淺談光伏農(nóng)業(yè)實施技術(shù)研究

王有平，耿相國，李 敏

（1.云南省滇中引水工程建設管理局楚雄分局，云南 楚雄 675000；2.中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650051；3.云南省滇中引水工程有限公司，云南 昆明 650000）

光伏農(nóng)業(yè)利用太陽能發(fā)的電能轉(zhuǎn)化為植物生長需要的光合有效輻射能，既滿足了植物生長的需要，又實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換，增加了電力。從長遠來看，發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)對于我國的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型具有重要意義。光伏農(nóng)業(yè)的發(fā)展在可再生能源利用、推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)省土地資源，提高土地利用率的同時，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟向著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。能夠大幅增加農(nóng)民收入，快速提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，加快新農(nóng)村建設，促進社會和諧發(fā)展，也有利于光伏電站項目的順利開展。

1 光伏農(nóng)業(yè)重點發(fā)展模式

目前，新疆、內(nèi)蒙古、山東等省區(qū)已經(jīng)大力開展光伏農(nóng)業(yè)項目，綜合研究已開展光伏農(nóng)業(yè)項目，光伏農(nóng)業(yè)主要有以下三大方向，分別為光伏農(nóng)業(yè)大棚，觀光農(nóng)業(yè)、發(fā)展當?shù)剞r(nóng)作物。

1.1 光伏農(nóng)業(yè)大棚

光伏電站電池板與地面呈20°，前側(cè)低立柱距離地面約50cm，后側(cè)高立柱距離地面約1.5～2m，電池板長10m，寬約4m，間距2～4m，行間距約3m，具體施工時可將電池板抬高一定高度，電池板及電池板行間空地利用鋼制骨架搭建大棚。是在選定的土塊上平整土地，畫線，按拱間距定出棚桿位置，夯實棚桿位置周圍的土壤，有條件的地方，可在大棚四周夯實后修建磚或混凝土基礎。

光伏大棚建設項目又稱農(nóng)光互補，是設施農(nóng)業(yè)和光伏電站相結(jié)合的涉農(nóng)項目。可理解為將光伏電站和設施農(nóng)業(yè)建設合二為一，下面為農(nóng)業(yè)大棚，上面是光伏電站，即不占用基本農(nóng)田規(guī)劃指標，不改變基本農(nóng)田用途，可以實現(xiàn)一地多用和一地多產(chǎn)。

光伏農(nóng)業(yè)大棚是集太陽能光伏發(fā)電、智能溫控系統(tǒng)、現(xiàn)代高科技種植為一體的溫室大棚，大棚采用鋼制骨架，上覆蓋太陽能光伏組件，同時保證太陽能光伏發(fā)電和整個溫室大棚農(nóng)作物的采光需求。太陽能光伏所發(fā)電量，可以支持大棚的灌溉系統(tǒng)，對植物進行補光、解決溫室大棚冬季供暖需求，提高大棚溫度，促使農(nóng)作物快速生長。

光伏農(nóng)業(yè)大棚可以重點發(fā)展有機特色蔬菜、食用菌和中草藥的設施化生產(chǎn)，適度發(fā)展觀賞苗木種植，提高單位土地產(chǎn)值和農(nóng)產(chǎn)品的附加值。多數(shù)食用菌菌絲體生長階段不需要光，弱光也無不良反應，可種植食用菌的植香菇、平菇、雙孢菇和金針菇等品種；根據(jù)蔬菜對光照強度要求的不同可分為要求較強光照的蔬菜、適宜中等光照的蔬菜和比較耐弱光的蔬菜。耐弱光蔬菜主要有芹菜、蘆筍、菠菜、生姜、韭菜、萵苣、空心菜等；陰性和耐陰的中草藥有西洋參、黃連、麥冬、三七、板藍根、天麻、靈芝、瑪卡等；也可在大棚內(nèi)培育耐陰苗木、盆栽、花卉等。

1.2 觀光農(nóng)業(yè)

觀光農(nóng)業(yè)是指具有觀光功能的現(xiàn)代化種植，它利用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，開發(fā)具有較高觀賞價值的作物品種園地，或利用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)栽培手段，向游客展示農(nóng)業(yè)最新成果。如引進優(yōu)質(zhì)蔬菜、綠色食品、高產(chǎn)瓜果、觀賞花卉作物，組建多姿多趣的農(nóng)業(yè)觀光園、自摘水果園、農(nóng)俗園、果蔬品嘗中心等。是一種新型農(nóng)業(yè)與旅游業(yè)相結(jié)合的一種生產(chǎn)經(jīng)營形態(tài)。

