灣區物道

深圳市物聯網產業協會的精品欄目《灣區物道》系列訪談，對話專家學者、政府官員、灣區商會協會及企業家，解讀和宣傳扶持政策；分析市場產業技術發展情況；助力物聯網生態體系建設。

在全球氣候變化和糧食安全的雙重挑戰下，農業正經歷著一場深刻的綠色革命。二氧化碳，這個曾被視為溫室效應元兇的“廢氣”，如今在農業科技的加持下，正搖身一變成為農作物增產增收的“氣肥”。

二氧化碳氣肥技術以工業尾氣資源化利用為核心，通過智能精準補碳，讓作物光合效率大幅提升，實現果蔬普遍增產30%、品質顯著優化、節水20%，既打通工業碳減排路徑，又為農業注入綠色增長動能。

這是『灣區物道』的第72期，本期訪談我們對話了深圳市物聯網產業協會產業專家——正高級工程師，江門雙碳實驗室特聘研究員張濤先生，聚焦二氧化碳氣肥技術的研發突破、規模化落地、物聯網賦能與未來趨勢，深度解析這項 “變廢為寶” 的綠色農業技術，如何成為設施農業升級、雙碳目標落地的關鍵支撐，希望能給行業同仁及企業發展帶來更多啟發與借鑒價值。

張濤，河南泌陽人，1979年5月生,碩士，中共黨員，正高級工程師。歷任中國電科27研究所技術員、工程師、高級工程師、正高級工程，科研計劃處副處長、處長，物聯網研究院院長，嵩山實驗室科研部部長、成果轉化部部長、產業研究院院長等職務。

長期從事電子信息與物聯網技術研究和工程技術實踐，曾參與國家預警機工程、航母工程、載人航天工程等一系列國家重大工程和專項建設。

江門雙碳實驗室主任助理，特聘研究員，兼任物聯中國團體組織聯席會輪值主任兼秘書長，河南省物聯網行業協會會長、河南省信息化專家咨詢委員會專家委員、河南省科技廳專家、河南人工智能與大數據專家委委員、河南省應急管理廳專家、河南省首席科普專家、鄭州市大數據專家委專家委員、鄭州數據要素專家委員會委員等。

01、二氧化碳氣肥技術概述

〖張濤〗：1.1 二氧化碳氣肥技術定義與原理

二氧化碳氣肥技術，是一項極具價值的農業技術。就是將二氧化碳以氣體形式施加到植物生長的環境中，為植物光合作用提供關鍵原料。植物在進行光合作用時，會吸收大氣中的二氧化碳，將其與水在葉綠素和光的作用下，轉化為葡萄糖等有機物，同時釋放出氧氣。二氧化碳濃度在一定范圍內與植物的光合速率成正比。當二氧化碳濃度過低時，植物光合作用會因“原料”不足而受限，導致生長緩慢、產量降低。

二氧化碳氣肥技術通過人為提高植物生長環境中二氧化碳濃度（800-1500ppm），能有效提升植物光合作用強度與效率。一方面，能促進植物體內有機物積累，增加生物質含量，大幅提高產量與品質；另一方面，使植物葉片氣孔開度減小，降低蒸騰速率，減少水分散失（平均節水20%），增強植物抗旱能力。比如在溫室和塑料大棚中，合理施用二氧化碳氣肥，可讓作物生長更為旺盛，果實更大更飽滿，蔬菜的口感也會得到改善。這一技術為農業生產帶來了新的機遇，使作物在有限的空間和資源條件下，能實現更高產、高效的生長。

1.2 二氧化碳氣肥技術對農業與工業的意義

在農業領域，二氧化碳氣肥技術意義非凡。它能有效提升農作物產量，如江門雙碳實驗室的研究成果顯示，該技術能使果蔬普遍增產30%左右，生產期縮短7-10天。這不僅增加了農民的收入，還保障了農產品的市場供應。對于品質提升也有積極作用，可使作物果實更大、口感更佳（可溶性糖含量提升15-30%，維生素C含量提升15-40%），滿足消費者對高品質農產品的需求。

從工業角度來看，二氧化碳氣肥技術實現了工業二氧化碳的資源化利用。許多工業生產過程中會產生大量二氧化碳，如火力發電、煤化工等行業。過去，這些二氧化碳往往直接排放到大氣中，加劇溫室效應。而如今，通過二氧化碳氣肥技術，可將工業尾氣中的二氧化碳捕集、凈化后，用于農業生產，變廢為寶。這不僅減少了工業二氧化碳的排放，還為企業創造了新的經濟效益，降低了其環保成本。

