光伏农业模式下耐阴中草药品种栽培试验研究

黄艳国，何 勇，徐端平

（中节能太阳能科技有限公司，北京 100082）

光伏农业模式下耐阴中草药品种栽培试验研究

黄艳国，何 勇，徐端平

（中节能太阳能科技有限公司，北京 100082）

为研究光伏农业遮阴条件对中草药农艺性状、产量及品质等影响，对不同中草药品种进行对比栽植试验，其中处于光伏板遮阴区为试验区，处于同地块的正常光照区为对照区。研究结果表明：甘草、板蓝根和半夏在光伏农业模式的遮阴条件下均能进行种植，获得产品的主要有效成分含量均能达到药典相关要求。产量方面半夏表现最佳，遮阴种植较正常光照种植产量高34%，甘草和板蓝根遮阴种植产量较正常光照种植略低。耐阴性方面，半夏在半荫环境下生长茂盛，珠芽数和块茎增重可达最大值，非常适合耐阴种植，甘草和板蓝根在适度遮阴条件下也能实现种植，不过较正常光照表现略差。

光伏农业 中草药 耐阴栽培 试验研究

光伏农业作为一种新形式的土地综合利用方式，因其具备不改变土地使用性质的同时，可以将空间立体利用，下层开展农业种植，上层产生清洁电力，将现代化农业与清洁能源紧密结合，带来双向效益等诸多优势得到大力发展。光伏农业存在显而易见的优势的同时，对两种模式结合产生的新问题也需要进行研究解决，其中一项有待研究的内容就是争光问题，光伏发电是利用光能转化为电能，同时作物生长也需要利用光能合成有机物质，如何平衡分配光资源，使光伏发电与农业种植效益最大化，如何筛选适合耐阴栽培的作物品种，充分利用光伏农业遮阴条件进行农业生产。该试验主要研究在光伏遮阴条件下，耐阴中草药品种生长情况，为光伏模式耐阴种植提供可选择的种植方案。

1 材料与方法

1.1 试验材料

该次进行耐阴种植试验的中草药品种有甘草（乌拉尔品种）、板蓝根、半夏（荆半夏）。

1.2 试验设计

甘草：试验为期2年，于2015年4月至2016年11月在宁夏石嘴山市红果子镇光伏园区进行，试验面积为756 m2（东西向长84 m，南北向宽9 m）。试验设2个处理：位于太阳能板下方处于遮阴范围宽幅4.5 m的区域为试验区；比邻试验区处于光照范围宽幅4.5 m的区域为对照区（图1）。东西向起垄栽植甘草苗，行距45～50 cm，株距25～30 cm，试验区和对照区田间管理保持一致。

板蓝根：试验于2016年4～11月在宁夏石嘴山市红果子镇光伏园区进行，试验面积为756 m2（东西向长84 m，南北向宽9 m）。试验设2个处理：位于太阳能板下方处于遮阴范围宽幅4.5 m的区域为试验区；比邻试验区处于光照范围宽幅4.5 m的区域为对照区。东西向按行距30 cm开沟，沟深3～4 cm，将种子均匀撒施沟内，覆土约2 cm，适当镇压，试验区和对照区田间管理保持一致。

半夏：试验于2016年3～11月在湖北省汉川市新河镇光伏园区进行，试验面积560 m2。试验设2个处理：太阳能板下遮阴区为试验区，同地块正常光照区为对照区，面积均约280 m2。种植密度按2.5 cm×10 cm播种，试验区和对照区田间管理保持一致。

1.3 测定项目及方法

环境因子：利用土壤监测仪测定土壤湿度和土壤温度，用光量子记录仪测定光照度，用光合有效辐射记录仪测定光合有效辐射。

甘草：株高、芦头茎粗、单产及主要有效成分甘草苷和甘草酸含量。株高于盛长期（2016年7月15日前后）随机选取20株测量，芦头粗度于收获时随机选取20株测量，产量于收获期随机选取对应位置的各30 m2（每10 m2地块选取3处）进行测产，有效成分含量委托甘肃数字本草检验中心进行测量，测定方法按照药典参照执行。

图1 甘草种植

表1 光照与遮阴条件下甘草生长发育的性状比较

表3 光照与遮阴条件下半夏生长发育的性状比较

板蓝根：出苗率、株高、叶面积指数、单产及主要有效成分告依春含量。株高于盛长期（7月15日前后）随机选取20株测量，叶面积指数于盛长期（7月15日前后）随机选取20株采取统计学方法进行测量，产量于收获期随机选取对应位置的各30 m2（每10 m2地块选取3处）进行测产，有效成分含量委托甘肃数字本草检验中心进行测量，测定方法按照药典参照执行。

半夏：出苗率、块茎直径、百粒重、单产及主要有效成分琥珀酸含量。地茎直径和百粒重于收获期测量，地茎直径分别随机选取20粒卡尺测量，百粒重分别随机测量3组，产量随机选取10 m2进行测产，有效成分含量委托甘肃数字本草检验中心进行测量，测定方法按照药典参照执行。

所有测量取样避开距离边际0.6 m范围的边际效应区，避开试验区和对照区相邻处中间分割线两边各1 m的模糊区域。

表2 光照与遮阴条件下板蓝根生长发育的性状比较

2 结果与分析

2.1 甘草生长性状比较

甘草对比种植试验发现（表1），正常光照区甘草生长长势好于遮阴区，光照区较遮阴区单产平均高59.34 kg，芦头径粗平均多0.53 cm，主要有效成分含量方面光照区高于遮阴区，但主要有效成分含量都达到了品质要求。

2.2 板蓝根生长性状比较

板蓝根对比种植试验发现（表2），出苗率遮阴区明显好于光照区，原因是遮阴区光照少，减少了土壤水分蒸发，土壤湿度大，利于种子发芽出苗。叶面积指数光照区高于遮阴区，原因是光照区光照度和光合有效辐射条件好于遮阴区，利于叶片生长发育，叶片数量多且叶片面积较大。单产光照区高于遮阴区，相差27.74 kg。主要有效成分含量方面两者基本相当，均达到含量要求。

2.3 半夏生长性状比较

半夏对比种植试验表明（表3），光照区和遮阴区半夏出苗率差异不大，但在地块直径、百粒重和单产上遮阴区都明显好于光照区，其中单产遮阴区较光照区高出156.44 kg，超产达34%，说明半夏属耐阴性作物，在适度遮阴条件下生长良好。主要有效成分含量方面遮阴区也略好于光照区，两者均达到产品含量要求。

3 结论与讨论

该试验引进中草药品种为甘草、板蓝根和半夏，通过在光照和遮阴条件下进行对比种植，研究3种中草药在光伏农业模式下的耐阴性表现。结果表明，甘草、板蓝根和半夏在光伏农业模式的遮阴条件下均能进行种植，获得产品的主要有效成分含量均能达到中国药典（2010版）的相关要求。产量方面半夏表现最佳，遮阴种植较正常光照种植产量高34%，甘草和板蓝根遮阴种植产量较正常光照种植略低，分别低8%和13.2%。耐阴性方面，半夏在半荫环境下生长茂盛，珠芽数和块茎增重可达最大值，非常适合耐阴种植，甘草和板蓝根在适度遮阴条件下也能实现种植，不过较正常光照表现略差。

目前，光伏农业设施形式差异较大，分布地域也较为广泛，开展耐阴性作物研究，充分利用土地资源，具有极强的现实意义。该文所选中草药品种耐阴性研究为光伏农业土地利用提供可选择方向，实现了一定经济价值，具有借鉴意义。

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