Солари: полските култури се адаптират изненадващо добре към агроволтаично засенчване

Как се справят култури като ечемик, боб, картофи, зеле и царевица, когато фотоволтаичните модули намаляват слънчевата светлина, която достига до тях? По-добре, отколкото се смяташе досега – според проучване на германския Университет в Хоенхайм и Изследователския център в Юлих. Културите са способни ефективно да адаптират фотосинтезата си към променените светлинни условия. Същото важи и за агролесовъдните системи, където дървета или храсти растат редом с култури на една и съща земя.

Проучването установи, че нуждите от светлина на растенията намаляват значително при лека, частична сянка. Това им позволява да използват CO₂ по-ефективно за фотосинтеза, въпреки намалената слънчева радиация. Изследователите се стремят да използват тази адаптивност, за да идентифицират и отгледат сортове култури, подходящи за агроволтаични системи.

„По-голяма адаптивност от предполагаемото“

За своето проучване изследователският екип засади култури, често отглеждани в Германия – ечемик (Hordeum vulgare), царевица (Zea mays), зеле (Brassica oleracea), картофи (Solanum tuberosum) и бакла (Vicia faba) – на пет места в страната и инсталира фотоволтаични модули над тях. Напълно осветени от слънцето референтни парцели послужиха като основа за сравнение.

Използвайки мобилна система за измерване на фотосинтеза, изследователите записаха ключови физиологични параметри директно от листата. Най-значимото откритие беше, че както тъмното дишане, така и точката на компенсация на светлината намаляват при всички изследвани култури при сенчести условия.

„Казано по-просто, това означава, че растенията губят по-малко CO₂ чрез дишане, като същевременно се нуждаят от по-малко светлина, за да фиксират въглерода, необходим за растеж и производство на плодове“, обясни водещият автор Дженифър Мур. Това демонстрира ясна физиологична адаптация към частична сянка.

Особено забележително, според съавтора Андреас Швайгер, е, че ефектът се наблюдава при всички изследвани култури, въпреки че те обикновено не растат в сенчести условия. „Те притежават значително по-голям капацитет за адаптация, отколкото предполагахме преди“, казва ученият.

Тези адаптации са се случили независимо от местоположението, вида на почвата, метода на земеделие или условията на засенчване. „Полските култури не достигат непременно своите граници при умерено засенчване; вместо това те са способни да коригират метаболитната си активност“, казва Швайгер.

Смекчаване на стреса от топлина и суша

Физиологични параметри като тъмно дишане и точката на компенсация на светлината биха могли да бъдат използвани в бъдеще за идентифициране на по-устойчиви на сянка сортове и за избора им за системи за отглеждане, включващи частична сянка.

„Нашите открития помагат за по-целенасочено планиране на агролесовъдството и агрофотоволтаичните системи“, казва Швайгер.

Познаването на това кои култури са способни да поддържат производителност при специфични светлинни условия би могло да помогне за по-добро съчетаване на сортовете култури със системите за земеползване. Изследователите виждат и нови възможности за селекция на растения.

Екипът смята, че агроволтаичните системи биха могли да играят важна роля в подпомагането на селското стопанство да се адаптира към изменението на климата. Те могат да смекчат стреса от топлина и суша, като подобрят микроклимата, понижат температурите на почвата и помогнат на почвата да задържа влагата за по-дълги периоди.

„В условията на изменение на климата периодите на екстремни горещини и суши вероятно ще ограничат растежа на растенията по-сериозно, отколкото сянката, хвърляна от агролесовъдството или агрофотоволтаичните инсталации“, казва растителният еколог Швайгер. Следователно физиологичната адаптивност на културите може да стане все по-важна в бъдеще.

В същото време изследователите подчертават, че наблюдаваните физиологични адаптации не водят автоматично до по-високи добиви. Данните за добивите варират в зависимост от местоположението и вида култура, без да се очертава единен модел.

Следователно изследването предоставя предимно фундаментални прозрения за механизмите, чрез които културите реагират на естественото засенчване.