生物工程与生物技术的区别范文

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篇1

关键词：轻化工程；生物技术；学科交叉；专业硕士；培养策略

专业硕士与学术型硕士不同，其目的是培养具有扎实理论基础，并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专业人才。教育部、人力资源和社会保障部于2013年11月公布了《关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》，强化了专业硕士应以实践为导向，重视理论水平与实践的综合应用［1］。江南大学轻化工程专业硕士培养侧重于染整方向，即以纺织纤维制品为原料，探讨、研究与纤维制品相关的前处理、染色、印花及功能化整理新方法与新技术，以培养染整专业知识和实践技能兼备的人才。

1培养学科交叉复合型人才的必要性

染整作为纺织产业链中的重要环节之一，对提升纺织产品质量和附加值有重要影响，但近年来在发展中也暴露出不少问题，并日益成为制约本行业发展的瓶颈［2］。这主要包括：（1）染整企业生产中水、电、汽能耗高，导致能源紧张和生产成本不断上升，企业净利润下降，影响了可持续发展；（2）染整废水排放量大（占纺织行业污水排放量的60％），且废水处理成本较高；（3）部分企业仍以粗放型和低水平方式生产，产品多为常规中低档产品，附加值不高。因此尽管国内染整行业产能水平不低，但从纤维制品前处理到染整废水处理各环节成本不断上升，导致多数染整企业利润走低。为解决上述问题，有必要将相关学科的新技术与传统染整生产技术相融合，借助于信息技术、数字技术、应用化学技术、生物技术等来改造和提升传统的染整生产，通过新技术、新工艺、新设备和新助剂的应用，促使染整行业向着高效率、低能耗、少污染的方向发展［3］。近年来江南大学发挥学科门类较齐全的优势，在轻化工程专业硕士教学中推行了基于学科交叉互融的教改研究。目前通过与机械工程、颜色技术、应用化学、生物技术等学科交叉，培育出了包括新型染整装备、纳米印染技术、纺织生物技术等多个轻化工程专业硕士的教学和研究方向。其共同点在于培养具有复合技能的应用型专业硕士人才，立足于从纺织纤维制品前处理、染色、印花及功能化整理环节，最大程度地减少生产过程中水、电、汽等资源的消耗，降低生产排放，实现纺织品的清洁化生产。

2轻化工程与生物技术交叉复合型专业硕士的培养策略

生物技术是利用生物体制，以生物工程技术加工底物为原料来提供所需的各种产品或达到某种目的的新型跨学科技术。生物技术与纺织纤维制品的染整加工具有相关性，尤其在最近30年得到了快速发展。轻化工程与生物技术交叉研究的思路是借助于生物酶进行纤维前处理、染色后处理和功能整理。与传统纺织品化学加工相比，生物技术与轻化工程相结合后能降低染整生产排放，实现温和条件下高效节能加工。江南大学在生物工程、生物技术学科方面具有教学与科研优势，其中生物工程为国家级一类特色专业、江苏省首批品牌专业。为顺应生态染整的发展要求，我校结合这一优势将轻化工程与生物技术相交叉，形成了纺织生物技术研究方向，并构建了应用型轻化工程专业硕士人才培养体系。具体包括下述四个方面。

2．1导师队伍建设

由于生物技术在染整中的应用以酶技术为主，因此对导师队伍组成也提出了较高要求。一方面要求导师熟悉纤维的原料特点，染整加工原理，工艺和设备，纤维制品质量评价；另一方面也要求导师对生物技术的相关专业知识（如生物酶种类、酶学特性、应用效果评价方法等）有相当的了解，力求同时拥有两个学科的知识结构。通过近10年的建设，我校纺织生物技术研究方向已建成了符合上述要求的导师队伍。目前纺织生物技术方向的导师队伍由10人组成，其中教授4人，副教授6人，具有轻化工程专业背景的博士4人、具有生物技术相关发酵工程专业的博士3人。在与生物技术交叉的纤维制品染整加工研究中，能从生物酶的菌种筛选、酶作用机理与酶学特性等方面，与纤维制品酶法加工很好地结合起来。在专业硕士培养过程中为提高人才培养质量和企业课题实施效果，鼓励专业硕士导师走进染整企业，与学生一起分析和解决企业遇到的现场技术难题。另一方面依托企业设立的省企业研究生工作站、博士后流动站，聘请企业内硕士生导师共同参与到课题实施中，以充实师资队伍。

2．2课程体系和平台建设

培养与生物技术交叉的轻化工程专业硕士，课程体系和研究平台建设是基础工作。为体现专业硕士课程的实用性和学科交叉性，教学改革中对原有课程组成、学时分配、课程考核方式进行了优化。除了与纺织化学相关的专业课程外，增加了纤维素与蛋白质化学、纺织生物技术基础、仪器分析等，其中纤维素与蛋白质化学区别于一般的纺织材料学，更多从分子和超分子结构层面分析其结构组成与其化学加工、生物酶处理的相关性；纺织生物技术基础是专业知识交叉的主要课程，阐述生物酶种类、酶学特性、酶对纤维的作用机制、纤维结构与酶整理效率相关性、纺织品生物酶应用等内容；仪器分析课程除介绍常见的高分子及纤维材料分析方法外，还补充介绍了与生物技术相关的测试手段如凝胶电泳、氨基酸分析等。通过上述理论课程学习，为后续纤维制品化学和生物酶加工研究奠定了理论基础。在平台建设方面，依托我校生态纺织教育部重点实验室，建立了纺织生物技术研究室，为基于生物技术交叉的轻化工程专业硕士培养提供了保证。纺织生物技术研究室不仅拥有常规的纤维材料相关实验设备与仪器，还建立了与生物技术相关的检测与评价手段，满足了常规从菌种筛选到纤维制品酶处理应用研究的大部分实验需求。以纺织生物技术研究室为基础，我校还联合葡萄牙米尼奥大学成立了生态染整国际联合实验室，通过定期召开纤维生物加工技术学术会议，拓展了轻化工程专业硕士生的研究视野。

