Kuongeza ustahimilivu wa uzalishaji wa chakula wakati wa mabadiliko ya hali ya hewa yanayoendelea na kuimarisha uzalishaji wa nishati mbadala ni changamoto kuu katika ulimwengu wa leo.
Hata hivyo, uzalishaji wa nishati ya jua unazidi kuwa matumizi ya faida kwa ardhi ya kilimo, ambayo imesababisha wasiwasi kwamba mashamba ya jua yataondoa uzalishaji wa chakula.
Suluhisho moja linalowezekana ni agrivoltaics - uwekaji pamoja wa paneli za kilimo na sola za photovoltaic - ambazo zinaweza kudumisha uzalishaji wa mazao, kuzalisha nishati mbadala, kupunguza matumizi ya maji na kuongeza faida ya shamba.
Wakulima wanahitaji usaidizi, hata hivyo, katika kubainisha mazao na maeneo yanafaa zaidi kwa mifumo ya agrivoltaic, pamoja na muundo wa paneli za jua na uwekaji ambao hudumisha au kuongeza mavuno ya mazao.
Ruzuku mpya ya dola milioni 10 kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Chakula na Kilimo katika Idara ya Kilimo ya Marekani itawaruhusu watafiti kujifunza jinsi ya kuboresha muundo wa mifumo ya agrivoltaic katika aina mbalimbali za ardhi na hali ya hewa.
Taasisi inayoongoza kwenye mradi wa miaka minne, yenye jina la "Kuunganisha kwa Umeme wa Kilimo na Mifumo ya Umeme wa Picha," au SCAPES, ni Chuo Kikuu cha Illinois Urbana-Champaign. Taasisi za washirika ni pamoja na Chuo Kikuu cha Arizona, Chuo Kikuu cha Jimbo la Colorado, Chuo Kikuu cha Auburn, Chuo Kikuu cha Illinois Chicago na Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala. Mradi huo unafadhiliwa kupitia programu ya Mifumo Endelevu ya Kilimo ya Taasisi ya Utafiti wa Kilimo na Chakula. Chuo Kikuu cha Arizona kitapokea $ 1.725 milioni ya ufadhili wa ruzuku.
Timu ya utafiti ya Greg Barron-Gafford inajumuisha wanafunzi wa shahada ya kwanza na wahitimu wa UArizona. Barron-Gafford, kulia, akiwa katika picha ya pamoja na wanafunzi Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia na Isaiah Barnett-Moreno.
Greg Barron-Gafford, profesa katika Shule ya Jiografia, Maendeleo na Mazingira Chuo cha Sayansi ya Jamii na Tabia, atakuwa kiongozi wa sayansi ya kimwili kwenye mradi huo. Mnamo mwaka wa 2017, timu ya utafiti ya Barron-Gafford, ambayo inajumuisha wanafunzi wa shahada ya kwanza na wahitimu wa UArizona, ilianza kupanda mazao chini ya safu ya jua ya futi 9 katika chuo kikuu. biosphere 2 kituo, ambapo Barron-Gafford ni mkurugenzi wa suluhu za kustahimili chakula, nishati na maji.
Barron-Gafford aliongoza kwanza shamba-data tathmini ya agrivoltaics nchini Marekani. Aligundua kuwa agrivoltaics huongeza ufanisi wa paneli za jua na uzalishaji wa mazao. Maji iliyotolewa na mimea hupunguza paneli za jua, ambayo huongeza ufanisi wao na pato la umeme. Kivuli kutoka kwenye paneli huongeza uzalishaji wa mimea na kuokoa maji, ambayo ni muhimu hasa kutokana na mabadiliko ya hali ya hewa yanaongeza idadi ya maeneo ambayo huathiriwa na joto kali na ukame, Barron-Gafford alisema.
Mradi wa SCAPES utatumia Maabara mpya ya Kujifunza ya Agrivoltaics ya ekari 1.5 katika Chuo Kikuu cha Arizona kama mojawapo ya tovuti zake tatu za utafiti wa agrivoltaics - na zingine huko Illinois na Colorado - kutathmini majibu ya hali ya hewa ndogo na kupanda kwa uwepo wa paneli za jua. Safu za kipimo zitafuata itifaki zilizotengenezwa na Barron-Gafford.
Mnamo mwaka wa 2017, timu ya utafiti ya Barron-Gafford ilianza kukuza mazao chini ya safu ya jua ya futi 9 katika kituo cha Biosphere 2 cha chuo kikuu.
