子加工處理、水肥一體化、病蟲害綠色防控關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)機械化等技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：小白菜；生產(chǎn)現(xiàn)狀；水肥一體化；機械化

中圖分類號：S634.3 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2016）24-0034-07

小白菜（Brassica campestris ssp. chinensis L.）又名不結(jié)球白菜、青菜，屬十字花科蕓薹屬，含豐富的維生素和礦物質(zhì)，深受消費者喜愛。具有生長期短、適應(yīng)性廣、省工、易種、可周年生產(chǎn)等優(yōu)點，在上海以小白菜為主的綠葉菜是市民不可或缺的蔬菜，日均供應(yīng)量在4 000 t以上[1]。由于綠葉菜不耐儲運，其供給主要靠本地生產(chǎn)。目前，上海綠葉菜自給率達到90%[2]。其中，在上海地產(chǎn)綠葉菜上市量的構(gòu)成中，小白菜占比最大，約占地產(chǎn)綠葉菜上市總量的45%[1]。由此可見，小白菜的供給保障和安全生產(chǎn)密切關(guān)系著上海市民的日常生活。

在實際生產(chǎn)中，農(nóng)戶為提高小白菜產(chǎn)量而大量施用化肥、農(nóng)藥的現(xiàn)象越來越普遍，不僅造成了菜地土壤板結(jié)、保肥持水性降低、鹽漬化加重等問題，還致使小白菜品質(zhì)下降，如硝酸鹽含量、農(nóng)藥殘留超標等[3，4]。此外，蔬菜生產(chǎn)從業(yè)人員老齡化等問題，嚴重阻礙了上海地區(qū)小白菜的生產(chǎn)和供應(yīng)[5]。因此，尋找小白菜安全、高效生產(chǎn)的解決方案是上海地區(qū)蔬菜生產(chǎn)的一個重要課題。

走訪了上海地區(qū)不同生產(chǎn)模式和規(guī)模的蔬菜園藝場，以設(shè)施主栽蔬菜作物小白菜為主要對象，對其中 6 個典型園藝場小白菜生產(chǎn)現(xiàn)狀進行實地調(diào)研，總結(jié)和分析了上海地區(qū)小白菜生產(chǎn)中存在的問題，提出了小白菜高效、安全生產(chǎn)的發(fā)展建議。

1 小白菜生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 生產(chǎn)模式

上海市小白菜以土壤栽培為主，兼有基質(zhì)栽培。土壤栽培包括大棚土壤栽培和露地土壤栽培；大棚土壤栽培主要在鋼管大棚中進行，配套設(shè)施相對簡單，是目前最普遍的模式；露地土壤栽培由于受天氣影響較大，不能持續(xù)生產(chǎn)，主要為個體農(nóng)戶小規(guī)模栽培。基質(zhì)栽培主要為有機基質(zhì)栽培，在鋼管大棚或現(xiàn)代化智能大溫室中進行，主要用于示范生產(chǎn)或科研。

上海市小白菜主要采取“一播多收”的生產(chǎn)模式，分為春、夏、秋、冬季栽培，具體播種時間、采收時間及采收形式見表1。也有專門的雞毛菜生產(chǎn)和青菜生產(chǎn)，雞毛菜生產(chǎn)采用直播，青菜生產(chǎn)采用育苗移栽。雞毛菜生產(chǎn)：春冬播（11月上旬至翌年2月下旬）40～50 d采收，夏播（4～8月）20～25 d采收，秋播（9～11月）25～30 d采收。青菜生產(chǎn)：①春季栽培， 10月上旬至翌年1月下旬育苗，10月中旬至12月中旬或翌年1月下旬至3月下旬定植，2月下旬至5月中旬采收；②夏季栽培， 4月中旬至8月上旬播種，5月中旬至9月下旬采收；③秋季栽培， 8月下旬至9月下旬育苗，9月上旬至11月上旬定植，9月下旬至翌年1月上旬采收；④冬季栽培， 9月下旬至10月上旬育苗，11月上旬至12月中旬定植，翌年1月上旬至2月下旬采收。

