一种林光一体猕猴桃果园以及猕猴桃种植方法与流程

本发明属于果树种植领域，尤其是涉及一种林光一体猕猴桃果园以及猕猴桃种植方法。

背景技术：

猕猴桃(Actinidia Lindl.)是20世纪野生果树人工驯化栽培最有成就的四大果树之一(猕猴桃、蓝莓、鳄梨、澳洲坚果)。其果实以独特的风味，富含维生素C、膳食纤维和多种矿物质，以及具有清肠健胃等功效而深受种植户及消费者欢迎。该种果品在上世纪初经新西兰引种驯化并大规模产业化以来，历经百年发展，已经在亚洲、欧洲、大洋洲及美洲形成近17万公顷的种植规模、数百亿的年产值。我国在上世纪70年代末开始大规模引种、驯化及产业化，短短三十余年已经成为世界种植面积最大(占世界45％，11万公顷)、产量(占世界27％，110万吨)最高的国家。

尽管如此，从我国猕猴桃的面积和产量看，其规模还很小，难以满足消费者的需求。从种植面积上来看，仅为苹果的1/28，梨的1/10；从产量上来看，约为苹果的1/31，梨的1/14。在世界果品贸易市场，猕猴桃所占的份额不到苹果、柑桔等大宗水果的2％。在中国市场，新西兰产果实以个论价，黄肉品种高达16.8元/个，国产猕猴桃通常以千克论价，为4～40元/千克范围内。2008～2011年间人均消费量：新西兰5千克、西班牙2.8千克、意大利2.7千克、香港1.5千克、韩国1.0千克、日本0.8千克、俄罗斯0.4千克、美国0.2千克。猕猴桃作为一种新型功能性水果，越来越受到人们欢迎，国内人均消费量增幅较快，例如：1992年为3.2克，2000年109克，2011年389.5克，目前我国猕猴桃人均占有量为0.8千克/年，而人均苹果占有量约为18千克。如果我国人均猕猴桃消费量达到5千克/年，仅国内市场则所需年产量约为600万吨。目前世界猕猴桃鲜果的人均消费量约为0.14千克，全世界人口约为70亿，以人均消费1千克/年计算，全世界需求量将需要7000万吨，足见产业发展潜力巨大。

猕猴桃属藤本植物，需要投入架材，同时对环境适应性较差，管理难度大，高投入高产出特征明显。光照方面，多数猕猴桃属于中等喜光性树种，喜半荫环境，对强光照射比较敏感，要求日照时间为1300～2600小时，喜漫射光，忌强光直射，自然光照强度以40％～45％为宜；猕猴桃不同树龄期对光照的要求不同，如幼苗期喜阴凉，需要适当遮荫；成年树需要良好的光照条件才能保证生长和结果的需要，但害怕烈日强光爆晒，否则会产生果实日灼病、叶缘焦枯等，严重者甚至导致整株死亡。温度方面，猕猴桃是一种不耐高温的果树，在中国广大猕猴桃产区，夏季高温、干旱、强光常同时协同作用，严重影响树体生长发育；在高温、干旱地区，7～8月份气温达38～40℃以上，在阳光直射、没有遮荫、持续多天没有下雨而又缺乏灌溉的条件下，常会发生“日灼”；日灼在叶片、果实、枝蔓和主干上都会发生，但以果实、叶片和老弱的藤蔓受害较多，尤其是叶片和果实，灼果率和落果率可达30％～50％。另外，猕猴桃嫩梢长而脆，叶大而薄，春季大风常使枝条干枯、折断；夏季干热风会使叶缘焦枯、叶片凋萎，严重影响树体的生长发育。

