郭長(zhǎng)翠 陳殿哲

摘 要：通過對(duì)山東聊城高唐、菏澤鄆城兩地光伏農(nóng)業(yè)電站栽培的辣椒進(jìn)行包括株高、莖粗、節(jié)間距、產(chǎn)量等生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)量分析，研究光伏對(duì)辣椒生長(zhǎng)的影響， 進(jìn)一步總結(jié)辣椒在光伏農(nóng)業(yè)中的栽培技術(shù)。

關(guān)鍵詞：光伏農(nóng)業(yè)；生長(zhǎng)指標(biāo)；產(chǎn)量；生產(chǎn)技術(shù)

中圖分類號(hào)：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732012

農(nóng)業(yè)光伏是光伏和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合，最先由日本農(nóng)業(yè)機(jī)械工程師阿基拉·中島具夫提出，是應(yīng)用光伏的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，能做到資源節(jié)約“一地多用”，即在同一土地經(jīng)營(yíng)發(fā)展基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，又可以為光伏發(fā)電提供空間。近年來，隨著光伏市場(chǎng)的的發(fā)展，我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)光伏的研究有所提升，研究方向主要側(cè)重于農(nóng)業(yè)光伏實(shí)際應(yīng)用的可行性、意義、存在問題和建議等方面。日本和歐洲國(guó)家在農(nóng)業(yè)和光伏結(jié)合方面的研究，主要集中在光伏農(nóng)業(yè)結(jié)合方式和光電效率等方面，多為論證光伏農(nóng)業(yè)的可行性。

國(guó)內(nèi)光伏農(nóng)業(yè)雖經(jīng)過了幾年的發(fā)展，仍處在政策的邊緣化，沒有建立統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，在一些光伏企業(yè)“重光伏，輕農(nóng)業(yè)”的經(jīng)營(yíng)下，光伏農(nóng)業(yè)面臨著諸多的質(zhì)疑和困境。目前的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展水平和現(xiàn)狀，進(jìn)行光伏農(nóng)業(yè)的應(yīng)用研究，從細(xì)節(jié)著手，由點(diǎn)帶面的研究更具有實(shí)際指導(dǎo)意義。在尋找更加可靠的模式運(yùn)作，選擇更加適宜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，尋求合適光伏農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式和適宜的品種等方面，都應(yīng)從光伏農(nóng)業(yè)實(shí)踐中總結(jié)獲得。逐步開展光伏農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究，在推廣光伏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)了光伏+農(nóng)業(yè)的可持續(xù)高效發(fā)展。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

2017年8—10月，通過對(duì)聊城協(xié)昌、鄆城鑫華2個(gè)農(nóng)光互補(bǔ)電站種植的辣椒進(jìn)行測(cè)量，獲得辣椒在光伏板遮擋區(qū)域和陽(yáng)光直射區(qū)域栽培的不同生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，包括株高、節(jié)間距、莖粗、單果重、單株產(chǎn)量等，見圖1，圖2所示；根據(jù)不同的生理指標(biāo)選取5個(gè)、10個(gè)、20個(gè)不等數(shù)量的樣本進(jìn)行測(cè)量；通過訪談的方式獲得辣椒栽培過程管理的信息。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)1個(gè)處理和1個(gè)對(duì)照，多次重復(fù)。以光伏板遮陰區(qū)域?yàn)樘幚?；以距處理最近無(wú)光伏板遮陰的區(qū)域?yàn)閷?duì)照。并測(cè)量環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 辣椒形態(tài)指標(biāo)測(cè)定

株高，使用鋼卷尺測(cè)量辣椒植株的最高處（最長(zhǎng)分枝）到地面的距離，鋼卷尺精度1cm。

節(jié)間距，使用鋼卷尺測(cè)量2穗辣椒（或單穗果實(shí)相鄰的一節(jié)）之間的長(zhǎng)度。莖粗，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量節(jié)間距的部位辣椒莖的直徑，精度0.1cm。

單果重，使用電子天平稱重單個(gè)辣椒（去果蒂）的重量，測(cè)量精度0.1g。

單株產(chǎn)量，通過公式：?jiǎn)沃戤a(chǎn)量=平均單果重×平均單株結(jié)果數(shù)，計(jì)算獲得。

1.3.2 光溫環(huán)境指標(biāo)測(cè)定

光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度，使用光照強(qiáng)度計(jì)，測(cè)量處理和對(duì)照樣點(diǎn)的光照強(qiáng)度，同時(shí)讀取溫度。

2 數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過訪談了解到， 鄆城鑫華和聊城協(xié)昌電站栽培了2個(gè)不同品種的辣椒，鄆城鑫華栽培品種為朝天椒，聊城協(xié)昌栽培品種為大紅袍和北京紅的長(zhǎng)椒。栽培方式均采用育苗移栽，苗齡為40～50d。定植時(shí)間為4—5月。