1.2 品種選擇

上海地區(qū)的小白菜，周年栽培，品種選擇主要依據(jù)季節(jié)。春季栽培主要選擇耐寒、冬性強、抽薹期遲的品種，常用品種有艷春、艷綠、四月慢、五月慢等。夏季栽培主要選用耐熱、抗病性強、前期生長快的品種，常用品種有華王、新夏青5號、新夏青6號、華陽、綠山等。秋季栽培主要選用耐病的矮萁青菜品種，常用品種有新場青、矮抗青、蘇州青等。冬季栽培主要選用耐寒性較強的品種，常見品種主要為上海青、新場青、矮萁蘇州青等。

一般采用直播，兼有育苗移栽，以縮短種植時間，提高土地利用率。具體播種形式與生產(chǎn)模式密切相關(guān)，夏秋高溫季節(jié)主要采取直播，以避免傷根，增強抗逆性。春冬季節(jié)多選擇育苗移栽，一般待小白菜長至雞毛菜大小（4葉1心）進行移栽。播種量也因生產(chǎn)模式不同而有所差異，6個園藝場的用種量如表2。春、秋兩季播種量為300～500 g/667 m2，夏、冬兩季由于出芽率低，播種量相對較大，一般為400～600 g/667 m2。若只收獲雞毛菜，播種量更大，為1 000～2 500 g/667 m2。

1.3 灌溉與施肥管理

①灌溉管理 上海市設(shè)施栽培的小白菜灌溉方式以噴淋和噴水帶為主。灌溉水源為河水，未經(jīng)處理直接灌溉。灌溉頻次和灌溉量主要依據(jù)經(jīng)驗判斷，沒有形成系統(tǒng)的灌溉策略。不同園藝場在具體操作上差異較大，如表3所示。1號園藝場的灌溉方式為播種前及出苗前用噴水帶澆水，出苗后采用噴淋，從頂部灌溉，約每10 d 澆水1 次，生育期耗水量為36 142 kg/667 m2；2號園藝場采用噴淋和噴水帶，通過設(shè)定灌溉時間控制灌溉量，每7～10 d澆水1次，時間2 h， 生育期耗水量為30 720 kg/667 m2； 6號園藝場也采用噴淋，通過設(shè)定固定頻次進行灌溉，小白菜出苗后春秋季約10 d澆1次，冬季約每15 d 澆1次，夏季約每7 d澆1次，生育期耗水量為26 880 kg/667 m2。其他園藝場灌溉頻率和灌溉量主要通過人工觀察確定，隨機性較大。

②施肥管理 上海市設(shè)施小白菜土壤栽培中施肥以有機肥為主，輔以其他肥料，以施基肥為主，追肥為輔。6個園藝場小白菜栽培中施肥方式分為基肥和基肥+追肥2種，肥料種類和用量差異較大，如表4。1～4號園藝場小白菜栽培均只施有機肥，有機肥用量為每茬1 000～2 000 kg/667 m2；5號園藝場只施基肥，熱天選擇復(fù)合肥作基肥，冷天選擇生雞糞；6號園藝場小白菜栽培每年施雞糞2次，其他時候追施尿素。將所施肥料折合成N素用量，6個園藝場小白菜栽培中N的投入量由大到小依次為：2號園藝場>4號園藝場>3號園藝場>1號園藝場>5號園藝場>6號園藝場。

1.4 病蟲草害及其防治

①蟲害及其防治 上海地區(qū)小白菜主要蟲害有小菜蛾（Plutella xylostella Linnaeus）、菜青蟲（Pieris rapae Linnaeus）、黃曲條跳甲（Phyllotreta striolata Fabricius）、蚜蟲（Brevicoryne brassicae Linnaeus）、甜菜夜蛾（Spodoptera exigua Hübner）、大猿葉甲（Colaphellus bowringi Baly），為害部位均為葉片。為害癥狀均為蠶食葉片成孔洞或缺刻，但又有所區(qū)別。例如，菜青蟲一般從葉邊緣蠶食；小菜蛾幼蟲僅取食葉肉，留下表皮，在菜葉上形成一個個透明的斑，嚴重時全葉被吃成網(wǎng)狀；黃曲條跳甲一般在葉片中間留下孔洞。