建园时，除了苗木和肥料等基本投资外，需要投入架材；而且由于幼树期喜阴，还要覆盖遮阳网等作为遮阴物；因为怕风，多风地区建园时周边要事先建设防护林。在架材方面多采用水平大棚架，架面高度1.8～2.0m，架面上以立柱为中心向两侧每50cm拉一道钢丝，构成棚架架面；架材有水泥柱或不锈钢两种材料；高立柱顶部拉钢丝，与架面上的拉丝构成一个等腰三角形，构成遮阳网(人工方式上网)支撑结构；每块土地四周最外一圈立柱(高低两种)的外侧都要再斜埋一根柱子，便于绷紧钢丝，钢丝需与架面平，经过斜埋柱后，地锚埋入土中；第1～2年要搭遮阳网，会大大提高苗木成活数量。架材和遮阴网投入每亩投资约5000元以上，而且比较费工费力，这也是制约很多投资者大量发展猕猴桃产业的一个根本问题。

我国是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一，是全球最大的太阳能电池板生产国。光伏发电是国家重点扶持的新能源项目，该行业目前还依赖政府，其收益来自财政部的“可再生能源发展基金”，由国家电网负责发放支付。光伏电站的建设需要地方政府(国土、电力、水利等)同意、能源局核准审批。

目前，光伏发电站主要包括以下几种形式：

1、集中式光伏(地面)电站：光伏发电应用的初始阶段，其特点为规模大，主要集中在西部光照好的地方，基本直接铺在地上。但西部光伏发电太多，而用电需求集中在东部，电网送不出去，弃电率高。

2、分布式光伏电站：分布式相对于集中式，它是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。经过多年的扶持，仍规模有限。

3、农光互补：随着技术工程的逐步改善，光伏发电单位投入大幅度下降，在光照相对不优越的中东部地区也可以实现赢利，且更接近用电需求。但中东部地区人口密集，可以利用的土地资源有限，不可能像西部地区那样划定大片区域单纯用于光伏发电。在中东部地区，能满足光伏发电体量的土地多为农用地。初始的农光互补，或者光伏界称为的光伏农业，多数实质是以农光互补的幌子发展光伏，农业属于点缀。这样势必有损中东部地区农业发展，不符合国家的大政方针。2015年12月2日，国土资源部以规范性文件形式发布了《光伏发电站工程项目用地控制指标》国土资规〔2015〕11号，自2016年1月1日起实施，该标准制定遵循原则之一为体现保护耕地和节约集约用地的原则。2016年11月，事关全球气候治理的《巴黎条约》正式生效。因此真正在中东部地区发展好光伏产业，农光互补是关键，实现节能减排的大业，农光互补担当大业。这里的“农”是广义的农业，包括种植业、林业、畜牧业、渔业、副业五种产业形式。

真正的农光互补，“农”应为基础，光伏应变的“高、宽、瘦”。长高，从基本直接铺在地上到离地两米以上，这样和农作物阳光雨露共沾；拉宽，大行距，考虑作物生长和机械作业的需要；变瘦，以前光伏阵列单元的宽度方向上由三块四块组件拼在一块，又胖又矮，相对阴影面积大，留给农作物的阴影多，得变成一块二块拼在一起，加上又长高了，那么投给农作物的阴影也少了。既然是互补，“农”也得调整，品种(组合)、农机农艺融合，和光伏更好的配合。还有更重要的，农业进一步调整为更高的经济效益，让加入的农民愿意管理，深刻调动农民种植管理的积极性。如以上几个方面做的好，实现农业和光伏电站深度融合，就从农光互补升级到农光一体。

目前，工业化大规模应用的太阳能电池材料包括单晶、多晶、薄膜，其中单晶硅和多晶硅不透光，薄膜太阳能电池透光率可以根据需要在5％-30％之间调整。

发展新型产业是未来经济发展的方向，为传统农业的发展带来了新机遇。如能将光伏发电与猕猴桃产业相结合，无疑为产业发展带来了新的契机，同时集约利用了土地，提高了单位面积经济效益，在适宜猕猴桃种植的光伏发电产业基地，进行猕猴桃林光一体产业设计，存在巨大的成功可能性。