2．3构建以染整企业需求为导向的论文选题策略

由于轻化工程专业硕士不同于学术型硕士，论文选题应强化理论与应用实践技能的结合，优先考虑源于工程实际且对节能、减排和降耗有促进和引领作用的课题。我校论文选题立足于企业需求的酶法纤维制品染整加工研究，确立了纺织生物技术研究三个子方向：生物酶前处理；生物酶染色后处理；酶促功能化改性加工。（1）生物酶前处理包括纤维制品的酶退浆、酶煮练和漂白脱氧加工等。其中酶退浆是指采用商品淀粉酶和自主菌种筛选得到的PVA降解酶，取代烧碱法或氧化法进行棉型织物退浆，通过酶制剂水解布面淀粉或PVA浆料来降低前处理废水的COD值。酶煮练应用于棉麻织物和彩棉织物，不仅可达到用碱法精炼的果胶去除效果，而且还避免了传统碱煮练易造成的纤维损伤，对彩棉织物还可减少碱法易造成的色素流失和布面色变现象。在真丝织物加工中，生物酶前处理主要是借助于蛋白酶去除桑蚕丝表面的丝胶。（2）生物酶染色后处理旨在去除深色织物表明的浮色，提高织物的湿处理牢度。与传统高温皂煮相比，采用漆酶与较少用量的净洗剂复配，不仅能有效去除织物表明未固色或结合力较弱的浮色染料，而且生物酶能有效对水洗液进行脱色，在一定程度上降低了染色水洗残液的色度值，降低了染色废水处理的负担。（3）生物酶功能化改性是借助生物酶进行纤维制品的功能化加工，以提高产品的附加值。酶法纤维制品功能化改性的内容较广泛，包括以纤维素酶改善棉麻织物外观光洁度和织物仿旧整理；以蛋白酶提高羊毛纤维制品的防毡缩性能，以谷氨酰胺转移酶催化接枝氨基整理剂进行羊毛抗菌阻燃整理加工；以酪氨酸酶进行真丝织物抗菌防皱整理等。相较纤维制品的化学法功能化加工如高温焙烘（如阻燃整理）、含氯整理剂（如羊毛防缩）、含醛树脂（如防皱整理），尽管酶法加工成本略高，但在赋予纤维功能性的同时，能减轻化学法整理易造成的纤维损伤和环境不友好性。在上述子方向论文选题和实施前，专业硕士要先制定课题初步实施方案，探究酶法纤维制品染整加工工艺的可行性并开展预研工作。在此基础上再制定详细的工作计划，并定期汇报课题进展情况。在研究中既要考虑纤维制品酶法加工的效果，同时也要兼顾在企业应用中工艺设备、生产成本和加工效率的匹配性。

2．4构建学科交叉复合型轻化专业硕士质量评价体系

传统上对硕士质量与水平高低的评价主要是参照论文，包括完成的硕士论文、发表的期刊论文（SCI、EI、CSCD）的数量与等级。而轻化工程专业硕士是要培养掌握染整专业坚实的理论基础和宽阔专业知识、拥有较强解决实际问题的能力，满足实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此专业硕士在培养质量评价方面要与学术型硕士有所不同，不能简单照搬其评价体系［4］。参照既有部分高校实践经验［5－6］，结合本专业实际情况，我校主要从专业知识能力、实践动手能力、学术研究能力和创新应用能力四方面进行综合评价。专业知识能力是指在研究生阶段专业理论课程的学习成绩，在实验工作中表现出的对染整、生物技术知识的掌握与运用能力；实践动手能力是指在实验室或生产现场，对纤维制品酶处理加工过程合理安排和现场操作的技能，此方面企业导师的评价也是重要组成部分。学术研究能力评价侧重于两个方面：一方面评价学位论文阶段性进展和完成情况，从开题报告、中期检查结果、预答辩和答辩情况四阶段，结合平时例会课题汇报来综合评判课题工作量与论文水平；另一方面考察是否有与课题相关的学术或发明专利申请。由于多数论文课题与染整生产的相关度较高，因此专业硕士是否可公开或专利需与课题合作企业商榷确定。创新应用能力是指专业硕士在课题研究、实验实践中表现出来的个人综合拓展能力。在纤维酶处理研究和实践中，对能提出新方法、新工艺并有突出业绩表现的创新型专业硕士，纺织生物技术研究室会给予适当的激励与表彰。

3交叉复合型轻化工程专业硕士培养成效

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[关键词] 生物技术 主干课程 实验教学 体系

实验教学对于培养生物技术人才十分关键,尤其是主干课程的实验教学不仅直接关系到学生的动手能力,还会影响到学生的创新精神和创新意识。江苏大学生物技术系以培养高新生物技术人才为宗旨,经过多年的探索和改革,发展了以生化及分子生物技术为特色的专业。目前现有实验教学和条件基本满足学生需要,但是相对于生物技术迅猛发展,实验教学内容、实验教学管理体制等方面存仍在诸多不足,实验教学体系仍需要进行完善。结合我校实际,为了充分发挥学生的学习主动性,培养具有创新意识的高新生物技术人才,结合我校实际必须尽快完善主干课程生物实验体系。

一、现有实验教学的弊端

传统的实验教学一直秉持实验从属与理论的原则,实验教学的地位一直没有得到足够的重视。实验教学内容杂乱,缺乏独立性和系统性,实验课繁多但课时偏少。实验教学中仍然是以教师为主,学生为辅,学生的主动性受到极大地限制。实验设备落后,实验室的管理制度不完善。

实验教学中,生物技术专业主干课程实验贯穿学生大学学习的始终,对于学生素质的培养尤为关键。现今的实验教学水平无法培养符合社会要求的高素质生物技术人才,因此根据社会的需要建立新型的实验教学模式势在必行。

二、新实验教学体系的探索与构建

1.确立实验指导思想,明确教学目标,给实验教学合理定位

实验教学改革,必须首先进行实验教学观念的转变,改变传统的实验从属与理论的观点,将理论与实验有机结合,以理论指导实验,同时以实验实践理论。同时改变以往教学中完全以教师为主的教学观念,重视发挥学生的自主性、能动性,明确学生在实验教学中的主体地位,在实验中培养学生的动手能力和创新精神。实验教学是以创新创造为核心的教育理念,培养学生实践能力和创新精神为目标。确立实验教学的独立地位,即保证了实验教学在整个教学体系中与理论教学具有同等地位,又可以充分发挥其在培养学生创新精神和实验技能方面的重要作用。

2.构建实验教学的新体系

生物技术的不断发展对于生物实验教学提出了新的要求,现今的实验教学内容杂乱,缺乏层次性和系统性,为了适应生物技术发展的需要,培养高新生物技术人才,实验教学内容必须进行细致的梳理,实验教学系统必须进行完善。在实验教学内容逐渐改革的基础上实验教学的方法也必须进行改进,实验教学的设备也应该不断更新,以实现实验教学水平的全面提高。

(1)优化实验教学内容。实验教学效果与实验教学内容密不可分,为了提高实验教学的有效性,实验教学必须结合教材内容,根据各年级学生的知识构成和接受能力建立系统的实验教学内容,注意实验教学内容在各年级之间的过渡。生物技术各学科本为统一的整体,相互之间存在着千丝万缕的关系,在实验教学内容的设计上应该考虑到这种学科的关联性,不可将教学内容分裂开来,减少实验教学内容的重复性,使实验教学内容体系化。动物与植物实验相结合,学生逐一进行观察,通过动植物细胞的对比分析其中的区别,便于学生了解并掌握动物与植物细胞的区别。提高生物学习的趣味性和学生生物学习的效率。将细胞生物学和遗传学部分实验教学内容整合,如动植物染色体染色、标本制作以及有丝分裂和减数分裂观察等。通过肿瘤细胞研究,可以从动物整体水平、细胞和亚细胞水平、分子水平和基因水平观察和研究,将不同层次的实验贯穿起来,从内容上体现多层次交叉,综合课内知识点,突出创新能力的培养和综合素质的锻炼,改变了传统实验课门数多,学时少,实验内容衔接性差和重复设置的现象。使学生能够将孤立的基本实验技能融会贯通地用到实际课题中去,使得书本与科研实践有机的结合。

在优化实验教学内容的基础上,将实验教学的内容串联成线,创建并完善实验教学的体系,建立基础性实验、综合性实验和设计型实验等多样化的实验教学模式。使实验教学更为符合现代生物技术发展的需要,使实验教学更为符合时代的要求,提高实验教学的科学性和有效性。