上海市設(shè)施小白菜土壤栽培中蟲害防治手段包括農(nóng)業(yè)、物理和化學(xué)防治。走訪的6個園藝場在小白菜蟲害防治中均采取農(nóng)業(yè)、物理和化學(xué)防治相結(jié)合的手段。農(nóng)業(yè)防治手段如清除殘葉、深耕曬土、通風(fēng)等。物理防治為鋼架大棚覆蓋防蟲網(wǎng)，棚內(nèi)掛黃板，密度為52張/667 m2。化學(xué)防治則根據(jù)各園藝場經(jīng)營模式的不同而有所差異，具體情況為：1號園藝場為有機經(jīng)營模式，不使用化學(xué)防治；2號園藝場也為有機經(jīng)營模式，化學(xué)防治選用生物農(nóng)藥，例如用1.5%除蟲菊素水乳劑防治蚜蟲，用量60～

80 mL/667 m2；用1.3%苦參堿水劑防治菜青蟲，用量90～100 g/667 m2； 3～6號園藝場，均為無公害標準化蔬菜生產(chǎn)的經(jīng)營模式，化學(xué)防治以政府重點推薦農(nóng)藥品種為主，如用32 000 IU/mg蘇云金桿菌可濕性粉劑防治菜青蟲，用5.7%甲維鹽水分散粒劑防治小菜蛾，用40%啶蟲脒水分散粒劑防治蚜蟲和黃曲條跳甲，用10億PIB/mL苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒懸浮劑防治甜菜夜蛾等。

②病害及其防治 上海地區(qū)小白菜主要病害有霜霉?。≒eronospora parasitica Fries）和根腫病（Plasmodiophora brassicae）。霜霉病，通常在忽暖忽寒、多雨高濕的天氣條件下易發(fā)生流行，病害癥狀為葉面出現(xiàn)不規(guī)則形塊狀黃褐色枯斑，相應(yīng)的葉背出現(xiàn)稀疏白霉病征（孢囊梗與孢子囊），嚴重時病斑連合為大小不等的斑塊，致葉片干枯。根腫病在冷涼而排水不良的酸性至中性土壤中發(fā)生嚴重，主要癥狀為根部腫大[6]。

上海市設(shè)施小白菜土壤栽培中病害防治手段包括農(nóng)業(yè)和化學(xué)防治，且以預(yù)防為主。農(nóng)業(yè)防治手段如實行輪作、施用腐熟的有機肥、通風(fēng)以降低濕度和清除殘葉等?；瘜W(xué)防治手段如施用687.5 g/L氟菌?霜霉威懸浮劑防治霜霉病。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，1～4號園藝場小白菜生產(chǎn)均與不同科的蔬菜進行輪作，均施用腐熟的有機肥，并且播種前都采取清除殘葉、深耕曬土、通風(fēng)等農(nóng)業(yè)防治手段預(yù)防病害發(fā)生。5號和6號園藝場小白菜生產(chǎn)仍以連作為主，且以生雞糞作為基肥。

③除草技術(shù) 上海地區(qū)小白菜的除草主要分為3個時期：播后苗前噴灑金都爾（精異丙甲草胺）防草害；采收雞毛菜和小青菜的同時拔除雜草；采收結(jié)束耕地前，用百草枯清理整個菜田。

1.5 生產(chǎn)成本

6個園藝場均未對小白菜生產(chǎn)成本進行詳細記錄與核算。因此，根據(jù)小白菜生產(chǎn)中的物料投入、土地和設(shè)備租賃費用及用工情況，并結(jié)合當?shù)貏趧恿推渌锪蟽r格估算出各項生產(chǎn)成本，如表5。其中， 2號和3號園藝場肥料為自制有機肥，其生產(chǎn)成本較高，屬于個例；1、4、5、6號園藝場選用商品有機肥或化肥，代表了上海地區(qū)小白菜生產(chǎn)肥料施用現(xiàn)狀，故成本分析只比較1、4、5、6號園藝場。小白菜生產(chǎn)的物料投入主要包括種子、肥料和農(nóng)藥+黃板，分別占成本投入的5.3%～9.1%， 12.7%～23.6% 和2.3%～5.9%；勞動力投入占42.0%～49.3%；土地及設(shè)備租賃投入占18.5%～33.6%。

