節能型技術在現代農業發展中的重要性

李少林

（湖南省龍山縣洗洛鎮農技與農村經濟合作服務站，湖南龍山 416800）

現階段，我國的經濟飛速發展，極大地滿足了人民的物質生活需要，但生態環境也遭受了不同程度的破壞，當前的主要污染源分為工業污染、車輛尾氣排放污染、城市污染和農業污染(畜牧污染)等。為了滿足人們對美好生活的向往、確保經濟持續發展，國家為減少污染源在節能減排進行了戰略部署，將工業污染交給工業園區集中處理；通過清潔能源應用和科技發展減少汽車尾氣排放污染；加大城鎮化建設，減少人畜污染區域，把城市污染交給污水處理廠；農業污染包含畜牧污染，減少畜牧污染的方案是牲畜圈養，農業污染是農業生產中無序的對農藥、化肥、水資源的濫用，造成生態環境惡化影響到食品安全生產，造成土壤板結，并對水資源安全飲用亮出了紅燈。節能型技術、智能型農業發展運用是減少農業污染的唯一途徑。

1 我國耕地、水資源和農藥化肥用量現狀

1.1 我國耕地現狀 我國擁有世界上7%的耕地，總面積121 826 667 hm2，糧食產總產量為 6 億 t以上，已經是世界第一，糧食產量占世界的26%。我國人口為13.900 8億人，約占世界總人口的29%，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]。由于城鎮化建設、工業污染、耕作方式及自然災害等因素影響，耕地面積及質量都受到侵蝕，特別是沙漠化面積擴大，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峻的土地壓力，沙漠化面積達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，但切實保護耕地、合理利用土地將會是我國的一項基本國策。

1.2 我國水資源現狀 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，其實我國是世界上嚴重缺水的國家之一。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，而且因為我國人口眾多，人均水資源量只有不到2 300 m3，僅為世界平均水平的1/4，雖然南水北調工程緩解了北方部分地區的用水，但形勢依然嚴峻，河流的防污治污工作也是一大難題。

1.3 我國農藥化肥使用情況 我國的農藥化肥使用量觸目驚心，我國糧食產量大約占世界的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2017年統計，我國年使用農藥大約180萬t，但有效利用率低，大約不足30%，低于美國等發達國家5～10個百分點[3]。大量農藥化肥使用，導致有機肥使用減少，加快了土壤板結退化速度，對土壤良性利用、食品安全生產、防污治污帶來嚴重的挑戰。我國目前土壤質量不斷下降，土壤貢獻力大約在40%，比西方國家低10～20個百分點，我國土壤的pH值從30年前的7%上升至18%，南方地區近40%的土壤呈酸性，當前我國因鎘、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法平均667 m2需要投入2萬元，財政壓力巨大，但關系到人民的福祉、民族的未來，只有分批去存量，盡一切努力使農藥化肥的使用率控制在科學范圍內。所以，在農業生產中探究可持續發展之路是國家農業發展的主攻方向，其中節能型技術的推廣和運用尤為重要。

2 光伏農業大棚是節能型技術在農業生產運用中的典范

2.1 農業大棚的優勢 農業大棚是盈縮農業節能型技術運用的代表，提高了土壤的利用率和精細化管理水平，突破了農作物生長的季節性，利用滴灌技術極大地滿足了農作物對水分和養分的需求，在降低農作物對水、肥、藥50%以上的基礎上產量提高了100%。降低了農作物病蟲害機率60%，保證了食品安全和供應。

2.2 光伏大棚相對于農業大棚的優點 光伏農業大棚是光伏使用的一種新的方法。與普通的溫室大棚相比，光伏農業大棚的優勢如下：（1）光伏發電是利用光伏農業大棚的棚頂，并不占用土地，也不會改變土地性質，因此可以節省土地資本；（2）光伏農業大棚因電力便捷可提高農業自動化程度，如在大棚內安置遮陽保溫系統、加熱補溫系統、智能化控制空氣增濕系統及智能滴灌系統，能自動調節作物對水、肥、溫度和濕度等的精細管理[4]；（3）光伏農業大棚根據需要形成大跨度鋼結構，由于空間大，所以便于自動化機械化作業，如果地處城效或者依臨景區，還會形成觀光產業，無形中加大經濟收入；（4）中國社會已步入老齡化時代，勞動力成本加大，光伏農業大棚因自動化機械化的大力運用，減少了勞動力的需要，節約了成本，提高了效率，順應了時代。

