這場(chǎng)疫情對(duì)農(nóng)民大的影響是外出打工難，直接影響到農(nóng)民增收。讓農(nóng)民在農(nóng)村有事干、有錢賺，已經(jīng)是當(dāng)前面臨的重大課題，也是促進(jìn)農(nóng)民增收的長(zhǎng)期任務(wù)。
眾所周知，農(nóng)村勞動(dòng)力的充分就業(yè)，是增加農(nóng)民收入的重要途徑。農(nóng)村勞動(dòng)力的就業(yè)出路：一是向農(nóng)外轉(zhuǎn)移，疫情期間嚴(yán)重受阻；二是農(nóng)業(yè)內(nèi)部挖潛，發(fā)展勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)。
近年來(lái)，隨著石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石墨烯在農(nóng)林方向的應(yīng)用研究也不斷實(shí)現(xiàn)新突破，其科學(xué)成果逐漸走進(jìn)人們的視野，惠及百姓日常生活。2020年5月7日江蘇省農(nóng)村農(nóng)業(yè)廳辦公室發(fā)出（蘇農(nóng)辦發(fā)〔2020〕8號(hào)）《關(guān)于建立石墨烯農(nóng)業(yè)科技推廣聯(lián)盟的通知》，通知要求加快推進(jìn)石墨烯在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，推動(dòng)新一輪農(nóng)業(yè)科技革命，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和資源高效利用，由江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)研究會(huì)牽頭，成立石墨烯農(nóng)業(yè)科技推廣聯(lián)盟，聯(lián)合從事石墨烯研發(fā)的科研院所和制造業(yè)、推廣部門以及相關(guān)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體，形成石墨烯農(nóng)業(yè)科技研發(fā)、生產(chǎn)、推廣、應(yīng)用一體化格局， 提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，提升農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。
石墨烯農(nóng)業(yè)科技推廣聯(lián)盟作為專門從事石墨烯農(nóng)業(yè)應(yīng)用的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，將跟蹤研究國(guó)際Z前沿技術(shù)，集成國(guó)內(nèi)外石墨烯農(nóng)業(yè)研究成果，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用，使石墨烯新研究成果盡快在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地生根。聯(lián)盟運(yùn)作要實(shí)體化，基地展示要示范化，園區(qū)服務(wù)要專業(yè)化，政策配套要定制化，將建立石墨烯農(nóng)業(yè)應(yīng)用新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、建立石墨烯展示中心、創(chuàng)建石墨烯產(chǎn)品演示基地、開(kāi)展石墨烯產(chǎn)品試驗(yàn)示范基地。
石墨烯是用途廣泛的“新材料之王”
2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從石墨薄片中剝離出了石墨烯，他們二人因此獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯是由單層碳原子層構(gòu)成的蜂窩狀晶格二維原子晶體，理論厚度僅為0.34納米。石墨烯是人類已知強(qiáng)度高、重量Z輕、韌性Z強(qiáng)、透光率好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性的材料，被譽(yù)為21世紀(jì)具顛覆性的“新材料之王”。
近十年來(lái)，伴隨著節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，石墨烯概念在全球受到廣泛追捧。目前，歐洲、美國(guó)、日本等眾多國(guó)家，都把石墨烯作為本世紀(jì)Z重要的新材料進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，并已在新能源、電子等方向取得了重要進(jìn)展和應(yīng)用效果。
