光伏农业“药光互补”模式中耐阴中药材种类选择
起源：中南农业科技. 2023,44(10) 日期：2024-05-30 10:05:30 点击量：6018次
郝心悦1 许涛1 于远航1 庄表情1 武淑娟1 张怡2
1. 华北理工大学,中医学院2. 华北理工大学,电气工程学院
在推动碳达峰、碳中和战术和村落振兴战术的布景下 ，国度和处所当局都在积极推动“新能源+村落振兴”和“光伏+村落振兴” 。2022年1月6日 ，国度能源局、村落农业部和国度村落振兴局结合宣告了《加快村落能源发展助力村落振兴的执行定见》 ，坚韧光伏扶贫工程功效 。耐阴性植物的种植在清洁能源建设与环境�；さ挠谢岷现胁锍烈饔� ，但传统的植物种植在经济效益上存在肯定的劣势 。本钻研创造性地提出将耐阴性中药与光伏发电技术结合 ，既能推动清洁能源建设 ，防治水土流失 ，又能提高经济效益 。中国光能资源丰硕却散布不均 ，各地气象差距显著 ，单一的中药作物显然无法满足各区光伏工程的需要 。本钻研充分分析各类耐阴性中药植物 ，凭据其对温度、湿度、降水和泥土等前提的要求综合分析 ，将光伏扶贫工程沉点区域依照地形和气象大体划分为东部、中部、西南部地域进行单独论说 。东部、中部地域气象差距较幼 ，大部门作物能够引种栽培 ，钟注东部地域的气象和泥土前提类似 ，降水集中在夏季 ，泥土大多为沙质泥土 。凭据文件及调查钻研 ，本钻研总结出了适合在东部、中部地域与光伏发电相耦合的药用植物 。板蓝根（Isatis tinctoria）作为东部、中部地域常见的二年生草本植物 ，喜温暖 ，耐寒 ，全国各地均有种植 ，主产地为河北省安国视注江苏省南通市 。板蓝根合适在中等强度的光照下成长发育[1] ，张劲松等[2]的钻研发现过高的光合有效辐射强度会引发光抑造 ，造成板蓝根叶片的光合作用降落 。同样有钻研注明 ，在成长中期57.4%的郁关度更有利于板蓝根的成长[3] 。半夏[Pinellia ternata(Thunb.)Ten.ex Breitenb.]作为常见的植物性中药 ，需要量大且野生半夏供给有限 ，适合人为种植 。半夏喜温耐阴喜湿 ，多种植在营养物质丰硕的沙质泥土中 ，适应性强 ，宽泛散布在东北、华北及长江流域[4] ，在国度划出的光伏扶贫沉点执行领域中 ，河北省、辽宁省、吉林省、安徽省等地属于温带季风性气象 ，光照、温度、降水量均切合尺度且已有大领域种植 。张丽霞[5]在贵州省的钻研中发现全光照处置下 ，半夏倒苗情况显著 ，99%遮阴下不利于其光合作用 ，但在遮阴95%处置下 ，半夏壹积、叶绿素相对含量及叶片可溶性糖含量和不定根数量达到最高 。孟祥海等[6]在陕关中地域进行半夏盆栽试验 ，钻研批注遮阴55%相较于遮阴80% ，半夏产量及珠芽鲜沉均有提升 。薛建平等[7]在淮北的试验中 ，钻研发现70%遮阴下半夏块茎鲜沉及叶绿素荧光特点阐发显著优于90%遮阴前提 。由此可知 ，半夏的强适应性支吃熹在光伏扶贫产业中宽泛种植以共同光伏发电 ，但分歧地域、分歧水土前提下 ，半夏对于遮阴前提要求分歧 ，必须凭据本地现实情况矫捷调整 。高原地域重要蕴含西藏、青海等位于中国西南部的大部门地域 ，光照充足 ，降水地域差距较大 。中药种植可凭据本地温度、湿度、地形及排水情况等合理选择 。黄连（Coptis chinensis Franch.）原生于海拔1 500 m的山地地域[8] ，曾引种栽培于江苏省[9]、吉林省[10]两地 ，与原产地气象、泥土差距很大 ，但两地收成后 ，测定其有效成分幼檗碱切合药典尺度 ，注明黄连拥有很强的适应性 。尹丽等[11]的钻研批注 ，三年生黄连在45%遮阴率下 ，幼檗碱的含量最高 �；屏稍诙喽嗷肪称笙律� ，与光伏工程扶贫地域存在高度沉合 ，重要种植于四川省 ，因而 ，本钻研以为黄连可作为与光伏工程共生的草本植物之一 。天麻（Gastrodia elata Bl.）为常用名贵中药材 ，拥有避光性 ，喜欢风凉湿润的环境[12] 。野生天麻产量日益稀少 ，人为栽培天麻已初具规模 ，据钻研 ，西南地域天麻素和羟基苯甲醇的总含量较西北、华中地域高[13] 。杨婧等[14]的钻研发现 ，在1 900 m海拔领域内 ，红天麻的有效成分最高 ，杂交天麻适合种植在1 600 m的海拔领域内 。同时有学者钻研指出 ，相近纬度下 ，低海拔地域温度高则会抑造天麻中消化酶的活性 ，蜜环菌胞表酶活性随温度的升高先增长后降低 ，温度升高可能会粉碎其共生关系[15] 。综合来看 ，天麻拥有在西南地域发展药光互补产业的潜力 。灵芝[Ganoderma lucidum(Curtis)P.Karst.]自古就是名贵中药材 。