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太阳能发电与蔬菜种植可以同时成立：农光互补两年的答案
2026-04-29
爱荷华州立大学公布了一项持续两个种植季的实证研究结果（Hortidaily, 2026）。这项研究是在美国能源部资助的 10 英亩、1.3 兆瓦商业光伏电站下方，实际种植蔬菜后得到的结果。
结论是，「在同一块土地上同时生产电力和蔬菜，在商业上是可行的」。
上面发电，下面种菜。第一次听到这种说法时，很多人都会觉得有点不可思议吧。我也觉得意外。不过，如果你每天都像我一样，在植物工厂里反复和光环境打交道，从植物生理的角度看，这其实很自然。
惊讶点在哪里：研究本身
这次实证种植的作物包括西兰花、甜椒、夏南瓜、草莓、覆盆子，都是非常普通的蔬菜和水果。试验持续了两个种植季。
结果相当有意思。
夏南瓜在组件下方的产量持续更高。甜椒的产量几乎没有差异，而且日灼损伤（sunscald）还减少了。西兰花只在其中一个种植季出现了轻微减产，但基本还在可接受范围内。
还有一些次级变化。组件下方的气温和土壤温度低了 1 到 2 摄氏度。人工投入在第二年也比第一年减少了 28%。这基本可以视为学习效应的直接体现。
这里并不需要什么特殊机械，标准的商业农业机械可以直接使用。借用研究人员的说法，这件事可以「在不牺牲规模的前提下实现」，也就是说，在保持商业化规模的前提下也能实施。
其实很多蔬菜在「阴影」里长得更好
我认为，这是理解这项研究结果最关键的一点。
很多人可能会觉得，「蔬菜当然是光照越多长得越好」。光合作用确实需要光。
但是，植物有一个叫作「光饱和点」的概念：当光强超过某个水平后，即使继续增加光照，光合作用效率也不再提高。
看具体数值，生菜和草莓的光饱和点约为 500 μmol/m²/s。番茄和甜椒大约也只是 700-900 μmol/m²/s。另一方面，盛夏正午的直射阳光有时会超过 2,000 μmol/m²/s。
也就是说，盛夏的直射阳光，对很多蔬菜来说其实是「过量」了。这时多出来的光，植物已经无法继续用于光合作用。
而且，过量的光不只是白白浪费而已。它会带来各种负面作用，比如损伤叶绿体的「光抑制」、把叶片和果实晒伤的「叶灼与日灼」，以及随之而来的高温胁迫。爱荷华的研究里提到「甜椒的日灼损伤减少了」，这正可以理解为过量光胁迫被缓解后的结果。
组件下方约 20% 到 30% 的遮光，对这类蔬菜来说，作用就是把光照降到「刚刚好」的范围内。甚至可以说，遮光在这里不是「损失」，而是「控制」。这就是农光互补能够成立的植物生理学依据。
其实，植物工厂里也是用类似的思路来设计光环境。我们在封闭环境中使用人工光，维持一个不过强也不过弱、恰到好处的光环境。农光互补也可以理解为，它是在室外通过筛掉一部分太阳光，来实现同样的「刚刚好」。
「同一块土地做两层使用」的思路
从经济角度看，这也是个很有意思的结构。
主要收入来自电力，蔬菜则构成第二层收益来源。土地的使用方式，变成了上下两层。
过去的常识是，土地只能用一次。但现在，上层用于发电、下层用于农业，两者可以并存。电力公司和农户合作，这种过去农业生产中并不常见的组合，也开始出现了。
通过不同的设计方式，土地的利用边界也会被拓宽。我认为，这种思路也许会悄悄改变农业本身的形态。
在中东和干旱地区，它的意义会完全不同
农光互补有意思的地方，就在于它会随着地区不同而体现出不同的意义。
在中东、北非这类日照过强本身就成为农业瓶颈的地区，组件带来的遮光不仅不是「损失」，反而可能是「好处」。在那些因为日照太强而让蔬菜难以正常生长的地方，把一部分日照转成电力，再用剩下的光去种菜，从逻辑上是很容易行得通的。
即使是在植物工厂难以推广的地区，例如供电不稳定、初期投资门槛高、缺少运营经验等，农光互补也可能成为另一种解法。
适合植物工厂的地区与作物，和适合农光互补的地区与作物，并不相同。也可以说，面对「自己的地区到底适合什么」这个问题，现在又多了一个选项。
总结
蔬菜的生产方式，已经从露地栽培、设施园艺、植物工厂，扩展到农光互补，选择越来越多了。
「在发电的土地上也能种菜」这句话乍听很不可思议，但从植物生理的角度看，它其实非常自然。对很多蔬菜来说，直射阳光本来就太强了。组件下方那种刚刚好的光，反而在不少情况下更能让作物健康生长。
植物工厂和农光互补，不是替代关系，也不是竞争关系，而是两条各自都能成立的不同路径。认识到这两条路径可以并行存在，也许本身就是这项两年研究最大的收获。