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22.05.2023, 12:36 Uhr

Studie: Agri-PV-Anlagen können Pflanzen vor Dürre schützen und Erträge steigern

Stuttgart - Eine aktuelle Untersuchung der Universität Hohenheim zeigt, dass die Beschattung durch Agri PV-Anlagen die Folgen von Dürreperioden auf die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel abschwächen kann. Die Beschattung, die bei ausreichend Wasser oft die Ernteerträge senkt, kann bei Dürre sogar zu Ertragssteigerungen führen.

Steigende Temperaturen und Veränderungen in der Menge und Verteilung der Niederschläge sind Kennzeichen des Klimawandels. Vor allem die Verfügbarkeit von Wasser nimmt in vielen Regionen der Welt drastisch ab - mit weitreichenden Folgen für die Ernährungssicherheit einer wachsenden Weltbevölkerung. Der Effekt kann besonders für Regionen wichtig werden, in denen es gleichzeitig ein starkes Bevölkerungswachstum und ausgeprägte Dürreperioden gibt, wie beispielsweise in Indien oder Afrika. Aber auch in Europa muss in Zukunft mit längeren Trockenperioden gerechnet werden. Eine Option, um die Folgen von Dürreperioden für die Landwirtschaft zu verringern, können Agri PV-Anlagen sein.

Wichtig für trockenheitsanfällige Regionen und Wüstenrandgebiete
Die Agri-Photovoltaik ermöglicht die gleichzeitige Erzeugung von Nahrungsmitteln und Energie auf derselben Fläche. Forschende vom Fachgebiet Pflanzenökologie der Universität Hohenheim unter Leitung von Jun.-Prof. Dr. Andreas Schweiger haben jetzt nachgewiesen, dass Agri PV-Anlagen zudem dabei helfen können, in Dürreperioden die Ernteerträge zu steigern.

In der Untersuchung haben sich die Wissenschaftler mit dem Potenzial beschäftigt, unter den sich ändernden klimatischen Bedingungen die Ernteerträge durch Agri-Photovoltaik zu steigern. Im Ergebnis zeigte sich, dass die die Beschattung durch die PV-Anlage die Erträge, wenn ausreichend Wasser für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht zwar verringert, die Pflanzen bei Wasserknappheit jedoch von der geringeren Verdunstung und damit einem geringeren Wasserverlust profitieren. Der Ertrag ist dann höher als auf den unbeschatteten Flächen. Aus Sicht der Forschenden macht diese stabilisierende Wirkung auf die Ernteerträge die Agri-Photovoltaik zu einer vielversprechenden Technologie.

Besonderes Potenzial sehen die Forschenden in trockenheitsanfälligen Regionen wie dem Westen der Vereinigten Staaten, dem östlichen und südlichen Afrika, der Arabischen Halbinsel, Indien und Australien. Vor allem in Ländern mit ausgeprägten Dürreperioden und einem massiven Bevölkerungswachstum, wie zum Beispiel in Indien, ist dies aus Sicht der Forschenden von Bedeutung.

Zudem stellt die Photovoltaik in den Randgebieten aller großen Wüsten der Welt nach Einschätzung von Jun.-Prof. Dr. Schweiger eine Strategie zur Bekämpfung der Wüstenbildung dar. „Damit trägt die Agri-Photovoltaik nicht nur dazu bei, die Auswirkungen des Klimawandels in bereits als trocken eingestuften Regionen abzuschwächen. Sie wird vor allem für Regionen von Bedeutung sein, die in Zukunft mit einer zunehmenden Wasserknappheit konfrontiert sein werden, wie zum Beispiel in großen Teilen der Mittelmeerregion“, so Schweiger.

Forschungsbedarf: Welche Pflanzen eignen sich für die unterschiedlichen Systeme am besten
Allerdings fällt das Potenzial zur Erhöhung der Ernteerträge je nach den klimatischen Bedingungen sehr unterschiedlich aus und hängt stark von den Pflanzen ab, die unter Agri-PV-Anlagen kultiviert werden. Nach Angaben von Schweiger tolerieren die meisten der bislang untersuchten Kulturen eine Beschattung von bis zu 15 Prozent ohne nennenswerte Ertragseinbußen. Beeren, Obst und Fruchtgemüse profitieren sogar von einer Beschattung, während die Erträge von Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollen- und Hackfrüchten sowie der meisten Getreide-Arten minimal zurückgehen.

Es fehlt allerdings noch an detailliertem, fundiertem Wissen über die Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Formen der Agri-Photovoltaik und den Reaktionen der verschiedenen Pflanzen, da sich die Reaktionen nicht nur auf die Wasserversorgung beschränken. Neue Erkenntnisse könnten auch zur Entwicklung intelligenter Agri-Photovoltaik-Systeme beitragen, bei denen in Echtzeit die Stresssignale der Pflanzen genutzt werden, um die Ausrichtung der Module und damit die Beschattung zu steuern.


Quelle: IWR Online
© IWR, 2023


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