我國(guó)既是石墨儲(chǔ)能大國(guó)，也是石墨烯研發(fā)及應(yīng)用Z活躍的國(guó)家之一。近年來(lái)，我國(guó)石墨烯的研發(fā)應(yīng)用成效顯著，已在能源、生物技術(shù)、復(fù)合材料、電子和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、航天航空等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。但在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域僅有少數(shù)科研院校進(jìn)行自主研發(fā)，成果應(yīng)用極少。
石墨烯農(nóng)業(yè)科技應(yīng)用前景廣闊
我國(guó)石墨資源豐富，價(jià)格低廉，石墨烯研究及利用在我國(guó)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，隨著石墨烯基礎(chǔ)研究的不斷突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也在不斷拓展，并逐漸延伸到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外研究成果初步展示在溫室大棚、工廠化畜禽養(yǎng)殖、雛雞孵化、特種水產(chǎn)反季節(jié)養(yǎng)殖方面，具有廣闊的應(yīng)用前景。
石墨烯電熱膜的應(yīng)用：
石墨烯采暖作為一種全新采暖方式，不但應(yīng)用于家居生活，在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村也具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋蔬菜大棚、花卉栽培、農(nóng)林育苗、土壤保溫、雛雞孵化、特種水產(chǎn)養(yǎng)殖等產(chǎn)業(yè)。一是溫室大棚上應(yīng)用。溫室大棚是我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)Z普及的生產(chǎn)方式，不僅大大提高土地產(chǎn)出率，而且解決了反季節(jié)生產(chǎn)。但大的困擾，是大多溫室熱源采用熱風(fēng)爐、采暖爐或電熱線等。不僅能耗高，污染大，而且穩(wěn)定性差、成本高。石墨烯電熱膜系統(tǒng)電熱轉(zhuǎn)化率高，一般節(jié)約能源30—50%，也不會(huì)造成污染。石墨烯電熱膜覆土后，遠(yuǎn)紅外直接增溫可顯著促進(jìn)幼苗發(fā)育，有效增強(qiáng)光合作用。二是設(shè)施養(yǎng)殖上應(yīng)用。在養(yǎng)殖領(lǐng)域，特別是對(duì)畜禽良繁場(chǎng)、水產(chǎn)種苗場(chǎng)、以及特種水產(chǎn)、工廠化畜禽生產(chǎn)企業(yè)，用遠(yuǎn)紅外石墨烯電熱膜可以實(shí)現(xiàn)快速升溫、智能調(diào)溫、維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單、節(jié)能無(wú)噪音、運(yùn)行安全可靠。遠(yuǎn)紅外線對(duì)畜禽水產(chǎn)健康發(fā)育具有促進(jìn)作用。臺(tái)灣地區(qū)在海蝦養(yǎng)殖上已廣泛使用遠(yuǎn)紅外線石墨烯電熱膜。
石墨烯納米材料的應(yīng)用：
綜合國(guó)內(nèi)外研究，土壤中適當(dāng)添加石墨烯納米材料，有利于種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)，有利于提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。肥料中添加石墨烯納米材料，能增加土壤的黏粒含量，改善土壤質(zhì)地，且納米炭具有極大比表面積，能提高土壤對(duì)養(yǎng)分元素的吸持力，從而有效控制養(yǎng)分地上揮發(fā)、地表徑流和深層滲漏的損失。同時(shí)納米炭能改善土壤的電化學(xué)性質(zhì)，促進(jìn)根系吸收養(yǎng)分，從而提高肥料利用率，減少農(nóng)業(yè)面源污染，Z終起到節(jié)肥增效作用。
石墨烯納米材料在農(nóng)業(yè)污染物吸附和凈化中也是有卓越的作用，特別是對(duì)水體中農(nóng)藥和重金屬污染，吸附力強(qiáng)，在替代傳統(tǒng)的吸附劑方面展現(xiàn)良好的應(yīng)用前景。
石墨烯將掀起一場(chǎng)農(nóng)業(yè)科技革命