(2)更新实验教学方式。为了提高学生的学习积极性,发挥学生的在实验教学中的主体作用,实验教学应该根据学生的实际需求,结合实验教学的内容,建立开放式的教学方式。如“质粒DNA的快速提取实验及凝胶电泳和转化实验”两大系统。在实验前鼓励学生查阅资料对两种实验进行比较,通过教师的教学引导及实际的实验操作,了解不同的电泳的实验使用范围、实验方法和实验特点,使学生在学习以上知识的基础上加以理解,通过实际的实验强化学生对知识的掌握熟练程度。此外,也可以在学生充分准备的基础上,由学生提出自己的实验方案,激发学生的学习积极性,提高学生的学习效率。通过实验教学方式的适时更新,我校在培养学生的学习兴趣及创新意识方面取得了良好的教学效果。

(3)实验室管理科学化。实验教学内容改革的同时,实验教学的硬件设施也应该不断更新。根据生物技术人才培养的需要,我校逐年添加新型教学设备,将实验室由原来的两间扩展至现今的五间,满足不同实验教学的要求。随着实验设施的增加,实验室的管理也逐渐制度化,建立了实验室功能分区,实验器材借用审批备案,实验设施使用规范及实验设施使用安全等各项制度,实验教学更为科学化、简便化。

三、结语

经过几年的探索和改革,我校的生物技术系实验体系逐渐完善,生物技术人才素质的培养收效明显。相信只要紧跟生物技术的发展趋势,通过实践发现实验教学中的问题,分析存在问题,采取适宜的方式解决实验教学中的问题,实验教学体系将会日臻完善,生物技术人才的培养将会事半功倍。

参考文献:

[1]韩文军,李雄华,邢伟一,何钢,王义强.生物技术基础实验教学的改革与实践[J].实验室研究与探索,2006,25(16):1577-1579.

[2]姜舒.深化实验教学改革,建立实验教学新体系[J].高等建筑教育,2001,(3):45-46.

[3]肖红利,郭泽坤,李亚敏.生物技术专业主干实验体系的建立[J].高校实验室工作研究,2007,92(2):34-35.

[4]朱晟,刘元涛,张福伦.实验教学改革与培养学生创新能力的实践及思考[J].实验室研究与探索,2001,20(4):17-18.

[5]汤华,谢俊,向福英,韦双双,王罗霞.生物技术综合实验室管理科学化的探索与对策[J].海南大学学报自然科学版,2007,25(4).

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关键词：正渗透应用 水处理膜分离技术

前言

20世纪60年代起，对膜分离技术从实验室研究已经进入到了工业行业的实际应用，直至现在，它已应用到水处理，食品加工，制药工程，医学以及能源等不同的领域。正渗透(Forward osmosis，FO)是一种不需外加压力做驱动力，而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。正渗透膜分离技术与外加压力驱动的膜分离技术最大的区别就是正渗透膜分离技术不需要外加压力或在较低的外加压力下运行，并且膜污染情况相对较轻，在持续长时间运行后无需清洗。水处理中正渗透膜分离技术目前在国际上诸如美国、新加坡、欧洲等国家和地区已得到大量研究和应用。

二、水处理中正渗透膜分离技术的基本原理

正渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力来自发的实现水在膜中的传递。也就是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)―侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution)，正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液―侧。当对渗透压高的一侧溶液施加一个小于渗透压差的外加压力的时候，水仍然会从原料液压一侧流向驱动液―侧，这种过程叫做压力阻尼渗透(Pressure-retarded osmosis，PRO)。压力阻尼渗透的驱动力仍然是渗透压，因此它也是一种正渗透过程。水处理中正渗透膜分离技术应用正是基于这种原理。

三、水处理正渗透膜分离技术应用现状

正渗透膜过程，具有三低优势，即低压操作，低能耗和低污染，在水处理领域已得到了一定的应用。但是国内并不多见其应用报道，所以说应用不是很多，尽管如此，这一技术仍然具有很大的应用价值和光明的应用前景。如果要大范围普及正渗透膜分离技术，仍需做很多努力。包括了我国对正渗透膜分离技术研究不多，特别是在水处理应用上缺乏经验参数，这需要进行大量的实验，从而积累经验；目前所拥有的正渗透膜性能太低，品种不全、不优；缺少既经济又高效的汲取液体系和汲取液再浓缩途径。

鉴于水处理正渗透膜分离技术仍存在比较多的问题，在今后的研究和应用方面应该从这些方面的着手突破，极大推动正渗透技术在水处理中的广泛应用，以促进新一代水处理工艺的高效发展。总之，对水处理正渗透膜分离技术的研究，都应该围绕如何提高正渗透过程的水回收率、如何提高正渗透过程中的分离效率、以及如何降低正渗透过程的运行成本等方面进行。

四、水处理中正渗透膜分离技术应用领域

正渗透膜分离技术最初在工业废水处理的应用是在20世纪70年代，研究者为了在低能量消耗下浓缩工业废水中存在的重金属，采用了正渗透分离过程，实验的结果显示水通量比预期的偏低，研究虽然被迫中止，但是他们的研究成果为正渗透膜的研究发展奠定了基础。尽管目前依靠渗透压驱动的正渗透膜分离技术的应用范围，并没有达到各种依靠外加压力驱动的膜分离技术应用那么普及，但是它已在诸如水处理、食品加工工程、医药学、生物工程及能源等领域得到了应用，在水处理中，正渗透膜分离技术已经被大量应用在污水处理，水质净化，海水淡化以及废水回用等方面。

（一）在水质净化方面的应用1 水质净化的过程需要对水进行处理和循环利用。水是生命之源，在人类探索太空的历程中需要提供安全的水，这是太空任务过程中的关键问题之一。太空任务中进行水质净化首先要对水进行回收，可回收的水源包括日常用水，尿液以及湿冷空气中水分。美国针对太空任务开发了直接渗透浓缩系统，即DOC系统对太空任务中的水处理和循环利用。DOC系统预处理存在两个子系统，一个是正渗透过程，另一个是正渗透与膜蒸馏结合过程（用于分离尿素和尿酸类物质），采用氯化钠驱动溶液将废水浓缩后，利用反渗透从稀释的汲取液中分离得到纯净水。

2水处理正渗透技术商业化应用。从脏水中提取干净的饮用水，是由正渗透膜做成一个密封的包，里面有可以食用的汲取溶液（包括糖类和饮料粉未）。当把这个密封的膜包放入脏水中时，水在渗透压作用下扩散进入膜包，稀释后的汲取溶液便是可饮用水。但是由于这一过程不需要外加压力或者是驱动力，提取的水没有受生物和外在有机物的污染，所以这种方法比较适用于野外救生和军事方面。（二）在海水淡化方面的应用

利用海水淡化技术从海水中制取饮用水已成为当代取得淡水的一种重要捷径。利用正渗透技术进行海水淡化最早可追溯到上世纪六七十年代。但是由于膜和驱动溶液等核心问题没有解决，绝大部分技术薄弱，可行性低，而且传统能源价格较低，正渗透方法在学术和工业界都无法与反渗透技术相提并论。近年来，由于能源与环境问题越来越突显，研究者对于正渗透膜技术处理海水淡化的进一步探索，证明该技术已经进入了中试阶段。

