郭长翠 陈殿哲

摘 要：通过对山东聊城高唐、菏泽郓城两地光伏农業电站栽培的辣椒进行包括株高、茎粗、节间距、产量等生长指标的测量分析，研究光伏对辣椒生长的影响， 进一步总结辣椒在光伏农业中的栽培技术。

关键词：光伏农业；生长指标；产量；生产技术

中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180732012

农业光伏是光伏和农业生产的结合，最先由日本农业机械工程师阿基拉·中岛具夫提出，是应用光伏的现代农业，能做到资源节约“一地多用”，即在同一土地经营发展基础的农业活动，又可以为光伏发电提供空间。近年来，随着光伏市场的的发展，我国对农业光伏的研究有所提升，研究方向主要侧重于农业光伏实际应用的可行性、意义、存在问题和建议等方面。日本和欧洲国家在农业和光伏结合方面的研究，主要集中在光伏农业结合方式和光电效率等方面，多为论证光伏农业的可行性。

国内光伏农业虽经过了几年的发展，仍处在政策的边缘化，没有建立统一的管理标准和技术规范，在一些光伏企业“重光伏，轻农业”的经营下，光伏农业面临着诸多的质疑和困境。目前的光伏农业发展水平和现状，进行光伏农业的应用研究，从细节着手，由点带面的研究更具有实际指导意义。在寻找更加可靠的模式运作，选择更加适宜的农业生产技术，寻求合适光伏农业经营模式和适宜的品种等方面，都应从光伏农业实践中总结获得。逐步开展光伏农业基础研究，在推广光伏农业生产技术的基础上，进一步促进了光伏+农业的可持续高效发展。

1 试验材料与方法

1.1 试验概况

2017年8—10月，通过对聊城协昌、郓城鑫华2个农光互补电站种植的辣椒进行测量，获得辣椒在光伏板遮挡区域和阳光直射区域栽培的不同生理指标数据，包括株高、节间距、茎粗、单果重、单株产量等，见图1，图2所示；根据不同的生理指标选取5个、10个、20个不等数量的样本进行测量；通过访谈的方式获得辣椒栽培过程管理的信息。

1.2 试验设计

试验设1个处理和1个对照，多次重复。以光伏板遮阴区域为处理；以距处理最近无光伏板遮阴的区域为对照。并测量环境温度和光照强度。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 辣椒形态指标测定

株高，使用钢卷尺测量辣椒植株的最高处（最长分枝）到地面的距离，钢卷尺精度1cm。

节间距，使用钢卷尺测量2穗辣椒（或单穗果实相邻的一节）之间的长度。茎粗，使用游标卡尺测量节间距的部位辣椒茎的直径，精度0.1cm。

单果重，使用电子天平称重单个辣椒（去果蒂）的重量，测量精度0.1g。

单株产量，通过公式：单株产量=平均单果重×平均单株结果数，计算获得。

1.3.2 光温环境指标测定

光照强度、环境温度，使用光照强度计，测量处理和对照样点的光照强度，同时读取温度。

2 数据分析

经过访谈了解到， 郓城鑫华和聊城协昌电站栽培了2个不同品种的辣椒，郓城鑫华栽培品种为朝天椒，聊城协昌栽培品种为大红袍和北京红的长椒。栽培方式均采用育苗移栽，苗龄为40～50d。定植时间为4—5月。

2.1 遮光率

2.1.1 聊城协昌

聊城协昌光伏电力有限公司农光互补光伏电站全部采用（图3）高利用率大棚模式，每个大棚横跨度11.5m、桩基直径0.6m、其两侧最低离地距离为2m，大棚中心离地距离4m，光伏板采用倾角21°，组件宽度1.5m，采光带宽度0.3m，为方便农业种植的开展，使农作物能够充分进行光合作用，在设计初期便在阳光照射方向预留15%采光带（图4）。

2.1.2 郓城鑫华

郓城鑫华能源开发有限公司农光互补扶贫光伏电站采用（图5）三连栋大棚模式，每一组大棚横跨度25.8（3m×8.6m）m、桩基直径0.3m、其两侧最低离地距离为1.48m，大棚中心离地距离3.1m，能够满足大多数农业机械在棚内作业。露地区域（图6），光伏组件最低点离地2.9m，最高点离地4.8m，设计倾角29°，组件宽度4m，生产空间更大，空气流动性强，适合各种蔬菜和作物的生长。

