廣闊農(nóng)村機(jī)遇無限-----光伏與農(nóng)業(yè)相結(jié)合本來是一件特別好的事，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)可以迎來巨大的發(fā)展機(jī)會(huì),，光伏可以有更多的利用空間,。

西北的地面電站的配額審批越來越難，并網(wǎng)后限電越來越嚴(yán)重,。2013年以來大型項(xiàng)目漸漸往中東部?jī)A斜,。假借農(nóng)業(yè)項(xiàng)目圈地的情況越來越多，其中90%的項(xiàng)目是按“種蘑菇”申報(bào)的,。造成這種現(xiàn)象的原因主要是,，搞光伏和搞農(nóng)業(yè)跨界太大，大部分光伏人都不懂農(nóng)業(yè),。大家片面的認(rèn)為“種蘑菇”可以不用考慮光照,，電池組件可以滿鋪,，是非常適合光伏的“傻瓜農(nóng)業(yè)”。

國(guó)家對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的定義是：物理技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合,，利用具有生物效應(yīng)的電,、光、磁,、熱等物理技術(shù)操控動(dòng)植物的生活環(huán)境及其生長(zhǎng)發(fā)育,，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)擺脫對(duì)農(nóng)藥、肥料,、抗生素的依賴,。更加重要的是拜托自然環(huán)境的束縛。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的核心是環(huán)境安全型農(nóng)業(yè),，即環(huán)境安全型畜禽舍,，環(huán)境安全型溫室。

1.1 什么是溫室,、大棚

溫室是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,，可在冬季或其它不適宜露地植物生長(zhǎng)的季節(jié)供栽培植物的建筑。

在名稱上溫室和大棚沒有分別,，日光溫室俗稱暖棚,。日光溫室東西北三面都有保溫結(jié)構(gòu)，朝南面用采光農(nóng)膜覆蓋,。夜間用卷簾機(jī)放下棉被進(jìn)行保溫,。冬季日間，棚內(nèi)溫度大于棚外溫度15-20℃,。夜間棚內(nèi)溫度大于棚外溫度5-10℃有利于反季節(jié)蔬菜瓜果的成長(zhǎng),。

大棚又稱為冷棚，東西南北四個(gè)方向全部用采光農(nóng)膜覆蓋,，沒有保溫結(jié)構(gòu),。冷棚可以設(shè)計(jì)成大跨度大面積，有利于工廠化種植,。

常見的溫室最大的面積2畝,，約1200-1300平方米，可以做的很大,。

根據(jù)全國(guó)各地氣候和地質(zhì)條件,，各地適宜建設(shè)的蔬菜溫室大棚可分為九類（包括八種溫室和一種拱棚）：山東棚型、華北棚型,、高寒棚型,、高原棚型、極寒棚型,、中原棚型,、江淮棚型,、江南棚型、華南棚型,。

1.2 溫室和大棚的經(jīng)濟(jì)對(duì)比

有朋友在沈陽,、大連一帶從事歐洲櫻桃（甜櫻桃）種植。甜櫻桃原產(chǎn)于西亞和歐洲等地,，適應(yīng)比較涼爽干燥的氣候,。夏季高溫干燥對(duì)甜櫻桃生長(zhǎng)不利,。冬季最低溫度不能低于-20,，過低的溫度會(huì)引起大枝縱裂和流膠。另外花芽易受凍害,。在開花期溫度降到-3℃以下花即受凍害,，所以在發(fā)展甜櫻桃時(shí)，不宜在過分寒冷的地區(qū),。

2014暖棚（日光溫室）大櫻桃從4月初起陸續(xù)上市,，前期優(yōu)質(zhì)紅燈、美早價(jià)格每斤在80元,，紅燈,、先鋒早期一般價(jià)格在每斤50元左右，中期價(jià)格每斤在35元左右,，后期價(jià)格每斤在20元左右,，平均畝產(chǎn)量為1400斤，平均價(jià)格為32元,，每畝毛收入44800元,。

冷棚（聯(lián)棟大棚）栽培大櫻4月底5月初起陸續(xù)上市，前期價(jià)格每斤48元,，中期價(jià)格每斤32元左右,，后期價(jià)格每斤27元左右，今年全區(qū)平均畝產(chǎn)量為400斤左右,，平均價(jià)格在24元左右,，每畝毛收入9600元。

