浅谈光伏农业实施技术研究

王有平，耿相国，李 敏

（1.云南省滇中引水工程建设管理局楚雄分局，云南 楚雄 675000；2.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051；3.云南省滇中引水工程有限公司，云南 昆明 650000）

光伏农业利用太阳能发的电能转化为植物生长需要的光合有效辐射能，既满足了植物生长的需要，又实现了光电转换，增加了电力。从长远来看，发展光伏农业对于我国的农业转型具有重要意义。光伏农业的发展在可再生能源利用、推动新能源产业发展、节省土地资源，提高土地利用率的同时，推动农业经济向着现代化农业方向发展。能够大幅增加农民收入，快速提升农业产值，加快新农村建设，促进社会和谐发展，也有利于光伏电站项目的顺利开展。

1 光伏农业重点发展模式

目前，新疆、内蒙古、山东等省区已经大力开展光伏农业项目，综合研究已开展光伏农业项目，光伏农业主要有以下三大方向，分别为光伏农业大棚，观光农业、发展当地农作物。

1.1 光伏农业大棚

光伏电站电池板与地面呈20°，前侧低立柱距离地面约50cm，后侧高立柱距离地面约1.5～2m，电池板长10m，宽约4m，间距2～4m，行间距约3m，具体施工时可将电池板抬高一定高度，电池板及电池板行间空地利用钢制骨架搭建大棚。是在选定的土块上平整土地，画线，按拱间距定出棚杆位置，夯实棚杆位置周围的土壤，有条件的地方，可在大棚四周夯实后修建砖或混凝土基础。

光伏大棚建设项目又称农光互补，是设施农业和光伏电站相结合的涉农项目。可理解为将光伏电站和设施农业建设合二为一，下面为农业大棚，上面是光伏电站，即不占用基本农田规划指标，不改变基本农田用途，可以实现一地多用和一地多产。

光伏农业大棚是集太阳能光伏发电、智能温控系统、现代高科技种植为一体的温室大棚，大棚采用钢制骨架，上覆盖太阳能光伏组件，同时保证太阳能光伏发电和整个温室大棚农作物的采光需求。太阳能光伏所发电量，可以支持大棚的灌溉系统，对植物进行补光、解决温室大棚冬季供暖需求，提高大棚温度，促使农作物快速生长。

光伏农业大棚可以重点发展有机特色蔬菜、食用菌和中草药的设施化生产，适度发展观赏苗木种植，提高单位土地产值和农产品的附加值。多数食用菌菌丝体生长阶段不需要光，弱光也无不良反应，可种植食用菌的植香菇、平菇、双孢菇和金针菇等品种；根据蔬菜对光照强度要求的不同可分为要求较强光照的蔬菜、适宜中等光照的蔬菜和比较耐弱光的蔬菜。耐弱光蔬菜主要有芹菜、芦笋、菠菜、生姜、韭菜、莴苣、空心菜等；阴性和耐阴的中草药有西洋参、黄连、麦冬、三七、板蓝根、天麻、灵芝、玛卡等；也可在大棚内培育耐阴苗木、盆栽、花卉等。

1.2 观光农业

观光农业是指具有观光功能的现代化种植，它利用现代农业技术，开发具有较高观赏价值的作物品种园地，或利用现代化农业栽培手段，向游客展示农业最新成果。如引进优质蔬菜、绿色食品、高产瓜果、观赏花卉作物，组建多姿多趣的农业观光园、自摘水果园、农俗园、果蔬品尝中心等。是一种新型农业与旅游业相结合的一种生产经营形态。

首先要结合项目所处地区的区域优势。如果距离城市相对较近，可以考虑以蔬菜生产和反季节农产品种植为主。形成有特色的菜园、茶园，花圃等，让游客入内拔菜、赏花、采茶，享受田园乐趣。在附近村寨建设民俗观光村，发展农家乐，到民俗村体验农村生活，感受农村气息。配合有机蔬菜等农产品生产、采摘、销售等农业旅游资源的开发建设，发展多种形式的观光、休闲和体验等旅游项目，形成特色化、规模化的观光农业。

结合观光休闲农业旅游、亲子土地租赁做些文章，也可以把项目附近的非基本农田或村镇合并搬迁腾退的土地，进行综合开发，形成规模化的观光农业，做大、做强观光农业产业链。

按照《无公害蔬菜生产技术规范》的要求，制定各种蔬菜生产的具体技术规范，在实施过程中严格遵守，把好生产过程质量关。

配备专业植保人员，坚持病虫测报，总结病虫害发生规律，坚持“预防为主、综合防治”的植保方针，以生态调控、农业措施及物理防治为主要手段，充分利用好本地天敌资源进行自然或人工控制。农业措施主要是选择丰产、抗病虫品种，调整耕作制度。物理防治是采取频振式杀虫灯诱杀害虫。化学防治优选生物源农药，选用高效低毒低残留农药，选择最佳防治期，将病虫消灭在点片发生期。严格控制施药次数和药量，尽量使用有效低剂量，严禁在蔬菜上使用有机磷等高毒高残留农药，严格遵守采收安全间隔期。

