ในวันที่โลกของเรากำลังเผชิญกับความท้าทายจากสภาวะภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงไป และทรัพยากรน้ำที่เริ่มเหือดแห้งลง แต่การบริโภคกลับเพิ่มสูงขึ้นตามจำนวนประชากรและการพัฒนาของเศรษฐกิจ พื้นที่สำหรับเพาะปลูกและการใช้น้ำเพื่อการเกษตรยิ่งเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะขาดแคลนน้ำได้
ทีมนักวิทยาศาสตร์กำลังหาทางออกด้วยการวิจัย ค้นคว้าการทำเกษตรแบบประหยัดน้ำ โดยหนึ่งในโมเดลทดลองที่น่าสนใจเกิดขึ้นโดยมหาวิทยาลัยเซบียา (US) และ มหาวิทยาลัยโปลีเทคนิคแห่งมาดริด (UPM) ที่ได้ร่วมกันพัฒนารูปแบบเกษตรกรรมแห่งอนาคต โดยการปลูกมะเขือเทศภายใต้ของแผงโซลาร์เซลล์
สิ่งนี้เรียกว่าแนวคิด เกษตรโวลตาอิก (Agrovoltaics) ไม่ใช่เพียงแค่การวางแผงโซลาร์เซลล์ทับลงบนแปลงพืชผัก แต่คือการออกแบบที่สมดุลโดยการนำเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มาทำงานร่วมกับวงจรชีวิตของพืชพรรณ
ในการศึกษาวิจัย ณ กรุงมาดริดและเมืองเซบียา เมื่อช่วงฤดูใบไม้ผลิปี 2024 นักวิจัยได้เปลี่ยนแปลงทัศนคติที่ว่า แสงแดดคือศัตรูของความชุ่มชื้นให้กลายเป็น พันธมิตรที่เอื้อเฟื้อ”
แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งอยู่เหนือแปลงมะเขือเทศทำหน้าที่เป็นร่มเงาที่มีชีวิตช่วยลดความร้อนแรงของรังสีความร้อนที่แผดเผาลงสู่ใบและผิวดิน ส่งผลให้ความต้องการระเหยน้ำของพืชลดลงอย่างเห็นได้ชัด
การทดลองครั้งนี้ได้นำระบบ การชลประทานแบบขาดดุลที่ควบคุมได้ (Regulated Deficit Irrigation – RDI) มาใช้ ซึ่งเป็นการรดน้ำอย่างประหยัดและแม่นยำตามความต้องการจริงของพืช
เมื่อใช้ควบคู่กับระบบเกษตรโวลตาอิก สามารถลดปริมาณการใช้น้ำลงได้ถึง 50% เมื่อเทียบกับการปลูกแบบดั้งเดิมที่รดน้ำเต็มพิกัด
แม้ว่าในเชิงปริมาณ น้ำหนักของมะเขือเทศอาจลดลงประมาณ 20% เนื่องจากการจำกัดน้ำในช่วงที่ผลกำลังสุกงอม แต่เมื่อพิจารณาถึงผลิตภาพการใช้น้ำแล้ว พบว่ามะเขือเทศทุกลูกที่เติบโตขึ้นมานั้น ได้ใช้น้ำอย่างคุ้มค่าในทุกหยด แลกมาด้วยผลผลิตที่มีคุณภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างที่สุด
ส่วนร่มเงาจากแผงโซลาร์ช่วยรักษาความชุ่มชื้นของดิน ไม่ให้พืชไม่เกิดความเครียดสะสมมาเกินไป แม้ในสภาวะที่ได้รับน้ำน้อยกว่าปกติ
ความสำเร็จของงานวิจัยนี้ถูกยืนยันผ่านดัชนี Land Equivalent Ratio (LER) หรือค่าประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน ซึ่งได้ผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์ใจคือ 1.54 ในมาดริด และ 1.67 ในเซบียา
ตัวเลขเหล่านี้สะท้อนว่า การปลูกพืชพร้อมกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าในพื้นที่เดียวกัน มีประสิทธิภาพมากกว่าการแยกพื้นที่ทำกินออกจากพื้นที่ผลิตพลังงานถึง 67% เป็นอีกหนึ่งตัวเลือกของวิกฤตที่ดินทำกินที่มีจำกัด เพราะเราสามารถผลิตได้ทั้งอาหารและพลังงานสะอาดไปพร้อมๆ กัน โดยไม่เบียดเบียนพื้นที่ป่าไม้หรือธรรมชาติส่วนที่เหลือ
งานวิจัยชิ้นนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับโลกอย่าง Agricultural Water Management เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ การผลิตผักอย่างยั่งยืนด้วยระบบเกษตรโวลตาอิก ภายใต้การสนับสนุนของกระทรวงวิทยาศาสตร์และนวัตกรรมแห่งสเปน
ในอนาคตทีมนักวิจัยจะยกระดับความแม่นยำด้วยการใช้เซนเซอร์ตรวจวัดความชื้นในดินและสถานะของพืชแบบ Real-time เพื่อให้การดูแลพืชในฟาร์มถูกต้อง แม่นยำมากที่สุด
อ้างอิง
- https://www.eurekalert.org/news-releases/1124461
