農(nóng)業(yè)“上新”移軸看｜新模式：光伏跨界增效益

立夏不久，綠意中已感暑氣漸濃。在安徽省六安市金寨縣燕子河鎮(zhèn)龍馬村，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)光電農(nóng)業(yè)團(tuán)隊開墾的試驗田里，芽球菊苣正茁壯生長。作為一種喜陰的高附加值蔬菜，芽球菊苣被安排種植在兩種不同光照強(qiáng)度的露天環(huán)境中。試驗的目的是希望通過觀察蔬菜長勢，研究光照管理對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

同在一片藍(lán)天下，如何才能改變光照強(qiáng)度？記者在現(xiàn)場注意到，試驗田的左側(cè)田塊支起了數(shù)排光伏板，而右側(cè)則是無任何遮擋。陽光照射下，光伏板下的芽球菊苣長勢喜人。中國科大光電農(nóng)業(yè)方向研究生團(tuán)隊的成員有的正忙著采集光照數(shù)據(jù)，還有的正在整理水肥自動澆灌管道。

農(nóng)光互補(bǔ)作為一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已不新鮮。安徽是全國光伏扶貧試點省，不同規(guī)模的光伏扶貧電站，為打贏脫貧攻堅戰(zhàn)、鞏固脫貧攻堅成果、幫助貧困戶穩(wěn)定脫貧提供了重要支撐。安徽省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳幫扶處處長孟守東告訴記者，安徽光伏扶貧電站占地面積6萬畝左右，2017年之后建設(shè)的多為高支架光伏扶貧電站，農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、藥光互補(bǔ)等多種形式的板下經(jīng)濟(jì)應(yīng)運(yùn)而生。光伏農(nóng)業(yè)，既有光伏發(fā)電收益，亦有農(nóng)產(chǎn)品收益。

然而，傳統(tǒng)意義上的光伏農(nóng)業(yè)對光能利用存在不足。“光伏板下因為有陰影，大部分農(nóng)作物光照不足，不能正常生長。”中國科大物理學(xué)院光學(xué)教授劉文告訴記者，地球上的現(xiàn)存物種是經(jīng)過億年被太陽和地球環(huán)境馴化而來。目前農(nóng)業(yè)專家們在水、肥、土、氣等方面開展農(nóng)作物生產(chǎn)精細(xì)化管理已經(jīng)卓有成效，但光照管理受限于領(lǐng)域跨界，研究與開發(fā)利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，“農(nóng)業(yè)與光學(xué)在栽培方面的交叉研究，結(jié)合生物育種的前端開掘，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升會大有裨益，光電農(nóng)業(yè)解決方案不僅讓農(nóng)民得到光伏產(chǎn)生的電站效益，還能提升單位土地的農(nóng)作物畝均產(chǎn)值。”

在位于龍馬村的光電農(nóng)業(yè)試驗田，記者注意到，每兩塊光伏板之間還穿插了一塊勻光板。記者向下望去，并未出現(xiàn)光斑強(qiáng)弱，且原先的光伏板下的較重陰影也得以消解不少。據(jù)介紹，通過勻光板的透射和折射效應(yīng)，勻光光伏方案相較于傳統(tǒng)光伏農(nóng)業(yè)模式，光伏板下方光照強(qiáng)度提升超25%，且光照均勻。根據(jù)國網(wǎng)金寨有限公司的數(shù)據(jù)顯示，去年6月并網(wǎng)以來，這塊試驗田已經(jīng)發(fā)電超5000度。

劉文在光電農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究已經(jīng)近10年。在中國科大光電農(nóng)業(yè)實驗室，記者看到了他研發(fā)的多種形式的光伏組件。跟蹤式光伏，可以像向日葵一樣根據(jù)地球轉(zhuǎn)動改變光伏角度；自主研發(fā)的聚合物多層濾光膜可以為不同作物在吸收可利用光譜上提供定制化“光配方”；經(jīng)過兩次光電轉(zhuǎn)換，光伏+LED燈搭配使用實現(xiàn)了太陽能“波長搬運(yùn)”和“時空轉(zhuǎn)換”；基于光伏供能的集裝箱植物工廠已實現(xiàn)8度電產(chǎn)出1公斤菜，可滿足海拔5000米以上，夜間氣溫低于零下50攝氏度的極端環(huán)境全年對新鮮蔬菜的需求......

科技是農(nóng)業(yè)強(qiáng)國建設(shè)的重要驅(qū)動力。在安徽省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳印發(fā)的《大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)若干舉措（2025-2028年）》中，“推動光伏（電）農(nóng)業(yè)與設(shè)施農(nóng)業(yè)融合發(fā)展，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)電力自給和零碳生產(chǎn)”已經(jīng)成為一大方向。劉文說，光電農(nóng)業(yè)模式部分科研成果已經(jīng)初步具有經(jīng)濟(jì)可行性，農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步可能會在交叉學(xué)科中實現(xiàn)大的突破，他希望能在相關(guān)前沿探索中為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多可能。