2.1 遮光率

2.1.1 聊城協(xié)昌

聊城協(xié)昌光伏電力有限公司農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站全部采用（圖3）高利用率大棚模式，每個(gè)大棚橫跨度11.5m、樁基直徑0.6m、其兩側(cè)最低離地距離為2m，大棚中心離地距離4m，光伏板采用傾角21°，組件寬度1.5m，采光帶寬度0.3m，為方便農(nóng)業(yè)種植的開展，使農(nóng)作物能夠充分進(jìn)行光合作用，在設(shè)計(jì)初期便在陽(yáng)光照射方向預(yù)留15%采光帶（圖4）。

2.1.2 鄆城鑫華

鄆城鑫華能源開發(fā)有限公司農(nóng)光互補(bǔ)扶貧光伏電站采用（圖5）三連棟大棚模式，每一組大棚橫跨度25.8（3m×8.6m）m、樁基直徑0.3m、其兩側(cè)最低離地距離為1.48m，大棚中心離地距離3.1m，能夠滿足大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械在棚內(nèi)作業(yè)。露地區(qū)域（圖6），光伏組件最低點(diǎn)離地2.9m，最高點(diǎn)離地4.8m，設(shè)計(jì)傾角29°，組件寬度4m，生產(chǎn)空間更大，空氣流動(dòng)性強(qiáng)，適合各種蔬菜和作物的生長(zhǎng)。

2.1.3 測(cè)量結(jié)果

處理環(huán)境下，測(cè)量到的光照主要包括透過光伏板的太陽(yáng)光和光伏支架四周折射的太陽(yáng)光。根據(jù)8月23—9月28日的幾次測(cè)量，可獲得晴天條件下，處理光照強(qiáng)度明顯低于對(duì)照光照強(qiáng)度，比率為20%～30%，即處理?xiàng)l件下，光伏板的透光率為20%～30%。進(jìn)入10月份，太陽(yáng)高度下降，因鄆城的空氣質(zhì)量下降，造成處理和對(duì)照光照強(qiáng)度的比率上升，降低了光伏板的影響。

2.2 辣椒生長(zhǎng)狀況

2.2.1 長(zhǎng)勢(shì)

觀察處理和對(duì)照2種環(huán)境下的辣椒長(zhǎng)勢(shì)，會(huì)發(fā)現(xiàn)處理比對(duì)照的辣椒在植株成活率、高度和植株?duì)I養(yǎng)狀況等方面要偏高，而且聊城協(xié)昌和鄆城鑫華2個(gè)站的表現(xiàn)是一致的。聊城協(xié)昌電站2016年和2017年栽培的辣椒進(jìn)行比較，也可以得出同樣的結(jié)論，如圖9所示。在相同的栽培方式下，鄆城鑫華2017年栽培的辣椒在長(zhǎng)勢(shì)上表現(xiàn)的差異尤其明顯，如圖10所示。

辣椒定植和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段為夏季，受高溫影響，地面蒸發(fā)量大，造成了定植后的辣椒苗因缺水和葉片因蒸騰作用失水迅速而死亡；而經(jīng)過光伏板遮光處理的區(qū)域，阻隔了太陽(yáng)直射，減少了水分蒸發(fā)，因而成活率明顯高于對(duì)照區(qū)。而后期生長(zhǎng)階段，因同樣的原因，致使植株的生長(zhǎng)速度表現(xiàn)不同，處理明顯優(yōu)于對(duì)照。

2.2.2 株高、節(jié)間距、莖粗

通過株高和節(jié)間距的比較，可發(fā)現(xiàn)因光伏板的遮陰造成了植物的徒長(zhǎng)，該現(xiàn)象在莖粗指標(biāo)表現(xiàn)不明顯，需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

2.3 產(chǎn)量

試驗(yàn)結(jié)果表明，辣椒的單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量的差異性不強(qiáng)。因抽樣測(cè)量辣椒的成熟度不是一致的，辣椒的重量會(huì)隨著青辣椒轉(zhuǎn)變成紅辣椒而逐漸下降。本實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)取樣，獲取的樣本辣椒的成熟度不同，重量差異大。造成了辣椒單株產(chǎn)量的測(cè)量結(jié)果失去對(duì)比的意義。應(yīng)該結(jié)合辣椒座果率、落果、成熟度等因素設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)的單果重測(cè)量試驗(yàn)方案，從而進(jìn)一步的到準(zhǔn)確的辣椒單株產(chǎn)量；結(jié)合辣椒的成活率等，進(jìn)而可獲得常規(guī)辣椒和光伏辣椒的產(chǎn)量。