在废水处理方面的应用正渗透膜在废水处理中的应用，大多时候是起着浓缩污染物的作用，它并不是最终处理过程，但却是一个高效率的前处理过程。正渗透膜在废水处理应用方面包括生活废水与工业废水的处理。采用正渗透膜进行废水处理先后经历了序批式系统，以商业化的醋酸纤维RO膜为膜单元，以合成海水为汲取液，来浓缩含低浓度铜或铬离子的水，但这一方法并不理想；采用了中试规模的FO系统用于浓缩垃圾渗滤液。并证明是一种比较理想的处理方法；正渗透膜生物反应器膜生物反应器（MBR）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，并被称为是最有前途的废水处理新技术之一。

结语

正渗透方法在许多行业上仍然处于探索性阶段，如何解决在应用与实际当中的关键性技术难题，是正渗透技术能够得到广泛应用的关键所在。水处理正渗透膜分离技术虽然已经得到了广泛的应用，但是由于经验的缺乏，参数不足，各项技术的不到位，仍旧需要做很多方面的努力。但是作为一种潜在的水纯化和淡化新兴技术,国际上正对正渗透进行着全方位、多角度、深层次的理论研究和实践探索。由于正渗透过程本身存在着能耗低、分离过程简单等诸多潜在优势，相信随着研究的深人，它在今后必将得到更加广泛的应用与发展。

参考文献：

[1] 任建新,膜分离技术及其应用.化学工业出版社,2003.(12).

[2] 周柏清,全膜水处理技术.中国电力出版社,2006.(11).

[3] 彭跃莲,膜技术前沿及工程应用.中国纺织出版社,2009.(10).

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一般认为，今天意义的现代农业始于二战后（将1840年英国工业革命完成至二战前这段时期的世界农业发展称为近代农业，此前的统称为传统农业或者古代农业），是在近代农业的基础上发展起来的以现代科学技术为主要特征的农业，是广泛应用现代市场理念、经营管理知识和工业装备与技术的市场化、集约化、专业化、社会化的产业体系，是将生产、加工和销售相结合，产前、产后和产中相结合，生产、生活和生态相结合，农业、农村、农民发展，农村与城市、农业与工业发展统筹考虑，资源高效利用与生态环境保护高度一致的可持续发展的新型产业。但是，若从土地、劳动力、资本和科学技术等农业生产力构成四大要素的角度看，更有学者将1840年前后英国工业革命完成至今的世界农业发展统称为现代农业，以英国工业革命建立起市场经济体系作为现代农业起始的里程碑性标志[1]。

研究发现，农业生产力发展的不同阶段，生产力构成四大要素在其中的地位与作用是迥然的，传统农业以劳动为主导（因此称其为劳动密集型）、劳动生产率低下，以传统农业为基础的国家基本上还处在农业社会；现代农业以资本和科学技术要素为主导（资本密集型、技术密集型）、劳动生产率高，以现代农业为基础的国家则进入工业社会，农业生产力水平基本上由国家工业化、城市化水平决定，表现在工业为农业提供资金、装备和技术的能力，以及城市消费农产品和转移吸收农业劳动力的能力[2]。因此，把世界农业按照原始农业、传统农业、现代农业等三阶段划分，既体现了生产力中要素配置作用的一般经济学规律与本质，也反映了农业综合生产力发展的总体水平，同时还考虑了农业与其他产业、科技、经济、社会发展的相互影响。这样认识和划分农业的发展阶段，有利于今天人们对现代农业产生与发展深刻的经济、政治和科技等历史背景及其相互关系的理解，特别是市场、资本、工业、科技、城市对现代农业的催生、引领与主导作用，把握现代农业的内在本质，也有利于人们对中国发展现代农业、建设社会主义新农村历史任务面临的多重性、复杂性、长期性和艰巨性的深刻理解。

其实，人们对现代农业的理解和认识是一个不断探索、逐步深化的历史过程，这也从某种意义上反映了两个多世纪以来农业自身发展与变迁的历史轨迹。仅仅从支撑产业的核心技术角度看，第一次和第二次工业革命后，人们对现代农业的表象化理解就是机械化、电气化、水利化等；第三次工业革命和第一次绿色革命后，由于良种和化肥、化学农药（兽药）等化学投入品的广泛应用，现代农业增添了两个重要标志--良种化、化学化；随着20世纪后半叶以来现代科学技术、工业装备、管理理论和全球市场经营理念等日新月异的快速发展及其与农业发展的有机融合，科学化、技术化、集约化、专业化、服务社会化等成为现代农业新的内涵；第一次绿色革命以后，世界农业发展普遍面临新的需求挑战和资源环境方面的巨大压力，迫使人们开始探索现代农业新的发展道路，近二十年来生态农业与可持续发展逐步成为现代农业追求的新理念和新模式，资源节约、环境友好、可持续发展成为21世纪现代农业内涵的新诠释[3]。若从科学引导产业发展的角度看，现代农业发展的历史，正是数学、物理学、化学、地学、生物学等现代基础科学体系逐步形成和蓬勃发展的时期，也是农业发展快速吸收、大量融合和广泛应用现代科学知识与技术手段，从而极大地促进和形成崭新的现代农业科学技术体系的历史时期。因此，没有数、理、化、天、地、生等现代基础科学体系的发展，就没有现代意义上农业科学技术体系的建立，也就不会有真正意义上的现代农业产业体系。可以说，现代农业是人类历史上第一次由科学发展引导技术发展，进而支撑产业发展的崭新产业，是农业发展历史上具有里程碑意义的事情，这也是现代农业有别于其他农业最具本质的地方之一。

2现代农业的本质内涵与衡量指标

基于上述认识，从产业构成与产业发展的内涵看，现代农业至少应该包括下述几层含义：一是现代工业及其技术全面装备农业，由机械、工程、设施、通讯、网络、海洋农牧化等补充、延长、改善、扩大和取代传统农业的生产方式、生产时间、生产空间和生产范围，极大地提高了农业自然资源利用率和劳动生产率；二是用现代市场科学、管理科学的新观念、新理论、新方法组织农业，由贸工农一体化的产业化方式经营农业，企业化的方式管理农业，大幅度提高农业经营管理的效率和产业的整体经济效益；三是现代产业发展理论武装农业产业及其相关的综合支撑体系，用市场化、专业化、社会化的服务体系服务农业，大幅度提高农业生产的社会化程度、单位农产品生产效率和经济效益；四是用科学知识与现代农业技术武装农民，大幅度提高农业生产者的科学知识与技术素质；五是现代农业科学技术全面应用农业，实现产业技术的革命，农业生产方式的历史变革，农业科技贡献率和农业综合生产能力空前提高[4~6]。从而按照市场需求的变化，使产业内部种植业、畜牧业、水产业间的结构不断优化，产中与产前、产后及三产等传统非农产业的结构比例发生深刻变革，主导产业及其相关产业体系发生转换，实现产业体系升级换代，产业形态、生产与组织方式的更新。

