黃艷國，何 勇，徐端平

（中節(jié)能太陽能科技有限公司，北京 100082）

光伏農(nóng)業(yè)模式下耐陰中草藥品種栽培試驗研究

黃艷國，何 勇，徐端平

（中節(jié)能太陽能科技有限公司，北京 100082）

為研究光伏農(nóng)業(yè)遮陰條件對中草藥農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)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(qū)為試驗區(qū)，處于同地塊的正常光照區(qū)為對照區(qū)。研究結(jié)果表明：甘草、板藍根和半夏在光伏農(nóng)業(yè)模式的遮陰條件下均能進行種植，獲得產(chǎn)品的主要有效成分含量均能達到藥典相關(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)境下生長茂盛，珠芽數(shù)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(xiàn)種植，不過較正常光照表現(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，可以將空間立體利用，下層開展農(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，帶來雙向效益等諸多優(yōu)勢得到大力發(fā)展。光伏農(nóng)業(yè)存在顯而易見的優(yōu)勢的同時，對兩種模式結(jié)合產(chǎn)生的新問題也需要進行研究解決，其中一項有待研究的內(nèi)容就是爭光問題，光伏發(fā)電是利用光能轉(zhuǎn)化為電能，同時作物生長也需要利用光能合成有機物質(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)遮陰條件進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。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(shè)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(zhèn)光伏園區(qū)進行，試驗面積為756 m2（東西向長84 m，南北向?qū)? m）。試驗設(shè)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(qū)域為試驗區(qū)；比鄰試驗區(qū)處于光照范圍寬幅4.5 m的區(qū)域為對照區(qū)（圖1）。東西向起壟栽植甘草苗，行距45～50 cm，株距25～30 cm，試驗區(qū)和對照區(qū)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(zhèn)光伏園區(qū)進行，試驗面積為756 m2（東西向長84 m，南北向?qū)? m）。試驗設(shè)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(qū)域為試驗區(qū)；比鄰試驗區(qū)處于光照范圍寬幅4.5 m的區(qū)域為對照區(qū)。東西向按行距30 cm開溝，溝深3～4 cm，將種子均勻撒施溝內(nèi)，覆土約2 cm，適當鎮(zhèn)壓，試驗區(qū)和對照區(qū)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(zhèn)光伏園區(qū)進行，試驗面積560 m2。試驗設(shè)2個處理：太陽能板下遮陰區(qū)為試驗區(qū)，同地塊正常光照區(qū)為對照區(qū)，面積均約280 m2。種植密度按2.5 cm×10 cm播種，試驗區(qū)和對照區(qū)田間管理保持一致。

1.3 測定項目及方法

環(huán)境因子：利用土壤監(jiān)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(chǎn)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(chǎn)量于收獲期隨機選取對應(yīng)位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進行測產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執(zhí)行。

圖1 甘草種植

表1 光照與遮陰條件下甘草生長發(fā)育的性狀比較

表3 光照與遮陰條件下半夏生長發(fā)育的性狀比較

板藍根：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。株高于盛長期（7月15日前后）隨機選取20株測量，葉面積指數(shù)于盛長期（7月15日前后）隨機選取20株采取統(tǒng)計學方法進行測量，產(chǎn)量于收獲期隨機選取對應(yīng)位置的各30 m2（每10 m2地塊選取3處）進行測產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執(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(chǎn)量隨機選取10 m2進行測產(chǎn)，有效成分含量委托甘肅數(shù)字本草檢驗中心進行測量，測定方法按照藥典參照執(zhí)行。

所有測量取樣避開距離邊際0.6 m范圍的邊際效應(yīng)區(qū)，避開試驗區(qū)和對照區(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根生長發(fā)育的性狀比較

2 結(jié)果與分析

2.1 甘草生長性狀比較

甘草對比種植試驗發(fā)現(xiàn)（表1），正常光照區(qū)甘草生長長勢好于遮陰區(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到了品質(zhì)要求。

2.2 板藍根生長性狀比較

板藍根對比種植試驗發(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，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(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(qū)也略好于光照區(qū)，兩者均達到產(chǎn)品含量要求。

3 結(jié)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(nóng)業(yè)模式下的耐陰性表現(xiàn)。結(jié)果表明，甘草、板藍根和半夏在光伏農(nóng)業(yè)模式的遮陰條件下均能進行種植，獲得產(chǎn)品的主要有效成分含量均能達到中國藥典（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)境下生長茂盛，珠芽數(shù)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(xiàn)種植，不過較正常光照表現(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，開展耐陰性作物研究，充分利用土地資源，具有極強的現(xiàn)實意義。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，實現(xiàn)了一定經(jīng)濟價值，具有借鑒意義。

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