不同園藝場生產(chǎn)小白菜的成本項目相同但費用比例和成本總額差異較大。1、4、5、6號園藝場生產(chǎn)成本以人工費為主，約占50%，其次為土地及設(shè)備租賃費或肥料，種子、農(nóng)藥所占份額較小。2號和3號園藝場生產(chǎn)成本以肥料投入為主，肥料投入分別占成本構(gòu)成的42.0%和56.2%，勞動力投入次之，分別占29.6%和24.2%。6個園藝場生產(chǎn)成本總額由大到小依次為：3號園藝場2號園藝場1號園藝場>4號園藝場>5號園藝場>6號園藝場。

2 主要問題分析

2.1 種子成本高、用量大

目前上海小白菜栽培最多的品種是華王。華王引自日本，種子純度>98%，發(fā)芽率>85%，價格為350元/kg。而國產(chǎn)種子的純度和發(fā)芽率均不及華王，平均價格70 元/kg。進口種子的價格是國產(chǎn)種子的5倍，加大了成本投入。

此外，小白菜生產(chǎn)大多采用直播，種子用量約為450 g/667 m2；而育苗移栽，以1號園藝場為例，其移栽密度為20 000株/667 m2時，理論種子用量僅為103～118 g/667 m2，發(fā)芽率85%，成苗率80%。實際種子用量約為理論值的4倍，種子的損耗也加大了成本投入。

2.2 水肥決策憑經(jīng)驗

6個園藝場的小白菜水肥管理均憑經(jīng)驗。水分管理上，灌溉時間和灌溉量控制主要通過人工觀察，無據(jù)可循。通常人工灌溉方式灌溉量偏大，過量的水分會使溫室內(nèi)濕度增大，容易引發(fā)病害[7]。而采用微灌方式雖然可以減少灌溉量，但由于缺乏可行性強的灌溉決策方案，農(nóng)民普遍依據(jù)人工經(jīng)驗判斷，隨機性較大，不適宜大面積推廣。

施肥管理上，普遍使用有機肥，但有機肥種類繁多，質(zhì)量參差不齊，用量不等。主要靠經(jīng)驗，隨機性較大，未形成相對科學(xué)、統(tǒng)一的施肥策略。對土壤中各營養(yǎng)元素的豐缺狀況不了解，未掌握小白菜肥料需求規(guī)律，盲目施肥，降低了肥料利用率，也往往造成土壤鹽漬化。1～4號園藝場小白菜生產(chǎn)有機肥投入量折合成N素用量23～60 kg/667 m2，5號和6號園藝場投入的復(fù)合肥和尿素，折合成N素用量僅3.8、4.7 kg/667 m2?？梢姡虾５貐^(qū)小白菜生產(chǎn)通過有機肥投入的N素比化肥投入的N素更多，這與已有的一些研究結(jié)果一致[8，9]。并且，小白菜生產(chǎn)以施基肥為主，與嚴瑾等[10]推薦的小白菜生產(chǎn)施肥策略不一致。由此可見，目前小白菜生產(chǎn)中施肥決策沒有達到最佳狀態(tài)。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量安全無保證

小白菜生產(chǎn)中農(nóng)藥使用不規(guī)范的現(xiàn)象仍然存在。以5號園藝場為例，夏季小白菜生產(chǎn)，每3～4 d用藥1次，殺菌劑、殺蟲劑交叉使用，用藥量大于推薦劑量的2倍。調(diào)研時也了解到，個體農(nóng)戶種植的小白菜，農(nóng)藥殘留超標現(xiàn)象時有發(fā)生。

2.4 勞動生產(chǎn)效率

上海地區(qū)小白菜生產(chǎn)存在勞動力老齡化嚴重的問題。以1號園藝場為例，長期雇工38人，其中55～60歲，占比2.6%；60～70歲，占比39.5%；70歲以上，占比57.9%。

此外，小白菜生產(chǎn)過程中機械化程度不高。播種、移栽、灌溉、施肥和收獲等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)均靠人工，作業(yè)效率情況為：施肥整地，120 h/hm2；移栽，

1 200 h/hm2；收割，480 h/hm2?？梢?，上海地區(qū)小白菜勞動生產(chǎn)效率低下。

3 高效安全化生產(chǎn)建議

3.1 推廣種子加工處理技術(shù)

