光伏農(nóng)業(yè)是將太陽能發(fā)電廣泛應用于種植、養(yǎng)殖、灌溉、病蟲害防治以及農(nóng)業(yè)機械動力提供等領域的一種新型農(nóng)業(yè),不僅能有效提高土地利用率,還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供清潔能源,減少化石能源消耗和環(huán)境污染。油用牡丹作為一種重要的經(jīng)濟作物,其種子油含量高、營養(yǎng)價值豐富,被廣泛應用于食品、醫(yī)藥和化妝品等領域。本文主要分析了光伏農(nóng)業(yè)的特點和優(yōu)勢,并結(jié)合油用牡丹的生長需求,探索了相關栽培技術的優(yōu)化策略,以期提高油用牡丹的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,降低能源消耗和環(huán)境負擔,為油用牡丹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有益借鑒。
一、光伏農(nóng)業(yè)概述
(一)光伏農(nóng)業(yè)的特點與優(yōu)勢
光伏農(nóng)業(yè)最為顯著的特點之一便是對土地資源的高效利用。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往面臨土地資源的局限,而光伏農(nóng)業(yè)可以在同一塊土地上同時進行光伏發(fā)電與農(nóng)作物種植,實現(xiàn)了對土地資源的疊加利用,大大提升了土地的產(chǎn)出效率,增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟收益。
作為一種集可再生能源利用和生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)于一體的新型模式,光伏農(nóng)業(yè)在促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面展現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢。一方面,光伏農(nóng)業(yè)可以減少對化石能源的依賴,降低溫室氣體排放;另一方面,光伏農(nóng)業(yè)可以提高土壤的水分保持能力,減少水分蒸發(fā),從而降低灌溉需求,進一步減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然資源的消耗,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。
(二)光伏農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的比較
在能源利用效率方面,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)依賴于自然條件,其生產(chǎn)活動受到自然資源的嚴重限制,尤其是在能源需求方面,往往依賴于化石能源,如柴油驅(qū)動的農(nóng)業(yè)機械和化學合成的農(nóng)藥、肥料等,不僅增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,也對環(huán)境造成了負擔。而光伏農(nóng)業(yè)通過在農(nóng)田上部署光伏發(fā)電系統(tǒng),能夠在不干擾作物生長的前提下利用太陽能產(chǎn)生電力,既為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了清潔、可再生的能源,又極大提高了能源的自給自足能力,降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對外部能源的依賴。
在生態(tài)環(huán)境影響方面,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為實現(xiàn)高產(chǎn)出,需要使用大量化學肥料和農(nóng)藥,不僅消耗了大量水資源,還造成了土壤退化、水體污染,對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅。而光伏農(nóng)業(yè)整合了光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),有效減少了化石能源的使用及溫室氣體的排放。此外,光伏農(nóng)業(yè)還可以通過合理設計,增加農(nóng)田的遮蔭面積,減少水分蒸發(fā),提高土壤水分保持能力,在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時,增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