20世紀(jì)60年代以培育推廣矮稈、耐肥、抗倒伏等糧食新品種為主要內(nèi)容的“綠色革命”，大幅度提高了糧食產(chǎn)量。20世紀(jì)80年代我國(guó)掀起了以溫室技術(shù)和地膜覆蓋為主要內(nèi)容的“白色革命”，改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)空條件，使異地生產(chǎn)、反季節(jié)生產(chǎn)成為可能，變冬閑為冬忙，變一季為多季，大大提高了土地產(chǎn)出率，不僅解決了我國(guó)北方冬季蔬菜供應(yīng)嚴(yán)重不足的問(wèn)題，而且豐富了市民的菜籃子，充實(shí)了農(nóng)民的錢袋子。當(dāng)前，我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著重大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。一方面中央高度重視糧食、生豬等重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)；另一方面，面臨著耕地不斷減少、環(huán)保要求提高、農(nóng)民增收難度加大的壓力，迫切需要顛覆性的科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)新的飛躍。石墨烯作為“新材料之王”，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用石墨烯電熱膜替代傳統(tǒng)熱源，掀起一場(chǎng)“溫室大棚革命”，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)、工廠化養(yǎng)殖、種子種苗等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)必將發(fā)揮強(qiáng)力推動(dòng)作用。隨著石墨烯研發(fā)的不斷深化，農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛，有可能擔(dān)當(dāng)起新一輪農(nóng)業(yè)科技革命的“主角”。江蘇是石墨烯產(chǎn)品研發(fā)和制造大省，2014年第 一個(gè)石墨烯高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地落戶常州，2015年成立全國(guó)第 一個(gè)石墨烯研發(fā)機(jī)構(gòu)——江南石墨烯研究院，集聚了一批研發(fā)團(tuán)隊(duì)和制造企業(yè)，有條件為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域石墨烯研發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)支撐。江蘇是一個(gè)設(shè)施農(nóng)業(yè)大省，溫室大棚花卉蔬菜、工廠化食用菌、規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖、特種水產(chǎn)反季節(jié)養(yǎng)殖等，迫切需要加快研發(fā)與示范推廣石墨烯采暖方式。
溫室大棚
溫室大棚大大提高了農(nóng)村勞動(dòng)力吸納能力，也提高土地利用率和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出率，為農(nóng)民增收創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。貧困地區(qū)曾提出“一戶一棚奔小康”。
但當(dāng)前溫室大棚遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，原有的煤鍋爐采暖方式，因環(huán)境污染而被禁用。改用天然氣或電，因成本高難以推廣，迫切需要新能源替代，達(dá)到節(jié)能環(huán)保、增產(chǎn)增收的目標(biāo)。
集約化育苗
石墨烯電暖加溫成了蔬菜集約化育苗的“新寵”！
深冬季節(jié)，對(duì)于從事蔬菜育苗產(chǎn)業(yè)的朋友來(lái)說(shuō)，想必都有同樣的煩惱，那就是設(shè)施內(nèi)溫度容易偏低。要是碰上陰雨和下雪天氣，溫度低，濕度大，苗不長(zhǎng)不說(shuō)，還容易生病。如何做好育苗保溫工作對(duì)于育苗大戶和育苗單位來(lái)說(shuō)，非常重要。傳統(tǒng)增溫方式有燃煤水熱、燃油風(fēng)熱和電熱線（毯）、電熱風(fēng)等，由于高能耗、低安全、不環(huán)保、安裝復(fù)雜、專業(yè)操作技術(shù)性強(qiáng)等問(wèn)題，致使種苗成本較高，不利于規(guī)?；a(chǎn)，也不符合我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)政策要求。石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫，它既能減少育苗設(shè)施大量燃煤供暖造成的環(huán)境污染，又能解決苗床溫度穩(wěn)定性問(wèn)題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
一、什么是石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫？