小白菜種子應(yīng)由種子公司和專業(yè)機構(gòu)進行更嚴格的精選加工處理，以提高播種質(zhì)量。種子加工處理，包括果穗進料、烘干、果穗脫粒預(yù)清、種子精選、包衣、包裝等一系列工序?，F(xiàn)實生產(chǎn)中，因種子種類繁多、形態(tài)各異，加工的要求各有差異，但大多數(shù)種子加工的工藝都包括初清、精選分級、拌藥處理、稱重、包裝等。處理的目的包括防治病蟲、刺激種子萌發(fā)、打破休眠、便于播種、提高活力等。目前常用的種子處理技術(shù)與設(shè)備有種子包衣與丸化、種子帶、種子毯等。

我們應(yīng)該借鑒國外種子加工及商品化生產(chǎn)的成功案例，大力推進我國小白菜種子加工處理技術(shù)。以德國KWS種子公司甜菜種子加工處理為例，其在南歐繁制甜菜種子，收獲后運輸?shù)紼inbeck德國總部進行加工丸化處理，丸化設(shè)備采用制藥工業(yè)機器，將丸化后的種子損傷降到最低。丸化后甜菜種子按每10萬粒為單位包裝成1盒，正好是1 hm2的播種量。包裝上具有歐盟種子認證（藍）標簽，內(nèi)容分別為作物名稱、品種名稱、認證單位編號、生產(chǎn)批號、數(shù)量、是否包衣、種衣劑類型、丸?；N子粒徑、生產(chǎn)日期和條形碼。為保證種子加工質(zhì)量，在甜菜種子加工前，要對粗種子進行發(fā)芽和田間出苗試驗；在種子加工過程中，還經(jīng)過多次質(zhì)量檢驗，以及最終田間出苗試驗[11]。因此，我國小白菜種子加工行業(yè)還需要提高現(xiàn)有技術(shù)水平，完善現(xiàn)有工藝，注重小白菜種子加工處理技術(shù)的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以期提高種子質(zhì)量、促進田間成苗及提高產(chǎn)量，滿足農(nóng)業(yè)數(shù)字化和智能化對高質(zhì)量小白菜種子的需求。

3.2 發(fā)展水肥一體化管理技術(shù)

發(fā)展水肥一體化技術(shù)，實現(xiàn)精準灌溉和精準施肥。水肥一體化的核心思想是以作物需求為導(dǎo)向，根據(jù)作物的需水需肥規(guī)律，采用水肥精準化控制的辦法，科學(xué)配比肥料，適時澆水，實現(xiàn)肥水耦合自動化，把水分和養(yǎng)分定量、定時，按比例直接提供給作物。相對于傳統(tǒng)的施基肥、追肥等施肥技術(shù)以及溝灌、微噴等灌溉方式，水肥一體化管理模式實現(xiàn)了水肥同步管理。

水肥一體化技術(shù)綜合了應(yīng)用工程技術(shù)、信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，采用機械化、自動化操作，不但可以減少灌溉施肥的勞動力成本，而且可以通過降低土壤水分和空氣濕度來改善設(shè)施內(nèi)微生態(tài)環(huán)境，抑制病蟲害發(fā)生，減少農(nóng)藥投入和防治病蟲草害的勞動力投入。雖然采用水肥一體化管理模式在灌溉設(shè)備的一次性投入以及水溶性肥料方面成本有所增加，但在勞動力、農(nóng)藥使用等方面的成本大大減少。同時，水肥一體化技術(shù)有利于小白菜標準化生產(chǎn)，提高小白菜品質(zhì)和產(chǎn)量，從而促進農(nóng)民增收。此外，隨著政府對節(jié)水灌溉和水溶性肥料補貼比例的增加，小白菜種植效益將進一步增加[12]。

從調(diào)研的幾個園藝場來看，上海地區(qū)小白菜生產(chǎn)在施肥、灌溉的關(guān)鍵技術(shù)決策上還沒有形成相對科學(xué)的規(guī)程，對小白菜需肥需水規(guī)律還沒有系統(tǒng)掌握，在小白菜產(chǎn)量和品質(zhì)上仍有提升空間。由此來看，在上海市推廣小白菜水肥一體化管理模式具有可行性。

3.3 實施病蟲害綠色防控技術(shù)

伴隨人口的增長和消費水平的提高，市場需要提供更多高品質(zhì)的新鮮蔬菜來保障城市居民的基本生活。作為特大都市的上海，對高品質(zhì)蔬菜的需求也不斷增強。然而小白菜生產(chǎn)中濫用農(nóng)藥的現(xiàn)象仍然存在，個體農(nóng)戶種植的小白菜，農(nóng)藥殘留超標時有發(fā)生。因此，在小白菜生產(chǎn)過程中應(yīng)該積極實施病蟲害綠色防控技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量安全。