首先要結(jié)合項目所處地區(qū)的區(qū)域優(yōu)勢。如果距離城市相對較近，可以考慮以蔬菜生產(chǎn)和反季節(jié)農(nóng)產(chǎn)品種植為主。形成有特色的菜園、茶園，花圃等，讓游客入內(nèi)拔菜、賞花、采茶，享受田園樂趣。在附近村寨建設民俗觀光村，發(fā)展農(nóng)家樂，到民俗村體驗農(nóng)村生活，感受農(nóng)村氣息。配合有機蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、采摘、銷售等農(nóng)業(yè)旅游資源的開發(fā)建設，發(fā)展多種形式的觀光、休閑和體驗等旅游項目，形成特色化、規(guī)模化的觀光農(nóng)業(yè)。

結(jié)合觀光休閑農(nóng)業(yè)旅游、親子土地租賃做些文章，也可以把項目附近的非基本農(nóng)田或村鎮(zhèn)合并搬遷騰退的土地，進行綜合開發(fā)，形成規(guī)模化的觀光農(nóng)業(yè)，做大、做強觀光農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。

按照《無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》的要求，制定各種蔬菜生產(chǎn)的具體技術(shù)規(guī)范，在實施過程中嚴格遵守，把好生產(chǎn)過程質(zhì)量關。

配備專業(yè)植保人員，堅持病蟲測報，總結(jié)病蟲害發(fā)生規(guī)律，堅持“預防為主、綜合防治”的植保方針，以生態(tài)調(diào)控、農(nóng)業(yè)措施及物理防治為主要手段，充分利用好本地天敵資源進行自然或人工控制。農(nóng)業(yè)措施主要是選擇豐產(chǎn)、抗病蟲品種，調(diào)整耕作制度。物理防治是采取頻振式殺蟲燈誘殺害蟲。化學防治優(yōu)選生物源農(nóng)藥，選用高效低毒低殘留農(nóng)藥，選擇最佳防治期，將病蟲消滅在點片發(fā)生期。嚴格控制施藥次數(shù)和藥量，盡量使用有效低劑量，嚴禁在蔬菜上使用有機磷等高毒高殘留農(nóng)藥，嚴格遵守采收安全間隔期。

生產(chǎn)過程中，各類蔬菜品種都要制定相應的田間管理措施，做到事先有規(guī)劃，實施有記錄，具體田塊都有專人負責，施肥、噴藥統(tǒng)一配制，灌水、排水統(tǒng)一調(diào)度，做到生產(chǎn)的全程控制，保證生產(chǎn)符合無公害蔬菜質(zhì)量標準要求的產(chǎn)品，滿足市場的需求。（見圖1）

1.3 發(fā)展當?shù)剞r(nóng)作物

根據(jù)項目區(qū)農(nóng)作物種類的生長特點，以農(nóng)作物的生長不影響光伏電站正常運營為原則，選擇耐陰、生長高度低的農(nóng)作物，在電池板下及電池板周圍種植農(nóng)作物，農(nóng)作物的種植可租給當?shù)厝罕姡@樣既增加了當?shù)厝罕姷氖杖搿⒆尞數(shù)厝罕妳⑴c到光伏電站建設中來，享受到項目建設對當?shù)厝罕妿淼膶嵒荩衷黾恿隧椖康臐M意度，得到當?shù)厝罕姷膿碜o，有利于項目的開展。完成設施農(nóng)業(yè)部分和光伏電站部分共同盈利，形成當?shù)厝罕姭@得增收和安置的多贏狀態(tài)。

圖1 蔬菜種植流程圖

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。搞好土地平整工程對合理灌排，節(jié)約用水，提高勞動生產(chǎn)率，以及改良土壤、保水、保土、保肥等方面，都有著重要的作用。土地平整主要分以下三個步驟：

（1）將大棚土地經(jīng)過初步整平后灌水，并進行水夯。對于初次整平，建棚戶可以使用挖掘機整地，將土地大體整平后按照間隔3～5m設置一個擋水堰，然后進行灌水，這樣做是因為大棚中間的回填土比較松散，灌水對其進行水夯，可防止以后種菜地面下沉過大，影響管理操作。

（2）水夯后再次將土地進行整平并灌水。在第一次進行水夯后，大棚中間松散的土壤會下沉幅度較大，需要重新進行回填土壤，再次將大棚整平，但這時大棚中間的土壤下沉程度有限，種植戶可將大棚中間土壤回填高度比兩頭的地平面高出5～10cm，然后再次間隔3～5m設置擋水堰灌水，進行水夯。經(jīng)過這樣的整理后，大棚中間的土壤變得比較密實，再次下沉的程度不大。

