سولارابيك، الولايات المتحدة الأمريكية – 9 ديسمبر 2025: كشفت تجربة علمية دقيقة أجراها فريق بحثي من جامعة إلينوي في إربانا-شامبين الأميركية، عن نتائج غير متوقعة تتعلق بديناميكيات نمو المحاصيل تحت المظلات الشمسية، حيث تفوقت الذرة الرفيعة (Sorghum) على فول الصويا في التأقلم مع الظل الناتج عن الألواح الكهروضوئية، خلافاً للتوقعات العلمية السائدة حول كفاءة التركيب الضوئي. وفحصت الدراسة كيفية تأثير التظليل في النظم الزراعية الكهروضوئية (Agrivoltaics) على إنتاجية الحبوب، مركزة بشكل خاص على “ديناميكيات مصدر إنتاج الغذاء (الأوراق – المصدر) ومراكز تخزينه (الحبوب- المصب)”، وهي العمليات الحيوية التي تنتج النباتات من خلالها وتوزع نواتج التمثيل الغذائي مثل السكريات، مسجلة زيادة في نسبة استغلال الأرض (LER) بلغت 1.54 للذرة الرفيعة و1.23 لفول الصويا عند دمجها مع توليد الكهرباء.
مفارقة فسيولوجية وكفاءة في الإنتاج
أظهرت النتائج أن فول الصويا عانى من “خسارة في المحصول” (Yield penalty) بغض النظر عن شدة التظليل بين الصفوف، في حين أبدت الذرة الرفيعة خسارة أقل، بل وتلاشت هذه الخسارة تماماً مع انخفاض الظل في الصف الأوسط. ويشير “دوكيونغ لي”، المؤلف المراسل للدراسة، إلى أن هذه النتائج تمثل واحدة من أكثر الاكتشافات إقناعاً، إذ كان الفريق يتوقع أن تتضرر نباتات “C4” مثل الذرة الرفيعة (التي تركز ثاني أوكسيد الكربون) بشكل أكبر من الظل مقارنة بنباتات “C3” مثل فول الصويا، إلا أن العكس هو ما حدث. وعلاوة على ذلك، استطاعت الذرة الرفيعة تعويض نقص الموارد عبر زيادة حجم الحبة عندما توفرت الموارد الكافية، بينما أظهر فول الصويا حساسية فقط عند محدودية الموارد دون الاستفادة من الفائض. وأوضح الفريق أن العامل الأساسي لخسارة المحصول في كلا النوعين كان انخفاض عدد الحبوب، مما يستدعي توجيه الممارسات الزراعية نحو المرحلة الحرجة “قبل التزهير” لضبط عدد الحبوب، ومن ثم تعزيز الموارد للذرة الرفيعة “بعد التزهير” لزيادة وزن الحبة، وهو تكتيك لا يجدي نفعاً كبيراً مع الصويا.
هندسة دقيقة لتجارب «المصدر والمصب»
جرت وقائع الدراسة خلال موسمي النمو لعامي 2023 و2024 في مشروع “محطة الطاقة الشمسية 2.0″ بمدينة شامبين، الذي يولد نحو 20,000 ميجاواط/ساعة سنوياً، حيث استُخدمت ألواح بعرض متر واحد وطول مترين، مثبتة على دعامات بارتفاع 1.5 متر، مع تباعد بين الصفوف يبلغ 5.5 متر، وتعمل بنظام تتبع أحادي المحور (شمال-جنوب) للدوران من الشرق للغرب. وزرع الباحثون ثماني قطع تجريبية داخل المحطة ومثلها كعناصر تحكم خارجها، بمساحة 4 أمتار عرضاً و6 أمتار طولاً للقطعة الواحدة، وتضم خمسة صفوف متباعدة بـ 0.75 متر. وبالإضافة إلى ذلك، طبق الفريق تلاعباً فسيولوجياً معقداً؛ ففي الذرة الرفيعة، تم التلاعب بـ”المصدر” قبل 7 أيام من التزهير بإزالة الأوراق البديلة أسفل ورقة العلم، وبـ”المصب” بعد 14 يوماً من التزهير بإزالة النصف الرأسي للنورة. من ناحية أخرى، خضع فول الصويا لإزالة وريقتين جانبيتين من كل ورقة ثلاثية (للمصدر)، وإزالة جميع القرون من الفروع والإبقاء على قرون الساق الرئيسية فقط (للمصب)، وذلك بهدف فهم الآليات الدقيقة التي تحكم وزن الحبوب، وهي خطوة وصفها “لي” بأنها الأولى من نوعها داخل المصفوفات الشمسية.
تابعونا على لينكيد إن Linked–in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: science direct