石墨烯是一種從石墨材料中剝離出來(lái)的單層碳原子材料，有著超強(qiáng)的導(dǎo)熱性和優(yōu)異的電學(xué)性能，作為熱電材料目前主要應(yīng)用于地暖、暖畫(huà)、理療暖貼和發(fā)熱服裝等。石墨烯電熱加溫板使用的是一種通電后即能發(fā)熱的石墨烯水性碳納米材料，發(fā)熱過(guò)程中會(huì)輻射大量波長(zhǎng)為8～14μm的遠(yuǎn)紅外線，能被生物體有效吸收（植物Z適宜的遠(yuǎn)紅外生命光線為6～14μm）。
石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖工程的有效電熱能總轉(zhuǎn)換率達(dá)99%以上，發(fā)熱性能穩(wěn)定長(zhǎng)久，與傳統(tǒng)鍋爐相比可節(jié)省30%～50%的能耗。
二、它在蔬菜集約化育苗中應(yīng)用效果如何？
安徽宿州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院及宿州市埇橋區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的工作人員針對(duì)石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫的應(yīng)用效果，于2017年12月在宿州市蔬樂(lè)園農(nóng)業(yè)科技有限公司育苗基地進(jìn)行了安裝試驗(yàn)示范。試驗(yàn)溫室為PC板連棟溫室，面積3168平方米，內(nèi)部四周用絲綿被保溫。溫室內(nèi)有移動(dòng)苗床59個(gè)，總面積2171.7平方米，苗床上搭建小拱棚，4絲農(nóng)膜覆蓋，夜間加蓋保溫被。
▲石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖安裝和使用效果
試驗(yàn)采用地面式石墨烯電熱膜，產(chǎn)品額定功率330W，按苗床方向安裝在苗床下面的橫支撐上，電熱板面積∶苗床面積為1∶4，電熱板距離苗床底部約40cm。試驗(yàn)配套安裝了石墨烯遠(yuǎn)紅外電熱自動(dòng)控制系統(tǒng)，每個(gè)移動(dòng)苗床安裝1個(gè)自動(dòng)控溫儀和控制開(kāi)關(guān)，設(shè)定分時(shí)分區(qū)控制，溫度區(qū)間可自動(dòng)設(shè)置調(diào)控，溫度經(jīng)設(shè)定后可自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，達(dá)到恒溫效果。設(shè)定石墨烯電熱膜表面溫度恒溫45℃，預(yù)計(jì)在室外低溫-2℃以下時(shí)室內(nèi)溫度可以達(dá)到10～35℃，苗床棚內(nèi)溫度控制在夜間15～25℃、白天25～35℃。以西瓜嫁接育苗為試材，對(duì)石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖在西瓜集約化育苗中的應(yīng)用效果進(jìn)行觀測(cè)記錄，包括溫濕度、種苗生長(zhǎng)狀況等。
1、應(yīng)用效果
（1）增溫效果
從記錄結(jié)果看，在夜間室外溫度-15～-2℃的情況下，室內(nèi)溫度整體可達(dá)到2～15℃，育苗床上小拱棚內(nèi)溫度可達(dá)16～26℃，正常維持在21℃，增溫效果穩(wěn)定。按需求預(yù)置恒溫?cái)?shù)據(jù)，以保證西瓜嫁接苗順利越冬生長(zhǎng)。
（2）育苗效果
2017年12月26日接穗播種、12月31日砧木播種，2018年1月6日開(kāi)始嫁接，至2月3日西瓜嫁接苗達(dá)到三葉一心的壯苗標(biāo)準(zhǔn)，歷時(shí)38天。整個(gè)管理過(guò)程為苗床每隔1天補(bǔ)水1次，不施肥，沒(méi)有病菌感染，苗壯葉旺，長(zhǎng)勢(shì)良好。通過(guò)石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫后，種子出苗率達(dá)到98%左右，嫁接苗成活率達(dá)到98%以上，與普通加熱方法種苗80%左右的出苗率相比較提高10%。應(yīng)用石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加熱過(guò)程中，沒(méi)有進(jìn)行消毒、噴灑農(nóng)藥、施肥等工序，根壯苗旺，大大減少人工作業(yè)，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)也縮短了種苗培育時(shí)間，石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫與其他加溫方式相比，西瓜嫁接苗提前10～15天出圃，且長(zhǎng)勢(shì)良好。
2、成本分析
（1）安裝成本
石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖系統(tǒng)的安裝成本包括電熱膜、智能溫控儀及安裝、調(diào)試費(fèi)等，折合單位造價(jià)為64.52元/平方米。