技术实现要素：

为了集约利用土地，提高单位面积经济效益，本发明提供一种林光一体猕猴桃果园，其特征在于，包括猕猴桃林和光伏阵列单元；光伏阵列单元包括光伏线材，光伏线材包括立柱；立柱为猕猴桃的生长提供了支撑；光伏阵列单元的数量为N个，N≥1。

在一个具体实施方式中，光伏线材还包括与立柱连接的横梁；横梁也为猕猴桃的生长提供了支撑。进一步地，横梁的数量≥1条。优选地，横梁包括上横梁和下横梁。当N≥2时，相连光伏阵列单元上的横梁彼此连接。

进一步地，光伏阵列单元还包括光伏组件；光伏组件与立柱连接，包括电池片排列组件；电池片包括晶硅电池片。

进一步地，电池片排列组件包括电池片排列610的组件和/或电池片排列6×12的组件。优选地，电池片排列6×10的组件的尺寸：1650×991×40mm；质量：18.2kg；电池片排列6×12的组件的尺寸：1956×991×45mm；质量：26.5kg。

本领域中对光伏阵列单元的定义是：将若干个电池片排列组件在机械和电气上按一定方式组装在一起，并且有固定的支撑结构而构成的直流发电单元。本发明中的立柱、横梁和/或支杆即为支撑结构。

在另一个具体实施方式中，N≥2；光伏组件的最下缘与立柱的顶部连接；光伏线材还包括支杆；支杆的一端与立柱的顶部连接，支杆的另一端与相邻光伏阵列单元的光伏组件的最上缘连接。

进一步地，光伏组件的最下缘距离地面的高度是2.1-2.3m。

电池片排列组件可以竖着排、横着排，具有多种组合方式，构成光伏阵列单元的宽度。当光伏组件还包括边框时，边框被设置为将电池片排列组件包边，则光伏阵列单元的宽度还需加上边框。进一步地，光伏阵列单元的宽度是1-6m。进一步地，光伏阵列单元的宽度是3-6m。

在一种实施方式中，光伏阵列单元为固定式支架；光伏阵列单元的倾角是25-30°。优选地，光伏阵列单元的倾角是28°。根据当地的地理位置，光伏阵列布置时有不同的最佳倾角。猕猴桃优势产区的最佳倾角取28°(折中值，按河南信阳南阳和陕西的纬度取值为准。四川猕猴桃产区光伏发电现在还不经济，忽略)，cos(28°)＝0.883。代入光伏阵列单元的宽度值，假设为1m、1.7m、2m、3m、4m、5m或6m，则光伏阵列单元的垂直投影宽度(折合成平铺时宽度)是0.9m、1.5m、1.8m、2.7m、3.6m、4.5m或5.4m。

在另一种实施方式中，光伏阵列单元为跟踪式光伏阵列单元。

进一步地，N≥2，相邻光伏阵列单元之间的行距是3～5.5米。

进一步地，N≥2，相邻光伏阵列单元之间的行距的计算公式是：

其中D表示相邻光伏阵列单元之间的行距，表示安装光伏发电系统所在地区的纬度，H表示光伏阵列单元中的光伏组件的最上缘与相邻光伏阵列单元中的光伏组件的最下缘的高度差；

光伏组件的倾角为a°则，光伏阵列单元的宽度W＝H/sin a°，从而得到，相邻光伏阵列单元之间的行距、光伏阵列单元的宽度和光伏组件的倾角这三者的关系；光伏组件的倾角为25-30°。优选地，光伏组件的倾角为28°。

本发明还提供一种猕猴桃种植方法，在如上所述的林光一体猕猴桃果园中进行栽培，包括以下操作：

猕猴桃幼苗定植时，可定植在由光伏阵列单元形成的阴影比例高的部分，解决了幼树期喜阴的特性；用木棍支撑或绳索牵引的方法，待猕猴桃单干生长至1.70～1.75米时进行定干，促发猕猴桃主干上端饱满芽迅速萌发，保留生长势最强并且方向相反的两个枝蔓沿行向水平延伸，培养成双主蔓，主干上其他萌发出来的枝条尽早抹去；在相邻两株相反方向生长的主蔓接近“碰头”时，再在饱满芽处下剪，促发主蔓上的饱满芽萌发，抽生结果母枝，并牵引其沿光伏阵列的行间水平生长，解决了成年树喜光的问题。