3 建議與思考

辣椒為中光性作物。光照時(shí)間長(zhǎng)或短都能進(jìn)行花芽分化和開花。但在較短的日照條件下，開花較早些。辣椒光飽和點(diǎn)為3萬(wàn)lux，補(bǔ)償點(diǎn)為1500lux，過強(qiáng)的光照對(duì)辣椒生長(zhǎng)發(fā)育不利，特別是在高溫、干旱、強(qiáng)光條件下，根系發(fā)育不良，易發(fā)生病毒病。過強(qiáng)的光照還易引起果實(shí)日燒病?？梢娎苯凡恍枰L(zhǎng)時(shí)間的光照。經(jīng)過對(duì)辣椒的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)光伏農(nóng)業(yè)中光照強(qiáng)度對(duì)辣椒的影響，表現(xiàn)在成活率、株高、節(jié)間距和單株結(jié)果數(shù)等方面。主要有：光伏板降低了透光率，可以大大提高夏季栽培作物的成活率；減少作物的蒸騰作用，可降低作物失水，利于作物生長(zhǎng)；會(huì)使作物出現(xiàn)不同程度的徒長(zhǎng)；降低辣椒的座果率。

為使光伏農(nóng)業(yè)可持續(xù)的良性循環(huán)發(fā)展，應(yīng)將光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做到有機(jī)結(jié)合，互相補(bǔ)充。建議農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)：選擇耐陰性好或者喜弱光的中、短日照品種；光伏區(qū)和光照直射區(qū)種植不同的作物；采用地膜覆蓋保墑除草；建議種植早熟品種。

基于能量轉(zhuǎn)化守恒引起的幾個(gè)思考，可作為有條件的專家和從業(yè)者今后更深入研究的方向和課題。如：小麥、水稻、馬鈴薯、紅薯之類的作物，收獲的部分含有大量的淀粉，生長(zhǎng)過程種必定需要相應(yīng)的光合作用來生成淀粉，推斷該類作物必將需要光照強(qiáng)度較強(qiáng)，即可能光伏農(nóng)業(yè)條件對(duì)這類作物的產(chǎn)量影響極大；西紅柿、甜瓜、西瓜等作物，果實(shí)需要合成更多的糖類物質(zhì)，相應(yīng)的對(duì)光合作用的需求較大；推斷可能光伏農(nóng)業(yè)條件會(huì)影響這類作物的果實(shí)口感。芹菜、韭菜等葉菜，葉綠素含量高，光合作用能力強(qiáng)，推斷需要的光照強(qiáng)度較小，最適合光伏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣。

4 光伏辣椒的生產(chǎn)技術(shù)

總結(jié)光伏電站栽培辣椒的經(jīng)驗(yàn)形成以下幾個(gè)生產(chǎn)技術(shù)要點(diǎn)，以朝天椒為例。

4.1 品種選擇

光伏區(qū)宜選擇株型緊湊，結(jié)果多，成熟快的朝天椒、大紅袍、紅利1號(hào)等中小型紅辣椒為主。

露地區(qū)宜選擇植株較高，果型較大，早熟型的羊角椒和北京紅等。

4.2 栽培模式

采用春季2—3月份育苗，夏季4—5月份定植栽培。

4.2.1 育苗

朝天椒一般采用小拱棚育苗。

4.2.1.1 小拱棚

采用薄膜寬度1.2～2m，拱高1m，小拱棚建在塑料大棚內(nèi)。

4.2.1.2 育苗土配制

一般采用當(dāng)?shù)厥焱?～8份，腐熟廄肥或雞糞2～3份，再加適量氮磷鉀復(fù)合肥，充分?jǐn)嚢韬笕鍪┐裁妗?/p>

4.2.1.3 種子處理

用50～55℃溫水邊攪拌邊投入種子，浸種24h后撈出種子，瀝干水分即可下種。

4.2.1.4 播種

春播育苗一般安排在陰歷2月底前后。播前灌足底墑水，一般在下種前用大水浸灌，待床面無(wú)積水時(shí)播種。將種子均勻播撒在苗床內(nèi)（栽667m2需苗床15m2），然后用細(xì)土覆蓋，厚度為1cm左右，再加蓋一層塑料地膜。待種子露白時(shí)及時(shí)揭除。

4.2.1.5 苗床管理

間苗放風(fēng) 拔苗要選無(wú)風(fēng)晴天中午進(jìn)行，隨時(shí)蓋塑膜。4～6片葉通風(fēng)時(shí)注意畦內(nèi)中午溫度升高時(shí)進(jìn)行，風(fēng)口由小逐漸加大。定植前5～7d采取全天揭膜，進(jìn)行煉苗。

4.2.1.6 水肥管理

苗床一般不澆水，但表土干燥、午間幼苗萎蔫時(shí)可在中午噴一點(diǎn)溫水。

4.2.2 移栽

4.2.2.1 施足基肥，精細(xì)整地

朝天椒不宜連作，低洼地不宜種植。施足底肥，每667m2應(yīng)施優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥3000～5000kg。結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥婪饰殖潭冗m當(dāng)?shù)脑鍪┝租浄省?/p>

