15.10.2019

Солнечные панели полезны и для урожая, и для экологии

Опубликованное в журнале Nature Sustainability новое исследование приводит первые научные доказательства, собранные с полей после многолетних опытов, пользы агривольтаики — использования одной территории для сельского хозяйства и солнечной энергетики одновременно. Исследование фокусировалось на засушливых регионах.

Устойчивое развитие возобновляемой энергетики и сельского хозяйства превратилось в основную проблему в странах с жарким и засушливым климатом. Агривольтаика (термин, применяемый для обозначения использования сельскохозяйственного производства вместе с солнечными панелями на одном и том же участке) предлагает удобное решение сразу двух этих проблем. Однако до недавнего времени не было научных доказательств практической пользы агривольтаики в комплексе, и ни одно исследование не проводилось в засушливых регионах. Университет Аризоны провёл специальное исследование для оценки влияния агривольтаики на урожай, экономию воды и эффективность производства электроэнергии.

Идея агривольтаики приобрела популярность только в последние годы. Она возникла на волне интереса к возобновляемой энергетике. Проблема в том, что для солнечных электростанций нужны большие площади и обычно их строят на окраинах городов, а эти территории зачастую отведены для овощеводства и садоводства, к тому же земля там нередко относительно дорогая. Возникает столкновение интересов: плодородные земли используются для производства электроэнергии или ценные для энергетики площади заняты сельским хозяйством. Агривольтаика предлагает использовать площади для двух целей одновременно, а не выбирать что-то одно.

В теории от расположения солнечных панелей прямо над овощами одна польза — тени больше, влажность выше, ещё и электроэнергия производится. Но это только умозаключения, которые ещё нужно было доказать при помощи результатов многолетних полевых исследований.

Ученые решили использовать солнечные панели в овощеводстве на участке в Аризоне около города Тусон, названном ими Biosphere 2. На этой территории измеряли всё — от параметров развития растений до объёма углекислого газа, поглощаемого растениями из атмосферы, и испарения ими воды. После каждого сбора урожая фиксировали его рост или снижение.

На грядках выращивали сорта острого перца (халапеньо и чилтепин) и томаты черри. Они росли прямо под солнечными панелями. Во время сезона роста, длившегося в среднем три месяца в летний период, сенсорами измерялись параметры освещения, температура воздуха под панелями и влажность воздуха, а также температура почвы и её влажность на глубине 5 см.

Для сравнения результатов рядом с агривольтаикой расположили обычные грядки, где одновременно замеряли те же параметры теми же способами. Оба участка получали одинаковое количество воды. На контрольных и опытных грядках сравнивали ещё и эффект от ночной и дневной ирригации — их меняли каждые два дня.

Как и ожидалось, агривольтаика значительно влияла на три важных фактора: температуру воздуха, освещение и потребность в воде. Тень, которую давали панели, снижала температуру днём и сохраняла тепло ночью. Панели также препятствовали испарению воды, поэтому влажность почвы под ними была выше, чем на контрольных грядках.

Большинство растений во время опыта чувствовали себя лучше под солнечными панелями, потому что там они были защищены от прямого солнечного света. Особенно это было заметно на примере перца чилтепин, у которого при применении агривольтаики урожайность была в среднем в три раза выше, чем на обычных грядках. У томатов черри урожай под панелями был выше вдвое. Халапеньо давал сходный урожай, но в случае с агривольтаикой растения испаряли на 65 % меньше влаги благодаря нахождению в тени.

Под тенью солнечных панелей каждая ирригация позволяла растениям существовать несколько дней, в то время как под открытым солнцем им хватало влаги только на несколько часов. Влажность почвы под панелями была примерно на 15 % выше.

Оказалось, что не только растения приобретают выгоду от производства электроэнергии над ними, но и энергетика выигрывает от сельского хозяйства. Так, агривольтаика увеличивала эффективность производства энергии. Дело в том, что растущие под электростанциями растения помогают снижать температуру самих панелей путём испарения воды.

Ученые предупреждают, что сейчас необходимы опыты с другим культурными растениями для более однозначных выводов и подробных рекомендаций. В статье также подчёркивается, что не были проведены исследования по влиянию агривольтаики на жизнь фермеров и рабочих, которым придётся собирать урожай под панелями. Есть только предварительные данные, что температура кожи может быть на 18 градусов по Фаренгейту ниже под панелями, по сравнению с открытыми участками.

К слову, бытует мнение, что изменение климата отрицательно влияет и на рабочих, которые страдают от жары, — уже сейчас отмечается рост смертей сельскохозяйственных рабочих от жары. Так что, потенциально, агривольтаика сможет не только повысить эффективность сельхозпроизводства, но и уберечь рабочих.