进一步地，光伏阵列的架面下可套种耐阴的经济矮秆作物或药材；或者直接种植绿肥；或者养殖家禽。

有益效果：

1、猕猴桃采用光伏阵列自带的光伏线材所提供的立柱和横梁作为支撑部件，因而无需额外为猕猴桃搭建支架，从而节省了费用支出。因国家对光伏行业用地有严格监管，光伏行业借助土木工程技术的进步，如压阵式结构，已可以做到不挖沟，不破坏土壤耕作层，光伏电站生命周期结束后土地容易恢复原貌。光伏阵列单元使用的光伏线材超过猕猴桃种植的线材需求。猕猴桃种植可利用猕猴桃林光一体的光伏线材，省去额外的线材成本，并大大降低线材立柱对土壤耕作层的影响。猕猴桃林光一体利用光伏已有的高质量线材，在不增加光伏投入和不影响光伏发电效率的基础上，直接减少线材投资5000元左右每亩，同时促进猕猴桃生长和减少劳动力成本。

2、电池片排列组件为猕猴桃生长尤其是猕猴桃幼苗生长提供了遮荫，因而无需额外为猕猴桃搭建遮荫棚，从而也节省了费用支出。

3、光伏阵列单元的宽度W是3-6m。相邻的光伏阵列单元之间的行距D为3-5.5米。W和D的关系通过公式运算出来，使D既满足光伏发电的合理行距，又满足猕猴桃的最适行距，且倾角和W的配合还能同时有利于猕猴桃的避阴和采光，从而有利于猕猴桃的生长。猕猴桃植株间的最适行距是3-5m。光伏发电的合理行距，指布置光伏阵列单元间距保证每天9:00～15:00时段内前、后、左、右互不遮挡。

4、光伏组件的最下缘距离地面的高度是2.1-2.3m，有利于猕猴桃树生长。因为一般猕猴桃树主干高度约为1.8m，控制在光伏组件的最下缘高度以下30～50cm，既不影响猕猴桃树的生长空间，也有利于平衡猕猴桃的光照需求。

本发明开辟了猕猴桃种植和光伏发电相结合的新途径，不仅充分利用土地资源和丰富的太阳能资源，也能壮大猕猴桃产业规模，通过实现农业科技化、农业产业化，持续解决社会人口就业、调动农民创收积极性，将成为区域农业增效和农民增收的支柱型产业。因此，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施方式中的林光一体猕猴桃果园的结构示意图。

图2是本发明的一个具体实施方式中的光伏组件的结构示意图。

图3是本发明的一个具体实施方式中的林光一体猕猴桃果园的现场图片。

图4是本发明的另一个具体实施方式中的林光一体猕猴桃果园的现场图片。

图5是本发明的另一个具体实施方式中的林光一体猕猴桃果园的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

实施例1

如图1和2所示，本实施例所涉及的林光一体猕猴桃果园包括猕猴桃林1、光伏阵列单元2。光伏阵列单元2包括光伏线材21和光伏组件22。光伏线材21包括立柱211和横梁212。横梁212包括上横梁2121和下横梁2122，横梁的数量可以根据实际情况调整，可以为1条或者多条，不限于图1所示。相邻光伏阵列单元2之间的横梁212彼此连接。图1中仅示出了3个光伏阵列单元2，本发明的林光一体猕猴桃果园的光伏阵列单元2的数量不限于3个，可以为1个或多个。

光伏组件22包括电子片排列组件221和边框222。边框222被设置为将电池片排列组件221包边。立柱211树立在土地上，起到支撑作用，横梁212和光伏组件22分别与立柱211连接。光伏阵列单元2的数量为1个或多个。