（3）將大棚中間土壤高出兩頭5cm左右。實踐證明，建棚戶將大棚地面整平后，大棚中間回填的土壤雖然經(jīng)過兩次水夯，但是在多次澆水后還會出現(xiàn)緩慢的下沉情況，導致大棚中間低兩頭高。因此，建棚戶最后一次整平土地時，應將大棚中間的土壤比兩頭高出5cm左右，這樣既不會影響澆水，又能防止土壤下沉造成中間低兩頭高的情況。在第二年再進行土壤整平時，大棚內(nèi)土壤密實度變得一致，建棚戶可將大棚土壤一起整平即可。

田畦修筑視現(xiàn)場地形決定，一般建議畦寬1.6～2.4m，高10～20cm，中間過道與兩邊過道各寬30～40cm。

根據(jù)項目區(qū)土壤性質(zhì)，即土壤的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，包括土壤水分、溫度、通氣性、酸堿反應、土壤耕性、土壤的供肥、保肥能力以及土壤微生物狀況。砂性土壤團粒結(jié)構(gòu)差，吸附力弱、保肥能力差，但通氣狀況好，好氣性微生物活動頻繁，養(yǎng)分分解速度快，因此施肥時要多施沼渣肥和土雜肥改良土壤結(jié)構(gòu)，以提高土壤的保肥能力。黏重土壤通透性較差，微生物的活動較弱，養(yǎng)分分解速度慢，耕性差，但保肥能力強，因此施肥時要多施秸稈、山草、廄肥類、泥炭類等有機肥料，以改善土壤的通透狀況，增加土壤的團粒結(jié)構(gòu)，提高土壤對作物的供肥能力。強酸性土壤可適當施些石灰，強堿性土壤則可施些石膏粉或硫磺粉進行調(diào)節(jié)。

3 灌溉系統(tǒng)

光伏農(nóng)業(yè)灌溉采用節(jié)水微噴灌，微噴灌是利用折射、旋轉(zhuǎn)、或輻射式微型噴頭，通過低壓管道將水均勻地噴灑到作物的根部區(qū)域的一種灌水形式，隸屬于微灌范疇。微噴灌具有工作壓力低，流量小，既可以定時定量的增加土壤水分，又能提高空氣濕度，調(diào)節(jié)局部小氣候等特點。

微噴灌節(jié)水、灌水質(zhì)量高：微噴把水直接輸送到作物的根部，滿足作物全部需水要求，灌水質(zhì)量高。而且微噴灌采用管道輸水，靠近地面噴灑，大大減少了蒸發(fā)損失和輸水過程中的損失。加之微噴是局部灌溉，減少了部分土壤無效耗水，因而節(jié)水效果明顯。

在光伏電站項目區(qū)內(nèi)適當位置布設蓄水池作為灌溉系統(tǒng)水源，蓄水池的容量由光伏農(nóng)業(yè)的需水量決定，項目區(qū)內(nèi)布設灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)。蓄水池水源來自地下水、收集項目區(qū)地表徑流或取自附近水庫（視項目區(qū)現(xiàn)場情況決定）。

4 排水系統(tǒng)

光伏電站建成后，電池板徑流系數(shù)增加、徑流匯集形成滴蝕，對電池板周邊地表容易形成滴濺侵蝕，主體工程會在電池板下側(cè)布置碎石盲溝、并在盲溝末端布置沉沙池，匯水經(jīng)沉淀后再排至場內(nèi)道路排水溝，最后排至自然溝箐（根據(jù)項目區(qū)具體情況，有條件的排至蓄水池，作為光伏農(nóng)業(yè)的灌溉用水）。

開展光伏農(nóng)業(yè)范圍內(nèi)的排水系統(tǒng)的布設應結(jié)合項目區(qū)盲溝，并充分利用工程區(qū)的田埂，減小工程范圍內(nèi)匯水的流速，以降低因水流沖刷而造成的水土流失。

5 結(jié)語

光伏農(nóng)業(yè)和我國當前經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的目標以及生態(tài)文明建設相契合，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種全新模式。環(huán)保與健康，成為人類關注的重點，光伏農(nóng)業(yè)作為光伏電站與農(nóng)業(yè)的綜合產(chǎn)物，必將成為今后的發(fā)展趨勢。