對于國家“雙碳”戰略，二氧化碳氣肥技術也發揮著重要作用。一方面，它通過提升農業產量和質量，增加了農業碳匯；另一方面，減少工業二氧化碳排放，助力工業實現低碳轉型。這一技術為我國實現碳達峰、碳中和目標提供了新的路徑和方案，是推動綠色發展、可持續發展的重要力量。

02、二氧化碳氣肥技術國內發展現狀

〖張濤〗：2.1 技術研發進展

二氧化碳氣肥技術在國內的研發歷程可謂成果豐碩。早在上世紀，我國便開始關注二氧化碳氣肥技術，并逐步展開相關研究。隨著科技的進步，研發力度不斷加大，技術也取得了顯著進展。

當前，國內二氧化碳氣肥技術已從實驗室示范邁向規模化落地階段，形成了“工業尾氣回收為主、智能裝備賦能、政策市場雙驅動”的產業格局。在二氧化碳的捕集、凈化方面，形成了較為成熟的技術體系，能夠從工業尾氣等多種來源中高效提取高純度二氧化碳。在施用技術上，也取得了諸多突破。如江門雙碳實驗室作為粵港“雙碳”領域核心科研平臺，其研發的“光—溫—水—肥—氣”一體化智能調控技術，融合物聯網、人工智能等技術推動氣肥施用從“經驗化”向“精準化、智能化、數據化”躍遷，這不僅提高了二氧化碳的利用率，還大大降低了人工成本，提升了農業生產的自動化和智能化水平。并已在山東、河南、河北、新疆等地開展了規模化示范應用，取得了顯著的應用成效，為行業提供了科研與產業化融合的標桿范式，為農業發展提供了有力支撐，也為我國農業的現代化發展奠定了堅實基礎。

2.2 政策支持情況

從國家層面來看，在推動農業現代化和綠色發展的相關政策文件中，多次強調了發展新型肥料技術的重要性，二氧化碳氣肥技術作為其中的關鍵組成部分，得到了明確的政策導向。國家鼓勵科研機構加大對二氧化碳氣肥技術的研發投入，推動技術創新和成果轉化。在稅收優惠、項目扶持等方面，也給予相關企業一定的政策支持，以降低企業成本，促進技術的推廣應用。

地方層面，各地也結合自身實際情況，出臺了一系列具體政策。山東、山西、內蒙、河北、河南等農業大省將二氧化碳氣肥技術列入農業重點推廣技術目錄，給予使用該技術的農戶一定的補貼，以降低其生產成本，提高其應用積極性。還有一些地方積極搭建平臺，促進科研機構與企業、農戶的合作，推動技術的示范推廣和產業化發展。這些政策的出臺，為二氧化碳氣肥技術的發展提供了良好的政策環境，有力地推動了技術的普及和應用。

2.3 市場需求與前景

隨著農業現代化進程的加快以及人們對高品質農產品需求的不斷提升，市場對二氧化碳氣肥技術的需求日益旺盛。

從需求現狀來看，在設施農業領域，二氧化碳氣肥技術已成為許多農戶的必需技術。在溫室、大棚等封閉或半封閉環境中，二氧化碳氣肥能有效解決因環境密閉導致的二氧化碳濃度不足問題，大幅提高作物產量和品質。眾多蔬菜、水果種植戶通過使用二氧化碳氣肥，實現了產量的顯著提升和上市時間的提前，獲得了更高的經濟效益。

從未來發展趨勢看，隨著全球氣候變化和農業可持續發展戰略的推進，二氧化碳氣肥技術的市場需求將進一步擴大。一方面，氣候變化導致極端天氣頻發，設施農業將成為保障農產品供應的重要方式，這將增加對二氧化碳氣肥技術的需求。另一方面，可持續發展戰略要求農業減少化肥農藥的使用，提高資源利用效率，二氧化碳氣肥技術作為一種環保、高效的農業技術，符合這一發展趨勢，其市場需求將持續增長。

據相關研究報告，我國現有大棚面積高達6000萬畝，二氧化碳氣肥技術市場空間巨大。隨著技術的不斷成熟和成本的進一步降低，越來越多的農戶和企業將選擇使用二氧化碳氣肥技術，二氧化碳氣肥技術將在我國農業發展中發揮更加重要的作用。

03、二氧化碳氣肥技術規模化落地場景與解決痛點

〖張濤〗：3.1 規模化落地農業場景

二氧化碳氣肥技術已在諸多農業場景實現了規模化落地，其中最為典型的便是溫室大棚。在我國北方地區，冬季寒冷，溫室大棚成為蔬菜生產的重要保障。在這里，二氧化碳氣肥技術得到了廣泛應用。許多大型蔬菜種植基地，在溫室大棚內安裝二氧化碳施肥設備，根據作物品類、生長周期和環境變化，智能精準調控二氧化碳濃度。如江門雙碳實驗室在山東壽光的蔬菜溫室大棚，通過施用二氧化碳氣肥，使黃瓜、番茄等蔬菜產量大幅提升（平均增產30%），果實品質也得到顯著改善，不僅滿足了當地市場需求，還遠銷國內外。