围绕现代农业内涵，从经济学角度衡量其发展水平与效率的指标一般有：资源利用率、土地产出率、资本收益率、劳动生产率、科技贡献率等等。其中，农业劳动生产率的提高与否是一个较为关键和值得重视的指标。中国的实践证明，要长期解决粮食安全、农业增效、农民增收、农村经济发展等“撂三农”撂的难点问题，必然要率先突破其制约的直接瓶颈--农业劳动生产率，否则在市场条件和比较效益作用的机制下，就难以避免增产不增收、谷贱伤农、撂荒弃农等现象周而复始的循环；一个国家农业发展水平、农产品的国际竞争力、综合国力的高低，在农业领域最终都取决于农业劳动生产率的高低。否则就难以解释为什么20世纪50年代至今，中国农业单产和总产都分别提高了至少4~5倍，而平均每个农村劳力却一直只能养活1.5个人左右。其次，不能片面强调某个单项指标而不顾其他指标是否均衡发展，比如简单地以粮食单产或者总产等土地产出率衡量农业发展的指标，就会出现片面追求“撂吨粮田”撂，而粮食生产的效益和农业生产总体水平仍然难以提高的现象，因为现代农业是个复杂的产业、经济、社会和生态的巨系统。再次，不宜简单地以各种“撂化”撂代表或者作为大众化指标衡量/描述现代农业的发展水平，现代农业与各种“撂现代化”撂之间存在着本质的区别，比如中国在20世纪50年代学习前苏联时提出机械化、水利化、化学化、良种化、电气化等现代化的指标。

应该说，在不同的时期，中国都曾经先后实现了这些指标，可是我们和前苏联都仍然没有步入世界现代农业的行列，关键在于我们在设计和实现这些“撂化”撂的时候，没有在整体上与全社会的市场化、工业化、城市化等统筹、联动，没有适时有序地转移农业人口（反而人为地反向转移了几次），没有大幅度降低农业生产成本（反而因为“撂化”撂而增加了负担），更没有大幅度提高农业的劳动生产率、资本收益率和农民收入水平。借鉴发达国家成功的经验，从经济学与社会学结合的角度进一步分析，可以清楚地看出，从本质上衡量和区别现代农业与传统农业的主要指标还有：（1）农业劳动力占全国劳动力的比重下降到20%以下；（2）用于农业的年总投资上升到农业年净产值的40%以上；（3）农业劳动生产率大幅度上升，一个农民能养活10人/年以上。当然，除此而外还应该包括农民收入指标、产业结构指标、农民素质指标、生态环境指标、生活居住条件和公共基础设施指标等等[2]，能从不同角度综合反映现代农业本质的衡量指标体系。

3现代农业的若干基本特征

现代农业是工业革命以来逐步形成的农业，是商品化、市场化的农业，市场机制的建立、现代要素的投入、工业部门的介入、科学技术的应用、服务体系的完善和二元经济的逐步消失，使现代农业成为市场化、工业化、科学化、集约化、社会化和城市化的农业。因此，其基本特征表现如下。

3.1产品生产与经营商品化

市场经济体系是现代农业发展的制度基础和前提。现代农业生产除了保障基本的国家粮食安全之外，主要目的在于为市场提供商品以实现利润最大化。市场机制在资源配置中发挥主导作用，农业从生产成果到手段普遍商品化，各种中间产品、劳务和消费品以及其它农业生产要素，包括各种农业机械、肥料、农药、兽药、良种等，农民的生活消费也普遍成为商品性消费，都进入大市场的交换领域，农产品商品率得到前所未有的提高，农业打破了内部物质循环的局限性进而实现物质的开放循环，从传统的自给性质农业转变为市场交换性质的现代农业。

3.2生产装备与管理工业化

农业全程工业化装备和石油化、电气化动力是现代农业的物质基础。制造技术、工程技术、材料技术、计算机技术、信息技术、通讯技术、3S技术、航天技术等工业技术与装备的发展和工厂化管理理念的应用，使农业生产、保鲜、加工、物流、销售、消费的各个环节和过程，实现了机械化、工程化、设施化、自动化、智能化、信息化、网络化和工业化管理、企业化经营，极大地改善了劳动工具、劳动条件与环境、延伸了劳动空间、提高了劳动生产率，正在向着精准化、数字化和智能化的方向发展。同时，农业与工业、第三产业的互动和依赖程度越来越密切、界限越来越模糊、效益越来越接近。

3.3生产要素投入集约化

要素的集约投入与高效产出是现代农业的生产特征与追求目标。现代农业通过增加能源与资本投入、应用现代科技和工业装备、适度集中土地和强化组织管理，达到大幅度提高农业效益和增加农民收入的目的。集约化的投入生产要素，改变了农业粗放经营的状况，使农业由粗放到集约，由劳动集约到能量、资金、技术、经营和管理的集约，有效提高了资源产出率、劳动生产率和农业的经济效益。

3.4生产动力科学技术化

现代科学技术是现代农业发展的第一与核心要素。没有现代农业科学技术的发展，就没有现代农业的发展。由于生命科学、信息科学、环境科学、材料科学、能源科学、空间科学等现代科学领域的不断突破，生物技术、信息技术、工程技术、海洋技术、制造技术等前沿技术在农业上的全面渗透、快速应用与相互融合，对农业产生越来越广泛和深刻的影响，使农业在概念、内涵、结构、体系、功能与外延等方面发生深刻的历史变革，推动传统产业向知识化、技术化、信息化、工业化、工程化、个性化、全球化的崭新产业方向发展[6]。

农业细胞工程、胚胎工程、基因工程、蛋白质（酶）工程及分子育种技术等的广泛应用，使常规育种技术难以解决的跨种间新品种培育成为可能，育种目标的准确性大大提高，周期大大缩短，产量、品质、抗害性、抗逆性、水分与营养利用效率以及综合农艺性状等空前提高，胚胎定向生产、生物反应器药物生产、能源作物生产、可降解地膜与纳米药物/肥料生产等新的产业领域不断涌现，农业生物经济已显端倪。农业信息技术的发展与应用，产生了以3S技术为代表的精确耕作，以专家智能辅助决策管理系统为依托的精准饲养、精准设施种植，以互联网为基础的网上农业商情、农业科技信息、农产品交易、远程实时农技推广、农技培训、生产现场诊断与指导等全新的信息化农业生产技术，正在改变农业分散、闭塞、精确度低、可控程度差、生产效率低等行业的固有弱势。

现代工程技术、智能控制技术、微生物工程技术、海洋技术的迅速发展和应用，使传统农业由单一的植物性和动物性初级产品的露天生产，向室内工厂化产品、微生物产品和精深加工的系列农产品等大食品的现代产业生产拓展，由陆地农业向海洋农业拓展，由初级生物性农产品向大食品、生物制品、医药、卫生、保健、环保、能源等产业领域拓展。设施化栽培、无土栽培、植物产品的工厂化生产、畜禽水产品的设施化养殖等设施农业、工程农业的发展，前所未有地扩大和延长了农业生产的空间和时间，大大地提高了光、热、气、土、肥、水、药等资源的利用率和集约化程度，使单位土地的生产能力、生产效率、劳动生产率、经济效益呈倍数增长。现代农业科学技术正在成为引领、驱动和支撑现代农业发展的强大内在动力。

3.5生产组织与服务社会化

完善的产业体系是现代农业的重要标志。随着生产力和商品生产的不断发展，与现代生产手段、生产技术相适应，现代农业突破了传统的产加销脱节、部门相互割裂、城乡界限明显等局限性，通过农业公司、农业合作社带农户(家庭农场)等生产组织形式，使农产品的生产、加工、销售等各环节一体化，农业与工业、商业、金融、科技等不同领域相互融合，城乡的经济、社会协调发展，农业产业链条大大延伸，农产品市场半径大为拓展，逐步形成了农业区域化布局、专业化生产、企业化经营、社会化服务、标准化上市的崭新格局。