2.1.3 测量结果

处理环境下，测量到的光照主要包括透过光伏板的太阳光和光伏支架四周折射的太阳光。根据8月23—9月28日的几次测量，可获得晴天条件下，处理光照强度明显低于对照光照强度，比率为20%～30%，即处理条件下，光伏板的透光率为20%～30%。进入10月份，太阳高度下降，因郓城的空气质量下降，造成处理和对照光照强度的比率上升，降低了光伏板的影响。

2.2 辣椒生长状况

2.2.1 长势

观察处理和对照2种环境下的辣椒长势，会发现处理比对照的辣椒在植株成活率、高度和植株营养状况等方面要偏高，而且聊城协昌和郓城鑫华2个站的表现是一致的。聊城协昌电站2016年和2017年栽培的辣椒进行比较，也可以得出同样的结论，如图9所示。在相同的栽培方式下，郓城鑫华2017年栽培的辣椒在长势上表现的差异尤其明显，如图10所示。

辣椒定植和营养生长阶段为夏季，受高温影响，地面蒸发量大，造成了定植后的辣椒苗因缺水和叶片因蒸腾作用失水迅速而死亡；而经过光伏板遮光处理的区域，阻隔了太阳直射，减少了水分蒸发，因而成活率明显高于对照区。而后期生长阶段，因同样的原因，致使植株的生长速度表现不同，处理明显优于对照。

2.2.2 株高、节间距、茎粗

通过株高和节间距的比较，可发现因光伏板的遮阴造成了植物的徒长，该现象在茎粗指标表现不明显，需进一步实验。

2.3 产量

试验结果表明，辣椒的单株结果数和单株产量的差异性不强。因抽样测量辣椒的成熟度不是一致的，辣椒的重量会随着青辣椒转变成红辣椒而逐渐下降。本实验采用随机取样，获取的样本辣椒的成熟度不同，重量差异大。造成了辣椒单株产量的测量结果失去对比的意义。应该结合辣椒座果率、落果、成熟度等因素设计更加精准的单果重测量试验方案，从而进一步的到准确的辣椒单株产量；结合辣椒的成活率等，进而可获得常规辣椒和光伏辣椒的产量。

3 建议与思考

辣椒为中光性作物。光照时间长或短都能进行花芽分化和开花。但在较短的日照条件下，开花较早些。辣椒光饱和点为3万lux，补偿点为1500lux，过强的光照对辣椒生长发育不利，特别是在高温、干旱、强光条件下，根系发育不良，易发生病毒病。过强的光照还易引起果实日烧病。可见辣椒不需要太长时间的光照。经过对辣椒的测量，发现光伏农业中光照强度对辣椒的影响，表现在成活率、株高、节间距和单株结果数等方面。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；减少作物的蒸腾作用，可降低作物失水，利于作物生长；会使作物出现不同程度的徒长；降低辣椒的座果率。

为使光伏农业可持续的良性循环发展，应将光伏发电和农业生产做到有机结合，互相补充。建议农业生产时应：选择耐阴性好或者喜弱光的中、短日照品种；光伏区和光照直射区种植不同的作物；采用地膜覆盖保墒除草；建议种植早熟品种。

基于能量转化守恒引起的几个思考，可作为有条件的专家和从业者今后更深入研究的方向和课题。如：小麦、水稻、马铃薯、红薯之类的作物，收获的部分含有大量的淀粉，生长过程种必定需要相应的光合作用来生成淀粉，推断该类作物必将需要光照强度较强，即可能光伏农业条件对这类作物的产量影响极大；西红柿、甜瓜、西瓜等作物，果实需要合成更多的糖类物质，相应的对光合作用的需求较大；推断可能光伏农业条件会影响这类作物的果实口感。芹菜、韭菜等叶菜，叶绿素含量高，光合作用能力强，推断需要的光照强度较小，最适合光伏农业生产中推广。

