節(jié)能型技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要性

李少林

（湖南省龍山縣洗洛鎮(zhèn)農(nóng)技與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)合作服務(wù)站，湖南龍山 416800）

現(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，極大地滿足了人民的物質(zhì)生活需要，但生態(tài)環(huán)境也遭受了不同程度的破壞，當(dāng)前的主要污染源分為工業(yè)污染、車輛尾氣排放污染、城市污染和農(nóng)業(yè)污染(畜牧污染)等。為了滿足人們對美好生活的向往、確保經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，國家為減少污染源在節(jié)能減排進(jìn)行了戰(zhàn)略部署，將工業(yè)污染交給工業(yè)園區(qū)集中處理；通過清潔能源應(yīng)用和科技發(fā)展減少汽車尾氣排放污染；加大城鎮(zhèn)化建設(shè)，減少人畜污染區(qū)域，把城市污染交給污水處理廠；農(nóng)業(yè)污染包含畜牧污染，減少畜牧污染的方案是牲畜圈養(yǎng)，農(nóng)業(yè)污染是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無序的對農(nóng)藥、化肥、水資源的濫用，造成生態(tài)環(huán)境惡化影響到食品安全生產(chǎn)，造成土壤板結(jié)，并對水資源安全飲用亮出了紅燈。節(jié)能型技術(shù)、智能型農(nóng)業(yè)發(fā)展運(yùn)用是減少農(nóng)業(yè)污染的唯一途徑。

1 我國耕地、水資源和農(nóng)藥化肥用量現(xiàn)狀

1.1 我國耕地現(xiàn)狀 我國擁有世界上7%的耕地，總面積121 826 667 hm2，糧食產(chǎn)總產(chǎn)量為 6 億 t以上，已經(jīng)是世界第一，糧食產(chǎn)量占世界的26%。我國人口為13.900 8億人，約占世界總?cè)丝诘?9%，我國人均耕地為900 m2，人均占地面積不到世界的1/3，并且有66%的耕地分布在山地高原，只有不到34%的耕地分布在平原[1]。由于城鎮(zhèn)化建設(shè)、工業(yè)污染、耕作方式及自然災(zāi)害等因素影響，耕地面積及質(zhì)量都受到侵蝕，特別是沙漠化面積擴(kuò)大，草場退化各類土地都不同程度遭到破壞，目前我國面臨十分嚴(yán)峻的土地壓力，沙漠化面積達(dá)18%，荒漠化面積為27%，20%的耕地遭到污染，近6 666 667 hm2土地已經(jīng)次生鹽漬化[2]。同新中國成立初期相比，人的生存空間壓縮1/5，當(dāng)前的退耕還林及退牧還草等政策措施緩解了土地惡化情況，但切實(shí)保護(hù)耕地、合理利用土地將會是我國的一項(xiàng)基本國策。

1.2 我國水資源現(xiàn)狀 我國看似江河縱橫，長江、黃河、黃浦江、牧丹江、塔里木河……星羅棋布，其實(shí)我國是世界上嚴(yán)重缺水的國家之一。我國的淡水資源總量大約為28 000億m3，約占全球水資源的6%，從資料上顯示為世界第四。但是我國的水資源受到不同程度的污染，分布不均、年際變化大、南豐北缺且東多西少，而且因?yàn)槲覈丝诒姸啵司Y源量只有不到2 300 m3，僅為世界平均水平的1/4，雖然南水北調(diào)工程緩解了北方部分地區(qū)的用水，但形勢依然嚴(yán)峻，河流的防污治污工作也是一大難題。

1.3 我國農(nóng)藥化肥使用情況 我國的農(nóng)藥化肥使用量觸目驚心，我國糧食產(chǎn)量大約占世界的16%，化肥卻占世界用量的31%，每公頃化肥用量是世界平均水平的4倍，據(jù)2017年統(tǒng)計(jì)，我國年使用農(nóng)藥大約180萬t，但有效利用率低，大約不足30%，低于美國等發(fā)達(dá)國家5～10個百分點(diǎn)[3]。大量農(nóng)藥化肥使用，導(dǎo)致有機(jī)肥使用減少，加快了土壤板結(jié)退化速度，對土壤良性利用、食品安全生產(chǎn)、防污治污帶來嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。我國目前土壤質(zhì)量不斷下降，土壤貢獻(xiàn)力大約在40%，比西方國家低10～20個百分點(diǎn)，我國土壤的pH值從30年前的7%上升至18%，南方地區(qū)近40%的土壤呈酸性，當(dāng)前我國因鎘、錳、鋅等重金屬污染耕地就有2 000萬hm2，目前采取最低成本的植物修復(fù)法平均667 m2需要投入2萬元，財(cái)政壓力巨大，但關(guān)系到人民的福祉、民族的未來，只有分批去存量，盡一切努力使農(nóng)藥化肥的使用率控制在科學(xué)范圍內(nèi)。所以，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中探究可持續(xù)發(fā)展之路是國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的主攻方向，其中節(jié)能型技術(shù)的推廣和運(yùn)用尤為重要。

