沙漠多晶硅光伏连栋温室适宜栽培的瓜类作物筛选研究

吴艳红+马文舒+胡永生+魏军旗+王荣+张雪艳

摘要：本试验多晶硅光伏连栋温室，开间南部为不透光的多晶硅光伏板，北部为PC阳光板，田间生成阴阳带。温室内种植早春蜜、鑫红宝2个甜瓜品种和日本丽都、金哥、绿葫3个西瓜品种，系统研究光伏板北、中、南部下作物生长、品质和产量的变化。结果表明，北、中、南部早春蜜的茎粗和株高差异显著，北部叶绿素和叶片数均最高，北中南部可溶性糖含量和单果重无显著差异，可溶性固形物和VC含量均为中部最高；鑫红宝南部茎粗最低，北部株高叶片数最低，叶绿素最高，北、中、南部可溶性固形物、可溶性糖含量无明显差异，单果重中部高于北部高于南部；北、中、南部日本丽都叶片数无显著差异，可溶性糖、单果重均是北部最高；北、中、南部金哥叶片数、VC含量均无明显差异，综合产量和品质单一种植一种作物时早春蜜最适宜种植，绿葫次之，或北部日本丽都，中南部早春蜜或绿葫。

关键词：光伏温室； 瓜类作物；光照分布

中图分类号：S642.04+7文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）03-0073-05

AbstractIn polysilicon photovoltaic multispan greenhouse， the south of the bay is opacity polysilicon photovoltaic panel， and the north is PC sunlight panel， which form the zone of sunlight and shadow in the field. Two muskmelon varieties Zaochunmi and Xinhongbao， and three watermelon varieties Ribenlidu， Jinge as well as Lühu were planted in this greenhouse to research the changes of crop growth， fruit quality and yield in different light conditions. The results showed that the stem diameter and plant height of Zaochunmi had significant differences in the north， central part and south under photovoltaic panel； the chlorophyll content and leaf number were the highest in the north； the fruit soluble sugar content and single fruit weight had no significant differences in different light conditions； the soluble solids and VC content were the biggest in the central. For Xinhongbao， the stem diameter was the smallest in the south； the plant height and leaf number were the lowest in the north， while the chlorphyll content was the highest； the soluble solids and soluble sugar content had no significant differences in different light conditions； the single fruit weight in the central part was higher than that in the south. There was no significant differences in leaf number of Ribenlidu in different light conditions； the soluble sugar content and single fruit weight were both the highest in the north. For Jinge， the leaf number and VC content had no significant differences in different light conditions. In summary， when planting one single crop， Zaochunmi was the most suitable variety， followed by Lühu； when planting several crops together， Ribenlidu was suitable to be planted in the north， and Zaochunmi or Lühu in the central and north parts.

KeywordsPhotovoltaic greenhouse； Melon crops； Light distribution

随着能源短缺和公众环保意识的增强，太陽能光伏发电这一新产业在世界范围内受到高度重视，得到飞速发展[1]，再加上农业科技的不断进步，温室大棚的应用也越来越广泛，尤其是多晶硅光伏温室。多晶硅光伏温室是采用光伏电池组件作为屋面覆盖材料在日光温室上安装太阳能发电系统，将新能源发电和设施农业结合起来，部分替代传统的玻璃和PC板，在保证光照和整个温室采光要求的前提下，实现温室顶部进行太阳能发电、温室内部进行作物生产[2]，不仅节约土地资源、防止大气污染，还可实现多重收益。

众学者针对光伏温室做了相关研究，赵雪[3]研究表明温室内光环境的好坏受天气状况、温室结构方位、屋面角度等诸多因素影响，且随室外太阳辐射的变化相应变化；光伏日光温室的温度环境明显优于塑料薄膜温室，更有利于冬季果菜的栽培。吴治国等[4]的研究表明，适宜日光温室遮阴区栽培的几种作物包括番茄、辣椒、茄子、韭菜、马铃薯。但在温室内依据光伏板下不同透光部位或透光率种植不同瓜类作物，系统分析其植株生长和果实品质的研究鲜有报道。

本试验针对温室田间土壤出现的不同透射光线的阴阳带，种植不同的瓜类作物，系统分析光伏板北、中、南部下的不同瓜类植株生长、果实品质和果实单果重，以期筛选出在光伏板遮阴条件下仍能保持较好植株长势和果实产量的瓜类品种，为多晶硅光伏连栋温室内瓜类的高效种植提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料与设计

试验在宁夏中卫市银阳新能源有限公司2号多晶硅连栋光伏温室内进行，多晶硅温室长126.3 m，宽70.3 m，脊高4.05 m，跨度5 m，肩高2.8 m，骨架间距3 m，瓜类包括甜瓜品种的早春蜜、鑫红宝，西瓜品种日本丽都、金哥以及绿葫，4月23号定植，7月底拉秧，采用双行定植，行距70 cm，株距40 cm，统一水肥管理。