二、油用牡丹簡介
(一)經(jīng)濟和生態(tài)價值
油用牡丹是指結(jié)籽能力強、能夠用來生產(chǎn)牡丹籽油的品種類型。從經(jīng)濟價值來看,油用牡丹種子所提取的油脂含有豐富的不飽和脂肪酸,尤其是亞麻酸和亞油酸,具有極高的營養(yǎng)和藥用價值。在食品工業(yè)中,油用牡丹油可作為高級食用油,其獨特的營養(yǎng)成分對促進人體健康具有重要作用。在醫(yī)藥行業(yè),油用牡丹油的抗炎、抗氧化特性,使其成為制備多種藥品和保健品的重要原料。在化妝品行業(yè),油用牡丹油因其天然保濕和抗老化特性,成為制造高端化妝品的珍貴成分。因此,油用牡丹的商業(yè)化種植和深加工,不僅為農(nóng)民提供了新的收入來源,也為相關產(chǎn)業(yè)帶來了新的增長點,具有顯著的經(jīng)濟效益。
從生態(tài)價值角度來看,油用牡丹根系發(fā)達,可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤固碳能力,有助于提高土地利用效率和生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性。同時,油用牡丹的花期長、花色艷麗,能吸引蜂蝶等多種傳粉昆蟲,有助于促進農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。
(二)國內(nèi)外栽培現(xiàn)狀
從栽培技術應用來看,我國在油用牡丹的種植技術、病蟲害防治及后期加工等方面取得了顯著進展,利用滴灌和覆膜等技術有效提高了水分利用率和土壤條件,促進了油用牡丹的生長及其產(chǎn)油率的提升。國內(nèi)科研機構(gòu)和高校還培育出了多個高產(chǎn)、高油含量的優(yōu)良品種,進一步推動了油用牡丹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國外在栽培技術上注重采用環(huán)境友好型的管理措施,以減少化學物質(zhì)的使用、保護生態(tài)環(huán)境。國外的油用牡丹產(chǎn)業(yè)在市場開拓和品牌建設方面較為成熟,已建立了完善的銷售渠道和營銷體系,有效提高了油用牡丹產(chǎn)品的國際知名度和競爭力。
從市場需求來看,在中國,隨著人們生活水平的提高和健康意識的增強,對油用牡丹油等天然植物油的需求逐年上升,市場前景廣闊,同時國家也制定了相關政策,鼓勵油用牡丹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在國際市場上,尤其是在歐美發(fā)達國家,消費者對有機和天然產(chǎn)品的偏好使得油用牡丹油成為熱門產(chǎn)品。
三、基于光伏農(nóng)業(yè)的油用牡丹栽培技術
(一)選地與準備
油用牡丹對土壤的選擇有較為明確的偏好,其根系對土壤的透氣性和排水能力提出了較高要求,理想的土壤類型為富含有機質(zhì)、排水良好的沙質(zhì)壤土,pH在6.0-7.5。這樣的土壤環(huán)境有利于油用牡丹根系的健康發(fā)展,防止根部病害的發(fā)生。因此,在選地階段,應通過細致的土壤分析,評估土壤的物理和化學特性,必要時還需要改良土壤,提高土壤的肥力和結(jié)構(gòu),為油用牡丹的成長創(chuàng)造最佳的土壤環(huán)境。
此外,油用牡丹需要有充足的陽光,以促進植株健康成長并提高油脂積累。基于此,在光伏農(nóng)業(yè)模式下,應充分考慮光伏板與植株間的距離,既要保證光伏板能有效接收陽光發(fā)電,又要確保植株接受到適宜的日照,避免因遮蔭過多而影響牡丹的正常生長和花期表現(xiàn)。因此,應對光伏板的角度進行精確調(diào)整,從而在不同季節(jié)實現(xiàn)對光照條件的動態(tài)管理,進一步優(yōu)化植株的光合作用效率。
(二)種植技術
為確保油用牡丹良好生長和高油脂含量,應選取適應性強、生長勢旺盛、病蟲害抵抗力強、油脂含量高的品種作為播種材料。種子需經(jīng)過層積處理,即將種子放置于濕潤環(huán)境中低溫層積一定時間,以打破其休眠狀態(tài),促進統(tǒng)一發(fā)芽,并采用50℃溫水浸種30min后迅速冷卻,以有效預防土傳病害,保障幼苗健康成長。
在種植時間上,適宜的播種時間應依地理位置和氣候條件而定,一般推薦在春季土壤解凍后至早夏期間進行播種,此時氣候條件適宜,有利于種子發(fā)芽和幼苗生長。在種植方法上,光伏農(nóng)業(yè)模式下的油用牡丹栽培需要綜合考慮光照管理與土地利用效率,可以采用畦播或壟播的方式進行,這樣不僅可以保證土壤的排水與透氣,還便于光伏板的安裝和光照調(diào)控。在種植時,應保持適宜的行距和株距,避免因植株過密而導致通風透光不良,影響植株健康和產(chǎn)量。