电池片包括晶硅电池片。晶硅电池片可以是单晶也可以是多晶，其常规尺寸是6英寸，即156mm×156mm；也可以是其他尺寸，比如5英寸的单晶片，等等。

电池片排列组件221包括电池片排列6×10的组件和/或电池片排列6×12的组件。电池片排列6×10的组件的尺寸：1650×991×40mm；质量：18.2kg；电池片排列6×12的组件的尺寸：1956×991×45mm；质量：26.5kg。

电池片排列组件221可以竖着排、横着排，具有多种组合方式，加上边框222，构成光伏阵列单元的宽度W。当多块电池片排列6×10的组件或电池片排列6×12的组件竖着排时，加上边框222，光伏阵列单元2的宽度W是1m；当多块电池片排列6×10的组件横着排时，加上边框222，光伏阵列单元2的宽度W是1.7m；当多块电池片排列6×12的组件横着排时，加上边框222，光伏阵列单元2的宽度W是2m；当3块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6×12的组件并肩竖着排时，加上边框222，光伏阵列单元2的宽度W是3m；当2块电池片排列6×12的组件并肩横着排时，加上边框222，光伏阵列单元2的宽度W是4m。其他不同排列方式还可以得到宽度W为5m或6m的光伏阵列单元2，这里不再赘述。这里仅是举例说明可以有这样的一些组合方式，但不限于此，而且边框的宽度可以根据实际情况进行调整。此外，光伏阵列单元的宽度W会随着电池片排列组件221的四周都加边框，或只是两边加边框，或部分两边加边框，或不加边框而有所不同。

光伏阵列单元2为固定式支架，其倾角a是28度，也可以是25-30度。或者光伏阵列单元2为跟踪式光伏阵列单元。当有多个光伏阵列单元2时，相邻的光伏阵列单元2之间的行距D为3-5.5m，其计算公式为：

表示安装光伏发电系统所在地区的纬度，H表示光伏阵列单元中的光伏组件的最上缘与相邻光伏阵列单元中的光伏组件的最下缘的高度差。光伏组件的倾角为a°则，光伏阵列单元的宽度W＝H/sin a°，即H＝W×sin a°。当取25度时，D约为1.5337H，即1.5337W×sin a°；当取30度时，D约为1.8224H，即1.8224W×sin a°。当a°为25-30°时，则可以计算得出相应的D值为多少个W。当D值满足猕猴桃生长的最佳行距3-5m时，即可以确定W的值，从而对所有光伏阵列单元的排布进行优化，使之适应光伏发电，又适应猕猴桃生长所需。

光伏组件22的最下缘距离地面的高度L是2.1-2.3m。图3示出了本发明的一个具体实施方式的林光一体猕猴桃果园的现场图片。

实施例2

如图4和5所示，本实施例所涉及的林光一体猕猴桃果园包括猕猴桃林、光伏阵列单元。光伏阵列单元包括光伏线材和光伏组件22。光伏线材包括立柱211和光伏支杆213。光伏组件22的最下缘与立柱211的顶部连接；支杆213的一端与立柱211的顶部连接，支杆213的另一端与相邻光伏阵列单元的光伏组件22的最上缘连接。在保证结构安全的前提下，支杆213可以略细，数量减少，甚至取消。此时，光伏组件22的最下缘的高度等于立柱211的高度。

实施例3、“窄”阵列

1、电池片排列组件组合方式及光伏阵列单元的宽度，可以有几下几种，但不限于此：

光伏组件由3块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件横排，相应的光伏阵列单元的宽度为3m(近似值)；

光伏组件由4块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件横排，相应的光伏阵列单元的宽度为4m(近似值)；

光伏组件由2块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件竖排，相应的光伏阵列单元的宽度为3.5m或4m(近似值)。