可見日光溫室在冬季的優(yōu)勢(shì)大于聯(lián)棟大棚,。

2 影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的因素

陽光,、溫度、水,、空氣濕度,、土壤中的養(yǎng)肥、空氣中的氣體成分,。陽光和溫度對(duì)作物的影響最大,。

2.1 光合作用

光合作用是植物利用葉綠素等光合色素和某些細(xì)菌在可見光的照射下,，將二氧化碳和水（細(xì)菌為硫化氫和水）轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣（細(xì)菌釋放氫氣）的生化過程,。同時(shí)也有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過程,。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^光合作用利用無機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量,。

光合作用是一個(gè)光生物化學(xué)反應(yīng),，所以光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快。但超過一定范圍之后,，光合速率的增加變慢,，直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量來表示,，CO2的吸收量越大,，表示光合速率越快。

植物中都含有葉綠素α的存在,。葉綠素α對(duì)太陽光有兩個(gè)吸收高峰,，分別是440納米附近的藍(lán)區(qū)和680納米附近的紅區(qū)，一個(gè)位于藍(lán)光區(qū)域,，一個(gè)位于紫光區(qū)域,。而對(duì)于處在500-600納米之間的綠光吸收的甚少，所以我們看到的植物基本上都是綠色,。

2.2 溫度對(duì)作物的影響

植物的生理活動(dòng),、生化反應(yīng)，都必須在一定的溫度條件下才能進(jìn)行,。一般而言,，溫度升高，升理生化反應(yīng)加快,、生長(zhǎng)發(fā)育加速,；溫度下降，生理生化反應(yīng)變慢,，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩,。當(dāng)溫度低于或高于植物所能忍受的溫度范圍時(shí)，生長(zhǎng)逐漸緩慢,、停止,，發(fā)育受阻，植物開始受害甚至死亡,。

2.3 光伏大棚的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

溫度和光照是影響植物生長(zhǎng)的重要兩個(gè)因素,。電池組件安裝在大棚上以后，溫度和光照都受到了影響。我們通常認(rèn)為,，植物的的光合作用受到的影響最大,。所以光伏大棚里盡量種植喜陰植物，或者直接種植蘑菇,。往往都忽略了溫度對(duì)植物的影響,。

本文的2.1節(jié)指出，“葉綠素α對(duì)太陽光有兩個(gè)吸收高峰,，分別是440納米附近的藍(lán)區(qū)和680納米附近的紅區(qū),，一個(gè)位于藍(lán)光區(qū)域，一個(gè)位于紫光區(qū)域”,。其實(shí)這個(gè)區(qū)域的光譜是可以人為模擬出來的,。市場(chǎng)上已經(jīng)有了很成熟的植物生長(zhǎng)燈。

3 現(xiàn)代集約農(nóng)業(yè)

3.1 植物生長(zhǎng)燈

植物生長(zhǎng)燈是種特殊的燈具,，根據(jù)植物光合作用的光譜,。用燈光代替太陽光給植物生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境的一種燈具,。

把這種高效光源系統(tǒng)應(yīng)用到大棚,、溫室等設(shè)施等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，一方面可以解決日照不足導(dǎo)致蔬菜口感下降的弊端,，另一方面還可以使冬季大棚茄果類蔬菜提前到春節(jié)前后上市,，從而達(dá)到反季節(jié)培植的目的。

做為補(bǔ)充光照,，在一天的任何時(shí)間都可以增強(qiáng)光照,，可以延長(zhǎng)有效照明時(shí)間。無論在黃昏或是夜晚,，可以有效延長(zhǎng)和科學(xué)控制植物所需要的光照,。在溫室或植物實(shí)驗(yàn)室，可完全替代自然光,，促進(jìn)植物生長(zhǎng),。

目前國(guó)內(nèi)已推廣運(yùn)用較多的就是植物生長(zhǎng)燈是一種熒光光源的補(bǔ)光燈，較為節(jié)能,，而且發(fā)光光譜可按植物所需進(jìn)行科學(xué)搭配,。目前主要有兩種被廣泛運(yùn)用，就是藍(lán)光與紅光的植物生長(zhǎng)燈,，因?yàn)閷?duì)植物光合作用來說,，紅光與藍(lán)光是光合效率最高的兩種可見光，運(yùn)用這兩種光源,，在同樣耗電量情況下,，可取得更好的效果，也就是說光轉(zhuǎn)化率大大地被提高。LED植物生長(zhǎng)燈國(guó)外植物工廠內(nèi)已被大面積使用,。