(三)灌溉與施肥
油用牡丹對土壤濕度有著嚴格的要求,適宜的土壤水分條件不僅能促進根系的健康發(fā)展,還能提高植株對養(yǎng)分的吸收效率。在光伏農(nóng)業(yè)系統(tǒng)下,可以安裝滴灌系統(tǒng)來實現(xiàn)精準灌溉,以保證作物根區(qū)的水分供應滿足生長需求,提高水分利用效率,減少病害發(fā)生。
施肥技術與周期的合理安排對油用牡丹的生長發(fā)育和油脂積累同樣重要,科學的施肥方案應基于土壤肥力狀況和植株養(yǎng)分需求,并采用有機肥與化肥相結(jié)合的方式,以實現(xiàn)養(yǎng)分供應的均衡和持續(xù)。在油用牡丹的生長初期和開花前后,需及時補充氮肥以促進植株的旺盛生長,在果實成熟期則需適量增加磷鉀肥,以提高油脂的含量和質(zhì)量。光伏農(nóng)業(yè)系統(tǒng)下,結(jié)合滴灌技術進行水肥一體化施用,不僅能確保養(yǎng)分的精準投放,還能降低肥料的損失與流失,促進作物的健康成長。
(四)病蟲害防治
在油用牡丹的種植過程中,可以采用性誘劑誘捕、病害警報系統(tǒng)等先進的監(jiān)測技術,及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的早期跡象。在此基礎上,還可應用人工智能圖像識別技術對捕獲的病蟲害進行快速準確識別,從而實現(xiàn)精準防控。
生物防治主要通過引入天敵、利用微生物農(nóng)藥等手段,利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的生物相互作用,達到控制病蟲害的目的??梢砸M捕食性天敵,如瓢蟲對付蚜蟲,或是使用含有病原微生物的生物農(nóng)藥對抗特定害蟲,從而在不危害環(huán)境的前提下,有效降低病蟲害的發(fā)生率。
物理防治則是利用物理方式直接殺死或消滅害蟲,或是改變作物生長環(huán)境,以降低病蟲害的發(fā)生。可以使用黃色黏板吸引并捕捉飛蟲,使用遮光網(wǎng)、防蟲網(wǎng)等物理隔離方法減少害蟲侵入,也可調(diào)整灌溉制度、優(yōu)化植株排列密度,從而減少病蟲害的發(fā)生。
(五)光伏系統(tǒng)與油用牡丹栽培的協(xié)同效應分析
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)田僅用于作物生長,而在光伏農(nóng)業(yè)模式下,同一塊土地上既可以進行油用牡丹的栽培,又可以安裝光伏板進行太陽能發(fā)電,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與清潔能源獲取的雙重價值。該模式不僅增加了農(nóng)民的經(jīng)濟收入,還減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化石能源的依賴,對于推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。
在光伏系統(tǒng)中,光伏板的部分遮蔭可以降低作物受到的直射日光強度,為油用牡丹這種喜光但耐半陰的作物提供更為適宜的光照環(huán)境,有助于延長花期、提高油脂含量。此外,光伏系統(tǒng)還可以通過調(diào)節(jié)光伏板的角度和間距,實現(xiàn)對農(nóng)田光照條件的精細調(diào)控,進一步優(yōu)化油用牡丹的生長環(huán)境,提升油用牡丹的產(chǎn)量和品質(zhì)。
作者簡介:楊淑莉(1985-),女,漢族,陜西延安人,講師,碩士研究生,研究方向為學生管理、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。
徐佳楠(2004-),男,漢族,江蘇丹陽人,大學??圃谧x,研究方向為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。
楊佳培(2003-),女,漢族,江蘇南通人,大學??圃谧x,研究方向為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。
邵文韜(2005-),女,漢族,江蘇丹陽人,大學??圃谧x,研究方向為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。
張晨鋒(2005-),男,漢族,江蘇宜興人,大學專科在讀,研究方向為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。
沙鑫(2003-),男,漢族,江蘇南通人,大學??圃谧x,研究方向為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術。