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摘要:資源短缺、環境惡化成為我國現階段乃至今后經濟持續發展的一大難關。提倡節能降耗、清潔能源運用科技發展是解決資源短缺、環境保護、食品安全生產等一系列問題的唯一辦法?;诖耍疚膶ξ覈Y源、耕地資源和農藥化肥的用量進行分析,并以光伏農業大棚為例,論述節能型技術在現代農業發展中的重要性。
關鍵詞:節能型技術;光伏大棚;水資源;耕地
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121826667hm2,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13.9008億人,約占世界總人口的29%,我國人均耕地為900m2,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6666667hm2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28000億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2300m3,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2000萬hm2,目前采取最低成本的植物修復法平均667m2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。
參考文獻
[1]陳美球,趙小敏.土地健康與土地保護[J].中國土地學,1998(4):18-20.
[2]劉吉平,張麗勤.我國土地持續利用亟待研究的幾個問題[J].地理與地理信息科學,1999(3):30-33.
[3]李竹林.現代農業科技農藥化肥使用存在的問題及對策[J].現代農業科技,2014(16):217.
[4]楊晉南.論光伏發電在節能減排方面的優勢[J].城市建設理論研究,2016(33):113-114.
作者:李少林 單位:湖南省龍山縣洗洛鎮農技與農村經濟合作服務站