3.2 立體無土栽培

立體栽培有利于提高光能利用率,。植物的生存發(fā)育都離不開太陽，植物的總干物質(zhì)90%以上是來自光合作用,，只有5%～10%來自土壤,。目前世界各國(guó)的光能利用率只有0.3%～0.4%，如果我們把光能利用率提高到1%～2%,，產(chǎn)量可以增加一倍以上,。光合產(chǎn)物的總量主要受葉面積、凈同化率,、光合作用時(shí)間的影響,。其中葉面積最重要，在一定范圍內(nèi)增加蔬菜群體的葉面積可以提高蔬菜的產(chǎn)量,。但平面栽培葉面積增加有限,，超過了一定限度，互相蔭蔽反而減產(chǎn),，如果立體栽培,，分層利用空間差，葉面積系數(shù)可達(dá)土地面積的5～6倍,，產(chǎn)量即可大幅增長(zhǎng),。

無土栽培是指不用天然土壤而用營(yíng)養(yǎng)液澆灌的栽培方法。在蔬菜生產(chǎn)上,，具有產(chǎn)量高,、早熟、省水,、病害輕,，可以生產(chǎn)無污染的優(yōu)質(zhì)蔬菜等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)試驗(yàn),，每生產(chǎn)1公斤蔬菜所用的營(yíng)養(yǎng)液的成本只需幾分錢,。城市居民可利用陽臺(tái)、屋頂無土栽培蔬菜,，方法簡(jiǎn)便,、效益大。

3.3 冬季加溫與夏季降溫

3.3.1 冬季加溫

長(zhǎng)江以北地區(qū)冬季夜間溫度很低,，普通大棚棚內(nèi)溫度只比棚外溫度高大約5℃,。由于光伏大棚白天吸收了太陽能的能量，所以光伏大棚的溫度比普通大棚溫度低,，如果種植反季節(jié)蔬菜,，越冬蔬菜,。需要給棚內(nèi)加溫。

比較簡(jiǎn)單的辦法是在棚內(nèi)使用普通的煤爐子,，一方面可以加溫,，另一方面可以補(bǔ)充二氧化碳。這種方式適合小面積的大棚,。緩解寒流,、霜凍等氣象災(zāi)害及陰天無光照的不良天氣對(duì)大棚作物正常生長(zhǎng)的影響，可用暖風(fēng)機(jī),。

在地?zé)豳Y源豐富的地區(qū),，可以使用地源熱泵作為冷/熱源。

3.3.2 夏季降溫

在夏季,，打開窗戶和通風(fēng)口,，可以促使外部氣流涌入，及時(shí)更換溫室中的空氣,。在外界氣溫不高的情況下比較適用,，但是酷熱的夏季，并不能起到有效的降溫目的,。比如：初夏室外溫度30℃是,，棚內(nèi)溫度往往在45℃左右，這時(shí)就需要冷卻降溫,。噴霧降溫設(shè)備利用蒸發(fā)降溫的原理,，通過產(chǎn)生超細(xì)顆粒水霧，吸收周圍區(qū)域內(nèi)的熱能,，及時(shí)蒸發(fā)，從而降低周圍的溫度,，是理想的新型降溫設(shè)備,。噴霧降溫設(shè)備應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。傳統(tǒng)的大棚夏季需要用黑色遮陽篷,，但是光伏大棚組件遮擋了部分太陽光,，所以不適合使用。

如果只用光伏農(nóng)業(yè)的名義去圈地,，那就是本末倒置,。時(shí)間長(zhǎng)了不但會(huì)被行業(yè)淘汰，而且也會(huì)對(duì)整個(gè)光伏行業(yè)帶來負(fù)面影響,。如果花一些與農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)合作,，（全國(guó)各個(gè)省和主要城市都有自己的農(nóng)業(yè)研究院所，比如江蘇省農(nóng)業(yè)研究院下轄的蔬菜研究所,，就是全國(guó)最有名的設(shè)施農(nóng)業(yè)研究中心,。）大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，不但會(huì)帶動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)往集約方向發(fā)展，也會(huì)獲得巨大的農(nóng)業(yè)收益,。民以食為天,。