近些年,我国光伏行业受欧美“双反”政策影响使其陷入困境,现阶段需求促使其自主增加附加产业,将光伏发电与其他产业相结合的发展模式是解决光伏行业陷入困境的有效方法。鉴于西北地区光伏板架设占据大面积的土地资源,适宜与种植业相结合的发展模式,且雨水是唯一可直接利用的水资源,本研究以红寺堡光伏电站为例,将光伏板矩阵作为集雨面设计了集雨利用系统,并结合自动灌溉控制系统对光伏板下种植的枸杞进行精准灌溉,实现水土资源高效利用。(1)集雨利用系统的构建以光伏板矩阵为集雨面并配以精准灌溉系统形成了一套集雨利用系统。通过模拟降雨试验和实际观测实验结果表明,光伏板矩阵集雨系统的集流效率均超过90%,并基于红寺堡历史降水数据,分析了丰水年、平水年和欠水年可能集蓄的雨水量,为灌溉用水量的可实现潜力进行了定量分析。同时,对收集的雨水进行水质检测,结果表明水质指标均符合农田灌溉水质标准。(2)精准灌溉系统的实施在研究区光伏板下的砾石覆盖样地、红黏土样地和荒漠灰钙土样开展枸杞种植试验。本次研究采用艾美克GG-002D-3G自动灌溉控制系统,在田间实测的基础上对灌溉系统进行土壤含水率上、下限等参数设置,TDR土壤水分传感器将实时监测的土壤水分信息通过无线网络上传至灌溉决策系统,系统根据决策信息下达灌溉命令,实现自动灌溉。(3)光伏板矩阵集雨自动灌溉系统应用效果分析田间微灌种植试验实测枸杞生育期内的灌溉量均小于公式法计算的枸杞生育期内的理论灌溉定额,且均小于红寺堡地区种植枸杞的微灌灌溉定额。根据枸杞生育期内实测的灌溉量,砾石覆盖样地的灌溉量最小,荒漠灰钙土样地的灌溉量最大,并结合分析研究区30年降雨情景的基础上,在丰水年、平水年和欠水年中集蓄的雨水在砾石覆盖样地的灌溉面积最大、荒漠灰钙土样地的灌溉面积最小。通过光伏板矩阵集雨自动灌溉系统进行灌溉可满足当地适当面积的灌溉需求,基于“以水定地”原则可适当扩大灌溉面积。不同样地产生的节水效益和经济效益累积达245元·亩-1以上。对枸杞长势指标进行观测,砾石覆盖样地种植枸杞的株高、冠幅和地径生长速率等生长指标为最好。(4)问题探析及对策种植初期枸杞成活率较低,随月份增加枸杞成活率逐渐升高。通过土壤温度测定发现,移栽初期由于所有样地土壤温度过低导致枸杞成活率较低,因此移栽时间应适当晚移或采取农业措施增高土壤温度。但种植前后,土壤养分含量极低,有机质、全磷等指标没有明显增加趋势甚至全氮呈降低趋势,后期应当因地制宜采取土壤改良措施,培肥地力。