Ново изследване показва как агроволтаичните системи въздействат на почвата, като променят влагата, температурата и микробната активност, създавайки хетерогенни зони под и между панелите. Правилното проектиране и управление могат да подобрят здравето на почвата и устойчивостта на културите, особено в деградирали или сухи райони. И все пак дългосрочните ефекти все още остават загадка.
Екип от изследователи от Индонезия е провел цялостен преглед на това как агроволтаичните системи влияят на свойствата на почвата. Изводът им е, че тези инсталации влияят не само върху културите и микроклимата, но и върху основните процеси, които управляват функцията на почвата и дългосрочната продуктивност на земята.
„Прегледахме най-новите научни изследвания, изследващи как слънчевите панели и агроволтаичните системи влияят върху химичните, биологичните и физичните свойства на почвите. Литературата показва, че почвите под фотоволтаичните панели обикновено се отличават с намалено изпарение, по-ниски температурни диапазони на почвата и променена динамика на влагата,“ казва водещият автор на изследването Будиман Минасни.
„Конфигурацията на панелите – като височина, разстояние и ориентация – създава силно хетерогенни почвени условия, като често се наблюдава по-висока влажност между панелите и по краищата на капките на панелите“, добави той.
„Установихме също, че макар агроволтаичните системи да могат да подобрят ефективността на използване на водата за културите, фотоволтаичните инсталации могат да доведат и до уплътняване на почвата и намаляване на органичния въглерод в нея”, казва още Минанси.
„Засенчването от панелите променя режимите на влажност. Това влияе върху изобилието, разнообразието и активността на почвените микробни съобщества, с каскадни ефекти върху кръговрата на хранителните вещества. В някои среди тези промени се простират до почвообразуващите процеси, включително намалено излужване и потенциално натрупване на соли“, допълва изследователят.
Фотоволтаичните панели променят местната хидрология, като прехващат и преразпределят валежите, създавайки три зони: открити площи, получаващи нормален или засилен отток; защитени зони под панели с намалени валежи; и капкови линии, където концентрираният отток надвишава естествените валежи. Тези разлики влияят върху влажността на почвата, добива на култури и моделите на оттичане.
Изследователите отбелязват, че ливадите с диви цветя и нискорастящите растения под панелите могат да увеличат приноса на въглерод в почвата и микробната биомаса. Засенчването и модифицираният микроклимат също могат да благоприятстват почвената фауна, въпреки че разнообразието понякога намалява под панелите.
Преразпределените валежи водят до по-влажни капкови зони и по-сухи почви директно под панелите. Почвите под панелите често имат по-ниска влажност, органичен въглерод и микробна активност, с по-високо pH и соленост, докато зоните между панелите поддържат по-висока плодородност и по-добър растеж на растенията, което подчертава пространствената хетерогенност.
Освен това засенчването намалява температурата на почвата, евапотранспирацията и стреса на растенията в сухите райони. Частичното засенчване може дори да подобри фотосинтезата и ефективността на използване на вода при някои култури.
Междувременно промените в светлината и почвените условия влияят върху растежа на корените, архитектурата и микробните взаимодействия в ризосферата, като засягат мобилизацията на хранителни вещества, микробните симбиози и цялостната биологична активност на почвата.
Учените също така идентифицират конструктивни характеристики като височина на панелите, разстояние, ориентация и проследяване като фактори, които могат значително да повлияят на почвената влажност, температура и биоразнообразие. Тези ефекти могат да взаимодействат с избора на култури, напояването, обработката на почвата и интеграцията на добитъка, за да оформят микроклимата и почвените резултати.
„За да се гарантира, че агроволтаиката осигурява както чиста енергия, така и устойчиво производство на храни, фотоволтаичните инсталации трябва да бъдат внимателно проектирани, практиките за управление на земята да бъдат адаптирани, а почвените условия – непрекъснато наблюдавани“, каза Минасни.
„Въпреки че резултатите варират в зависимост от климата, конфигурацията на панелите, историята на земеползването и стратегиите за управление, добре проектираните системи могат да подобрят здравето на почвата, особено в деградирали или сухи райони. Дългосрочните въздействия върху развитието на почвата обаче остават несигурни и изискват допълнително проучване“, заключи той.
