光伏農(nóng)業(yè)“藥光互補”模式中耐陰中藥材品種選擇
泉源：中南農(nóng)業(yè)科技. 2023,44(10) 日期：2024-05-30 10:05:30 點擊量：3552次
郝心悅1 許濤1 于遠航1 莊心情1 武淑娟1 張怡2
1. 華北理工大學(xué),中醫(yī)學(xué)院2. 華北理工大學(xué),電氣工程學(xué)院
在推動碳達峰、碳中和戰(zhàn)略和墟落振興戰(zhàn)略的配景下，國家和地方政府都在起勁推進“新能源+墟落振興”和“光伏+墟落振興”。2022年1月6日，國家能源局、農(nóng)村農(nóng)業(yè)部和國家墟落振興局團結(jié)揭曉了《加速農(nóng)村能源生長助力墟落振興的實驗意見》，牢靠光伏扶貧工程效果。耐陰性植物的蒔植在清潔能源建設(shè)與情形?；さ撓謝漚嶂惺┱怪饕饔?，但古板的植物蒔植在經(jīng)濟效益上保存一定的劣勢。本研究創(chuàng)造性地提出將耐陰性中藥與光伏發(fā)電手藝團結(jié)，既能推進清潔能源建設(shè)，防治水土流失，又能提高經(jīng)濟效益。中國光能資源富厚卻漫衍不均，各地天氣差別顯著，簡單的中藥作物顯然無法知足各區(qū)光伏工程的需求。本研究充分剖析種種耐陰性中藥植物，憑證其對溫度、濕度、降水和土壤等條件的要求綜合剖析，將光伏扶貧工程重點區(qū)域憑證地形和天氣大致劃分為東部、中部、西南部地區(qū)舉行單獨敘述。東部、中部地區(qū)天氣差別較小，大部分作物可以引種蒔植，中、東部地區(qū)的天氣和土壤條件相似，降水集中在夏日，土壤大多為沙質(zhì)土壤。憑證文獻及視察研究，本研究總結(jié)出了適合在東部、中部地區(qū)與光伏發(fā)電相耦合的藥用植物。板藍根（Isatis tinctoria）作為東部、中部地區(qū)常見的二年生草本植物，喜溫暖，耐寒，天下各地均有蒔植，主產(chǎn)地為河北省安國市、江蘇省南通市。板藍根相宜在中等強度的光照下生長發(fā)育[1]，張勁松等[2]的研究發(fā)明過高的光合有用輻射強度會引發(fā)光抑制，造成板藍根葉片的光合作用下降。同樣有研究說明，在生長中期57.4%的郁閉度更有利于板藍根的生長[3]。半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Ten.ex Breitenb.]作為常見的植物性中藥，需求量大且野生半夏供應(yīng)有限，適合人工蒔植。半夏喜溫耐陰喜濕，多蒔植在營養(yǎng)物質(zhì)富厚的沙質(zhì)土壤中，順應(yīng)性強，普遍漫衍在東北、華北及長江流域[4]，在國家劃出的光伏扶貧重點實驗規(guī)模中，河北省、遼寧省、吉林省、安徽省等地屬于溫帶季風(fēng)性天氣，光照、溫度、降水量均切合標(biāo)準(zhǔn)且已有大規(guī)模蒔植。張麗霞[5]在貴州省的研究中發(fā)明全光照處置懲罰下，半夏倒苗狀態(tài)顯著，99%遮陰下倒運于其光合作用，但在遮陰95%處置懲罰下，半夏葉面積、葉綠素相對含量及葉片可溶性糖含量和未必根數(shù)目抵達最高。孟祥海等[6]在陜關(guān)中地區(qū)舉行半夏盆栽試驗，研究批注遮陰55%相較于遮陰80%，半夏產(chǎn)量及珠芽鮮重均有提升。薛建一律[7]在淮北的試驗中，研究發(fā)明70%遮陰下半夏塊莖鮮重及葉綠素?zé)晒馓卣黧w現(xiàn)顯著優(yōu)于90%遮陰條件。