光伏農業模式下耐陰中草藥品種栽培試驗研究

黃艷國，何 勇，徐端平

（中節能太陽能科技有限公司，北京 100082）

光伏農業模式下耐陰中草藥品種栽培試驗研究

黃艷國，何 勇，徐端平

（中節能太陽能科技有限公司，北京 100082）

為研究光伏農業遮陰條件對中草藥農藝性狀、產量及品質等影響，對不同中草藥品種進行對比栽植試驗，其中處于光伏板遮陰區為試驗區，處于同地塊的正常光照區為對照區。研究結果表明：甘草、板藍根和半夏在光伏農業模式的遮陰條件下均能進行種植，獲得產品的主要有效成分含量均能達到藥典相關要求。產量方面半夏表現最佳，遮陰種植較正常光照種植產量高34%，甘草和板藍根遮陰種植產量較正常光照種植略低。耐陰性方面，半夏在半蔭環境下生長茂盛，珠芽數和塊莖增重可達最大值，非常適合耐陰種植，甘草和板藍根在適度遮陰條件下也能實現種植，不過較正常光照表現略差。

光伏農業 中草藥 耐陰栽培 試驗研究

光伏農業作為一種新形式的土地綜合利用方式，因其具備不改變土地使用性質的同時，可以將空間立體利用，下層開展農業種植，上層產生清潔電力，將現代化農業與清潔能源緊密結合，帶來雙向效益等諸多優勢得到大力發展。光伏農業存在顯而易見的優勢的同時，對兩種模式結合產生的新問題也需要進行研究解決，其中一項有待研究的內容就是爭光問題，光伏發電是利用光能轉化為電能，同時作物生長也需要利用光能合成有機物質，如何平衡分配光資源，使光伏發電與農業種植效益最大化，如何篩選適合耐陰栽培的作物品種，充分利用光伏農業遮陰條件進行農業生產。該試驗主要研究在光伏遮陰條件下，耐陰中草藥品種生長情況，為光伏模式耐陰種植提供可選擇的種植方案。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

該次進行耐陰種植試驗的中草藥品種有甘草（烏拉爾品種）、板藍根、半夏（荊半夏）。

1.2 試驗設計

甘草：試驗為期2年，于2015年4月至2016年11月在寧夏石嘴山市紅果子鎮光伏園區進行，試驗面積為756 m2（東西向長84 m，南北向寬9 m）。試驗設2個處理：位于太陽能板下方處于遮陰范圍寬幅4.5 m的區域為試驗區；比鄰試驗區處于光照范圍寬幅4.5 m的區域為對照區（圖1）。東西向起壟栽植甘草苗，行距45～50 cm，株距25～30 cm，試驗區和對照區田間管理保持一致。

板藍根：試驗于2016年4～11月在寧夏石嘴山市紅果子鎮光伏園區進行，試驗面積為756 m2（東西向長84 m，南北向寬9 m）。試驗設2個處理：位于太陽能板下方處于遮陰范圍寬幅4.5 m的區域為試驗區；比鄰試驗區處于光照范圍寬幅4.5 m的區域為對照區。東西向按行距30 cm開溝，溝深3～4 cm，將種子均勻撒施溝內，覆土約2 cm，適當鎮壓，試驗區和對照區田間管理保持一致。

半夏：試驗于2016年3～11月在湖北省漢川市新河鎮光伏園區進行，試驗面積560 m2。試驗設2個處理：太陽能板下遮陰區為試驗區，同地塊正常光照區為對照區，面積均約280 m2。種植密度按2.5 cm×10 cm播種，試驗區和對照區田間管理保持一致。

1.3 測定項目及方法

環境因子：利用土壤監測儀測定土壤濕度和土壤溫度，用光量子記錄儀測定光照度，用光合有效輻射記錄儀測定光合有效輻射。

甘草：株高、蘆頭莖粗、單產及主要有效成分甘草苷和甘草酸含量。株高于盛長期（2016年7月15日前后）隨機選取20株測量，蘆頭粗度于收獲時隨機選取20株測量，產量于收獲期隨機選取對應位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進行測產，有效成分含量委托甘肅數字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執行。

圖1 甘草種植

表1 光照與遮陰條件下甘草生長發育的性狀比較

表3 光照與遮陰條件下半夏生長發育的性狀比較

板藍根：出苗率、株高、葉面積指數、單產及主要有效成分告依春含量。株高于盛長期（7月15日前后）隨機選取20株測量，葉面積指數于盛長期（7月15日前后）隨機選取20株采取統計學方法進行測量，產量于收獲期隨機選取對應位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進行測產，有效成分含量委托甘肅數字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執行。

半夏：出苗率、塊莖直徑、百粒重、單產及主要有效成分琥珀酸含量。地莖直徑和百粒重于收獲期測量，地莖直徑分別隨機選取20粒卡尺測量，百粒重分別隨機測量3組，產量隨機選取10 m2進行測產，有效成分含量委托甘肅數字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執行。

所有測量取樣避開距離邊際0.6 m范圍的邊際效應區，避開試驗區和對照區相鄰處中間分割線兩邊各1 m的模糊區域。

表2 光照與遮陰條件下板藍根生長發育的性狀比較

2 結果與分析

2.1 甘草生長性狀比較

甘草對比種植試驗發現（表1），正常光照區甘草生長長勢好于遮陰區，光照區較遮陰區單產平均高59.34 kg，蘆頭徑粗平均多0.53 cm，主要有效成分含量方面光照區高于遮陰區，但主要有效成分含量都達到了品質要求。

2.2 板藍根生長性狀比較

板藍根對比種植試驗發現（表2），出苗率遮陰區明顯好于光照區，原因是遮陰區光照少，減少了土壤水分蒸發，土壤濕度大，利于種子發芽出苗。葉面積指數光照區高于遮陰區，原因是光照區光照度和光合有效輻射條件好于遮陰區，利于葉片生長發育，葉片數量多且葉片面積較大。單產光照區高于遮陰區，相差27.74 kg。主要有效成分含量方面兩者基本相當，均達到含量要求。

2.3 半夏生長性狀比較

半夏對比種植試驗表明（表3），光照區和遮陰區半夏出苗率差異不大，但在地塊直徑、百粒重和單產上遮陰區都明顯好于光照區，其中單產遮陰區較光照區高出156.44 kg，超產達34%，說明半夏屬耐陰性作物，在適度遮陰條件下生長良好。主要有效成分含量方面遮陰區也略好于光照區，兩者均達到產品含量要求。

3 結論與討論

該試驗引進中草藥品種為甘草、板藍根和半夏，通過在光照和遮陰條件下進行對比種植，研究3種中草藥在光伏農業模式下的耐陰性表現。結果表明，甘草、板藍根和半夏在光伏農業模式的遮陰條件下均能進行種植，獲得產品的主要有效成分含量均能達到中國藥典（2010版）的相關要求。產量方面半夏表現最佳，遮陰種植較正常光照種植產量高34%，甘草和板藍根遮陰種植產量較正常光照種植略低，分別低8%和13.2%。耐陰性方面，半夏在半蔭環境下生長茂盛，珠芽數和塊莖增重可達最大值，非常適合耐陰種植，甘草和板藍根在適度遮陰條件下也能實現種植，不過較正常光照表現略差。

目前，光伏農業設施形式差異較大，分布地域也較為廣泛，開展耐陰性作物研究，充分利用土地資源，具有極強的現實意義。該文所選中草藥品種耐陰性研究為光伏農業土地利用提供可選擇方向，實現了一定經濟價值，具有借鑒意義。

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