В последние годы ученые проводят обширные исследования агровольтаических систем, уделяя особое внимание преимуществам совместного использования земли, регулированию микроклимата и реакции сельскохозяйственных культур. В новом исследовании в качестве экспериментальной культуры была выбрана озимая пшеница, прежде всего из-за ее решающей роли в обеспечении глобальной продовольственной безопасности, а также благодаря ее высокой адаптивности к окружающей среде и засухоустойчивости.
Исследователи из Китая тестировали гибкие агровольтаические системы в качестве новой конструктивной формы. Они характеризуются большими пролетами и высоким дорожным просветом. По сравнению с традиционными жесткими опорными системами, они обеспечивают более высокую эффективность использования земли и лучшую адаптацию к сельскохозяйственной технике.
Идея совместить агровольтаику и озимую пшеницу в теории выглядела хорошо: над полем монтируются гибкие конструкции с фотоэлектрическими панелями, которые вырабатывают электричество, а внизу, под их защитой, спокойно созревает урожай.
Однако масштабное двухлетнее исследование, проведенное учеными в уезде Сихун китайской провинции Цзянсу, показало, что для этой культуры союз в таком виде не годится.
Главной проблемой гибких агровольтаических систем высокой плотности стала критическая нехватка солнца для пшеницы. Ученые зафиксировали, что в течение всего вегетационного периода пшеницы среднемесячная интенсивность солнечной радиации под фотоэлектрическими панелями упала на целых 62%. И даже в технологических промежутках между батареями дефицит света составил почти 57% по сравнению с обычным открытым полем.
Правда, у системы обнаружился и один важный позитивный нюанс — эффект контролируемой терморегуляции. Панели сработали как своеобразный климатический щит. В зимний период они удерживали тепло у поверхности земли, защищая озимые от вымерзания, а в период летнего зноя, на поздних стадиях созревания, наоборот, слегка охлаждали поле, спасая растения от теплового стресса.
Но, как показала дальнейшая проверка, этот температурный бонус не смог компенсировать отсутствие солнца. Растения попытались ответить на вызов эволюционными механизмами адаптации. Пшеница под батареями начала экстренно увеличивать площадь листовых пластин и наращивать концентрацию зеленого пигмента хлорофилла, и в итоге ей не хватило сил для формирования полноценного зерна.
Итог двухлетнего эксперимента оказался неутешительным. В 2024 году урожайность пшеницы под панелями рухнула на 43,4%, а в междурядьях — на 47,2%. Проверка следующего, 2025 года лишь подтвердила системность проблемы: падение составило 41,8% и 44,6% соответственно.
Пшеничное поле потеряло почти половину своего потенциала, превратившись в экономически нерентабельную зону. Как подчеркнули ученые, высокая плотность покрытия солнечными панелями является главным ограничивающим фактором для светолюбивых злаков. Полученные результаты заставят инженеров полностью пересмотреть архитектуру гибких агровольтаических систем, когда речь идет о пшенице.