"Mpango huu wa USDA ni mara ya kwanza tutakuwa na mitambo mikubwa sana," Barron-Gafford alisema. "Tunaulizwa mara kwa mara 'Je, manufaa haya yote unayoyaona bado yanatokea unapoongeza kiwango hiki au ukiangalia aina nyingine za kilimo?' Hivi ndivyo mradi huu unavyofanya: Kuangalia fursa na vizuizi vinavyokuja na kiwango hicho.
Kwa ruzuku hii, Barron-Gafford aliongeza, “tutaweza kupima mazao mengi zaidi ya chakula mara moja. Na tutaweza kufanya ghiliba nyingi zaidi, kama vile kuona ni kiasi gani tunaweza kurejesha matumizi yetu ya maji na bado kukidhi mahitaji ya chakula.
"Mradi wetu utatoa uchambuzi wa kina wa uwezo wa mabadiliko ya agrivoltaics," alisema Madhu Khanna, mpelelezi mkuu wa ruzuku na mkurugenzi wa muda wa Taasisi ya Champaign ya Chuo Kikuu cha Illinois Urbana-Champaign ya Uendelevu, Nishati, na Mazingira. "Lengo letu ni kudumisha au hata kuongeza mavuno ya mazao, kuongeza uzalishaji wa pamoja - chakula na umeme - wa ardhi, na kuongeza na kuongeza faida za wakulima kwa mazao ya mstari na malisho na mazao maalum katika mazingira mbalimbali."
Andrea Gerlak, profesa wa UArizona katika Shule ya Jiografia, Maendeleo na Mazingira na mkurugenzi wa muda wa Kituo cha Udall cha Mafunzo ya Sera ya Umma, atakuwa naibu mkurugenzi wa utafiti wa sayansi ya kijamii wa mradi huo. Gerlak na wenzake wataongoza vikundi vya kuzingatia na washikadau mbalimbali, kama vile wakulima, watu wa sekta ya nishati ya jua na wanasiasa, ili kujifunza ni nini kinachowasukuma kufanya maamuzi kuhusu kutumia mifumo ya agrivoltaics na jinsi maoni yao yanavyobadilika kadri matokeo mapya ya utafiti yanavyopatikana.
Ruzuku hiyo pia inajumuisha sehemu ya elimu kwa watoto wa K-12, wanafunzi wa vyuo vikuu na umma. Musa Thompson, mkurugenzi wa UArizona Mpango wa Bustani ya Jamii na Shule, na timu yake imeunda mfululizo wa itifaki na mipango ya masomo ya kushirikisha wanafunzi na umma na bustani za shule na Maabara ya Kujifunza ya Agrivoltaics iliyosakinishwa katika Shule ya Upili ya Rincon/Shule ya Upili ya Chuo Kikuu na Shule ya Msingi ya Manzo katika Wilaya ya Shule ya Tucson Unified. Ataunga mkono juhudi za kujumuisha kujifunza kwa uzoefu na kwa vitendo katika tovuti zote tatu za utafiti za SCAPES.
"Nguzo ya 'Changamoto Kubwa' ya mpango mkakati wetu inalenga katika kuongeza nguvu zetu katika utafiti ili kukabiliana na matatizo katika ngazi ya kitaifa na kimataifa. Kuhakikisha upatikanaji wa chakula kwa kutumia chanzo cha nishati mbadala ni mfano bora wa jinsi watafiti wetu wanavyotengeneza suluhu za kiubunifu kwa matatizo muhimu,” Rais wa Chuo Kikuu cha Arizona alisema. Robert C. Robbins. "Nimefurahishwa sana kuona kazi ya hali ya juu ya Dk. Barron-Gafford ikipanda hadi ngazi inayofuata na ruzuku hii kutoka USDA na ninatazamia kumfuata, Dk. Gerlak na Bw. Thompson wakati juhudi hizi za ushirikiano zinaendelea."
- Lori Harwood, Chuo Kikuu cha Arizona cha Sayansi ya Kijamii na Tabia
Picha iliyo juu: Ruzuku, kwa sehemu, itasaidia juhudi za kuunganisha mafunzo ya uzoefu na vitendo katika tovuti zote tatu za utafiti za SCAPES. Picha: Moses Thompson/UArizona Jumuiya na Mpango wa Bustani ya Shule