جامعة باري الإيطالية: الأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة تخفض درجة حرارة التربة بأكثر من 20 درجة مئوية

أخبار ar.wedoany.com، سجّل فريق البروفيسور جوزيبي فيرارا من جامعة باري الإيطالية في موقع تجريبي للأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة انخفاضًا في درجة حرارة التربة تحت الظل يتجاوز 20 درجة مئوية مقارنة بالمناطق المعرّضة لأشعة الشمس المباشرة، ويواصل الفريق دراسة تأثير انخفاض الإشعاع الشمسي على نمو المحاصيل.

يقع الموقعان التجريبيان في بلدية لاتيرزا بإقليم بوليا جنوب إيطاليا وبلدية سكاليا بإقليم كالابريا، وقد طُوّرا بالتعاون بين جامعة باري والمعهد الإيطالي للتقنيات الجديدة والطاقة والبيئة المستدامة (ENEA) والشركة الناشئة Agridatalog وشركات شريكة. يُزرع في مشروع "الكرمة المجتمعية للأنظمة الزراعية الكهروضوئية" (Vigna Agrivoltaica di Comunità) في لاتيرزا التين والزيتون، بينما تُدار المنشأة في سكاليا من قبل تحالف Le Greenhouse، وتتمحور الدراسات فيها حول أشجار الليمون والخزامى. يعتمد الموقعان التجريبيان تكوينات كهروضوئية مختلفة، تشمل أنظمة التثبيت بزاوية ميلان ثابتة، وأنظمة التتبع الشمسي، وألواحًا مثبتة على ارتفاعات متفاوتة.

أوضح فيرارا أن المشروعين صُمّما بشكل متكامل عن قصد، بهدف دراسة محاصيل متنوعة تحت ظروف بيئية مختلفة وتكوينات كهروضوئية متعددة. وأشار إلى أن تقييم جدوى الأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة يتطلب أكبر قدر ممكن من البيانات، بما في ذلك تحديد المحاصيل الأكثر ملاءمة لهذه التقنية والبيئات التي تحقق فيها أعلى فائدة.

أظهرت القياسات في لاتيرزا أنه في حوالي الساعة الحادية عشرة صباحًا، كانت درجة حرارة التربة تحت النظام الزراعي الكهروضوئي أقل بأكثر من 20 درجة مئوية من المناطق المعرّضة لأشعة الشمس المباشرة. وأوضح فيرارا أن هذه القراءة سُجّلت خلال فترة ارتفاع درجات الحرارة، ولا تمثل متوسط الانخفاض، إذ يتباين الفرق الحراري تبعًا لخط العرض والوقت من اليوم ودرجة حرارة البيئة وخصائص التربة. يؤثر لون التربة أيضًا في درجة حرارتها، فالتربة الداكنة تمتص عادةً إشعاعًا شمسيًا أكبر وقد تصل إلى درجات حرارة أعلى. ويُرجَّح أن يكون تأثير التبريد ذا أهمية خاصة في منطقة البحر الأبيض المتوسط، حيث يواجه الإنتاج الزراعي بشكل متزايد تحديات ارتفاع درجات الحرارة وشدة الإشعاع الشمسي ومحدودية الموارد المائية.

يُعد انخفاض الإشعاع الضوئي أحد أبرز القيود الرئيسية للأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة. فبينما يمكن للظل أن يخفض درجات الحرارة ويخفف من الإجهاد المائي، فإن التظليل المفرط يثبط النشاط التمثيلي الضوئي ويؤدي في النهاية إلى خفض إنتاجية المحاصيل. ويعيد مسار حركة الشمس، بالإضافة إلى دوران الألواح الكهروضوئية في بعض الأنظمة، توزيع الإشعاع على مدار اليوم، مما يتيح للمحاصيل الحصول على الضوء اللازم للحفاظ على التمثيل الضوئي والنمو والإنتاجية. ووجد فريق فيرارا أن المحاصيل الأقل تحملاً للظل قد تشهد انخفاضًا أكثر وضوحًا في الإنتاجية، الأمر الذي يستلزم تقييمًا دقيقًا قبل اعتماد هذه الأنظمة. ويحلل الباحثون حاليًا كيفية تفاعل كمية الظل وتوقيته ومدته مع فسيولوجيا المحاصيل وإنتاجيتها.

يهدف الموقعان التجريبيان إلى تجميع بيانات حول مختلف المحاصيل وتكوينات الأنظمة. ويرى فيرارا أنه لا يوجد تصميم واحد للأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة يناسب جميع المحاصيل أو المواقع، وأن الجمع بين المعارف من مختلف المجالات يساعد في النظر إلى النظام من زوايا متعددة وتحديد جوانبه الإيجابية والسلبية. كما شدد على أن التعاون متعدد الأطراف هو السبيل لتوليد بيانات ميدانية شاملة، بدلاً من التركيز على الفوائد المحتملة للتقنية فقط. وقال: "لا ينبغي أن يكون البحث تسويقًا، بل يجب أن يوفّر معلومات مفيدة لصنّاع القرار".

يرى فيرارا أن هذا النوع من الأبحاث ذو أهمية خاصة لمناخ منطقة البحر الأبيض المتوسط، حيث تتزامن فترات درجات الحرارة المرتفعة والإشعاع الشمسي الشديد غالبًا مع فترات شح الموارد المائية. ويتطلب التفاعل بين إنتاج الطاقة والزراعة موازنة دقيقة في كل موقع على حدة: فاختيار المحصول ليس سوى جزء من المعادلة، إذ يجب أن يضمن تكوين النظام حصول المحاصيل على إشعاع كافٍ للحفاظ على مستويات إنتاج مقبولة. ويدعو فيرارا إلى مواصلة التجارب الميدانية بدلاً من الاعتماد على الأحكام المسبقة. وقال: "الزراعة تتغير بسرعة، ولا سيما في ما يتعلق بالتصدي للجفاف، وقد تصبح الأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة مسارًا إضافيًا يمكن اعتماده، على الأقل في ظل ظروف مناخية معينة". وتوفّر القياسات الجارية حاليًا في لاتيرزا وسكاليا البيانات اللازمة لتحديد الظروف التي يمكن فيها تحقيق هذه الإمكانات، وكيفية تصميم الأنظمة الزراعية الكهروضوئية المتكاملة لتحقيق التوازن بين توليد الكهرباء والإنتاج الزراعي.