【科普】光伏大棚or大棚光伏（上）

廣闊農(nóng)村機遇無限——光伏與農(nóng)業(yè)相結(jié)合本來是一件特別好的事，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)可以迎來巨大的發(fā)展機會，光伏可以有更多的利用空間。但是筆者觀察到的卻不是憧憬中的那么美麗。某設(shè)計院設(shè)計的河南某山地食用菌生產(chǎn)基地，其實就是假借種蘑菇圈了一大片山地。某國企江蘇的1000畝農(nóng)業(yè)大棚已經(jīng)并網(wǎng)發(fā)電，但是大棚地下卻是野草。

西北的地面電站的配額審批越來越難，并網(wǎng)后限電越來越嚴重。2013年以來大型項目漸漸往中東部傾斜。假借農(nóng)業(yè)項目圈地的情況越來越多，其中90％的項目是按“種蘑菇”申報的。造成這種現(xiàn)象的原因主要是，搞光伏和搞農(nóng)業(yè)跨界太大，大部分光伏人都不懂農(nóng)業(yè)。大家片面的認為“種蘑菇”可以不用考慮光照，電池組件可以滿鋪，是非常適合光伏的“傻瓜農(nóng)業(yè)”。

國家對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的定義是物理技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機結(jié)合，利用具有生物效應(yīng)的電、光、磁、熱等物理技術(shù)操控動植物的生活環(huán)境及其生長發(fā)育，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)擺脫對農(nóng)藥、肥料、抗生素的依賴。更加重要的是拜托自然環(huán)境的束縛?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的核心是環(huán)境安全型農(nóng)業(yè)，即環(huán)境安全型畜禽舍，環(huán)境安全型溫室。

1．1 什么是溫室、大棚

溫室是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其它不適宜露地植物生長的季節(jié)供栽培植物的建筑。

圖1 日光溫室

在名稱上溫室和大棚沒有分別，日光溫室（見圖1）俗稱暖棚。日光溫室東西北三面都有保溫結(jié)構(gòu)，朝南面用采光農(nóng)膜覆蓋。夜間用卷簾機放下棉被進行保溫。冬季日間，棚內(nèi)溫度大于棚外溫度15－20℃。夜間棚內(nèi)溫度大于棚外溫度5－10℃有利于反季節(jié)蔬菜瓜果的成長。

大棚又稱為冷棚，東西南北四個方向全部用采光農(nóng)膜覆蓋，沒有保溫結(jié)構(gòu)（見圖2）。冷棚可以設(shè)計成大跨度大面積，有利于工廠化種植。

圖2 獨棟大棚

常見的溫室最大的面積2畝，約1200－1300平方米；常見的大棚面積可以做的很大，筆者見過的最大的聯(lián)棟大棚占地面積有6．2畝4200平方米。

圖3 聯(lián)棟大棚

根據(jù)全國各地氣候和地質(zhì)條件，各地適宜建設(shè)的蔬菜溫室大棚可分為九類（包括八種溫室和一種拱棚）山東棚型、華北棚型、高寒棚型、高原棚型、極寒棚型、中原棚型、江淮棚型、江南棚型、華南棚型。

1．2 溫室和大棚的經(jīng)濟對比

筆者有朋友在沈陽、大連一帶從事歐洲櫻桃（甜櫻桃）種植。甜櫻桃原產(chǎn)于西亞和歐洲等地，適應(yīng)比較涼爽干燥的氣候。夏季高溫干燥對甜櫻桃生長不利。冬季最低溫度不能低于－20，過低的溫度會引起大枝縱裂和流膠。另外花芽易受凍害。在開花期溫度降到－3℃以下花即受凍害，所以在發(fā)展甜櫻桃時，不宜在過分寒冷的地區(qū)。

2014暖棚（日光溫室）大櫻桃從4月初起陸續(xù)上市，前期優(yōu)質(zhì)紅燈、美早價格每斤在80元，紅燈、先鋒早期一般價格在每斤50元左右，中期價格每斤在35元左右，后期價格每斤在20元左右，平均畝產(chǎn)量為1400斤，平均價格為32元，每畝毛收入44800元。

冷棚（聯(lián)棟大棚）栽培大櫻4月底5月初起陸續(xù)上市，前期價格每斤48元，中期價格每斤32元左右，后期價格每斤27元左右，今年全區(qū)平均畝產(chǎn)量為400斤左右，平均價格在24元左右，每畝毛收入9600元。

可見日光溫室在冬季的優(yōu)勢大于聯(lián)棟大棚。

2 影響農(nóng)作物生長的因素

陽光、溫度、水、空氣濕度、土壤中的養(yǎng)肥、空氣中的氣體成分。陽光和溫度對作物的影響最大。

2．1光合作用

光合作用是植物利用葉綠素等光合色素和某些細菌在可見光的照射下，將二氧化碳和水（細菌為硫化氫和水）轉(zhuǎn)化為儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣（細菌釋放氫氣）的生化過程。同時也有將光能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物中化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)化過程。植物之所以被稱為食物鏈的生產(chǎn)者，是因為它們能夠通過光合作用利用無機物生產(chǎn)有機物并且貯存能量。

光合作用是一個光生物化學(xué)反應(yīng)，所以光合速率隨著光照強度的增加而加快。但超過一定范圍之后，光合速率的增加變慢，直到不再增加。光合速率可以用CO2的吸收量來表示，CO2的吸收量越大，表示光合速率越快。

植物中都含有葉綠素α的存在。葉綠素α對太陽光有兩個吸收高峰，分別是 440納米附近的藍區(qū)和680納米附近的紅區(qū)，一個位于藍光區(qū)域，一個位于紫光區(qū)域。而對于處在500－600納米之間的綠光吸收的甚少，所以我們看到的植物基本上都是綠色。