灵芝为木腐生菌 ，多见于落叶阔叶林的枯木和树桩上 ，由于其市场青睐度较高 ，人为造就不在少数 ，段木或其他粮食作物秸秆均可作为灵芝的栽种原料[16] 。金鑫等[17]钻研发现70%遮阴率下 ，灵芝的原基功夫提前 ，活性氧堆集较少 ，酶活性最高 ，有利于灵芝成长 。袁学军等[18]的试验得出了类似的结论 ，中等光照有利于灵芝多糖和三萜的合成 ，同时灵芝的人为种植重要集中在东部、中部及南部地域 ，可在适当情况下与光伏发电结合 。在光伏扶贫沉点执行领域中 ，段木栽培可在安徽省、东北三省、四川省、贵州省等地执行 ，在河南省、河北省可代料栽培 ，共同光伏发电形成齐全的产业链 。川贝母（Fritillaria cirrhosa D.Don）耐寒喜温凉 ，喜荫蔽 ，降水量在700 mm以上最宜 ，以土层深厚富含腐殖质的沙土最佳[19] ，凭据《中国药材产地生态合适性区划》 ，川贝母适合成长在海拔2 700～4 500 m的宽大高原地域[20] 。王娟娟等[21]基于Maxent和Arc GIS预测出川贝母的潜在合适散布区在四川省西南部、云南省西北部及西藏自治区的东南部等地域 ，越发验证了这一点 。光伏扶贫工程沉点执行领域中 ，四川的阿坝、西藏的林芝和日喀则也是川贝母的合适散布区 。李西文等[22]的钻研批注 ，遮阴后川贝母光合效能增长了31.1% ，有效光反映光强域值增长了331.5μmol/（m2·s） ，提高了川贝母对光合作用的利用效能 ，也在肯定水平上预防了强光对光合机构的粉碎 。同时有钻研发现 ，川贝母、暗紫贝母等需精密化治理 ，凭据其成长年限进行遮光度的调整 ，前3年必要保障遮光率在30%～70%[23,24,25] ，矫捷凭据气象、日照情况进行实时调整更能推进植株成长 。而马靖等[24,26]提出3年以上的川贝母需适量提高光照强度 ，传统遮阴棚仍需人力进行调整 ，耗材多 ，短处显著 。本钻研则以为能够通过光伏发电设备的自动化、智能化加以改善 ，循环利用设备 ，削减棚网耗材 ，清洁环境的同时加快川贝母种植科学化、规范化 。鱼腥草（Houttuynia cordata Thunb.）作为常见的药食同源中药材 ，喜温喜湿 ，耐旱耐涝 ，适应性较强 ，宽泛散布于中国中部、东南及西南各省区 。齐帅等[27]基于Maxent模型预测出鱼腥草在中国的潜在适生区随着气象变暖将逐步扩大 。遮阴率为40%时 ，泥土单元面积地上部门产量最高 ，地下部门产量降低 ，挥发油含量降低 ，但地上、地下总黄酮成分差距不大[28] 。石文婷[29]的钻研发现60%以下的遮阴率与全光照对挥发油的影响类似 。鱼腥草食用多为地下根茎 ，但常以全草入药 。对药用鱼腥草可进行适当的遮光处置 ，以矫捷适应市场 ，提高经济效益 。绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.)Makino]为多年生草质攀援性藤本植物 ，属葫芦科绞股蓝属 ，喜温湿、不耐旱 ，重要散布在长江以南地域[30] 。钻研批注 ，棚网70%遮阴率下绞股蓝壹积增大 ，叶绿素含量上升 ，拥有阴生植物叶特点 ，这种特点比全日照下的中生叶结构特点的绞股蓝净光合快率高[31] ，且光照强度为100μmol/（m2·s）前提下 ，20℃/30℃变温处置的环境有利于绞股蓝生物量和总皂苷含量的增长[32] ，综合来看 ，绞股蓝具备参加光伏发电的个性 。同时邵周玲等[33]基于Max Ent模型预测绞股蓝成长的极合适区和高合适区重要散布在云南东北部、长江中下游平原四川盆地西南边缘、大巴山-武陵山山区及雅鲁藏布江谷地及周围地域 。绞股蓝对丰硕四川省、云南省、西藏自治区光伏扶贫工程的作物选择大有裨益 。光伏扶贫项目是中国一项福利性社会工程 ，在“双碳”的大布景下 ，国度不休出台政策在电价、光伏发电项目国度补助竞价等方面予以支持[34] 。截至2019年底 ，中国全面实现光伏扶贫建设工作 ，建成光伏电站2 636万k W ，受益田舍达415万户 。但光伏产业的发展参差不齐 ，村落电网治理是散布式屋顶光伏电站发电 ，根基是自产自销 ，供大于求 ，产业化比例较低[35] ，并且部门发电设备占用耕地 ，影响村落居民的积极性 ，也阻滞光伏扶贫的发展 。为坚韧光伏扶贫成就 ，本钻研凭据各地地理情况拔取最合适的耐阴中药材 ，耐阴中药材通过光伏组件的铺设改善成长环境 ，光伏发电与传统温室大棚结合 ，索求出一条可持续发展的新型高科技农业生态建设路路 。不仅有助于“双碳”新问题的推动 ，并且能够推进光伏企业产业技术、治理能力的全面升级 ，增长光伏产业成就 ，为世界领域内的能源穷困提供新示范 。
