光伏農(nóng)業(yè)模式下耐陰中草藥品種栽培試驗(yàn)研究

黃艷國(guó)，何 勇，徐端平

（中節(jié)能太陽(yáng)能科技有限公司，北京 100082）

光伏農(nóng)業(yè)模式下耐陰中草藥品種栽培試驗(yàn)研究

黃艷國(guó)，何 勇，徐端平

（中節(jié)能太陽(yáng)能科技有限公司，北京 100082）

為研究光伏農(nóng)業(yè)遮陰條件對(duì)中草藥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)等影響，對(duì)不同中草藥品種進(jìn)行對(duì)比栽植試驗(yàn)，其中處于光伏板遮陰區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，處于同地塊的正常光照區(qū)為對(duì)照區(qū)。研究結(jié)果表明：甘草、板藍(lán)根和半夏在光伏農(nóng)業(yè)模式的遮陰條件下均能進(jìn)行種植，獲得產(chǎn)品的主要有效成分含量均能達(dá)到藥典相關(guān)要求。產(chǎn)量方面半夏表現(xiàn)最佳，遮陰種植較正常光照種植產(chǎn)量高34%，甘草和板藍(lán)根遮陰種植產(chǎn)量較正常光照種植略低。耐陰性方面，半夏在半蔭環(huán)境下生長(zhǎng)茂盛，珠芽數(shù)和塊莖增重可達(dá)最大值，非常適合耐陰種植，甘草和板藍(lán)根在適度遮陰條件下也能實(shí)現(xiàn)種植，不過(guò)較正常光照表現(xiàn)略差。

光伏農(nóng)業(yè) 中草藥 耐陰栽培 試驗(yàn)研究

光伏農(nóng)業(yè)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(zhì)的同時(shí)，可以將空間立體利用，下層開(kāi)展農(nóng)業(yè)種植，上層產(chǎn)生清潔電力，將現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)與清潔能源緊密結(jié)合，帶來(lái)雙向效益等諸多優(yōu)勢(shì)得到大力發(fā)展。光伏農(nóng)業(yè)存在顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，對(duì)兩種模式結(jié)合產(chǎn)生的新問(wèn)題也需要進(jìn)行研究解決，其中一項(xiàng)有待研究的內(nèi)容就是爭(zhēng)光問(wèn)題，光伏發(fā)電是利用光能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)作物生長(zhǎng)也需要利用光能合成有機(jī)物質(zhì)，如何平衡分配光資源，使光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)遮陰條件進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。該試驗(yàn)主要研究在光伏遮陰條件下，耐陰中草藥品種生長(zhǎng)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(yàn)材料

該次進(jìn)行耐陰種植試驗(yàn)的中草藥品種有甘草（烏拉爾品種）、板藍(lán)根、半夏（荊半夏）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

甘草：試驗(yàn)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(zhèn)光伏園區(qū)進(jìn)行，試驗(yàn)面積為756 m2（東西向長(zhǎng)84 m，南北向?qū)? m）。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：位于太陽(yáng)能板下方處于遮陰范圍寬幅4.5 m的區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)；比鄰試驗(yàn)區(qū)處于光照范圍寬幅4.5 m的區(qū)域?yàn)閷?duì)照區(qū)（圖1）。東西向起壟栽植甘草苗，行距45～50 cm，株距25～30 cm，試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)田間管理保持一致。

板藍(lán)根：試驗(yàn)于2016年4～11月在寧夏石嘴山市紅果子鎮(zhèn)光伏園區(qū)進(jìn)行，試驗(yàn)面積為756 m2（東西向長(zhǎng)84 m，南北向?qū)? m）。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：位于太陽(yáng)能板下方處于遮陰范圍寬幅4.5 m的區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)；比鄰試驗(yàn)區(qū)處于光照范圍寬幅4.5 m的區(qū)域?yàn)閷?duì)照區(qū)。東西向按行距30 cm開(kāi)溝，溝深3～4 cm，將種子均勻撒施溝內(nèi)，覆土約2 cm，適當(dāng)鎮(zhèn)壓，試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)田間管理保持一致。

半夏：試驗(yàn)于2016年3～11月在湖北省漢川市新河鎮(zhèn)光伏園區(qū)進(jìn)行，試驗(yàn)面積560 m2。試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：太陽(yáng)能板下遮陰區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，同地塊正常光照區(qū)為對(duì)照區(qū)，面積均約280 m2。種植密度按2.5 cm×10 cm播種，試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)田間管理保持一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

環(huán)境因子：利用土壤監(jiān)測(cè)儀測(cè)定土壤濕度和土壤溫度，用光量子記錄儀測(cè)定光照度，用光合有效輻射記錄儀測(cè)定光合有效輻射。

甘草：株高、蘆頭莖粗、單產(chǎn)及主要有效成分甘草苷和甘草酸含量。株高于盛長(zhǎng)期（2016年7月15日前后）隨機(jī)選取20株測(cè)量，蘆頭粗度于收獲時(shí)隨機(jī)選取20株測(cè)量，產(chǎn)量于收獲期隨機(jī)選取對(duì)應(yīng)位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗(yàn)中心進(jìn)行測(cè)量，測(cè)定方法按照藥典參照?qǐng)?zhí)行。