2 光伏農(nóng)業(yè)大棚是節(jié)能型技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用中的典范

2.1 農(nóng)業(yè)大棚的優(yōu)勢 農(nóng)業(yè)大棚是盈縮農(nóng)業(yè)節(jié)能型技術(shù)運(yùn)用的代表，提高了土壤的利用率和精細(xì)化管理水平，突破了農(nóng)作物生長的季節(jié)性，利用滴灌技術(shù)極大地滿足了農(nóng)作物對水分和養(yǎng)分的需求，在降低農(nóng)作物對水、肥、藥50%以上的基礎(chǔ)上產(chǎn)量提高了100%。降低了農(nóng)作物病蟲害機(jī)率60%，保證了食品安全和供應(yīng)。

2.2 光伏大棚相對于農(nóng)業(yè)大棚的優(yōu)點(diǎn) 光伏農(nóng)業(yè)大棚是光伏使用的一種新的方法。與普通的溫室大棚相比，光伏農(nóng)業(yè)大棚的優(yōu)勢如下：（1）光伏發(fā)電是利用光伏農(nóng)業(yè)大棚的棚頂，并不占用土地，也不會改變土地性質(zhì)，因此可以節(jié)省土地資本；（2）光伏農(nóng)業(yè)大棚因電力便捷可提高農(nóng)業(yè)自動化程度，如在大棚內(nèi)安置遮陽保溫系統(tǒng)、加熱補(bǔ)溫系統(tǒng)、智能化控制空氣增濕系統(tǒng)及智能滴灌系統(tǒng)，能自動調(diào)節(jié)作物對水、肥、溫度和濕度等的精細(xì)管理[4]；（3）光伏農(nóng)業(yè)大棚根據(jù)需要形成大跨度鋼結(jié)構(gòu)，由于空間大，所以便于自動化機(jī)械化作業(yè)，如果地處城效或者依臨景區(qū)，還會形成觀光產(chǎn)業(yè)，無形中加大經(jīng)濟(jì)收入；（4）中國社會已步入老齡化時(shí)代，勞動力成本加大，光伏農(nóng)業(yè)大棚因自動化機(jī)械化的大力運(yùn)用，減少了勞動力的需要，節(jié)約了成本，提高了效率，順應(yīng)了時(shí)代。

2.3 光伏農(nóng)業(yè)大棚的運(yùn)用前景 我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主，是世界上最大的煤炭消費(fèi)國，面對巨大的人口基數(shù)，能源形勢嚴(yán)峻。國家對于清潔能源的開發(fā)利用補(bǔ)助加大，如山東省給予地面電站補(bǔ)助是0.2元/度，各地在財(cái)政、稅收方面還會給予或免或惠的支持。在國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的大背景下，大力提倡清潔能源運(yùn)用，光伏農(nóng)業(yè)大棚的運(yùn)用發(fā)展進(jìn)入了快車道。確保完成城市節(jié)能減排指標(biāo)和解決市民秋季吃上平價(jià)蔬菜意義重大。

2.4 光伏農(nóng)業(yè)大棚在節(jié)能型技術(shù)上的體現(xiàn) 光伏農(nóng)業(yè)大棚發(fā)電系統(tǒng)可原地發(fā)電，由于農(nóng)業(yè)大棚大多地處城效和鄉(xiāng)村，長距離送電會加大電力輸送的線路損耗，光伏農(nóng)業(yè)大棚的并網(wǎng)改決了這一問題，太陽能光伏并網(wǎng)雙向發(fā)電系統(tǒng)是在白天用電高峰期供電，在用電低谷時(shí)期從電網(wǎng)吸納電能，最大程度地利用光伏發(fā)電緩解電力高峰，并實(shí)現(xiàn)了大棚的機(jī)械化自動化運(yùn)作。