1.2测定指标与方法

1.2.1植株植物学性状调查定植2周后，每个品种按照光伏板位置北、中、南分别选取代表植株5株，测定株高、茎粗、叶片数及叶绿素含量，取平均值。每2周测定1次，连续测定5次。

株高为生长点到根基部的垂直距离，采用卷尺测量；茎粗为子叶下1 cm处的直径，采用游标卡尺测量；叶片数为直径大于2 cm的叶片数目，目测计数；叶绿素为第5个功能叶片的叶绿素含量，采用SPDA502葉绿素含量测定仪测定。

1.2.2果实品质与产量的测定盛果期每个瓜类品种分别从北、中、南部随机采摘5个大小均匀、着色一致的果实进行品质和单果重的测定。

VC含量采用钼蓝比色法[5]测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[5]测定；可溶性固形物含量采用折光仪测定[5]；硝酸盐含量采用水杨酸法[5]测定；单果重采用称重法测定。

1.3数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2010软件进行处理，采用DPS统计软件进行差异显著性分析。

2结果与分析

2.1光伏板北、中、南部不同瓜类作物植株生长的变化

由表1可见，5月10日，甜瓜品种早春蜜和鑫红宝北、中、南部的茎粗生长已出现显著差异，均表现为北部显著高于中部和南部；西瓜品种日本丽都北、中、南部的茎粗无显著差异，金哥北部和中部的茎粗显著高于南部。5月24日，早春蜜茎粗为北部显著高于中部和南部，日本丽都、鑫红宝茎粗均为北部和中部显著高于南部，金哥北部茎粗最高，显著高于南部，与中部差异不显著。6月7日，早春蜜北部和中部的茎粗显著高于南部，鑫红宝中部茎粗显著高于北部和南部，日本丽都茎粗为北部显著高于中部和南部，金哥北部茎粗与中部差异不显著，但显著高于南部。6月22日，早春蜜茎粗北部和中部高于南部，日本丽都和鑫红宝北中南部茎粗无显著差异，金哥北部茎粗显著高于中部和南部。由于绿葫为蔓生草本叶密集互生，

由表2可见，5月10日，甜瓜品种株高表现为早春蜜北部最高，与中部差异不显著，显著高于南部，鑫红宝南部和中部显著高于北部；西瓜品种株高表现为日本丽都北、中部显著高于南部，金哥中部显著高于北部和南部，绿葫中部和南部较高，但北、中、南部差异不显著。5月24日，早春蜜为中部最高，其次为北部，北、中、南部差异显著，鑫红宝为中、南部显著高于北部，日本丽都和绿葫均为北、中部显著高于南部，金哥中部最高，显著高于北部和南部。6月7日，早春蜜南部最高，其次为北部，北、中、南部差异显著，鑫红宝南部最高，北、中、南部差异不显著；日本丽都北、中部显著高于南部，金哥中部最高，与南部差异不显著，显著高于北部，绿葫中部最高，与北部差异不显著，显著高于南部。6月22日，早春蜜为南部最高，其次为北部，北、中、南部差异不显著，鑫红宝南部最高，与中部差异不显著，显著高于北部；日本丽都和金哥均为中部最高，显著高于北部和南部，绿葫北部显著高于中部和南部。

由表3可知，5月10日，早春蜜叶绿素含量为北部和南部高于中部，鑫红宝和日本丽都均为北部显著高于中部和南部，金哥和绿葫北、中、南部叶绿素含量无显著差异。5月24日，早春蜜、鑫红宝、金哥和绿葫均为北部最高，且显著高于南部和中部；日本丽都为中部最高，与北部差异不显著，但显著高于南部。6月7日，早春蜜、鑫红宝、日本丽都和绿葫均为北部最高，除日本丽都北部与中部差异不显著外，其它品种北、中、南部差异均显著；金哥为中部最高，显著高于北部和南部。6月22日，早春蜜、鑫红宝、日本丽都、金哥均为北部最高，显著高于中部和南部，绿葫北、中、南部叶绿素含量无显著差异。

由表4可见，5月10日，早春蜜、鑫红宝、日本丽都、绿葫北、中、南部的叶片数差异均不显著；金哥中部最高，北、中、南部差异显著。5月24日，早春蜜中部显著高于北部和南部，鑫红宝、日本丽都、绿葫北、中、南部的叶片数差异均不显著，金哥南部显著低于北部和中部。6月7日，早春蜜北部显著高于中部和南部，鑫红宝南部显著高于中部和北部，日本丽都和金哥北、中、南部叶片数差异显著，绿葫中部和南部显著高于北部。6月22日，早春蜜北、南部显著高于中部，鑫红宝中、南部显著高于北部，日本丽都、金哥、绿葫北、中、南部叶片数差异不显著。