生产过程中，各类蔬菜品种都要制定相应的田间管理措施，做到事先有规划，实施有记录，具体田块都有专人负责，施肥、喷药统一配制，灌水、排水统一调度，做到生产的全程控制，保证生产符合无公害蔬菜质量标准要求的产品，满足市场的需求。（见图1）

1.3 发展当地农作物

根据项目区农作物种类的生长特点，以农作物的生长不影响光伏电站正常运营为原则，选择耐阴、生长高度低的农作物，在电池板下及电池板周围种植农作物，农作物的种植可租给当地群众，这样既增加了当地群众的收入、让当地群众参与到光伏电站建设中来，享受到项目建设对当地群众带来的实惠，又增加了项目的满意度，得到当地群众的拥护，有利于项目的开展。完成设施农业部分和光伏电站部分共同盈利，形成当地群众获得增收和安置的多赢状态。

图1 蔬菜种植流程图

2 土地整治

土地整治工程主要包括土地平整、田畦修筑及土壤培肥。搞好土地平整工程对合理灌排，节约用水，提高劳动生产率，以及改良土壤、保水、保土、保肥等方面，都有着重要的作用。土地平整主要分以下三个步骤：

（1）将大棚土地经过初步整平后灌水，并进行水夯。对于初次整平，建棚户可以使用挖掘机整地，将土地大体整平后按照间隔3～5m设置一个挡水堰，然后进行灌水，这样做是因为大棚中间的回填土比较松散，灌水对其进行水夯，可防止以后种菜地面下沉过大，影响管理操作。

（2）水夯后再次将土地进行整平并灌水。在第一次进行水夯后，大棚中间松散的土壤会下沉幅度较大，需要重新进行回填土壤，再次将大棚整平，但这时大棚中间的土壤下沉程度有限，种植户可将大棚中间土壤回填高度比两头的地平面高出5～10cm，然后再次间隔3～5m设置挡水堰灌水，进行水夯。经过这样的整理后，大棚中间的土壤变得比较密实，再次下沉的程度不大。

（3）将大棚中间土壤高出两头5cm左右。实践证明，建棚户将大棚地面整平后，大棚中间回填的土壤虽然经过两次水夯，但是在多次浇水后还会出现缓慢的下沉情况，导致大棚中间低两头高。因此，建棚户最后一次整平土地时，应将大棚中间的土壤比两头高出5cm左右，这样既不会影响浇水，又能防止土壤下沉造成中间低两头高的情况。在第二年再进行土壤整平时，大棚内土壤密实度变得一致，建棚户可将大棚土壤一起整平即可。

田畦修筑视现场地形决定，一般建议畦宽1.6～2.4m，高10～20cm，中间过道与两边过道各宽30～40cm。

根据项目区土壤性质，即土壤的物理性质和化学性质，包括土壤水分、温度、通气性、酸碱反应、土壤耕性、土壤的供肥、保肥能力以及土壤微生物状况。砂性土壤团粒结构差，吸附力弱、保肥能力差，但通气状况好，好气性微生物活动频繁，养分分解速度快，因此施肥时要多施沼渣肥和土杂肥改良土壤结构，以提高土壤的保肥能力。黏重土壤通透性较差，微生物的活动较弱，养分分解速度慢，耕性差，但保肥能力强，因此施肥时要多施秸秆、山草、厩肥类、泥炭类等有机肥料，以改善土壤的通透状况，增加土壤的团粒结构，提高土壤对作物的供肥能力。强酸性土壤可适当施些石灰，强碱性土壤则可施些石膏粉或硫磺粉进行调节。

3 灌溉系统

光伏农业灌溉采用节水微喷灌，微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头，通过低压管道将水均匀地喷洒到作物的根部区域的一种灌水形式，隶属于微灌范畴。微喷灌具有工作压力低，流量小，既可以定时定量的增加土壤水分，又能提高空气湿度，调节局部小气候等特点。

微喷灌节水、灌水质量高：微喷把水直接输送到作物的根部，满足作物全部需水要求，灌水质量高。而且微喷灌采用管道输水，靠近地面喷洒，大大减少了蒸发损失和输水过程中的损失。加之微喷是局部灌溉，减少了部分土壤无效耗水，因而节水效果明显。

在光伏电站项目区内适当位置布设蓄水池作为灌溉系统水源，蓄水池的容量由光伏农业的需水量决定，项目区内布设灌溉系统管网。蓄水池水源来自地下水、收集项目区地表径流或取自附近水库（视项目区现场情况决定）。

4 排水系统

光伏电站建成后，电池板径流系数增加、径流汇集形成滴蚀，对电池板周边地表容易形成滴溅侵蚀，主体工程会在电池板下侧布置碎石盲沟、并在盲沟末端布置沉沙池，汇水经沉淀后再排至场内道路排水沟，最后排至自然沟箐（根据项目区具体情况，有条件的排至蓄水池，作为光伏农业的灌溉用水）。

开展光伏农业范围内的排水系统的布设应结合项目区盲沟，并充分利用工程区的田埂，减小工程范围内汇水的流速，以降低因水流冲刷而造成的水土流失。

5 结语

光伏农业和我国当前经济转型的目标以及生态文明建设相契合，已成为现代农业发展的一种全新模式。环保与健康，成为人类关注的重点，光伏农业作为光伏电站与农业的综合产物，必将成为今后的发展趋势。