27.05.2020
Причина жесткости куриного мяса

Делавэрский университет обнаружил, что липопротеин липаза может вызывать жесткость куриного мяса. Липаза — это фермент, играющий ключевую роль в метаболизме…

19.04.2020
Гены бактерий позволили растениям переместиться на землю

Университет провинции Альберта (Канада) провел международное исследование совместно с учеными из Китая, Франции, Германии и России, чтобы понять, как растения…

10.04.2020
Истощенные сельхозземли могут вернуться в оборот

Низкопродуктивные сельскохозяйственные земли могут быть трансформированы в миллионы гектаров резервных полей в мире, согласно исследованию Университета…

04.04.2020
Раскрыт ключевой компонент фотосинтеза

Исследование Шеффилдского университета (Великобритания) раскрыло структуру цитохрома b6f. Этот белок оказывает значительное влияние на развитие растения…

20.02.2020
Первый сорт красного шпината

Центр сельскохозяйственных исследований Минсельхоза США (ARS USDA) выпустил для коммерческого использования первый в мире сорт по-настоящему красного шпината,…

01.02.2020
Меркурий стал причиной цифрового коллапса продовольственной системы

В ночь с 31 на 1 февраля 2020 года аварийно прекратила работу государственная информационная система «Меркурий», разработанная ФГБУ «ВНИИЗЖ»

12.12.2019
Учёные избавят крестоцветные от горечи

Многие сорта брокколи, горчицы и капусты имеют особый и острый вкус. Некоторые считают эту особенность семейства капустных их сильной стороной. Но даже…

10.11.2019
В Нью-Йорке начали выдавать рецепты на фрукты и овощи

Примерно каждый второй пациент, посещающий аптеку Dyckman Pharmacy в нью-йоркском районе Инвуд, покупает рецептурные лекарства от высокого давления. Но…

11.09.2019
Власти Новой Зеландии объявили о плане защиты сельхозземель

Правительство Новой Зеландии раскрыло план по защите плодородных земель на фоне растущего недовольства общественности по поводу роста городов.

Выставка АГРОСАЛОН 2018
01.09.2018
Выставка АГРОСАЛОН 2018
Дата проведения: с 09 10 2018 по 12 10 2018
Место проведения: Международный выставочный центр «Крокус экспо», Москва, Россия
Выставка АГРОПРОДМАШ-2018
01.09.2018
Выставка АГРОПРОДМАШ-2018
Дата проведения: с 08 10 2018 по 12 10 2018
Место проведения: АО «ЭКСПОЦЕНТР» - международные выставки, выставочная компания, 123100, Москва, Краснопресненская наб., 14
Выставка «ВолгоградАГРО» — техника и технологии!
28.04.2017
Выставка «ВолгоградАГРО» — техника и технологии!
Дата проведения: 02 11 2017
Место проведения: г. Волгоград, пр. Ленина 65 А
Выставка «Интерагромаш»
28.04.2017
Выставка «Интерагромаш»
Дата проведения: 01 03 2017
Место проведения: Ростов-на-Дону
Выставка «РосЭкспоКрым. Импортозамещение. Продовольствие. Промышленность»
28.04.2017
Выставка «РосЭкспоКрым. Импортозамещение. Продовольствие. Промышленность»
Дата проведения: 02 06 2017
Место проведения: Крым
Дальневосточный день поля 2018
02.09.2018
Дальневосточный день поля 2018
Дата проведения: с 03 09 2018 по 05 09 2018
Место проведения: г.Уссурийск Приморский НИИСХ
Всероссийский день поля 2018
02.09.2018
Всероссийский день поля 2018
Дата проведения: с 05 07 2018 по 07 07 2018
Место проведения: Россия, Липецкая обл., Липецкий район, с. Бруслановка (рядом с с. Плоская Кузьминка)
День Донского поля 2017
28.04.2017
День Донского поля 2017
Дата проведения: 15 06 2017
Место проведения: Ростовская обл, Зерноградский р-он, г. Зерноград, ВНИИ зерновых культур им. И.Г. Калиненко
День сибирского поля 2017
28.04.2017
День сибирского поля 2017
Дата проведения: 21 06 2017
Место проведения: Сибирский агропарк в Павловском районе
День поля юга России 2017
27.04.2017
День поля юга России 2017
Дата проведения: 11 08 2017
Место проведения: Краснодарский край, Усть-Лабинский район, ст. Ладожская, ККЗ
Агротехнологии 4.0 в тепличной отрасли
15.05.2020
Агротехнологии 4.0 в тепличной отрасли
Дата проведения: 04 06 2020
Место проведения: Онлайн
Агротехника-2020 - пост-релиз семинара
08.03.2020
Агротехника-2020 — пост-релиз семинара
Дата проведения: 05 03 2020
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 4. (учебный корпус № 29), ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника - 2020
20.01.2020
Агротехника — 2020
Дата проведения: 05 03 2020
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 4. (учебный корпус № 29), ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника-2019 - пост-релиз семинара
01.03.2019
Агротехника-2019 — пост-релиз семинара
Дата проведения: 28 02 2019
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 1. РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, учебный корпус № 29, ауд. 240 (2 этаж)
Агротехника-2019 - международный учебно-практический семинар
25.02.2019
Агротехника-2019 — международный учебно-практический семинар
Дата проведения: 28 02 2019
Место проведения: г. Москва, ул. Большая академическая, д. 44, корп. 1. РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, учебный корпус № 29, ауд. 240 (2 этаж)
Семинар «Электронная ветеринарная сертификация – итоги внедрения и практические вопросы»
18.06.2018
Семинар «Электронная ветеринарная сертификация – итоги внедрения и практические вопросы»
Дата проведения: 20 07 2018
Место проведения: г.Москва, ул.Вучетича, 32, Парк-отель «Шереметьевский»