2.2光伏板北、中、南部不同瓜类品种果实品质与产量的差异

由图1A可见，早春蜜、日本丽都、金哥、鑫红宝的可溶性固形物含量均为中、南部高于北部，绿葫为北部稍高于中部和南部。由图1B可见，早春蜜和鑫红宝的可溶性糖含量均为北、中、南部差异不明显，日本丽都北部和中部明显高于南部，金哥北部和南部明显高于中部，绿葫为南部高于中部和北部。由图1C可见，早春蜜果实VC含量为中部明显高于北部和南部，鑫红宝果实VC含量北部和南部高于中部，北、中、南部差异不明显，金哥和日本丽都均为中部最高，北、中、南部差异不明显，绿葫为南部明显高于北、中部。由图1D可见，早春蜜的硝酸盐含量中部明显高于南、北部，鑫红宝为北部高于中、南部，金哥为南部高于中、北部，日本丽都为北部明显高于中、南部，绿葫为北、中、南差异不明显。图1E可见，早春蜜的果实单果重北、中、南部差异不明显，鑫红宝和金哥均为中部高于北部和南部，日本丽都为北部明显高于中、南部，绿葫为北部高于中、南部。

3讨论

在绿色植物的生长发育过程中，光照是一个必不可少的环境因子，众学者研究表明，随光照强度的减弱，植株的株高、茎粗、叶片数及叶绿素含量等指标降低[6]。果实重量与光照强度呈显著线性正相关关系[7]。梁勇等[8]研究表明，补光条件下黄瓜幼苗株高明显高于正常条件下，茎粗和叶片并无显著差异，延长光照可以促进黄瓜幼苗生长。康恩祥等[9]研究表明，弱光对西葫芦幼苗生长有明显的抑制作用，随着光强的减弱，西葫芦幼苗的株高茎粗明显下降。臧春石等[10]研究表明，提高光照强度可以促进植物生长，提高产量，并且能明显提高果实品质；弱光一方面减少了营养物供应而影响果实生长，另一方面导致叶片光合效率降低严重影响果实生长与发育[11]，限制可溶性固形物、VC的积累，导致果实品质变劣[12]。

本试验中多晶硅光伏连栋温室开间南部为不透光的多晶硅光伏板，北部为PC阳光板，田间生成阴阳带，研究表明，光伏板的北、中、南部不同光照分布下，植株生长后期，早春蜜北部和中部茎粗较大，株高北、中、南部无显著差异；叶绿素含量为北部最高；南部最低；叶片数表现为北部和南部较高，中部最低；可溶性糖含量和单果重北、中、南部差异不明显，可溶性固形物含量北部最低，VC含量中部最高。鑫红宝茎粗北部和中部较高，南部最低，株高南部最高，北部最低；叶绿素含量为北部最高，中、南部差异不显著；葉片数北部最低，其次为中部，南部最高；北、中、南部可溶性固形物、可溶性糖含量均无明显差异；VC含量北、南部高于中部；单果重中部最高，其次为北部，南部最低。日本丽都北、中、南部茎粗差异不显著，株高为中部显著高于北部和南部，叶绿素含量为北部最高，叶片数无显著差异；可溶性固形物含量为南部高于中部高于北部，可溶性糖含量、单果重均为北部最高。VC含量中部最高，北、中、南部差异不明显。金哥北部茎粗和叶绿素含量显著高于中部和南部，中部株高显著高于北部和南部，北、中、南部叶片数和VC含量均无明显差异，中、南部可溶性固形物含量高于北部；中部单果重最高，其次为北部，南部最低。绿葫北、中、南部的叶片数、叶绿素含量、可溶性固形物含量均无明显差异，北部株高、叶绿素均为最高，中部和南部差异不显著，南部可溶性糖和VC含量均为最高，北部单果重最高，中部和南部差异不明显。

4结论

（1）不同光照分布对日本丽都植株生长影响较小，但对果实品质和产量影响较大；不同光线分布对鑫红宝、金哥品质影响较小，早春蜜和绿葫次之，且不同光线分布对早春蜜产量基本无影响，绿葫次之。

（2）从产量考虑，日本丽都不适宜多晶硅光伏温室种植，早春蜜、鑫红宝、金哥和绿葫均较适宜多晶硅光伏温室种植。

（3）综合分析产量与品质，最适宜种植的品种为早春蜜，绿葫次之，如需种植日本丽都，建议北部种植，中南部种植早春蜜或绿葫。

参考文献：

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