توسط : 
پژوهش جدیدی نشان داده است که سامانههای اگریولتائیک میتوانند با تغییر الگوهای رطوبت، دما و فعالیت میکروبی، ساختار و کارکرد خاک را دگرگون کنند و در نتیجه، نواحی ناهمگنی در زیر و میان پنلهای خورشیدی ایجاد شود. بر اساس این یافتهها، طراحی و مدیریت صحیح این سامانهها میتواند به بهبود سلامت خاک و افزایش تابآوری محصولات، بهویژه در مناطق خشک یا تخریبشده، کمک کند.
تیمی از پژوهشگران در اندونزی با انجام یک مرور جامع علمی بررسی کردهاند که سامانههای اگریولتائیک چگونه بر ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک اثر میگذارند. نتایج نشان میدهد این تأسیسات نهتنها بر محصولات کشاورزی و ریزاقلیم تأثیر دارند، بلکه فرایندهای بنیادینی را که عملکرد خاک و بهرهوری بلندمدت اراضی را تعیین میکنند نیز تحت تأثیر قرار میدهند.
«بودیمان میناسنی»، نویسنده اصلی این پژوهش، توضیح داد: «این مرور علمی یافتههای ظاهراً متناقض در مطالعات پیشین را روشن میکند. خاکهای واقع در زیر پنلهای فتوولتائیک معمولاً خشکتر از نواحی اطراف هستند. گزارشهایی که از رطوبت بالاتر سخن میگویند اغلب ناشی از دورههای پایش کوتاهمدت، سامانههای آبیاریشده یا تجمع رطوبت در محل چکه لبه پنلها بوده و بازتابدهنده شرایط واقعی زیر پنلها نیستند.»
به گفته وی، این پژوهش جدیدترین مطالعات علمی درباره اثر پنلهای خورشیدی و سامانههای اگریولتائیک بر ویژگیهای شیمیایی، زیستی و فیزیکی خاک را بررسی کرده است. بر اساس این مطالعات، خاک زیر پنلها معمولاً با کاهش تبخیر، دامنه نوسان دمایی کمتر و تغییر در دینامیک رطوبتی مواجه میشود. همچنین پیکربندی پنلها – از جمله ارتفاع نصب، فاصلهگذاری و جهتگیری – شرایط خاک را بهشدت ناهمگن میکند؛ بهگونهای که رطوبت بالاتر غالباً در فواصل میان پنلها و در امتداد لبههای چکهای مشاهده میشود.
میناسنی در ادامه توضیح داد: «بررسیها نشان میدهد اگرچه سامانههای اگریولتائیک میتوانند بهرهوری مصرف آب در محصولات را افزایش دهند، نصب پنلهای فتوولتائیک ممکن است به فشردگی خاک و کاهش کربن آلی خاک نیز منجر شود. سایهاندازی پنلها رژیم رطوبتی خاک را تغییر داده و بر فراوانی، تنوع و فعالیت جوامع میکروبی اثر میگذارد؛ موضوعی که پیامدهای زنجیرهای بر چرخه مواد مغذی دارد. در برخی محیطها، این تغییرات حتی به فرایندهای خاکسازی نیز تسری مییابد؛ از جمله کاهش آبشویی و احتمال تجمع نمکها.»
پنلهای خورشیدی با بازتوزیع بارش، هیدرولوژی محلی را دگرگون میکنند و سه پهنه متمایز ایجاد میشود: مناطق باز که بارش طبیعی یا رواناب تقویتشده دریافت میکنند؛ نواحی محافظتشده زیر پنلها با بارش کمتر؛ و خطوط چکهای که در آن تمرکز رواناب از میزان بارش طبیعی فراتر میرود. این تفاوتها بهطور مستقیم بر رطوبت خاک، عملکرد محصول و الگوهای رواناب اثرگذار است.
پژوهشگران همچنین اشاره کردند که ایجاد مراتع گلهای خودرو و کشت گیاهان کوتاهقد در زیر پنلها میتواند ورودی کربن به خاک و زیستتوده میکروبی را افزایش دهد. تغییرات ناشی از سایه و ریزاقلیم اصلاحشده نیز ممکن است برای برخی فون خاکی مطلوب باشد، هرچند در برخی موارد کاهش تنوع زیستی در زیر پنلها مشاهده شده است.
این مرور علمی نشان میدهد بازتوزیع بارش موجب شکلگیری نواحی مرطوبتر در امتداد خطوط چکه و خاکهای خشکتر در زیر مستقیم پنلها میشود. خاک زیر پنلها اغلب با رطوبت، کربن آلی و فعالیت میکروبی کمتر و در مقابل pH و شوری بالاتر همراه است، در حالی که فواصل میان پنلها معمولاً حاصلخیزی بیشتر و رشد گیاهی بهتری را حفظ میکنند؛ موضوعی که بر ناهمگنی فضایی قابلتوجه در سامانههای اگریولتائیک تأکید دارد.
بر اساس این پژوهش، سایهاندازی پنلها در مناطق خشک میتواند دمای خاک، تبخیر–تعرق و تنش گیاهی را کاهش دهد. حتی در برخی محصولات، سایه جزئی به بهبود فتوسنتز و افزایش بهرهوری مصرف آب منجر میشود. همزمان، تغییر در شدت نور و شرایط فیزیکی خاک بر رشد و معماری ریشه و نیز برهمکنشهای میکروبی در ناحیه ریزوسفر اثر میگذارد؛ فرایندهایی که در تنوع عناصر غذایی، همزیستیهای میکروبی و سطح کلی فعالیت زیستی خاک نقش تعیینکننده دارند.
پژوهشگران همچنین تأکید کردند که ویژگیهای طراحی سامانه، از جمله ارتفاع نصب پنلها، فاصلهگذاری، جهتگیری و استفاده از سامانههای ردیاب خورشیدی، میتواند تأثیر معناداری بر رطوبت خاک، دمای آن و تنوع زیستی داشته باشد. این عوامل در تعامل با انتخاب نوع محصول، الگوی آبیاری، شیوههای خاکورزی و حتی ادغام دامداری، ریزاقلیم و پیامدهای خاکی را شکل میدهند.
میناسنی در جمعبندی اظهار داشت: «برای آنکه سامانههای اگریولتائیک همزمان به تولید انرژی پاک و کشاورزی پایدار منجر شوند، طراحی نیروگاههای فتوولتائیک باید با دقت انجام شود، شیوههای مدیریت زمین متناسبسازی گردد و شرایط خاک بهطور مستمر پایش شود. هرچند نتایج به اقلیم، آرایش پنلها، پیشینه کاربری زمین و راهبردهای مدیریتی وابسته است، سامانههای با طراحی مناسب میتوانند سلامت خاک را – بهویژه در مناطق تخریبشده یا خشک – بهبود بخشند. با این حال، آثار بلندمدت بر فرایندهای تکوین خاک همچنان نامشخص است و به مطالعات بیشتری نیاز دارد.»
یافتههای این پژوهش در مقالهای در نشریه علمی Advances in Agronomy منتشر شده است.