由此可知，半夏的強順應(yīng)性支持其在光伏扶貧工業(yè)中普遍蒔植以配合光伏發(fā)電，但差別地區(qū)、差別水土條件下，半夏關(guān)于遮陰條件要求差別，必需憑證外地現(xiàn)真相形無邪調(diào)解。高原地區(qū)主要包括西藏、青海等位于中國西南部的大部分地區(qū)，光照富足，降水地區(qū)差別較大。中藥蒔植可憑證外地溫度、濕度、地形及排水狀態(tài)等合理選擇。黃連（Coptis chinensis Franch.）原生于海拔1 500 m的山地地區(qū)[8]，曾引種蒔植于江蘇省[9]、吉林省[10]兩地，與原產(chǎn)地天氣、土壤差別很大，但兩地收獲后，測定其有用因素小檗堿切合藥典標(biāo)準(zhǔn)，說明黃連具有很強的順應(yīng)性。尹麗等[11]的研究批注，三年生黃連在45%遮陰率下，小檗堿的含量最高?；屏稍謚詼嗲樾翁炱律?，與光伏工程扶貧地區(qū)保存高度重合，主要蒔植于四川省，因此，本研究以為黃連可作為與光伏工程共生的草本植物之一。天麻（Gastrodia elata Bl.）為常用名貴中藥材，具有避光性，喜歡涼爽濕潤的情形[12]。野生天麻產(chǎn)量日益希罕，人工蒔植天麻已初具規(guī)模，據(jù)研究，西南地區(qū)天麻素和羥基苯甲醇的總含量較西北、華中地區(qū)高[13]。楊婧等[14]的研究發(fā)明，在1 900 m海拔規(guī)模內(nèi)，紅天麻的有用因素最高，雜交天麻適合蒔植在1 600 m的海拔規(guī)模內(nèi)。同時有學(xué)者研究指出，相近緯度下，低海拔地區(qū)溫度高則會抑制天麻中消化酶的活性，蜜環(huán)菌胞外酶活性隨溫度的升高先增添后降低，溫度升高可能會破損其共生關(guān)系[15]。綜合來看，天麻具有在西南地區(qū)生長藥光互補工業(yè)的潛力。靈芝[Ganoderma lucidum(Curtis)P.Karst.]自古即是名貴中藥材。靈芝為木腐生菌，多見于落葉闊葉林的枯木和樹樁上，由于其市場青睞度較高，人工培育不在少數(shù)，段木或其他糧食作物秸稈均可作為靈芝的栽種質(zhì)料[16]。金鑫等[17]研究發(fā)明70%遮陰率下，靈芝的原基時間提前，活性氧積累較少，酶活性最高，有利于靈芝生長。袁學(xué)軍等[18]的試驗得出了類似的結(jié)論，中等光照有利于靈芝多糖和三萜的合成，同時靈芝的人工蒔植主要集中在東部、中部及南部地區(qū)，可在適當(dāng)情形下與光伏發(fā)電團結(jié)。在光伏扶貧重點實驗規(guī)模中，段木蒔植可在安徽省、東北三省、四川省、貴州省等地實驗，在河南省、河北省可代料蒔植，配合光伏發(fā)電形成完整的工業(yè)鏈。川貝母（Fritillaria cirrhosa D.Don）耐寒喜溫涼，喜蔭蔽，降水量在700 mm以上最宜，以土層深摯富含腐殖質(zhì)的沙土最佳[19]，憑證《中國藥材產(chǎn)地生態(tài)相宜性區(qū)劃》，川貝母適合生長在海拔2 700～4 500 m的寬大高原地區(qū)[20]。王娟娟等[21]基于Maxent和Arc GIS展望出川貝母的潛在相宜漫衍區(qū)在四川省西南部、云南省西北部及西藏自治區(qū)的東南部等地區(qū)，越發(fā)驗證了這一點。光伏扶貧工程重點實驗規(guī)模中，四川的阿壩、西藏的林芝和日喀則也是川貝母的相宜漫衍區(qū)。李西文等[22]的研究批注，遮陰后川貝母光合效率增添了31.1%，有用光反應(yīng)光強域值增添了331.5μmol/（m2·s），提高了川貝母對光合作用的使用效率，也在一定水平上阻止了強光對光合機構(gòu)的破損。