4 光伏辣椒的生产技术

总结光伏电站栽培辣椒的经验形成以下几个生产技术要点，以朝天椒为例。

4.1 品种选择

光伏区宜选择株型紧凑，结果多，成熟快的朝天椒、大红袍、红利1号等中小型红辣椒为主。

露地区宜选择植株较高，果型较大，早熟型的羊角椒和北京红等。

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

采用薄膜宽度1.2～2m，拱高1m，小拱棚建在塑料大棚内。

4.2.1.2 育苗土配制

一般采用当地熟土7～8份，腐熟厩肥或鸡粪2～3份，再加适量氮磷钾复合肥，充分搅拌后撒施床面。

4.2.1.3 种子处理

用50～55℃温水边搅拌边投入种子，浸种24h后捞出种子，沥干水分即可下种。

4.2.1.4 播种

春播育苗一般安排在阴历2月底前后。播前灌足底墒水，一般在下种前用大水浸灌，待床面无积水时播种。将种子均匀播撒在苗床内（栽667m2需苗床15m2），然后用细土覆盖，厚度为1cm左右，再加盖一层塑料地膜。待种子露白时及时揭除。

4.2.1.5 苗床管理

间苗放风 拔苗要选无风晴天中午进行，随时盖塑膜。4～6片叶通风时注意畦内中午温度升高时进行，风口由小逐渐加大。定植前5～7d采取全天揭膜，进行炼苗。

4.2.1.6 水肥管理

苗床一般不浇水，但表土干燥、午间幼苗萎蔫时可在中午喷一点温水。

4.2.2 移栽

4.2.2.1 施足基肥，精细整地

朝天椒不宜连作，低洼地不宜种植。施足底肥，每667m2应施优质有机肥3000～5000kg。结合当地土壤肥沃程度适当的增施磷钾肥。

4.2.2.2 起垄覆膜

整地时要深耕细耙，深耕20cm左右为宜，然后起垄，垄高10～15cm。应在移栽前根据墒情合理安排时间进行覆膜。

4.2.2.3 壮苗移栽，合理密植

移栽时间。春播一般要求在5月上旬前；大苗壮苗移栽。大苗壮苗移栽缓苗快，抗逆性强，有利于高产；移栽方法。移栽的前一天，苗床要浇透水，以便起苗多带土，少伤根。每埂栽2行，按株距挖好定植孔，每孔栽2株，秧苗周围用土压紧，栽后随即浇水；合理密植。朝天椒株型小，植株紧凑，大田栽植宜密，平均行距40～45cm，穴距20～25cm，每穴双株，栽6500～7000穴/667m2。

4.3 生产管理措施

4.3.1 肥水管理

一般采取一次性施肥法。在生长期间，一般不追肥。根据地表干湿状态及时浇水，应尽量在阴天或傍晚浇水，严禁大水漫灌。

4.3.2 中耕除草

缓苗后要及时中耕，以便提高地温，松土促苗早发。

4.3.3 打顶

朝天椒的产量主要集中在侧枝上，占80%～90%，主茎上的约占10%。打顶迟影响侧枝生长，所以缓苗后8～10片叶左右打顶，限制主茎生长，促发侧枝，提高产量。

4.3.4 病虫害防治

朝天椒病害主要有炭疽病、病毒病、疫病、细菌性角斑病、日灼病等。高温干旱、蚜虫发生的情况下易发生病毒病，可结合灭蚜喷施病毒A、植病灵防治；高温高湿条件下易发生细菌性角斑病、青枯病，可选用杀毒矾、可杀得防治；雨季特别是大雨后天气转晴高温易发生疫病，宜选用杀毒矾等药剂防治；天气干旱、强光暴晒，易发生日灼病，应在阳光直射区域应及时喷打氨基酸钙等药剂预防，增强抗性。虫害主要有蚜虫、飞虱，宜先用吡虫啉、溴氰菊酯等喷雾防治。

4.4 采收

适时采收，阴天时整株采收，晾晒摘果；晴天时可整株收割后先摘果集中晾晒。如遇低温或病虫灾害，应提前分批次采摘。青果应现摘现卖，不宜储存。

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作者简介：郭长翠，女，农学硕士，植物保护专业，研究方向：农业害虫防治与植物检验检疫。