3 光伏農(nóng)業(yè)大棚在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的引領(lǐng)作用

3.1 光伏農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)推廣為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展鋪平道路 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)即生態(tài)農(nóng)業(yè)體系加集成化管理和高效運(yùn)作，因農(nóng)業(yè)具有承受自然災(zāi)害的脆弱屬性，可以最大程度地降低自然災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損毀，最高效地對土地進(jìn)行精細(xì)耕作，保證對農(nóng)藥、化肥、水的最大利用率，所以，光伏農(nóng)業(yè)大棚作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的典范對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展具有引領(lǐng)作用。當(dāng)前，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不斷被運(yùn)用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理體系已現(xiàn)雛形。隨著我國的光伏產(chǎn)業(yè)井噴式發(fā)展，光伏農(nóng)業(yè)大棚的推廣運(yùn)用進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚和智能農(nóng)業(yè)發(fā)展離不開電力能源供應(yīng)，用電比例的不斷攀升會持續(xù)加大生產(chǎn)成本，并且導(dǎo)致物價(jià)上漲，最終影響人民的幸福指數(shù)，光伏再生能源的發(fā)展能改變這一現(xiàn)狀，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)推進(jìn)提供源源不斷的清潔能源平價(jià)動力，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走向智能化鋪平道路，其中節(jié)能降耗的引領(lǐng)作用尤為顯著。

3.2 光伏農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解放了生產(chǎn)力 光伏電力在農(nóng)業(yè)大棚的運(yùn)用會帶動大量農(nóng)業(yè)新技術(shù)的發(fā)展，如目前的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用信息與控制，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的管理，獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，由于光伏農(nóng)業(yè)大棚空間和硬件設(shè)施相對合理完備，更便于智能化機(jī)械化操作，機(jī)器人的運(yùn)用在不久的將來也可能會實(shí)現(xiàn)，所以跨越了時(shí)間的束縛，解放了生產(chǎn)力。一些超前的科研試驗(yàn)也可借助光伏農(nóng)業(yè)大棚這個平臺開展。

3.3 光伏農(nóng)業(yè)大棚中的智能灌溉技術(shù)運(yùn)用推廣前景 滴灌、滲灌、水培灌溉、噴霧灌溉和潮汐灌溉是大棚的常用灌溉系統(tǒng)，其中智能滴灌施肥是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水肥作業(yè)進(jìn)行精細(xì)管理的典范。由于滴灌技術(shù)成熟，可在大田作業(yè)推廣，特別是干旱或半干旱地區(qū)，滴灌技術(shù)是通過干管、支管和毛管上的滴頭向土壤經(jīng)常滴水，把化肥或其他化學(xué)劑科學(xué)合理地輸送給作物的一種先進(jìn)的灌溉方法。節(jié)約用水50%以上，肥料利用率在75%以上。由于節(jié)水、節(jié)地、省人工和機(jī)力、省農(nóng)藥且使作物抗災(zāi)強(qiáng)，所以可以達(dá)到增產(chǎn)環(huán)保的效果。

3.4 光伏農(nóng)業(yè)大棚是空間利用的魔法師 光伏農(nóng)業(yè)大棚其實(shí)就是一個盈縮的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)王國，怎樣更加合理地運(yùn)用有限的空間也是重要的探究方向。只有把適合作物生長的位置、方向、高低搭配都合理安排好，進(jìn)行機(jī)械化操作和自動化管理，才能發(fā)揮光伏農(nóng)業(yè)大棚的優(yōu)勢，縮短投資成本。

4 結(jié)語

我國節(jié)能型技術(shù)和智能農(nóng)業(yè)在光伏農(nóng)業(yè)大棚中試驗(yàn)、試范，到大田推廣，為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供標(biāo)準(zhǔn)模式，將從根本上解決能源短缺對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的不利影響，不斷打造生態(tài)食物品牌，發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈條，從源頭上保證蔬菜、農(nóng)作物的安全生產(chǎn)，因而高效地豐富了菜籃子工程。筆者相信，在國家“守住了綠水青山便是金山銀山”大的戰(zhàn)略發(fā)展方針指導(dǎo)下，各種節(jié)能型技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用將會遍地開花，并且會引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。