同時有研究發(fā)明，川貝母、暗紫貝母等需細膩化管理，憑證其生長年限舉行遮光度的調(diào)解，前3年需要包管遮光率在30%～70%[23,24,25]，無邪憑證天氣、日照情形舉行實時調(diào)解更能增進植株生長。而馬靖等[24,26]提出3年以上的川貝母需適量提高光照強度，古板遮陰棚仍需人力舉行調(diào)解，耗材多，誤差顯著。本研究則以為可以通過光伏發(fā)電裝備的自動化、智能化加以改善，循環(huán)使用裝備，鐫汰棚網(wǎng)耗材，清潔情形的同時加速川貝母蒔植科學(xué)化、規(guī)范化。魚腥草（Houttuynia cordata Thunb.）作為常見的藥食同源中藥材，喜溫喜濕，耐旱耐澇，順應(yīng)性較強，普遍漫衍于中國中部、東南及西南各省區(qū)。齊帥等[27]基于Maxent模子展望出魚腥草在中國的潛在適生區(qū)隨著天氣變暖將逐漸擴大。遮陰率為40%時，土壤單位面積地上部分產(chǎn)量最高，地下部分產(chǎn)量降低，揮發(fā)油含量降低，但地上、地下總黃酮因素差別不大[28]。石文婷[29]的研究發(fā)明60%以下的遮陰率與全光照對揮發(fā)油的影響類似。魚腥草食用多為地下根莖，但常以全草入藥。對藥用魚腥草可舉行適當(dāng)?shù)恼诠馓幹脩土P，以無邪順應(yīng)市場，提高經(jīng)濟效益。絞股藍[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.)Makino]為多年生草質(zhì)攀援性藤本植物，屬葫蘆科絞股藍屬，喜溫濕、不耐旱，主要漫衍在長江以南地區(qū)[30]。研究批注，棚網(wǎng)70%遮陰率下絞股藍葉面積增大，葉綠素含量上升，具有陰生植物葉特點，這種特點比整日照下的中生葉結(jié)構(gòu)特征的絞股藍凈光合速率高[31]，且光照強度為100μmol/（m2·s）條件下，20℃/30℃變溫處置懲罰的情形有利于絞股藍生物量和總皂苷含量的增添[32]，綜合來看，絞股藍具備加入光伏發(fā)電的特征。同時邵周玲等[33]基于Max Ent模子展望絞股藍生長的極相宜區(qū)和高相宜區(qū)主要漫衍在云南東北部、長江中下游平原四川盆地西南方緣、大巴山-武陵山山區(qū)及雅魯藏布江谷地及周圍地區(qū)。絞股藍對富厚四川省、云南省、西藏自治區(qū)光伏扶貧工程的作物選擇大有裨益。光伏扶貧項目是中國一項福利性社會工程，在“雙碳”的大配景下，國家一直出臺政策在電價、光伏發(fā)電項目國家津貼競價等方面予以支持[34]。阻止2019年底，中國周全完成光伏扶貧建設(shè)使命，建成光伏電站2 636萬k W，受益農(nóng)戶達415萬戶。但光伏工業(yè)的生長良莠不齊，農(nóng)村電網(wǎng)管理是漫衍式屋頂光伏電站發(fā)電，基本是自產(chǎn)自銷，供大于求，工業(yè)化比例較低[35]，并且部分發(fā)電裝備占用耕地，影響農(nóng)村住民的起勁性，也阻滯光伏扶貧的生長。為牢靠光伏扶貧效果，本研究依據(jù)各地地理情形選取最相宜的耐陰中藥材，耐陰中藥材通過光伏組件的鋪設(shè)改善生長情形，光伏發(fā)電與古板溫室大棚團結(jié)，探索出一條可一連生長的新型高科技農(nóng)業(yè)生態(tài)建設(shè)蹊徑。不但有助于“雙碳”新問題的推進，并且可以增進光伏企業(yè)工業(yè)手藝、管理能力的周全升級，增添光伏工業(yè)效果，為天下規(guī)模內(nèi)的能源貧困提供新樹模。
