设施农业科学与工程是什么？主要研究什么方向？

设施农业科学与工程是一门涉及农业设施设计、建造、环境调控、作物栽培等多个方面的学科。它旨在通过利用现代工程技术和科学方法，为农作物创造适宜的生长环境，提高农业生产效率和质量。 设施农业科学与工程的研究方向包括但不限于以下几个方面： 1. 农业设施的设计与建造：研究不同类型的农业设施，如温室、大棚、遮阳网等的设计和建造技术，以满足不同作物的生长需求。 2. 环境调控技术：研究如何通过调控温度、湿度、光照、二氧化碳等环境因素，创造适宜作物生长的环境，提高作物产量和品质。 3. 作物栽培管理：研究适合设施栽培的作物品种选择、栽培技术、水肥管理等，以实现高效、优质、高产的农业生产。 4. 智能化控制与信息化管理：利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现农业设施的智能化控制和信息化管理，提高农业生产的自动化水平。 5. 农业废弃物处理与利用：研究如何有效处理和利用农业废弃物，减少对环境的污染，实现农业的可持续发展。 通过设施农业科学与工程的研究和应用，可以提高农作物的产量和质量，增强农业的抗灾能力，减少对自然环境的依赖，实现农业的现代化和可持续发展。

设施农业科学与工程在实际生产中的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景： 1. 温室种植：利用温室技术可以创造适宜的温度、湿度和光照条件，延长作物生长季节，实现反季节种植和提早上市，提高经济效益。 2. 无土栽培：通过无土栽培技术，可以避免土壤连作障碍和病虫害的传播，精确控制水肥供应，提高作物的生长速度和品质。 3. 水肥一体化：将灌溉与施肥结合起来，实现水肥的精准供应，提高水肥利用效率，减少浪费和环境污染。 4. 农业物联网：借助物联网技术，实现对农业设施内环境参数的实时监测和远程控制，提高管理效率和生产精度。 5. 植物工厂：植物工厂是一种完全由人工控制环境的农业生产方式，通过精确的环境调控和自动化管理，实现高效、高质、高产的作物生产。 6. 农业废弃物资源化利用：利用设施农业技术，对农业废弃物进行处理和资源化利用，如将秸秆、畜禽粪便等转化为有机肥料或生物质能源。 7. 精准农业：结合地理信息系统、全球定位系统等技术，实现农业生产的精准化管理，包括施肥、灌溉、病虫害防治等。 8. 都市农业：在城市中发展设施农业，为城市居民提供新鲜、安全的农产品，同时也可以美化城市环境，缓解城市热岛效应。 这些应用场景仅仅是设施农业科学与工程的一部分，随着技术的不断进步和市场需求的变化，未来还会有更多的创新应用出现。

设施农业科学与工程的发展面临着一些挑战，主要包括以下几个方面： 1. 技术创新：设施农业涉及多学科交叉，需要不断进行技术创新和突破，以满足日益提高的生产需求和市场竞争。 2. 成本问题：设施农业的建设和运营成本较高，如温室建设、设备购置、能源消耗等，这限制了其在一些地区的推广和应用。 3. 人才短缺：设施农业领域需要既懂农业又懂工程技术的复合型人才，但目前这类人才相对短缺。 4. 环境可持续性：大规模的设施农业可能对环境产生一定影响，如能源消耗、废弃物处理等，需要关注其环境可持续性。 5. 市场波动：农产品市场价格波动较大，设施农业的投资回报受市场因素影响较大，需要合理规划和风险管理。 为了应对这些挑战，可以采取以下措施： 1. 加强科技研发：加大对设施农业技术的研发投入，鼓励高校、科研机构和企业开展合作，推动技术创新和成果转化。 2. 降低成本：通过优化设计、提高设备效率、利用可再生能源等方式降低设施农业的建设和运营成本，提高其经济可行性。 3. 人才培养：加强高校相关专业的建设，培养更多的设施农业专业人才；同时，通过培训和实践提高现有从业人员的技术水平。 4. 注重环境保护：在设施农业规划和运营中，充分考虑环境因素，采用环保材料和技术，加强废弃物的处理和资源化利用。 5. 市场风险管理：加强市场调研和分析，合理规划种植品种和生产规模，建立多元化的销售渠道，降低市场风险。 6. 政策支持：政府出台相关政策，加大对设施农业的扶持力度，提供财政补贴、税收优惠等，引导和鼓励其发展。 总之，设施农业科学与工程的发展需要多方面的努力和合作，通过技术创新、成本控制、人才培养、环境保护和市场风险管理等措施，实现其可持续发展和广泛应用。