該試驗(yàn)溫室原安裝燃煤鍋爐供暖系統(tǒng)，包括2.5噸鍋爐和配套的鍋爐房、熱水管道、管道熱水泵、散熱器（鍍鋅翹片管）、高溫水閥等，折合單位造價(jià)為76.14元/平方米。石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖與燃煤鍋爐水暖安裝成本相當(dāng)，沒(méi)有進(jìn)行變壓器增容。
（2）應(yīng)用成本
經(jīng)測(cè)算，該石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖系統(tǒng)的日加溫費(fèi)用為672元。之前采用燃煤鍋爐供暖的話，考慮到每天用煤的投入及鍋爐工作人員每天的工資，測(cè)算得到的每天綜合費(fèi)用超過(guò)1000元，費(fèi)工費(fèi)力不安全。工作人員還對(duì)石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖和電熱線加溫效果進(jìn)行了比較，取相鄰2個(gè)相同規(guī)格的苗床（1.8m×17.5m）分別安裝4盤(pán)電熱線（1000W）和4片石墨烯電熱板（330W，300cm×50cm×6cm）。經(jīng)測(cè)算，采用石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖，可節(jié)省能耗30%～50%。目前，試驗(yàn)基地以前采用的傳統(tǒng)鍋爐水暖、地?zé)峋€等加溫采暖方式，因效果不佳、能耗過(guò)高，已停用。
三、存在哪些問(wèn)題？應(yīng)用前景如何？
存在問(wèn)題：
石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖前期一次性投入相對(duì)較高，但是使用成本低、應(yīng)用效果好、使用壽命長(zhǎng)（電熱膜壽命50年，溫控器壽命3～8年）。石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖在集約化育苗中初次應(yīng)用，具體數(shù)據(jù)、參數(shù)還需要進(jìn)一步試驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)而形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和安裝、操作技術(shù)規(guī)程。
在今后的應(yīng)用中，石墨烯電熱膜使用面積與苗床面積比率可為1∶5～1∶4，并進(jìn)一步運(yùn)用智能化，采用可全觸摸操控集成控制系統(tǒng)，通過(guò)恒溫分時(shí)分區(qū)控制，如升級(jí)基于GPRS的遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，利用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)溫控器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理，支持長(zhǎng)達(dá)180天的歷史記錄存儲(chǔ)，可查詢歷史溫度曲線和加熱狀態(tài)，分多區(qū)域控制在網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)集約化育苗產(chǎn)業(yè)化精準(zhǔn)作業(yè)。
應(yīng)用前景：
石墨烯電加熱產(chǎn)品經(jīng)3750V耐壓測(cè)試，不存在漏電、觸電的危險(xiǎn)，防水等級(jí)高達(dá)IPX7標(biāo)準(zhǔn)，是通電后即能快速發(fā)熱，達(dá)到設(shè)定溫度的高科技綠色環(huán)保新能源材料；
優(yōu)點(diǎn)是
（1）能耗低，使用壽命長(zhǎng)，安全性高，防水、防漏電，能夠解決冬季燃煤、燃油、燃甲、乙醇、燃?xì)獾裙┡廴镜碾y題，且有凈化空氣的功能。
（2）該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、熱效率高，大大縮短了安裝工期，電熱轉(zhuǎn)換率高達(dá)99.15%，熱能利用率高，節(jié)能效果顯著。
（3）石墨烯電熱板通電后產(chǎn)生的8～14μm遠(yuǎn)紅外“生命光波”，容易被植物吸收并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，種苗無(wú)需進(jìn)行定期消毒、噴灑農(nóng)藥和施肥等工序，大大減少病蟲(chóng)害防治次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本，培育的種苗綠色環(huán)保。
綜上，石墨烯遠(yuǎn)紅外電暖加溫系統(tǒng)一次性投入較高，但綜合成本低，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益突出，可以在瓜菜類集約化育苗中推廣應(yīng)用。
