本发明涉及一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法。
背景技术：
随着全球经济的高速发展，环境问题日益突出，其中能源的消耗对环境的影响尤为巨大，减少对传统化学能源的依赖，改善能源消费结构，提高光伏、风电等新能源在能源消耗中的比重，已引起全球各国的重视。光伏发电是一种零排放、无污染的理想发电技术。我国是农业大国，光伏发电应用在农业领域，将会带来巨大的经济效益和社会效益，由此光伏农业应运而生。光伏农业是一种新的土地空间综合利用形式，在棚外架设太阳能组件，发展农业的“上发电下养殖”的新格局，实现了农业作物经济和能源发电效益的“双赢”，达到“1+1＞2”的效果，更有效更合理地利用了有限的土地资源。但是目前农光互补仅仅和设施结合，主要应用在食用菌栽培中。关于光伏板和葡萄栽培结合通过科技查新发现国内外没有任何的相关报道。
吐鲁番是欧亚大陆腹地的内陆盆地之一，由于地形低且闭塞，因此具有显著的大陆性盆地气候特点：极端干旱，夏季酷热，历年最高气温在48摄氏度左右，日最高气温大于40摄氏度的时间每年都在一个月左右。昼夜温差较大，日照充足，年日照时数达3000小时以上，阳光热辐射量139.5卡/平方厘米，丰富的光热资源成为大力发展光伏农业的先天优势。葡萄是吐鲁番地区的主要经济树种，长期以来吐鲁番葡萄栽培以小棚架为主，小棚架具有防风效果好、用材较少等特点，但架面低矮，不便于管理和采收，此外小棚架容易架面郁闭，不利于通风透光病虫害严重，吐鲁番夏季日照辐射过剩，葡萄果实日灼严重，叶片“光合午休”现象时间长。如何能够减轻劳动强度，适合机械管理、开展省力化栽培，同时又能保证产量和品质是葡萄生产上亟待解决的问题。利用葡萄棚架镶嵌光伏板进行架面改革将对吐鲁番葡萄产业的省力化栽培、社会稳定与长治久安和扶贫攻坚改善各族人民生活都具有重要的现实意义。
常规吐鲁番葡萄栽培采用低矮的小棚架，根柱高度100厘米，前柱高度120厘米，架面下人无法直立行走，很不利于人为栽培管理，更不利于机械化，此外吐鲁番地区光热资源超饱和，在葡萄上常常出现叶片“光合午休”和果实日灼现象；常规光伏板的架设通常选择在戈壁，远离城乡，产生的电能输送成本大，损耗高，而且很难销纳。
技术实现要素：
本发明目的在于，提供一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板的栽培方法，该方法将光伏板发电和葡萄栽培结合起来，所涉及的葡萄棚架是由框架、葡萄架立柱、钢丝、横梁和桩基组成，在葡萄架立柱的顶端固定有框架，光伏板镶嵌在框架上，该方法不仅增高了葡萄架面，便于人为操作管理，机械化埋土出土，增加架面通风透光利于病虫害防治，减少了葡萄果实日灼现象，降低了栽培管理成本，还可以利用太阳能进行发电，通过本发明所述方法葡萄成熟期最热天和普通棚架相比较平均温度降低了5.7摄氏度，土壤水分增加了9.6％，空气湿度增加了11.3％，光照强度降低2.7万勒克斯，五年生无核白葡萄产量达到1820公斤/亩，可溶性固形物在22-25％之间，平均果穗重475克。该方法操作简单，管理方便，有利于葡萄产业发展，克服吐鲁番葡萄栽培中小棚架架面低矮，管理和采收困难，光照太强，葡萄果实日灼现象严重等问题。
本发明所述的一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，该方法采用光伏板发电和葡萄栽培相结合，所涉及的葡萄棚架是由框架、葡萄架立柱、钢丝、横梁和桩基组成，在葡萄架立柱(4)的顶端固定有框架(2)，葡萄架立柱(4)的底部与桩基(5)连接，光伏板(1)镶嵌在框架(2)上，具体操作按下列步骤进行：
a、选择地势平坦，光照充足，土壤地下水位深不易积水的地域，进行葡萄棚架的架设；
b、葡萄棚架的架设选择东西行向作为栽植行，栽植沟采用滴灌，沟灌区域的栽植沟深度40cm，宽度50cm，葡萄架立柱(4)距离栽植沟30cm，葡萄架立柱(4)与葡萄架立柱(4)之间间隔400cm；
c、选择葡萄架立柱(4)高度为300cm，将葡萄架立柱(4)底部连接的桩基(5)埋入地下200cm，桩基(5)露出地面部分为30cm，桩基(5)露出地面部分随地形调整长度，葡萄架立柱(4)沿地面由下而上在170cm处架设横梁(3)，横梁(3)跨度500cm，横梁(3)的另一端与纵向和横向葡萄架立柱(4)连接，横梁(3)与地面水平夹角为5°，在横梁(3)上每间隔50cm铺设一道钢丝(6)；
d、葡萄架立柱(4)的顶端通过框架(2)镶嵌光伏板(1)，光伏板(1)的长度164cm，宽度81cm，光伏板(1)的板面朝南，光伏板(1)与葡萄架立柱(4)之间夹角为36°，光伏板(1)与光伏板(1)之间的距离为100cm；
e、葡萄采用独龙干整形方式，株距50cm进行栽植，在横梁(3)上每间隔50cm留一个龙爪(7)，龙爪(7)在横梁(3)上呈扇形排布，通过抹芽、摘心、打卷须、定梢和及时绑蔓进行田间管理，防止卷须和枝叶遮挡光伏板(1)，并同时进行葡萄栽培和光伏发电。