3.6生产发展可持续化

追求产业经济与生态环境、社会发展的统一与协调，是现代农业发展的基本趋势。现代农业发展的中期阶段，由石油工业革命带来的化学投入品普遍大量使用、能源消耗不计成本、生态急剧破坏与环境日趋恶化，在取得了巨大成就的同时，出现资源过度消耗、成本居高不下、破坏生态平衡、污染生存环境、威胁消费者健康等不可持续发展的突出问题。近二十年来，世界各国在农业发展中更加注重生态环境的保护与治理，调整城乡产业布局，重视土、肥、水、药和动力等资源投入的节约和使用的高效化“，撂有机农业”撂“、撂生态农业”撂、“撂绿色农业”撂“、撂都市农业”撂“、撂观光农业”撂等新的现代农业形态不断涌现，可持续农业受到广泛重视，成为全球农业发展的必然趋势。

3.7投入与补贴福利化

工业反哺农业、城市支持农村、政府全程补贴、提供保护与服务是现代农业的政策特征。与其他产业领域的情况相反，伴随着农产品贸易的全球化进程，在绿箱、兰箱和黄箱政策允许框架下，政府通过财政、金融、税收、政策、立法等一系列手段和非市场行为，在涉及交通、通讯、水利等生产基础设施建设、文化设施建设、产中补贴与贸易补贴、防灾减灾与保险、产品服务体系、市场服务体系、信息服务体系、医疗卫生体系、科学技术研究、技术示范推广、义务教育与职业培训、动植物疫病预防控制、政府公益支撑系统等等环节，进行福利化补贴、政策性保护和财政投入支持，引导各种资源流向农业和农村，形成全社会/各行业支持农业、工业与农业互动、城市与农村共同发展的局面，建立了与现代农业产业体系相应的庞大支持体系。比如，仅仅美国联邦政府农业部门的公务员人数就高达15万人之多，是仅次于五角大楼的政府机构，这也是美国农业生产直接从业者只有总人口的2%左右，而产业体系及其相关支持系统的从业者人数却累计高达18%以上的原因之一。

4现代农业发展的几种基本模式

篇5

摘 要：上海市设施土壤栽培小白菜生产管理现状调查表明，本地区小白菜生产存在种子成本高、水肥管理粗放、生产效率低下等问题，建议继续加强小白菜高效安全生产模式建设，推广种子加工处理、水肥一体化、病虫害绿色防控关键生产环节机械化等技术的应用。

关键词：小白菜；生产现状；水肥一体化；机械化

中图分类号：S634.3 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2016）24-0034-07

小白菜（Brassica campestris ssp. chinensis L.）又名不结球白菜、青菜，属十字花科芸薹属，含丰富的维生素和矿物质，深受消费者喜爱。具有生长期短、适应性广、省工、易种、可周年生产等优点，在上海以小白菜为主的绿叶菜是市民不可或缺的蔬菜，日均供应量在4 000 t以上[1]。由于绿叶菜不耐储运，其供给主要靠本地生产。目前，上海绿叶菜自给率达到90%[2]。其中，在上海地产绿叶菜上市量的构成中，小白菜占比最大，约占地产绿叶菜上市总量的45%[1]。由此可见，小白菜的供给保障和安全生产密切关系着上海市民的日常生活。

在实际生产中，农户为提高小白菜产量而大量施用化肥、农药的现象越来越普遍，不仅造成了菜地土壤板结、保肥持水性降低、盐渍化加重等问题，还致使小白菜品质下降，如硝酸盐含量、农药残留超标等[3，4]。此外，蔬菜生产从业人员老龄化等问题，严重阻碍了上海地区小白菜的生产和供应[5]。因此，寻找小白菜安全、高效生产的解决方案是上海地区蔬菜生产的一个重要课题。

走访了上海地区不同生产模式和规模的蔬菜园艺场，以设施主栽蔬菜作物小白菜为主要对象，对其中 6 个典型园艺场小白菜生产现状进行实地调研，总结和分析了上海地区小白菜生产中存在的问题，提出了小白菜高效、安全生产的发展建议。

1 小白菜生产现状

1.1 生产模式

上海市小白菜以土壤栽培为主，兼有基质栽培。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钢管大棚中进行，配套设施相对简单，是目前最普遍的模式；露地土壤栽培由于受天气影响较大，不能持续生产，主要为个体农户小规模栽培。基质栽培主要为有机基质栽培，在钢管大棚或现代化智能大温室中进行，主要用于示范生产或科研。

上海市小白菜主要采取“一播多收”的生产模式，分为春、夏、秋、冬季栽培，具体播种时间、采收时间及采收形式见表1。也有专门的鸡毛菜生产和青菜生产，鸡毛菜生产采用直播，青菜生产采用育苗移栽。鸡毛菜生产：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。青菜生产：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月上旬播种，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 品种选择

上海地区的小白菜，周年栽培，品种选择主要依据季节。春季栽培主要选择耐寒、冬性强、抽薹期迟的品种，常用品种有艳春、艳绿、四月慢、五月慢等。夏季栽培主要选用耐热、抗病性强、前期生长快的品种，常用品种有华王、新夏青5号、新夏青6号、华阳、绿山等。秋季栽培主要选用耐病的矮萁青菜品种，常用品种有新场青、矮抗青、苏州青等。冬季栽培主要选用耐寒性较强的品种，常见品种主要为上海青、新场青、矮萁苏州青等。

一般采用直播，兼有育苗移栽，以缩短种植时间，提高土地利用率。具体播种形式与生产模式密切相关，夏秋高温季节主要采取直播，以避免伤根，增强抗逆性。春冬季节多选择育苗移栽，一般待小白菜长至鸡毛菜大小（4叶1心）进行移栽。播种量也因生产模式不同而有所差异，6个园艺场的用种量如表2。春、秋两季播种量为300～500 g/667 m2，夏、冬两季由于出芽率低，播种量相对较大，一般为400～600 g/667 m2。若只收获鸡毛菜，播种量更大，为1 000～2 500 g/667 m2。

1.3 灌溉与施肥管理

①灌溉管理 上海市设施栽培的小白菜灌溉方式以喷淋和喷水带为主。灌溉水源为河水，未经处理直接灌溉。灌溉频次和灌溉量主要依据经验判断，没有形成系统的灌溉策略。不同园艺场在具体操作上差异较大，如表3所示。1号园艺场的灌溉方式为播种前及出苗前用喷水带浇水，出苗后采用喷淋，从顶部灌溉，约每10 d 浇水1 次，生育期耗水量为36 142 kg/667 m2；2号园艺场采用喷淋和喷水带，通过设定灌溉时间控制灌溉量，每7～10 d浇水1次，时间2 h， 生育期耗水量为30 720 kg/667 m2； 6号园艺场也采用喷淋，通过设定固定频次进行灌溉，小白菜出苗后春秋季约10 d浇1次，冬季约每15 d 浇1次，夏季约每7 d浇1次，生育期耗水量为26 880 kg/667 m2。其他园艺场灌溉频率和灌溉量主要通过人工观察确定，随机性较大。

②施肥管理 上海市设施小白菜土壤栽培中施肥以有机肥为主，辅以其他肥料，以施基肥为主，追肥为辅。6个园艺场小白菜栽培中施肥方式分为基肥和基肥+追肥2种，肥料种类和用量差异较大，如表4。1～4号园艺场小白菜栽培均只施有机肥，有机肥用量为每茬1 000～2 000 kg/667 m2；5号园艺场只施基肥，热天选择复合肥作基肥，冷天选择生鸡粪；6号园艺场小白菜栽培每年施鸡粪2次，其他时候追施尿素。将所施肥料折合成N素用量，6个园艺场小白菜栽培中N的投入量由大到小依次为：2号园艺场>4号园艺场>3号园艺场>1号园艺场>5号园艺场>6号园艺场。