除了溫室大棚，二氧化碳氣肥技術在植物工廠中也實現了規模化應用。植物工廠是一種高度可控的農業生產環境，通過人工控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等生長環境條件，實現作物的高效生產。在這類場景中，二氧化碳氣肥技術能夠精確調控二氧化碳濃度，為作物提供最佳生長條件。日本的一些植物工廠就廣泛應用二氧化碳氣肥技術，生產出高品質的生菜、菠菜等葉菜，實現了全年穩定供應。

花卉種植也是二氧化碳氣肥技術規模化落地的場景之一。在花卉溫室中，通過施用二氧化碳氣肥，可促進花卉生長，使花朵更大、顏色更鮮艷，有效提升花卉的觀賞價值和市場競爭力。荷蘭作為世界著名的花卉生產國，其花卉溫室中就大量應用二氧化碳氣肥技術，保障了花卉的高產優質。

3.2 解決傳統設施農業痛點

傳統設施農業存在著諸多痛點，其中二氧化碳濃度低是較為突出的問題。在溫室、大棚等封閉或半封閉環境中，由于與外界通風不暢，作物在光合作用過程中會大量消耗二氧化碳，導致環境中二氧化碳濃度迅速下降，遠低于作物光合作用所需的最適濃度，從而限制了作物的生長速度和產量。二氧化碳氣肥技術能有效解決這一痛點。通過人為補充二氧化碳，可智能化調節設施農業環境中的二氧化碳濃度，為作物光合作用提供充足的“原料”，使作物光合速率加快，干物質積累增多，產量得以提升。比如在冬季溫室蔬菜生產中，由于外界溫度低，通風時間短，棚內二氧化碳濃度往往嚴重不足（二氧化碳濃度低至200ppm以下），使用二氧化碳氣肥技術后，蔬菜產量可增加30%以上。

此外，二氧化碳氣肥技術還能解決傳統設施農業中因二氧化碳濃度不足導致的作物品質下降問題，充足的二氧化碳供應可使作物果實發育更充分，口感更佳，營養成分更豐富，提升農產品的市場競爭力。充足的二氧化碳供應還可使使植物葉片氣孔開度減小，降低蒸騰速率，減少水分散失（平均節水20%左右），增強植物抗旱能力。同時，二氧化碳氣肥技術的使用還能增強作物的抗逆性，減少病蟲害的發生，降低農藥使用量，符合綠色農業的發展要求，為傳統設施農業的轉型升級提供了有力支持。

04、物聯網技術在二氧化碳氣肥技術中的價值與瓶頸

〖張濤〗：4.1 核心價值體現

在二氧化碳氣肥技術中，物聯網技術發揮著不可替代的核心價值。在智能調控方面，通過傳感器實時監測作物生長環境的二氧化碳濃度、光照、溫度、濕度等參數，并將數據傳輸至中央控制系統。系統依據預設的作物生長模型與算法，精準分析數據，自動調控二氧化碳施肥設備的開啟與關閉、施用量與施用時間，使二氧化碳濃度始終維持在適宜不同平類作物生長的最佳水平，實現精準施肥，避免了人工施肥的盲目性與滯后性，大幅提高二氧化碳利用率，降低生產成本。

在數據監測上，物聯網技術可全天候、實時記錄作物生長環境的各項數據，生成詳細的生長曲線與報告，為農戶提供直觀的生長情況分析與決策依據。還能通過大數據分析，挖掘作物生長規律與二氧化碳施肥效果的相關性，為優化施肥策略、提升作物產量與品質提供科學依據，為農產品安全溯源提供數據支撐，助力農業實現數字化、智能化轉型，推動農業現代化發展。

4.2 技術瓶頸分析

當前物聯網技術在二氧化碳氣肥技術應用中面臨著一些亟待突破的技術瓶頸。在傳感器技術方面，現有的二氧化碳傳感器在精度、穩定性和使用壽命上存在不足。在復雜多變的農業環境中，傳感器易受溫濕度、粉塵等因素干擾，導致測量數據不準確，且長期運行后性能衰減較快，影響了二氧化碳施肥的精準度。

網絡通信技術也有待完善。農業設施多分布在偏遠地區，網絡覆蓋不足，信號傳輸不穩定，易造成數據丟失或延遲，影響了系統的實時監控與遠程控制。數據管理與分析技術方面，面對海量的農業環境數據，如何高效存儲、快速處理并挖掘出有價值的信息，是一大挑戰。缺乏統一的數據標準與平臺，也導致了數據難以共享與互聯互通，限制了物聯網技術在二氧化碳氣肥技術中的深入應用。