4.2.2.2 起壟覆膜

整地時(shí)要深耕細(xì)耙，深耕20cm左右為宜，然后起壟，壟高10～15cm。應(yīng)在移栽前根據(jù)墑情合理安排時(shí)間進(jìn)行覆膜。

4.2.2.3 壯苗移栽，合理密植

移栽時(shí)間。春播一般要求在5月上旬前；大苗壯苗移栽。大苗壯苗移栽緩苗快，抗逆性強(qiáng)，有利于高產(chǎn)；移栽方法。移栽的前一天，苗床要澆透水，以便起苗多帶土，少傷根。每埂栽2行，按株距挖好定植孔，每孔栽2株，秧苗周圍用土壓緊，栽后隨即澆水；合理密植。朝天椒株型小，植株緊湊，大田栽植宜密，平均行距40～45cm，穴距20～25cm，每穴雙株，栽6500～7000穴/667m2。

4.3 生產(chǎn)管理措施

4.3.1 肥水管理

一般采取一次性施肥法。在生長(zhǎng)期間，一般不追肥。根據(jù)地表干濕狀態(tài)及時(shí)澆水，應(yīng)盡量在陰天或傍晚澆水，嚴(yán)禁大水漫灌。

4.3.2 中耕除草

緩苗后要及時(shí)中耕，以便提高地溫，松土促苗早發(fā)。

4.3.3 打頂

朝天椒的產(chǎn)量主要集中在側(cè)枝上，占80%～90%，主莖上的約占10%。打頂遲影響側(cè)枝生長(zhǎng)，所以緩苗后8～10片葉左右打頂，限制主莖生長(zhǎng)，促發(fā)側(cè)枝，提高產(chǎn)量。

4.3.4 病蟲害防治

朝天椒病害主要有炭疽病、病毒病、疫病、細(xì)菌性角斑病、日灼病等。高溫干旱、蚜蟲發(fā)生的情況下易發(fā)生病毒病，可結(jié)合滅蚜噴施病毒A、植病靈防治；高溫高濕條件下易發(fā)生細(xì)菌性角斑病、青枯病，可選用殺毒礬、可殺得防治；雨季特別是大雨后天氣轉(zhuǎn)晴高溫易發(fā)生疫病，宜選用殺毒礬等藥劑防治；天氣干旱、強(qiáng)光暴曬，易發(fā)生日灼病，應(yīng)在陽(yáng)光直射區(qū)域應(yīng)及時(shí)噴打氨基酸鈣等藥劑預(yù)防，增強(qiáng)抗性。蟲害主要有蚜蟲、飛虱，宜先用吡蟲啉、溴氰菊酯等噴霧防治。

4.4 采收

適時(shí)采收，陰天時(shí)整株采收，晾曬摘果；晴天時(shí)可整株收割后先摘果集中晾曬。如遇低溫或病蟲災(zāi)害，應(yīng)提前分批次采摘。青果應(yīng)現(xiàn)摘現(xiàn)賣，不宜儲(chǔ)存。

參考文獻(xiàn)

[1]劉文.劉路青關(guān)于光伏農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定的思考與建議[J].光學(xué)與光電技術(shù)，2016，14（1）：1-4.

[2]蔣高中，徐跑，劉輝芬，等.光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（20）：60-62.

[3]劉新國(guó).光伏農(nóng)業(yè)“六次產(chǎn)業(yè)”新高地[J].決策，2016（2）：

78-79.

[4] 杜瑞濤.光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展研究[J].資源環(huán)境，2016，33（7）：137.

[5]姜俊，王勇，李艷，等.弱光脅迫對(duì)七個(gè)辣椒組合的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].北方園藝，2016（22）：44-46.

[6]陳銀華，蔣健箴.光照強(qiáng)度對(duì)辣椒光合特性與生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1998，14（3）：46-50.

[7]王麗，王鑫，鄒春蕾.低溫弱光脅迫下辣椒植株生長(zhǎng)特性的研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（6）：7-9.

[8]夏云飛，趙尊練，王鑫，等.防蟲網(wǎng)覆蓋遮陰對(duì)鮮辣椒小葉病和部分農(nóng)藝性狀的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，24（12）：

133-138.

[9]趙德萬(wàn)，王桂樓，程志超.朝天椒無(wú)公害生產(chǎn)技術(shù)[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，11（4）：41.

作者簡(jiǎn)介：郭長(zhǎng)翠，女，農(nóng)學(xué)碩士，植物保護(hù)專業(yè)，研究方向：農(nóng)業(yè)害蟲防治與植物檢驗(yàn)檢疫。