废弃矿山修复了，不仅能种田，还能“种太阳”！
时间：2025-06-06 08:00:00 来源：中国环境APP 作者：中环报记者韦璐
技术创新正在悄悄改变着农业生产和能源生产方式。在湖北省武穴市，工业废料磷石膏被转化为再生土壤，让废弃矿山重现生机；修复后的土地上，垂直双面光伏与分光薄膜技术“种”出了清洁的太阳能，实现精准化农光互补……通过一系列科技革新，武穴蹚出了一条“固废利用+智慧农业+清洁能源”的现代农业发展路子。
磷石膏变再生土壤，用于矿山修复
曾经的废弃矿山褪去旧衣，化身青葱翠绿的试验田，作物栽培时无意混入的南瓜籽，已结出黄灿灿的果实，让人惊喜不已。
这番景象，脱胎于湖北省武穴市的一个矿山生态修复项目。
湖北省磷矿资源丰富，磷化工产业发达，武穴市作为省内磷化工产业重镇，面临着不小的固废处理压力。据了解，当地长江边的一家龙头化工企业每年产生500万吨磷石膏，二期扩建工程完成后，每年预计产生900万吨磷石膏，占湖北省总量的近1/3。
作为湿法磷酸工艺的副产品，磷石膏的处理一直是世界性难题。数据显示，每生产1吨磷肥，就会产生4吨至5吨磷石膏，而其全球综合利用率不足5%。
长久以来，磷石膏主要进行堆存处理。据不完全统计，我国磷石膏每年新增量超8000万吨，历史堆存量已突破8亿吨。然而，长期堆存不仅占用大量土地资源，更存在渗漏风险，可能对土壤和地下水造成污染，给长江大保护带来隐患。数量如此庞大的磷石膏应如何处理？
“在武穴市，我们依托全域国土综合整治项目，以磷石膏、矿山尾泥等固废为原材料，通过技术创新研制出安全的再生土壤，用于当地矿山修复。”中能建绿色建材有限公司党委书记、董事长，中国能建绿色先进材料研究院院长蒋洋告诉记者。
目前，我国共有5400万亩工矿废弃地急需开展生态修复，有超257万平方公里的荒漠化土地需要治理，约5亿亩的盐碱地具备开发潜力。“这些土壤经过适当的调理，未来都可能用于农业生产。”蒋洋介绍，由于化工原料的成本过高，多数土壤改良材料选用天然矿物甚至尾矿作为载体，改善土壤团粒结构和微生物多样性。
这一创新举措既为磷石膏找到了归宿，又让荒芜之地重获生机，为守护国家粮食安全和生态安全开辟了新路径。
垂直双面光伏+分光薄膜，打破农能边界
改良土壤只是第一步，如何让修复后的土地发挥更大价值？当地把目光投向了头顶的太阳。
在距离试验田不远处的一座茶园中，几块光伏电板赫然“竖”立在阳光下——与常见光伏电板朝南“横盖”不同的是，这些光伏电板采用双面垂直设计，能够更高效地捕捉阳光。
国家能源咨询专家委员会副主任杜祥琬曾介绍：“根据农业农村部估算，我国农村可再生能源每年可开发潜力折合标准煤达73亿吨，相当于目前全国农村能源总量的12倍。”这一巨大潜力为“农能融合”新业态提供了坚实基础。
蒋洋告诉记者，传统“农光互补”是在农业生产用地上方设置南向光伏，将太阳能发电应用于种植、养殖、灌溉、为农业机械提供动力等。南向光伏对土地利用存在较高要求，并且通常在中午时段集中发电，形成发电高峰，对电网消纳造成一定压力，而且电板之间逼仄的空间不利于农业机械作业。
“从横到竖”的转变背后藏着不小的奥秘——垂直双面电板的发电高峰期在上午和下午阳光斜射时段，中午恰恰是其低谷期，从而与电网负荷曲线形成互补，有效实现削峰填谷。宽阔无顶的空间和电力保障，更方便智能化农业机械作业。
为进一步提高太阳光利用效率，茶园中的垂直光伏电板配套装上特殊研制的“分光薄膜”。所谓分光，即利用光谱筛选技术把光“分开”。
“在太阳光的7种色光中，农作物普遍喜爱红光和蓝光，几乎不需要绿光，而且过多的绿光会影响植物生长。我们的分光薄膜可以根据作物的光谱喜好，选择性透过作物光合作用所需的光波，将剩余的光波反射到电板上用于发电。”蒋洋说，这样一来，光合作用不再是“眉毛胡子一把抓”，而是基于作物需求的精准分配。
据介绍，相较普通农光互补，垂直光伏与分光薄膜相配合，可增加15%—50%的发电量。同时，薄膜的使用可以减少水分蒸发浪费、调节作物的湿度环境，提升作物的质量与产量，打破传统农业生产与能源生产的边界。
引入“土壤医生”，守护农田健康
在蒋洋口中，研发薄膜就像和作物“对话”——不同作物会用独特的光谱“语言”表达自己的喜好。
“研究表明，茶叶、蓝莓和亚麻的光谱吸收曲线略有区别，未来，根据不同作物的喜好，研究定制有针对性的薄膜，在技术层面都将得以实现。”他介绍。
事实上，种田是一门“技术活”，要掌握的远不止作物对光照的喜好。因物制宜、因地制宜是现代农业发展必须遵循的基本原则，其核心在于，准确把握作物与土壤的作用关系，既能精准识别作物对土壤环境的偏好，又能科学判定土地对作物的适宜性。
例如，当小麦叶片泛起锈斑、果实干瘪，当柑橘无故枯黄腐烂，它们可能患上了黄锈病或黄化病，而这也是土地发出的“健康警报”。这时候，引入专业的“土壤医生”来把脉问诊，能够帮助土壤质量问题得到解决。
中关村众信土壤修复产业技术创新联盟秘书长高杰向记者介绍，“土壤医生”是指专业从事土壤生态保护与质量提升工作，并经过系统学习与严格考核获得专业资格认证的农业技术人才，这一创新职业模式在当下具备推广价值。
据了解，日本、泰国等国家已建立完善的土壤医生认证体系，不仅助力提升土壤肥力，优化农业生产效率与农产品品质，也创造了就业与创业机会，成为推动农业现代化与社会高质量发展的重要力量。
当前，我国农业耕种仍主要依赖传统经验。面对日新月异的农业技术和数以千计的农作物品种，大多数耕作者缺乏科学判断土地适宜性的能力。
高杰表示，立足国情，对标国际，我国应加快建立高水平的土壤医生职业资格认证体系，通过引进国际先进的课程体系与考核标准，同时结合本土实际，培养一批兼具专业素养与实践能力的土壤健康守护者。
记者注意到，今年4月，中共中央、国务院印发的《加快建设农业强国规划（2024—2035年）》提出，应国家农业科技战略力量建设，健全公益性和经营性相结合的农业科技推广体系，加强基层农技推广队伍建设等。在政策指引下，发展精准农业技术、建立专业化农业服务体系，或将成为提升我国农业现代化水平的重要路径。