在綠色防控實施過程中，不僅要對栽培過程中允許施用的農(nóng)藥進行嚴格監(jiān)管，建立采后多級檢驗制度，還應(yīng)該加強頻振式殺蟲燈、防蟲網(wǎng)、煙霧機等性能安全的植保設(shè)備的應(yīng)用[13]。也可以通過應(yīng)用信息化管理系統(tǒng)，監(jiān)控檢測小白菜病蟲草害發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，建立小白菜生產(chǎn)綠色防控技術(shù)規(guī)范，達到預(yù)防為主，提前防治的效果，從而減少小白菜生產(chǎn)過程中的農(nóng)藥使用量，提高品質(zhì)，保證小白菜的食用安全。

3.4 開展全程質(zhì)量監(jiān)管與可追溯

在小白菜生產(chǎn)過程中還可以引入蔬菜質(zhì)量管理（質(zhì)量分析與關(guān)鍵點控制，QACCP）體系，即主要通過分析和確定小白菜生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)過程中的所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行全程跟蹤并控制，以有效地保證小白菜產(chǎn)品質(zhì)量安全和實現(xiàn)全程質(zhì)量監(jiān)管。還可以通過RFID 等條形碼識別、無線通訊網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，將QACCP 數(shù)據(jù)庫中小白菜種植過程記錄與某一特定的追溯碼（可以是條形碼）相關(guān)聯(lián)，通過掃描或者輸入條形碼的方式，追溯小白菜的種子來源、采收地點、采收日期及包裝日期，實現(xiàn)小白菜生產(chǎn)全過程質(zhì)量管理的可追溯[14]。蔬菜商品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的引進，能夠建立小白菜生產(chǎn)全過程管理檔案，實時記錄生產(chǎn)信息，同時實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的歷史記錄信息追溯與產(chǎn)品實時狀態(tài)查詢功能，可以保障小白菜生產(chǎn)全過程QACCP 管理的標準化、數(shù)字化和信息化，滿足信息可追溯、狀態(tài)可查詢、質(zhì)量安全可管理可控制的要求。

3.5 推廣小白菜機械化生產(chǎn)技術(shù)

大力推廣小白菜機械化生產(chǎn)技術(shù)，以提高勞動生產(chǎn)效率。目前上海地區(qū)小白菜生產(chǎn)勞動力存在嚴重老齡化的問題，個別園藝場70歲以上從業(yè)者，占比高達57.9%，而且?guī)缀鯖]有機械化設(shè)備的應(yīng)用。因此，為提高小白菜生產(chǎn)效率，保障小白菜供應(yīng)，在小白菜生產(chǎn)中應(yīng)用機械化生產(chǎn)技術(shù)顯得十分必要。

小白菜的機械化生產(chǎn)要求耕地、整地、播種、移栽、收獲等各作業(yè)環(huán)節(jié)均實現(xiàn)機械化。張兆輝等[15]報道的小白菜機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)已基本實現(xiàn)，具體包括：①品種選擇，在滿足生育期、蔬菜質(zhì)量的前提下，選育胚軸長、直立性好、適于機械化移栽和收割的品種，如耐熱605、新夏青4號、新夏青5號、機收一號等；②機械化耕整地及作畦技術(shù)，該技術(shù)是以深翻為基礎(chǔ)，分別完成旋耕、作畦、開溝、鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)工序，使用可變式平整高作畦機（MSE18C）旋耕、作畦、整形、鎮(zhèn)壓等，每 1 h 約 66.7 m2，作畦后畦底寬 1.4～1.6 m、畦面寬 1.1～1.2 m、畦高 15.0 cm、溝寬 20～40 cm；③精量播種，播種前篩選種子，剔除秕粒及雜質(zhì)，以保證播種均勻、出苗整齊、一致，從而有利于小白菜生長整齊、一致；④水肥一體化管理技術(shù)，采用肥水一體化技術(shù)實施澆水、施肥，每次噴水時間 10～15 min。因此，可通過這些小白菜生產(chǎn)機械化技術(shù)的引進，減輕人工作業(yè)強度，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

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