سردبیر
طراحی هوشمند نیروگاههای خورشیدی؛ کلید حفظ سلامت خاک و افزایش بهرهوری کشاورزی
توسعه نیروگاههای خورشیدی اگر بدون مطالعه و طراحی صحیح انجام شود، بهجای کمک به محیط زیست، به فشردگی خاک، کاهش تنوع میکروبی و اختلال در چرخه مواد مغذی منجر خواهد شد. تحقیقات جدید نشان میدهد که معماری پنلهای فتوولتائیک (شامل ارتفاع و فاصله آنها) نقش کلیدی در جلوگیری از تخریب اراضی ایفا میکند.
پایگاه خبری داوان نیوز: یک مطالعه جامع جدید نشان میدهد که سیستمهای کشاورزی-خورشیدی (Agrivoltaics) با تغییر بنیادین رطوبت، دما و فعالیت میکروبی خاک، منجر به ایجاد مناطق ناهمگن در زیر و بین پنلها میشوند. محققان تأکید میکنند که طراحی و مدیریت صحیح این تأسیسات میتواند سلامت خاک را احیا کرده و تابآوری محصولات را به ویژه در مناطق تخریبشده و خشک افزایش دهد.
به گزارش داوان نیوز، تحقیقات جدید منتشرشده در مجله تخصصی pv به رهبری تیمی از دانشگاهیان در اندونزی، پرده از تأثیرات عمیق و چندلایه سایهاندازی پنلهای فتوولتائیک (PV) بر فرآیندهای بنیادین خاک برداشته است. این مطالعه با مرور آخرین یافتههای علمی، نشان میدهد که این تأسیسات نه تنها بر ریزاقلیم و عملکرد محصولات تأثیر میگذارند، بلکه ساختار شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی خاک را برای همیشه دگرگون میکنند.
معماری پنلها و معمای رطوبت خاک
بودیمان میناسنی، نویسنده اصلی این تحقیق، در گفتگو با مجله pv به حل یک تناقض مهم در پژوهشهای پیشین اشاره کرد. وی توضیح داد: “بررسی ما نشان میدهد که خاکهای مستقیماً زیر پنلها عموماً خشکتر از مناطق باز اطراف هستند. گزارشهای پیشین که از رطوبت بالاتر در این مناطق خبر میدادند، ناشی از دورههای کوتاهمدت نظارت، اثر سیستمهای آبیاری قطرهای یا تجمع رطوبت در خطوط قطرهای پنلها بوده است و شرایط واقعی و پایدار خاک را منعکس نمیکند.”
بر اساس این پژوهش، پیکربندی پنلها – شامل ارتفاع از سطح زمین، فاصله و جهت نصب – منجر به ایجاد یک الگوی رطوبتی سهگانه میشود:
1. مناطق سایهاندیشی شده (زیر پنلها): با کاهش تبخیر و تعرق، دمای پایینتر و نوسانات رطوبتی محدودتر مواجه هستند.
2. خطوط قطرهای (لبه پنلها): به دلیل تمرکز رواناب ناشی از بارندگی، به شدت مرطوبتر از سایر نقاط هستند.
3. مناطق باز (بین پنلها): بارندگی طبیعی و مستقیم را دریافت کرده و معمولاً از حاصلخیزی بالاتری برخوردارند.
پیامدهای شیمیایی و بیولوژیکی: از فشردگی خاک تا کاهش کربن آلی
یافتههای این تحقیق هشدار میدهد که اگرچه سیستمهای کشاورزی-خورشیدی میتوانند راندمان مصرف آب را بهبود بخشند، اما نصب و مدیریت نامناسب آنها منجر به فشردگی خاک و کاهش کربن آلی میشود. این تغییرات، جوامع میکروبی خاک را تحت تأثیر قرار داده، فراوانی و تنوع آنها را کاهش داده و در نتیجه چرخه مواد مغذی را با اختلال مواجه میسازد.
میناسنی افزود: “سایهاندازی پنلها رژیم حرارتی و رطوبتی خاک را تغییر میدهد که این امر بر فعالیت میکروارگانیسمها تأثیر میگذارد. در برخی محیطها، این تغییرات به فرآیندهای تشکیل خاک نیز گسترش یافته و منجر به کاهش آبشویی و حتی تجمع نمک در لایههای سطحی خاک میشود.”
با این حال، پژوهشگران به نکات مثبتی نیز اشاره کردند. کشت گیاهان پوششی کمرشد و مراتع گلهای وحشی در زیر پنلها میتواند با افزایش ورودی کربن و زیستتوده میکروبی، تا حدودی از تخریب زیستی خاک جلوگیری کند. همچنین، سایهاندازی در مناطق خشک و نیمهخشک با کاهش دمای خاک و تنش گیاهی، میتواند فتوسنتز و کارایی مصرف آب را در برخی محصولات افزایش دهد.
توصیههای کلیدی برای آینده انرژی و کشاورزی
محققان در این مقاله، ویژگیهای طراحی مانند ارتفاع پنل، فاصله ردیفها و سیستمهای ردیاب خورشیدی را به عنوان عوامل تعیینکننده در میزان تأثیر بر تنوع زیستی و سلامت خاک معرفی میکنند. این عوامل در تعامل با انتخاب نوع محصول، روشهای آبیاری، شخمزنی وحتی ادغام دام، نتایج نهایی را شکل میدهند.
میناسنی در بخش پایانی سخنان خود تأکید کرد: “برای تضمین آیندهای که در آن هم انرژی پاک و هم تولید پایدار غذا تأمین شود، طراحی نیروگاههای خورشیدی باید با دقت و وسواس بیشتری انجام شود. ما نیازمند تطبیق شیوههای مدیریت زمین با این شرایط جدید و پایش مداوم شاخصهای کیفیت خاک هستیم.”
وی خاطرنشان کرد که اگرچه سیستمهای با طراحی خوب میتوانند سلامت خاک را به ویژه در اراضی تخریبشده بهبود بخشند، اما اثرات بلندمدت این تأسیسات بر تکامل و توسعه خاک هنوز به طور کامل ناشناخته است و این حوزه نیازمند پژوهشهای بیشتری در آینده خواهد بود.