05、物聯網企業構建差異化競爭力與市場開拓建議

〖張濤〗：5.1 差異化競爭力構建

從事智慧農業、設施設備、環境調控的物聯網企業，若想在二氧化碳氣肥利用這一細分賽道脫穎而出，需從多方面著手構建差異化競爭力。在技術創新上，應加大對高精度、低功耗二氧化碳智能傳感器研發投入，提升傳感器在復雜農業環境中的穩定性和準確性。還可探索將新型通信技術與二氧化碳氣肥技術融合，如利用5G、LoRa等低功耗廣域網絡技術，解決偏遠地區網絡覆蓋和信號傳輸問題。在服務特色方面，企業可為農戶提供定制化二氧化碳氣肥解決方案，根據不同作物種類、生長周期及環境條件，制定個性化的施肥策略。搭建專業農業技術服務團隊，為農戶提供設備安裝調試、技術培訓、故障維修等一站式服務，解決農戶在使用過程中的后顧之憂，以優質、專業的服務在市場中形成獨特競爭優勢。

5.2 市場開拓策略

企業要想快速打開二氧化碳氣肥利用的市場，可采取多種合作模式。與農業、生態科研機構（如江門雙碳實驗室），共同開展二氧化碳氣肥技術研究與示范項目，借助科研機構的權威性和技術實力，提升企業產品的可信度和知名度。與大型農業種植企業、合作社建立合作關系，為其提供二氧化碳氣肥技術整體解決方案，通過打造示范項目，吸引周邊農戶和企業關注與使用。在營銷推廣上，企業可利用線上線下相結合的方式，線上通過農業專業網站、社交媒體等平臺，發布二氧化碳氣肥技術相關知識、成功案例等內容，提升品牌曝光度；線下參加農業展覽會、技術推廣會等活動，與農戶面對面交流，展示產品優勢，解答疑問，讓農戶更直觀地了解二氧化碳氣肥技術的好處，從而促進產品的銷售與應用。

06、未來二氧化碳氣肥技術發展趨勢

〖張濤〗：6.1 智能調控技術突破

未來3-5年，二氧化碳氣肥智能調控技術有望迎來諸多關鍵突破。在傳感器技術方面，將研發出更高精度、更強穩定性、低成本的智能二氧化碳傳感器，能更精準地監測作物生長環境的二氧化碳濃度，且抗干擾能力大幅提升，使用壽命更長。控制系統也將更加智能化，基于人工智能的算法能夠更深入地理解作物生長需求與二氧化碳濃度的關系，實現更為精準的施肥調控。比如可根據不同品類作物不同生長階段的光合特性、天氣變化等因素，通過智能識別和自學習，自動調整二氧化碳施肥策略，使二氧化碳濃度始終處于最適宜作物生長的范圍內，進一步提升二氧化碳利用效率，降低生產成本，提高作物產量和品質，推動二氧化碳氣肥技術向更高水平的智能化發展。

6.2 數據協同與應用創新

數據協同在二氧化碳氣肥技術中的應用前景廣闊。未來，隨著物聯網、大數據技術的進一步發展，不同農業設施、不同作物生長環境中的二氧化碳濃度數據及其他環境數據將實現更高效地協同與共享。農戶和農業企業可基于這些數據，開展跨區域、跨作物的對比分析，挖掘出不同作物在不同環境條件下對二氧化碳濃度的需求規律，優化施肥方案。還可將二氧化碳濃度數據與氣象數據、市場需求數據相結合，實現更精準的農業生產決策，如預測作物產量、調整種植結構等。數據協同也有助于推動農業社會化服務發展，為農業技術服務機構提供更豐富的數據支持，以便為其提供更專業的技術服務，助力農業實現數字化轉型，催生更多基于數據協同的農業創新應用場景。

6.3 場景落地拓展

二氧化碳氣肥技術在新農業場景落地的潛力巨大。在立體農業場景中，通過精準調控二氧化碳濃度，可提高立體種植作物的產量和品質，實現空間資源的高效利用。在觀光農業方面，為花卉、果樹等觀賞植物施用二氧化碳氣肥，使其生長更旺盛、花果更艷麗，提升觀光農業的觀賞效果和經濟效益。在都市農業領域，城市的屋頂農場、垂直農場等空間有限且封閉的環境，非常適合應用二氧化碳氣肥技術，提高作物產量，滿足城市居民對新鮮農產品的需求。在中藥材種植場景中，二氧化碳氣肥技術也有望得到應用，通過改善中藥材生長環境，提高中藥材的產量和藥用成分含量，保障中藥材的品質，推動中藥材產業的可持續發展。

掃碼查看往期訪談文章