1.4 病虫草害及其防治

①虫害及其防治 上海地区小白菜主要虫害有小菜蛾（Plutella xylostella Linnaeus）、菜青虫（Pieris rapae Linnaeus）、黄曲条跳甲（Phyllotreta striolata Fabricius）、蚜虫（Brevicoryne brassicae Linnaeus）、甜菜夜蛾（Spodoptera exigua Hübner）、大猿叶甲（Colaphellus bowringi Baly），为害部位均为叶片。为害症状均为蚕食叶片成孔洞或缺刻，但又有所区别。例如，菜青虫一般从叶边缘蚕食；小菜蛾幼虫仅取食叶肉，留下表皮，在菜叶上形成一个个透明的斑，严重时全叶被吃成网状；黄曲条跳甲一般在叶片中间留下孔洞。

上海市设施小白菜土壤栽培中虫害防治手段包括农业、物理和化学防治。走访的6个园艺场在小白菜虫害防治中均采取农业、物理和化学防治相结合的手段。农业防治手段如清除残叶、深耕晒土、通风等。物理防治为钢架大棚覆盖防虫网，棚内挂黄板，密度为52张/667 m2。化学防治则根据各园艺场经营模式的不同而有所差异，具体情况为：1号园艺场为有机经营模式，不使用化学防治；2号园艺场也为有机经营模式，化学防治选用生物农药，例如用1.5%除虫菊素水乳剂防治蚜虫，用量60～

80 mL/667 m2；用1.3%苦参碱水剂防治菜青虫，用量90～100 g/667 m2； 3～6号园艺场，均为无公害标准化蔬菜生产的经营模式，化学防治以政府重点推荐农药品种为主，如用32 000 IU/mg苏云金杆菌可湿性粉剂防治菜青虫，用5.7%甲维盐水分散粒剂防治小菜蛾，用40%啶虫脒水分散粒剂防治蚜虫和黄曲条跳甲，用10亿PIB/mL苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒悬浮剂防治甜菜夜蛾等。

②病害及其防治 上海地区小白菜主要病害有霜霉病（Peronospora parasitica Fries）和根肿病（Plasmodiophora brassicae）。霜霉病，通常在忽暖忽寒、多雨高湿的天气条件下易发生流行，病害症状为叶面出现不规则形块状黄褐色枯斑，相应的叶背出现稀疏白霉病征（孢囊梗与孢子囊），严重时病斑连合为大小不等的斑块，致叶片干枯。根肿病在冷凉而排水不良的酸性至中性土壤中发生严重，主要症状为根部肿大[6]。

上海市设施小白菜土壤栽培中病害防治手段包括农业和化学防治，且以预防为主。农业防治手段如实行轮作、施用腐熟的有机肥、通风以降低湿度和清除残叶等。化学防治手段如施用687.5 g/L氟菌・霜霉威悬浮剂防治霜霉病。调研发现，1～4号园艺场小白菜生产均与不同科的蔬菜进行轮作，均施用腐熟的有机肥，并且播种前都采取清除残叶、深耕晒土、通风等农业防治手段预防病害发生。5号和6号园艺场小白菜生产仍以连作为主，且以生鸡粪作为基肥。

③除草技术 上海地区小白菜的除草主要分为3个时期：播后苗前喷洒金都尔（精异丙甲草胺）防草害；采收鸡毛菜和小青菜的同时拔除杂草；采收结束耕地前，用百草枯清理整个菜田。

1.5 生产成本

6个园艺场均未对小白菜生产成本进行详细记录与核算。因此，根据小白菜生产中的物料投入、土地和设备租赁费用及用工情况，并结合当地劳动力和其他物料价格估算出各项生产成本，如表5。其中， 2号和3号园艺场肥料为自制有机肥，其生产成本较高，属于个例；1、4、5、6号园艺场选用商品有机肥或化肥，代表了上海地区小白菜生产肥料施用现状，故成本分析只比较1、4、5、6号园艺场。小白菜生产的物料投入主要包括种子、肥料和农药+黄板，分别占成本投入的5.3%～9.1%， 12.7%～23.6% 和2.3%～5.9%；劳动力投入占42.0%～49.3%；土地及设备租赁投入占18.5%～33.6%。

不同园艺场生产小白菜的成本项目相同但费用比例和成本总额差异较大。1、4、5、6号园艺场生产成本以人工费为主，约占50%，其次为土地及设备租赁费或肥料，种子、农药所占份额较小。2号和3号园艺场生产成本以肥料投入为主，肥料投入分别占成本构成的42.0%和56.2%，劳动力投入次之，分别占29.6%和24.2%。6个园艺场生产成本总额由大到小依次为：3号园艺场2号园艺场1号园艺场>4号园艺场>5号园艺场>6号园艺场。

2 主要问题分析

2.1 种子成本高、用量大

目前上海小白菜栽培最多的品种是华王。华王引自日本，种子纯度>98%，发芽率>85%，价格为350元/kg。而国产种子的纯度和发芽率均不及华王，平均价格70 元/kg。进口种子的价格是国产种子的5倍，加大了成本投入。

此外，小白菜生产大多采用直播，种子用量约为450 g/667 m2；而育苗移栽，以1号园艺场为例，其移栽密度为20 000株/667 m2时，理论种子用量仅为103～118 g/667 m2，发芽率85%，成苗率80%。实际种子用量约为理论值的4倍，种子的损耗也加大了成本投入。

2.2 水肥决策凭经验

6个园艺场的小白菜水肥管理均凭经验。水分管理上，灌溉时间和灌溉量控制主要通过人工观察，无据可循。通常人工灌溉方式灌溉量偏大，过量的水分会使温室内湿度增大，容易引发病害[7]。而采用微灌方式虽然可以减少灌溉量，但由于缺乏可行性强的灌溉决策方案，农民普遍依据人工经验判断，随机性较大，不适宜大面积推广。

施肥管理上，普遍使用有机肥，但有机肥种类繁多，质量参差不齐，用量不等。主要靠经验，随机性较大，未形成相对科学、统一的施肥策略。对土壤中各营养元素的丰缺状况不了解，未掌握小白菜肥料需求规律，盲目施肥，降低了肥料利用率，也往往造成土壤盐渍化。1～4号园艺场小白菜生产有机肥投入量折合成N素用量23～60 kg/667 m2，5号和6号园艺场投入的复合肥和尿素，折合成N素用量仅3.8、4.7 kg/667 m2。可见，上海地区小白菜生产通过有机肥投入的N素比化肥投入的N素更多，这与已有的一些研究结果一致[8，9]。并且，小白菜生产以施基肥为主，与严瑾等[10]推荐的小白菜生产施肥策略不一致。由此可见，目前小白菜生产中施肥决策没有达到最佳状态。

2.3 产品质量安全无保证

小白菜生产中农药使用不规范的现象仍然存在。以5号园艺场为例，夏季小白菜生产，每3～4 d用药1次，杀菌剂、杀虫剂交叉使用，用药量大于推荐剂量的2倍。调研时也了解到，个体农户种植的小白菜，农药残留超标现象时有发生。