圖1 甘草種植

表1 光照與遮陰條件下甘草生長(zhǎng)發(fā)育的性狀比較

表3 光照與遮陰條件下半夏生長(zhǎng)發(fā)育的性狀比較

板藍(lán)根：出苗率、株高、葉面積指數(shù)、單產(chǎn)及主要有效成分告依春含量。株高于盛長(zhǎng)期（7月15日前后）隨機(jī)選取20株測(cè)量，葉面積指數(shù)于盛長(zhǎng)期（7月15日前后）隨機(jī)選取20株采取統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行測(cè)量，產(chǎn)量于收獲期隨機(jī)選取對(duì)應(yīng)位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗(yàn)中心進(jìn)行測(cè)量，測(cè)定方法按照藥典參照?qǐng)?zhí)行。

半夏：出苗率、塊莖直徑、百粒重、單產(chǎn)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(cè)量，地莖直徑分別隨機(jī)選取20?？ǔ邷y(cè)量，百粒重分別隨機(jī)測(cè)量3組，產(chǎn)量隨機(jī)選取10 m2進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗(yàn)中心進(jìn)行測(cè)量，測(cè)定方法按照藥典參照?qǐng)?zhí)行。

所有測(cè)量取樣避開(kāi)距離邊際0.6 m范圍的邊際效應(yīng)區(qū)，避開(kāi)試驗(yàn)區(qū)和對(duì)照區(qū)相鄰處中間分割線兩邊各1 m的模糊區(qū)域。

表2 光照與遮陰條件下板藍(lán)根生長(zhǎng)發(fā)育的性狀比較

2 結(jié)果與分析

2.1 甘草生長(zhǎng)性狀比較

甘草對(duì)比種植試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)（表1），正常光照區(qū)甘草生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)好于遮陰區(qū)，光照區(qū)較遮陰區(qū)單產(chǎn)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(qū)高于遮陰區(qū)，但主要有效成分含量都達(dá)到了品質(zhì)要求。

2.2 板藍(lán)根生長(zhǎng)性狀比較

板藍(lán)根對(duì)比種植試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)（表2），出苗率遮陰區(qū)明顯好于光照區(qū)，原因是遮陰區(qū)光照少，減少了土壤水分蒸發(fā)，土壤濕度大，利于種子發(fā)芽出苗。葉面積指數(shù)光照區(qū)高于遮陰區(qū)，原因是光照區(qū)光照度和光合有效輻射條件好于遮陰區(qū)，利于葉片生長(zhǎng)發(fā)育，葉片數(shù)量多且葉片面積較大。單產(chǎn)光照區(qū)高于遮陰區(qū)，相差27.74 kg。主要有效成分含量方面兩者基本相當(dāng)，均達(dá)到含量要求。

2.3 半夏生長(zhǎng)性狀比較

半夏對(duì)比種植試驗(yàn)表明（表3），光照區(qū)和遮陰區(qū)半夏出苗率差異不大，但在地塊直徑、百粒重和單產(chǎn)上遮陰區(qū)都明顯好于光照區(qū)，其中單產(chǎn)遮陰區(qū)較光照區(qū)高出156.44 kg，超產(chǎn)達(dá)34%，說(shuō)明半夏屬耐陰性作物，在適度遮陰條件下生長(zhǎng)良好。主要有效成分含量方面遮陰區(qū)也略好于光照區(qū)，兩者均達(dá)到產(chǎn)品含量要求。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)引進(jìn)中草藥品種為甘草、板藍(lán)根和半夏，通過(guò)在光照和遮陰條件下進(jìn)行對(duì)比種植，研究3種中草藥在光伏農(nóng)業(yè)模式下的耐陰性表現(xiàn)。結(jié)果表明，甘草、板藍(lán)根和半夏在光伏農(nóng)業(yè)模式的遮陰條件下均能進(jìn)行種植，獲得產(chǎn)品的主要有效成分含量均能達(dá)到中國(guó)藥典（2010版）的相關(guān)要求。產(chǎn)量方面半夏表現(xiàn)最佳，遮陰種植較正常光照種植產(chǎn)量高34%，甘草和板藍(lán)根遮陰種植產(chǎn)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(huán)境下生長(zhǎng)茂盛，珠芽數(shù)和塊莖增重可達(dá)最大值，非常適合耐陰種植，甘草和板藍(lán)根在適度遮陰條件下也能實(shí)現(xiàn)種植，不過(guò)較正常光照表現(xiàn)略差。

目前，光伏農(nóng)業(yè)設(shè)施形式差異較大，分布地域也較為廣泛，開(kāi)展耐陰性作物研究，充分利用土地資源，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。該文所選中草藥品種耐陰性研究為光伏農(nóng)業(yè)土地利用提供可選擇方向，實(shí)現(xiàn)了一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值，具有借鑒意義。

[1] 張秋波，李文林，楊亞平，等．烏拉爾甘草人工栽培技術(shù)．新疆農(nóng)業(yè)科技，2003，（S1）：26～27

[2] 代少山．烏拉爾甘草種質(zhì)資源與藥材質(zhì)量研究．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011，（7）：38～40

[3] 曹新成．甘草生育特性及人工栽培技術(shù)．農(nóng)村科技，1997，（11）：26～27

[4] 王躍兵．北板藍(lán)根豐產(chǎn)栽培技術(shù)．中國(guó)林副特產(chǎn)，2015，（6）；41～42

[5] 馬素碧，溫秀英，馬天慧．大棚半夏高產(chǎn)栽培技術(shù)．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009，（18）：62～63

[6] 魏新雨．半夏優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)．農(nóng)家科技，2006，（7）：27～28 [7] 高尚鋒，韓錦芹．半夏遮陰增產(chǎn)效果研究．現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐，200620，（3）：23～25