Kisebb fényigény és visszafogottabb légzés
A legfontosabb eredmény: árnyékolt körülmények között az összes vizsgált növénykultúra esetében csökkent mind a sötétlégzés, mind a fénykompenzációs pont. „Egyszerűen fogalmazva ez azt jelenti, hogy a növények kevesebb CO₂-t veszítettek el légzés útján, és egyúttal kevesebb fényre volt szükségük a szén megkötéséhez, amelyre a növekedéshez és a termésképzéshez szükségük van” – magyarázza Jennifer Moore doktorandusz. „Ez egyértelmű fiziológiai alkalmazkodást mutat a részleges árnyékoláshoz.”
„Különösen figyelemre méltó, hogy ez a hatás az összes vizsgált növénykultúrában megfigyelhető volt, annak ellenére, hogy ezek általában nem árnyékban nőnek” – mondja a szakterület vezetője, prof. dr. Andreas Schweiger –, Tehát jóval nagyobb alkalmazkodóképességgel rendelkeznek, mint amit eddig feltételeztünk.”
Ezek az alkalmazkodások a termőhelytől, a talajtól, a gazdálkodási módtól és az árnyékoltsági viszonyoktól függetlenül jelentkeznek. „A szántóföldi növények tehát mérsékelt árnyékolás mellett nem feltétlenül érik el határaikat, hanem képesek az anyagcsere-tevékenységüket hozzáigazítani a helyzethez.”
Különbségek az agroerdészet és a napelemek között
Ezek az eredmények azért különösen relevánsak, mivel a vizsgált árnyékolási körülményeket nem mesterségesen hozták létre, hanem valós termesztési helyzetben jöttek létre. Ennek ellenére különbségek mutatkoztak az agroerdészet és a napelemek alá ültetett növénykultúrák (agri-PV rendszer) között.
„Eredményeink azt mutatják, hogy nem minden árnyék egyforma – magyarázza Jennifer Moore –; és hogy a haszonnövények jól alkalmazkodnak a mérsékelt részleges árnyékoláshoz, de a tartósan erős árnyékolású területeket lehetőség szerint kerülni kell.”
A kutatók a növényfajok között is különbségeket figyeltek meg: míg a legtöbb összességében jól reagált a részleges árnyékolásra, addig a C4 csoportba sorolt kukorica általában érzékenyebbnek bizonyult a csökkent fénymennyiségre. „A C4-anyagcsere a forró és száraz körülményekhez alkalmazkodó növényekre jellemző. Gyengébb fényviszonyok mellett ezek nem tudják teljes mértékben kihasználni fotoszintézis-kapacitásukat” – mondja Jennifer Moore.
Hogyan használható ez a tudás a későbbiekben a növénynemesítésben?
A kísérletben mért fiziológiai jellemzők a jövőben felhasználhatók lehetnek az árnyéktűrőbb fajták azonosítására és a részleges árnyékolású termesztési rendszerekhez való kiválasztására. „Eredményeink segítenek az agroerdészeti és agri-fotovoltaikus rendszerek célzottabb tervezésében” – mondja prof. dr. Schweiger –, hiszen ha tudjuk, mely növénykultúrák milyen fényviszonyok között képesek fenntartani termelékenységüket, akkor jobban össze tudjuk hangolni a fajtákat és a területeket.” A kutatók emellett új perspektívákat látnak a növénynemesítés terén is.
Az agroerdészeti és agri-fotovoltaikus rendszerek így jelentősen hozzájárulhatnak a mezőgazdaság éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásához.
Hiszen ezek nem csupán a területek kettős hasznosítását teszik lehetővé, hanem a hő és a szárazság okozta stresszt is enyhítik azáltal, hogy javítják a mikroklímát, csökkentik a talajhőmérsékletet és hosszabb ideig megőrzik a talaj nedvességtartalmát.
Ugyanakkor a kutatócsoport hangsúlyozza, hogy a megfigyelt fiziológiai alkalmazkodások nem jelentenek automatikusan magasabb hozamokat. A hozamadatok helyszínenként és növényfajonként eltértek, és nem mutattak egységes képet. A tanulmány ezért elsősorban azokról a mechanizmusokról nyújt alapvető ismereteket, amelyekkel a haszonnövények a természetes árnyékolásra reagálnak, olvastuk a Hohenheim Egyetem sajtóközleményében.
