3/1/2019,在陽光的照耀下，安徽省阜陽市郊外呂寨村的農(nóng)地里呈現(xiàn)出五色斑斕的奇異效果。這不是因為地上種植了什么彩色的植物，而純粹是一種光學的現(xiàn)象。這里是中國科大劉文教授的“試驗田”。就在幾年之前，劉文老師還在光通信產(chǎn)業(yè)的一線工作。這看似毫不相干的農(nóng)業(yè)和光通信兩個行業(yè)，在劉老師的創(chuàng)意之下，奇妙地結合到了一起。

簡單說，劉文老師發(fā)明了一種精準，高效利用太陽能的革命性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術。劉老師說，植物在生長中需要的光能其實并不是全部太陽光，而只是很小一部分，不到5%(當年錢學森先生正是因為高估了這一點才推算出水稻畝產(chǎn)極限可以高達六萬斤)。不同的植物可能需要的光譜也不完全一樣。注意到這一特點后，2015年，他回到學校不久就提出采用光學干涉濾光技術先將適合植物光合作用的光波長一個一個挑選出滿足農(nóng)作物生長。利用多層塑料薄膜擠壓技術，劉老師帶領學生開發(fā)出具有特定濾光效應的薄膜。應用這些薄膜進行選光后，生長出的農(nóng)作物普遍質(zhì)量更高，生長更健康，味道也更好。而不僅如此，選光剩余下來的光能還可以通過反射器用于光伏或者光熱發(fā)電，最大化利用太陽能。還有，由于光照強度大幅降低，農(nóng)地上的水分蒸發(fā)就減少了，從而對澆灌用水的需求降低。劉文老師說，他們的技術不僅可以徹底解決光伏農(nóng)業(yè)中光伏發(fā)電與農(nóng)作物爭光的矛盾，并且有助于在干旱地區(qū)大量節(jié)約灌溉用水，有可能成為以色列“滴灌”技術那樣的農(nóng)業(yè)高科技標志性技術。

就是這項技術，2015年獲得日內(nèi)瓦發(fā)明展金獎、亞洲光伏協(xié)會科技成就獎、2016年被選入Discovery拍攝的“智慧中國”紀錄片、2017年獲得了被譽為科技創(chuàng)新“奧斯卡”的美國R&D100大獎，2018年獲得世界可持續(xù)能源技術協(xié)會年度創(chuàng)新獎。也是這項技術，國內(nèi)外眾多的專家學者給出了高度評價，這里面既有加拿大農(nóng)業(yè)部的高級專家，更有趙梓森院士，褚君浩院士這樣的光技術大家。更重要的是，在安徽省政府，阜陽市政府的支持下，劉老師新創(chuàng)辦的專門從事這一技術開發(fā)和推廣的公司已經(jīng)在阜陽成立，產(chǎn)品生產(chǎn)和推廣正緊鑼密鼓地進行中。

早就知道劉文老師的這個項目，2月24日中午，趁著路過合肥的機會編輯特別來拜訪劉文老師，編輯想親耳聽聽劉文老師介紹他的創(chuàng)新技術，更想親眼看看光通信技術如何能夠用到看似風馬牛不相及的農(nóng)業(yè)領域。

首先，編輯想知道，這樣一個想法是從何而來呢?劉老師說，安徽是農(nóng)業(yè)大省，他回到科大當教授的時候就曾想能不能結合安徽的這一農(nóng)業(yè)特色做點什么工作。就這樣，他想到了把光通信里常見的濾光技術，WDM技術用到農(nóng)業(yè)上來。

第二個問題，這樣做的生物學機理是什么?劉文老師說，盡管現(xiàn)在還沒有明確的理論解釋農(nóng)作物為什么在選擇性光照條件下生長更好，但是試驗的效果卻是很明顯的。目前，中科院相關的植物生理學領域的專家已經(jīng)介入進來，開始一起探討植物選擇性吸收光譜的更多秘密。由于不同的農(nóng)作物需要不同的光譜，下一步劉文老師他們還在更多進行試驗找到不同農(nóng)作物的最佳光吸收配方。而且，劉老師說，不僅植物有選擇性吸收光譜的特性，動物也有。基于光譜選擇技術的生命科學，未來還有很多工作可以做。

接下來的問題圍繞這一技術的產(chǎn)業(yè)化。一項技術能否順利產(chǎn)業(yè)化，很多時候不僅僅是技術本是的問題，和相應的產(chǎn)業(yè)配套，產(chǎn)業(yè)環(huán)境都有很大的關系。拿劉文老師這個技術來說，他們在國際上最早提出了對農(nóng)作物需要的太陽光譜精準選擇，多余的光能再用于光伏發(fā)電的概念，但是如果不在相關的產(chǎn)品和專利上上盡早布局，也有可能被他人搶占先機。對于這一點，劉老師告訴編輯，他們的團隊已經(jīng)在相關的濾光膜加工設備，濾光膜設計技術，以及相關的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術方面做了許多工作。在當?shù)卣姆龀窒拢鄳墓疽呀?jīng)建立起來，有了基本的團隊，正式的產(chǎn)品不久之后也會推出來。現(xiàn)階段濾光膜價格偏高的問題也有望在產(chǎn)品批量生產(chǎn)之后獲得解決。

談到該技術的產(chǎn)業(yè)化前景，劉文老師說，多層塑料膜原材料很便宜，具備今后大批量推廣的可能性。并且因為基于光學干涉原理，塑料膜本身并不吸收太陽光，所以抗紫外線能力也很強，他們最初的塑料膜樣品已經(jīng)經(jīng)過三個夏天的野外暴曬，濾光性能仍然沒有變化。

劉老師還告訴編輯，國家現(xiàn)在正在大力推廣光伏農(nóng)業(yè)，光伏農(nóng)業(yè)是當前農(nóng)村扶貧工作的一個重點。但是傳統(tǒng)光伏農(nóng)業(yè)的一大問題是光伏板下方光照不足而且光照不均勻，破壞了農(nóng)作物生長條件。他們的技術可以通過人工干預透光的光譜和透過光強的比例，來為下面的農(nóng)作物提供一個穩(wěn)定的定制化的光照環(huán)境，徹底解決傳統(tǒng)光伏農(nóng)業(yè)存在的問題，這樣可以大大提升光伏扶貧的效果。過去農(nóng)業(yè)高科技的重點內(nèi)容是育種、水、肥、土和溫度(溫室)的調(diào)控，以后光的控制也會是一個關鍵內(nèi)容了。

安徽省阜陽市高效光伏農(nóng)業(yè)系統(tǒng)試驗基地現(xiàn)場圖

劉文老師告訴編輯，他們的技術不僅對于農(nóng)業(yè)可能有很大的意義，對于旅游業(yè)同樣很有用。基于他們的技術可以讓大地變成五色斑斕的效果，不僅好看，也是很好的科普。下一步他們希望能在更多的地方建設這一技術的示范園區(qū)甚至景觀大道。

借鑒光通信成熟技術的概念，在完全不同的行業(yè)創(chuàng)造出全新的價值，實現(xiàn)定制化精準化的高效農(nóng)業(yè)。劉文老師的技術，證明了光子技術無限美好的應用前景，也驗證了中國可以有第一流的原創(chuàng)技術。我們?yōu)閯⑽睦蠋煹倪@一創(chuàng)新感到高興，也期待更多的朋友一起加入進來，為這一技術的普及和發(fā)展鼓與呼。