Untersucht wurde, wie fünf Kulturen auf reale Beschattungsbedingungen durch Agri-Photovoltaik-(PV)-Anlagen und Agroforstsysteme physiologisch reagieren.
Mareike Jäger, ZHAW
Klassische Ackerfrüchte können sich offenbar besser als gedacht an Teilbeschattung durch Solarmodule oder Bäume auf dem Acker anpassen. Das zeigt eine neue Studie der Universität Hohenheim und des Forschungszentrums Jülich, die in der Fachzeitschrift «European Journal of Agronomy» veröffentlicht wurde.
Fünf Kulturen im Feld untersucht
Untersucht wurde, wie fünf Kulturen auf reale Beschattungsbedingungen durch Agri-Photovoltaik-(PV)-Anlagen und Agroforstsysteme physiologisch reagieren. In den Vegetationsperioden 2023 und 2024 wurden an fünf verschiedenen Standorten in Deutschland Feldversuche durchgeführt. Konkret wurde die Photosyntheseleistung von Ackerbohnen, Gerste, Kartoffeln, Kohl und Mais gemessen. Verglichen wurden ihre Werte mit denen von denselben Kulturen auf voll besonnten Flächen.
Alle untersuchten Kulturen zeigten im Vergleich zur vollen Sonneneinstrahlung eine verringerte Dunkelatmung und einen niedrigeren Lichtkompensationspunkt. Das deutet den Forschenden zufolge auf eine physiologische Anpassung hin, die auch bei geringerer Lichtverfügbarkeit eine positive Kohlenstoffbilanz ermöglicht. «Vereinfacht ausgedrückt heisst das, dass die Pflanzen weniger CO₂ durch Atmung verloren und gleichzeitig weniger Licht benötigten, um Kohlenstoff zu fixieren, den sie benötigen, um zu wachsen und Früchte zu bilden», erklärt Erstautorin Jennifer Moore
Laut dem Studienleiter Andreas Schweiger ist bemerkenswert, dass dieser Effekt bei allen Kulturen gleichermassen auftrat. «Sie verfügen also über eine deutlich grössere Anpassungsfähigkeit, als wir bisher angenommen haben», resümierte Schweiger. Das stellt laut den Autoren die Annahme infrage, dass Ackerkulturen in beschatteten landwirtschaftlichen Systemen grundsätzlich in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt sind.
Mais reagiert empfindlicher
Doch Schatten ist nicht gleich Schatten. Unter den Solarmodulen blieb die Photosyntheseleistung meist vergleichsweise stabil, während sie in den Agroforstsystemen stärker schwankte; das Studienteam vermutet, dass Baumkronen ein unregelmässigeres Schattenmuster erzeugen als Solarmodule. Kulturpflanzen können sich laut Moore an eine moderate Teilbeschattung gut anpassen. «Bereiche mit dauerhaft starker Beschattung sollten jedoch möglichst vermieden werden.»
Auch zwischen den Kulturarten gab es Unterschiede: Mais als C4-Pflanze erwies sich tendenziell als empfindlicher gegenüber reduzierter Lichtverfügbarkeit als die übrigen, zur C3-Gruppe zählenden Kulturen. «Der C4-Stoffwechsel ist eine Anpassung an heisse und trockene Bedingungen. Bei schwächerem Licht können C4-Pflanzen ihre Photosynthesekapazität nicht ausreizen», erläuterte Moore.
Kein automatischer Ertragsvorteil
Die Beteiligten schränken jedoch ein, dass diese physiologischen Reaktionen nicht unmittelbar Rückschlüsse auf den Ertrag zulassen. Daten hierzu wurden in der Studie nur lückenhaft erhoben und zeigten je nach Standort und Kulturart kein einheitliches Bild.
In den Ergebnissen sehen die Forschenden aber eine Grundlage für die gezieltere Planung von Agroforst- und Agri-PV-Anlagen. «Wer weiss, welche Kulturen unter welchen Lichtbedingungen ihre Produktivität aufrechterhalten können, kann Sorten und Flächen besser aufeinander abstimmen», bekräftigte Schweiger. Darüber hinaus eröffneten die gemessenen physiologischen Kennwerte neue Perspektiven, um schattentolerantere Sorten gezielter zu züchten.