2.3 光伏農業大棚的運用前景 我國能源結構以煤為主，是世界上最大的煤炭消費國，面對巨大的人口基數，能源形勢嚴峻。國家對于清潔能源的開發利用補助加大，如山東省給予地面電站補助是0.2元/度，各地在財政、稅收方面還會給予或免或惠的支持。在國家產業轉型的大背景下，大力提倡清潔能源運用，光伏農業大棚的運用發展進入了快車道。確保完成城市節能減排指標和解決市民秋季吃上平價蔬菜意義重大。

2.4 光伏農業大棚在節能型技術上的體現 光伏農業大棚發電系統可原地發電，由于農業大棚大多地處城效和鄉村，長距離送電會加大電力輸送的線路損耗，光伏農業大棚的并網改決了這一問題，太陽能光伏并網雙向發電系統是在白天用電高峰期供電，在用電低谷時期從電網吸納電能，最大程度地利用光伏發電緩解電力高峰，并實現了大棚的機械化自動化運作。

3 光伏農業大棚在現代農業中的引領作用

3.1 光伏農業大棚技術推廣為現代農業發展鋪平道路 現代農業即生態農業體系加集成化管理和高效運作，因農業具有承受自然災害的脆弱屬性，可以最大程度地降低自然災害對農業生產的損毀，最高效地對土地進行精細耕作，保證對農藥、化肥、水的最大利用率，所以，光伏農業大棚作為現代農業的典范對于現代農業發展具有引領作用。當前，現代農業科技在農業生產中不斷被運用，現代農業管理體系已現雛形。隨著我國的光伏產業井噴式發展，光伏農業大棚的推廣運用進入高速發展時期，現代農業大棚和智能農業發展離不開電力能源供應，用電比例的不斷攀升會持續加大生產成本，并且導致物價上漲，最終影響人民的幸福指數，光伏再生能源的發展能改變這一現狀，為現代農業推進提供源源不斷的清潔能源平價動力，并為農業生產走向智能化鋪平道路，其中節能降耗的引領作用尤為顯著。

3.2 光伏農業大棚技術提高了產品質量，解放了生產力 光伏電力在農業大棚的運用會帶動大量農業新技術的發展，如目前的物聯網技術運用信息與控制，從而實現更加精準的管理，獲得優質的產品，由于光伏農業大棚空間和硬件設施相對合理完備，更便于智能化機械化操作，機器人的運用在不久的將來也可能會實現，所以跨越了時間的束縛，解放了生產力。一些超前的科研試驗也可借助光伏農業大棚這個平臺開展。

3.3 光伏農業大棚中的智能灌溉技術運用推廣前景 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，其中智能滴灌施肥是對農業生產水肥作業進行精細管理的典范。由于滴灌技術成熟，可在大田作業推廣，特別是干旱或半干旱地區，滴灌技術是通過干管、支管和毛管上的滴頭向土壤經常滴水，把化肥或其他化學劑科學合理地輸送給作物的一種先進的灌溉方法。節約用水50%以上，肥料利用率在75%以上。由于節水、節地、省人工和機力、省農藥且使作物抗災強，所以可以達到增產環保的效果。

3.4 光伏農業大棚是空間利用的魔法師 光伏農業大棚其實就是一個盈縮的現代化農業王國，怎樣更加合理地運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，進行機械化操作和自動化管理，才能發揮光伏農業大棚的優勢，縮短投資成本。

4 結語

我國節能型技術和智能農業在光伏農業大棚中試驗、試范，到大田推廣，為我國農業現代化提供標準模式，將從根本上解決能源短缺對農業經濟發展帶來的不利影響，不斷打造生態食物品牌，發展產業鏈條，從源頭上保證蔬菜、農作物的安全生產，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”大的戰略發展方針指導下，各種節能型技術在現代農業生產中運用將會遍地開花，并且會引領現代農業發展。