2.4 劳动生产效率

上海地区小白菜生产存在劳动力老龄化严重的问题。以1号园艺场为例，长期雇工38人，其中55～60岁，占比2.6%；60～70岁，占比39.5%；70岁以上，占比57.9%。

此外，小白菜生产过程中机械化程度不高。播种、移栽、灌溉、施肥和收获等各生产环节均靠人工，作业效率情况为：施肥整地，120 h/hm2；移栽，

1 200 h/hm2；收割，480 h/hm2。可见，上海地区小白菜劳动生产效率低下。

3 高效安全化生产建议

3.1 推广种子加工处理技术

小白菜种子应由种子公司和专业机构进行更严格的精选加工处理，以提高播种质量。种子加工处理，包括果穗进料、烘干、果穗脱粒预清、种子精选、包衣、包装等一系列工序。现实生产中，因种子种类繁多、形态各异，加工的要求各有差异，但大多数种子加工的工艺都包括初清、精选分级、拌药处理、称重、包装等。处理的目的包括防治病虫、刺激种子萌发、打破休眠、便于播种、提高活力等。目前常用的种子处理技术与设备有种子包衣与丸化、种子带、种子毯等。

我们应该借鉴国外种子加工及商品化生产的成功案例，大力推进我国小白菜种子加工处理技术。以德国KWS种子公司甜菜种子加工处理为例，其在南欧繁制甜菜种子，收获后运输到Einbeck德国总部进行加工丸化处理，丸化设备采用制药工业机器，将丸化后的种子损伤降到最低。丸化后甜菜种子按每10万粒为单位包装成1盒，正好是1 hm2的播种量。包装上具有欧盟种子认证（蓝）标签，内容分别为作物名称、品种名称、认证单位编号、生产批号、数量、是否包衣、种衣剂类型、丸粒化种子粒径、生产日期和条形码。为保证种子加工质量，在甜菜种子加工前，要对粗种子进行发芽和田间出苗试验；在种子加工过程中，还经过多次质量检验，以及最终田间出苗试验[11]。因此，我国小白菜种子加工行业还需要提高现有技术水平，完善现有工艺，注重小白菜种子加工处理技术的各个关键环节，以期提高种子质量、促进田间成苗及提高产量，满足农业数字化和智能化对高质量小白菜种子的需求。

3.2 发展水肥一体化管理技术

发展水肥一体化技术，实现精准灌溉和精准施肥。水肥一体化的核心思想是以作物需求为导向，根据作物的需水需肥规律，采用水肥精准化控制的办法，科学配比肥料，适时浇水，实现肥水耦合自动化，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。相对于传统的施基肥、追肥等施肥技术以及沟灌、微喷等灌溉方式，水肥一体化管理模式实现了水肥同步管理。

水肥一体化技术综合了应用工程技术、信息技术和农业生物技术，采用机械化、自动化操作，不但可以减少灌溉施肥的劳动力成本，而且可以通过降低土壤水分和空气湿度来改善设施内微生态环境，抑制病虫害发生，减少农药投入和防治病虫草害的劳动力投入。虽然采用水肥一体化管理模式在灌溉设备的一次性投入以及水溶性肥料方面成本有所增加，但在劳动力、农药使用等方面的成本大大减少。同时，水肥一体化技术有利于小白菜标准化生产，提高小白菜品质和产量，从而促进农民增收。此外，随着政府对节水灌溉和水溶性肥料补贴比例的增加，小白菜种植效益将进一步增加[12]。

从调研的几个园艺场来看，上海地区小白菜生产在施肥、灌溉的关键技术决策上还没有形成相对科学的规程，对小白菜需肥需水规律还没有系统掌握，在小白菜产量和品质上仍有提升空间。由此来看，在上海市推广小白菜水肥一体化管理模式具有可行性。

3.3 实施病虫害绿色防控技术

伴随人口的增长和消费水平的提高，市场需要提供更多高品质的新鲜蔬菜来保障城市居民的基本生活。作为特大都市的上海，对高品质蔬菜的需求也不断增强。然而小白菜生产中滥用农药的现象仍然存在，个体农户种植的小白菜，农药残留超标时有发生。因此，在小白菜生产过程中应该积极实施病虫害绿色防控技术，提高产品质量安全。

在绿色防控实施过程中，不仅要对栽培过程中允许施用的农药进行严格监管，建立采后多级检验制度，还应该加强频振式杀虫灯、防虫网、烟雾机等性能安全的植保设备的应用[13]。也可以通过应用信息化管理系统，监控检测小白菜病虫草害发生、发展规律，建立小白菜生产绿色防控技术规范，达到预防为主，提前防治的效果，从而减少小白菜生产过程中的农药使用量，提高品质，保证小白菜的食用安全。

3.4 开展全程质量监管与可追溯

在小白菜生产过程中还可以引入蔬菜质量管理（质量分析与关键点控制，QACCP）体系，即主要通过分析和确定小白菜生产中的关键环节，对生产过程中的所有关键环节进行全程跟踪并控制，以有效地保证小白菜产品质量安全和实现全程质量监管。还可以通过RFID 等条形码识别、无线通讯网络等信息技术，将QACCP 数据库中小白菜种植过程记录与某一特定的追溯码（可以是条形码）相关联，通过扫描或者输入条形码的方式，追溯小白菜的种子来源、采收地点、采收日期及包装日期，实现小白菜生产全过程质量管理的可追溯[14]。蔬菜商品质量安全管理系统的引进，能够建立小白菜生产全过程管理档案，实时记录生产信息，同时实现产品生产的历史记录信息追溯与产品实时状态查询功能，可以保障小白菜生产全过程QACCP 管理的标准化、数字化和信息化，满足信息可追溯、状态可查询、质量安全可管理可控制的要求。

3.5 推广小白菜机械化生产技术

大力推广小白菜机械化生产技术，以提高劳动生产效率。目前上海地区小白菜生产劳动力存在严重老龄化的问题，个别园艺场70岁以上从业者，占比高达57.9%，而且几乎没有机械化设备的应用。因此，为提高小白菜生产效率，保障小白菜供应，在小白菜生产中应用机械化生产技术显得十分必要。

小白菜的机械化生产要求耕地、整地、播种、移栽、收获等各作业环节均实现机械化。张兆辉等[15]报道的小白菜机械化生产的关键技术已基本实现，具体包括：①品种选择，在满足生育期、蔬菜质量的前提下，选育胚轴长、直立性好、适于机械化移栽和收割的品种，如耐热605、新夏青4号、新夏青5号、机收一号等；②机械化耕整地及作畦技术，该技术是以深翻为基础，分别完成旋耕、作畦、开沟、镇压等联合作业工序，使用可变式平整高作畦机（MSE18C）旋耕、作畦、整形、镇压等，每 1 h 约 66.7 m2，作畦后畦底宽 1.4～1.6 m、畦面宽 1.1～1.2 m、畦高 15.0 cm、沟宽 20～40 cm；③精量播种，播种前筛选种子，剔除秕粒及杂质，以保证播种均匀、出苗整齐、一致，从而有利于小白菜生长整齐、一致；④水肥一体化管理技术，采用肥水一体化技术实施浇水、施肥，每次喷水时间 10～15 min。因此，可通过这些小白菜生产机械化技术的引进，减轻人工作业强度，降低生产成本，提高生产效率。

参考文献

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