2、支架选择

光伏阵列单元可选固定支架或跟踪式支架。

立柱的高度、固定支架的造型和结构的变化，只要能满足光伏电站设计规范和农业劳作管理方便即可，都能和本专利中的猕猴桃及整形管理方式较好的融合。

实施例4、“宽”阵列

1、电池片排列组件组合方式及光伏阵列单元的宽度，可以有几下几种，但不限于此：

光伏组件由5块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件横排，相应的光伏阵列单元宽度为5m(近似值)；

光伏阵列由6块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件横排，相应的光伏阵列单元的宽度为6m(近似值)；

光伏阵列由3块电池片排列6x 10的组件或电池片排列6x 12的组件竖排，相应的光伏阵列单元的宽度为5m或6m(近似值)；

2、支架选择

(1)优选跟踪式

因光伏阵列单元比较宽，优选跟踪式支架，只要在设计和管理时能避免支架转动过程中光伏阵列单元和农作物的碰撞，不出现枝叶卡住或其它影响机械运动的现象。

(2)固定式支架结构和造型的优化

因光伏阵列单元较宽，如采用枝丫状固定支架，光伏组件的最上缘和最下缘高度相差在2m以上，在不必要的抬高立柱的高度前提下，光伏组件的最下缘距地面低(有可能小于猕猴桃主干1.8m)，不足于满足林光一体猕猴桃果园的需要。此时需要采取实施例2中的光伏阵列单元(如图4和5所示)，使得光伏组件22的最下缘的高度等于立柱211的高度，大于猕猴桃主干1.8m，从而满足林光一体猕猴桃果园的需要。

实施例5

猕猴桃树体宜采用“一干双蔓再抽枝”的整形管理方式，架材直接采用光伏阵列单元使用的光伏线材，考虑对土壤耕作层的影响，基本不额外增加线材支柱的数量(部分需要加强立柱的地方利用光伏线材的横梁挂接辅助杆或绳索)。树体主干高度约为1.8m，可控制在光伏阵列单元的光伏组件的最下缘以下30～50cm左右。猕猴桃幼苗定植时，可定植在阴影比例高的部分，解决了幼树期喜阴的特性；且阴影比例高的区域光伏阵列向上倾斜，相对空间大，保证留了幼树向上生长的空间；用木棍支撑或绳索牵引的方法，待单干生长至1.70～1.75米时进行定干，促发主干上端饱满芽迅速萌发，保留生长势最强并且方向相反的两个枝蔓沿行向水平延伸，培养成双主蔓，主干上其他萌发出来的枝条尽早抹去；在相邻两株相反方向生长的主蔓接近“碰头”时，再在饱满芽处下剪，促发主蔓上的饱满芽萌发，抽生结果母枝，并牵引其沿行间水平生长，解决了成年树喜光的问题。架面下可套种一些耐阴的经济矮秆作物或药材等，也可以直接种植绿肥，改良果园土壤，提高肥力，促进树体生长，增加产量，可以减少果园肥料投入，同时可以减少除草、浇水等管理。该种树体种植管理方式直接使用了光伏阵列的线材，幼树期不用投入遮阳网，也节省了架材和遮阳网架设的人工成本。

由于猕猴桃是一种藤本果树，传统种植前期投入较大，目前多采用水平大棚架，架材和遮阴网投入每亩投资约5000元。由于采用光伏线材提供的立柱和横梁，因此直接节省了开支——约5000元每亩。假设猕猴桃果品按10元/kg、2000kg/亩计算，则亩收入20000元。架面下套种一些耐阴的经济矮秆作物或药材等或者立体发展结合养鹅等，经济收入会达到30000元/亩。光伏拿出总投资的6％左右做农业，同时不影响光伏发电，农业的综合收益从原来的20000元/亩(常规猕猴桃种植中还需扣除架材和遮阴网的投入5000元/亩的折旧费)，提升到了30000元/亩，即显著提高了30～50％(已考虑光伏建设成本的下降和电价的下调)，甚至可以实现同一块土地中，农业的收益超过光伏的收益。极大提高投资者的积极性，促进猕猴桃产业的发展。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施方式，仅为了说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。