本发明所述的一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，该方法采用结合一定的倾斜角度增高葡萄架面，架面上镶嵌100厘米/个的光伏板，然后进行正常的葡萄田间管理，包括葡萄出土去覆盖、抹芽、定梢、摘心、疏花序、疏果、副梢管理、土肥水管理、病虫害防治、中耕除草，其结果：母枝萌芽率在61％，叶片生长速率4.6毫米/天，叶片发育完全需要30天，叶绿素(spad值)38.38，净光合速率32.29μmol/(m2﹒s)，蒸腾速率6.09mmol/(m2﹒s)，葡萄成熟期最热天和普通棚架相比较平均温度降低了5.7摄氏度，土壤水分增加了9.6％，空气湿度增加了11.3％，光照强度降低2.7万勒克斯，五年生无核白葡萄产量达到1820公斤/亩，可溶性固形物在22-25％之间，平均果穗重475克。该方法很好的结合了吐鲁番支柱产业和光热气候资源，很适合进行西北干旱区葡萄架面改革实施省力化栽培和利用光伏板进行太阳能发电。
本发明所述的一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，该方法不仅增高了葡萄架面，便于人为操作管理，机械化埋土出土，增加架面通风透光利于病虫害防治，减少了葡萄果实日灼现象，降低了栽培管理成本，还可以利用太阳能进行发电，光伏板间距100cm铺设，在吐鲁番发电约2.91万度/亩·年；可为农民每亩补贴约100元/亩·年。本方法操作简单管理方便，一方面有利于葡萄产业发展，契合了架面改革，增高葡萄架面，使得产业省力化栽培得以实现；另一方面响应国家号召建设生态农业，将分布式光伏发电与农户扶贫、新农村建设、边疆稳定促进农村各族居民生活改善和农业农村发展结合。很适合于“政府+企业+农户”进行大规模产业调整。
附图说明
图1为本发明所在推广示范区域葡光互补栽培架面俯视图片；
图2为本发明葡光互补栽培架面结构示意图；
图3本发明葡萄棚架镶嵌光伏板侧面示意图；
图4为本发明葡萄架立柱与横梁连接示意图；
图5为本发明桩基示意图；
图6为本发明桩基柱脚地下部分示意图。
具体实施方式
实施例
本发明所述的一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，该方法采用光伏板发电和葡萄栽培相结合，所涉及的葡萄棚架是由框架、葡萄架立柱、钢丝、横梁和桩基组成，在葡萄架立柱4的顶端固定有框架2，葡萄架立柱4的底部与桩基5连接，光伏板1镶嵌在框架2上，具体操作按下列步骤进行：
a、选择地势平坦，光照充足，土壤地下水位深不易积水的地域，进行葡萄棚架的架设；
b、葡萄棚架的架设选择东西行向作为栽植行，栽植沟采用滴灌，沟灌区域的栽植沟深度40cm，宽度50cm，葡萄架立柱4距离栽植沟30cm，葡萄架立柱4与葡萄架立柱4之间间隔400cm；
c、选择葡萄架立柱4高度为300cm，将葡萄架立柱4底部连接的桩基5埋入地下200cm，桩基5用c25钢筋混凝土浇筑，hpb300和hrb335级钢筋，桩基5露出地面部分为30cm，桩基5露出地面部分随地形调整长度，葡萄架立柱4沿地面由下而上在170cm处架设横梁3，横梁3跨度500cm，横梁3的另一端与纵向和横向葡萄架立柱4连接，横梁3与地面水平夹角为5°，在横梁3上每间隔50cm铺设一道钢丝6；
d、葡萄架立柱4的顶端通过框架2镶嵌光伏板1，光伏板1的长度164cm，宽度81cm，光伏板1的板面朝南，光伏板1与葡萄架立柱4之间夹角为36°，光伏板1与光伏板1之间的距离为100cm；
e、葡萄采用独龙干整形方式，株距50cm进行栽植，在横梁3上每间隔50cm留一个龙爪7，龙爪7在横梁3上呈扇形排布，通过抹芽、摘心、打卷须、定梢和及时绑蔓田间管理，防止卷须和枝叶遮挡光伏板1，并同时进行葡萄栽培和光伏发电。
本发明所述的一种吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，该方法的特点为：
本发明采用吐鲁番葡萄棚架镶嵌光伏板栽培方法，有效的将葡萄种植和光伏板发电结合起来，还根据葡萄在吐鲁番对光的需求，确定phc管桩(葡萄架面架跟、架梢)高度以及光伏板组件阵列距离。通过不同光伏板阵列距离组合的选择，葡萄出土后结果母枝萌芽率在61％，叶片生长速率4.6毫米/天，叶片发育完全需要30天，叶绿素(spad值)38.38，净光合速率32.29μmol/(m2﹒s)，蒸腾速率6.09mmol/(m2﹒s)，葡萄成熟期最热天和普通棚架相比较平均温度降低了5.7摄氏度，土壤水分增加了9.6％，空气湿度增加了11.3％，光照强度降低2.7万勒克斯，葡萄产量达到1820公斤/亩，可溶性固形物在22-25％之间，平均果穗重475克。葡萄产量和果实品质与未架设光伏板葡萄园保持一致。