廢棄礦山修復了，不僅能種田，還能“種太陽”！
【谷騰環保網訊】技術創新正在悄悄改變著農業生產和能源生產方式。在湖北省武穴市，工業廢料磷石膏被轉化為再生土壤，讓廢棄礦山重現生機；修復后的土地上，垂直雙面光伏與分光薄膜技術“種”出了清潔的太陽能，實現精準化農光互補……通過一系列科技革新，武穴蹚出了一條“固廢利用+智慧農業+清潔能源”的現代農業發展路子。
磷石膏變再生土壤，用于礦山修復
曾經的廢棄礦山褪去舊衣，化身青蔥翠綠的試驗田，作物栽培時無意混入的南瓜籽，已結出黃燦燦的果實，讓人驚喜不已。
這番景象，脫胎于湖北省武穴市的一個礦山生態修復項目。
湖北省磷礦資源豐富，磷化工產業發達，武穴市作為省內磷化工產業重鎮，面臨著不小的固廢處理壓力。據了解，當地長江邊的一家龍頭化工企業每年產生500萬噸磷石膏，二期擴建工程完成后，每年預計產生900萬噸磷石膏，占湖北省總量的近1/3。
作為濕法磷酸工藝的副產品，磷石膏的處理一直是世界性難題。數據顯示，每生產1噸磷肥，就會產生4噸至5噸磷石膏，而其全球綜合利用率不足5%。
長久以來，磷石膏主要進行堆存處理。據不完全統計，我國磷石膏每年新增量超8000萬噸，歷史堆存量已突破8億噸。然而，長期堆存不僅占用大量土地資源，更存在滲漏風險，可能對土壤和地下水造成污染，給長江大保護帶來隱患。數量如此龐大的磷石膏應如何處理？
“在武穴市，我們依托全域國土綜合整治項目，以磷石膏、礦山尾泥等固廢為原材料，通過技術創新研制出安全的再生土壤，用于當地礦山修復。”中能建綠色建材有限公司黨委書記、董事長，中國能建綠色先進材料研究院院長蔣洋告訴記者。
目前，我國共有5400萬畝工礦廢棄地急需開展生態修復，有超257萬平方公里的荒漠化土地需要治理，約5億畝的鹽堿地具備開發潛力。“這些土壤經過適當的調理，未來都可能用于農業生產。”蔣洋介紹，由于化工原料的成本過高，多數土壤改良材料選用天然礦物甚至尾礦作為載體，改善土壤團粒結構和微生物多樣性。
這一創新舉措既為磷石膏找到了歸宿，又讓荒蕪之地重獲生機，為守護國家糧食安全和生態安全開辟了新路徑。
垂直雙面光伏+分光薄膜，打破農能邊界
改良土壤只是第一步，如何讓修復后的土地發揮更大價值？當地把目光投向了頭頂的太陽。
在距離試驗田不遠處的一座茶園中，幾塊光伏電板赫然“豎”立在陽光下——與常見光伏電板朝南“橫蓋”不同的是，這些光伏電板采用雙面垂直設計，能夠更高效地捕捉陽光。
國家能源咨詢專家委員會副主任杜祥琬曾介紹：“根據農業農村部估算，我國農村可再生能源每年可開發潛力折合標準煤達73億噸，相當于目前全國農村能源總量的12倍。”這一巨大潛力為“農能融合”新業態提供了堅實基礎。
蔣洋告訴記者，傳統“農光互補”是在農業生產用地上方設置南向光伏，將太陽能發電應用于種植、養殖、灌溉、為農業機械提供動力等。南向光伏對土地利用存在較高要求，并且通常在中午時段集中發電，形成發電高峰，對電網消納造成一定壓力，而且電板之間逼仄的空間不利于農業機械作業。
“從橫到豎”的轉變背后藏著不小的奧秘——垂直雙面電板的發電高峰期在上午和下午陽光斜射時段，中午恰恰是其低谷期，從而與電網負荷曲線形成互補，有效實現削峰填谷。寬闊無頂的空間和電力保障，更方便智能化農業機械作業。
為進一步提高太陽光利用效率，茶園中的垂直光伏電板配套裝上特殊研制的“分光薄膜”。所謂分光，即利用光譜篩選技術把光“分開”。
“在太陽光的7種色光中，農作物普遍喜愛紅光和藍光，幾乎不需要綠光，而且過多的綠光會影響植物生長。我們的分光薄膜可以根據作物的光譜喜好，選擇性透過作物光合作用所需的光波，將剩余的光波反射到電板上用于發電。”蔣洋說，這樣一來，光合作用不再是“眉毛胡子一把抓”，而是基于作物需求的精準分配。
據介紹，相較普通農光互補，垂直光伏與分光薄膜相配合，可增加15%—50%的發電量。同時，薄膜的使用可以減少水分蒸發浪費、調節作物的濕度環境，提升作物的質量與產量，打破傳統農業生產與能源生產的邊界。
引入“土壤醫生”，守護農田健康
在蔣洋口中，研發薄膜就像和作物“對話”——不同作物會用獨特的光譜“語言”表達自己的喜好。
“研究表明，茶葉、藍莓和亞麻的光譜吸收曲線略有區別，未來，根據不同作物的喜好，研究定制有針對性的薄膜，在技術層面都將得以實現。”他介紹。
事實上，種田是一門“技術活”，要掌握的遠不止作物對光照的喜好。因物制宜、因地制宜是現代農業發展必須遵循的基本原則，其核心在于，準確把握作物與土壤的作用關系，既能精準識別作物對土壤環境的偏好，又能科學判定土地對作物的適宜性。
例如，當小麥葉片泛起銹斑、果實干癟，當柑橘無故枯黃腐爛，它們可能患上了黃銹病或黃化病，而這也是土地發出的“健康警報”。這時候，引入專業的“土壤醫生”來把脈問診，能夠幫助土壤質量問題得到解決。
中關村眾信土壤修復產業技術創新聯盟秘書長高杰向記者介紹，“土壤醫生”是指專業從事土壤生態保護與質量提升工作，并經過系統學習與嚴格考核獲得專業資格認證的農業技術人才，這一創新職業模式在當下具備推廣價值。
據了解，日本、泰國等國家已建立完善的土壤醫生認證體系，不僅助力提升土壤肥力，優化農業生產效率與農產品品質，也創造了就業與創業機會，成為推動農業現代化與社會高質量發展的重要力量。
當前，我國農業耕種仍主要依賴傳統經驗。面對日新月異的農業技術和數以千計的農作物品種，大多數耕作者缺乏科學判斷土地適宜性的能力。
高杰表示，立足國情，對標國際，我國應加快建立高水平的土壤醫生職業資格認證體系，通過引進國際先進的課程體系與考核標準，同時結合本土實際，培養一批兼具專業素養與實踐能力的土壤健康守護者。
記者注意到，今年4月，中共中央、國務院印發的《加快建設農業強國規劃（2024—2035年）》提出，應國家農業科技戰略力量建設，健全公益性和經營性相結合的農業科技推廣體系，加強基層農技推廣隊伍建設等。在政策指引下，發展精準農業技術、建立專業化農業服務體系，或將成為提升我國農業現代化水平的重要路徑。
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