चल रहे जलवायु परिवर्तन के दौरान खाद्य उत्पादन की लचीलापन बढ़ाना और अक्षय ऊर्जा उत्पादन को बढ़ावा देना आज की दुनिया में मूलभूत चुनौतियां हैं।
हालांकि, सौर ऊर्जा उत्पादन फसल भूमि के लिए तेजी से लाभदायक उपयोग होता जा रहा है, जिससे यह चिंता पैदा हो गई है कि सौर खेत खाद्य उत्पादन को विस्थापित कर देंगे।
एक संभावित समाधान कृषिवोल्टेइक है - कृषि और सौर फोटोवोल्टिक पैनलों का सह-पता लगाना - जो फसल उत्पादन को बनाए रख सकता है, नवीकरणीय ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है, पानी का कम उपयोग कर सकता है और कृषि लाभप्रदता बढ़ा सकता है।
हालांकि, किसानों को सहायता की आवश्यकता होती है, जो कि कृषि-वोल्टेइक प्रणालियों के लिए सबसे उपयुक्त फसलों और स्थानों के निर्धारण के साथ-साथ सौर पैनल डिजाइन और प्लेसमेंट जो फसल की पैदावार को बनाए रखते हैं या बढ़ाते हैं।
अमेरिकी कृषि विभाग में नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ फूड एंड एग्रीकल्चर से एक नया $ 10 मिलियन का अनुदान शोधकर्ताओं को यह अध्ययन करने की अनुमति देगा कि विभिन्न प्रकार की भूमि और जलवायु परिदृश्यों में कृषि प्रणालियों के लिए डिजाइन को सर्वोत्तम रूप से कैसे अनुकूलित किया जाए।
चार साल की परियोजना पर प्रमुख संस्थान, जिसका शीर्षक "सस्टेनेबल कोलोकेटिंग एग्रीकल्चर एंड फोटोवोल्टिक इलेक्ट्रिसिटी सिस्टम्स" या SCAPES है, इलिनोइस विश्वविद्यालय अर्बाना-शैंपेन है। सहयोगी संस्थानों में एरिज़ोना विश्वविद्यालय, कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी, ऑबर्न विश्वविद्यालय, इलिनोइस विश्वविद्यालय शिकागो और राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला शामिल हैं। परियोजना कृषि और खाद्य अनुसंधान संस्थान सतत कृषि प्रणाली कार्यक्रम के माध्यम से वित्त पोषित है। एरिज़ोना विश्वविद्यालय को अनुदान राशि के $1.725 मिलियन प्राप्त होंगे।
ग्रेग बैरोन-गैफोर्ड की शोध टीम में यूएरिजोना स्नातक और स्नातक छात्र शामिल हैं। बैरोन-गफोर्ड, दाएं, छात्रों एलिसा सालाजार, लिएंड्रो फेल्प्स-गार्सिया और इसैया बार्नेट-मोरेनो के साथ चित्रित।
ग्रेग बैरोन-गैफोर्ड, प्रोफेसर भूगोल, विकास और पर्यावरण के स्कूल सामाजिक और व्यवहार विज्ञान महाविद्यालय, परियोजना पर भौतिक विज्ञान का नेतृत्व होगा। 2017 में, बैरोन-गैफोर्ड की शोध टीम, जिसमें यूएरिज़ोना स्नातक और स्नातक छात्र शामिल हैं, ने विश्वविद्यालय के 9-फुट सौर सरणियों के नीचे फसल उगाना शुरू किया। जीवमंडल २ सुविधा, जहां बैरोन-गैफोर्ड भोजन, ऊर्जा और पानी के लचीलेपन के समाधान के निदेशक हैं।
बैरोन-गफोर्ड ने नेतृत्व किया एग्रीवोल्टिक्स का पहला फील्ड-डेटा मूल्यांकन संयुक्त राज्य अमेरिका में। उन्होंने पाया कि एग्रीवोल्टिक्स सौर पैनलों और फसल उत्पादन दोनों की दक्षता को बढ़ाता है। पौधों द्वारा छोड़ा गया पानी सौर पैनलों को ठंडा करता है, जिससे उनकी दक्षता और विद्युत उत्पादन में वृद्धि होती है। बैरोन-गैफोर्ड ने कहा कि पैनलों से छाया पौधों की उत्पादकता बढ़ाती है और पानी की बचत करती है, जो विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि जलवायु परिवर्तन से अत्यधिक गर्मी और सूखे की आशंका वाले क्षेत्रों की संख्या बढ़ जाती है।
SCAPES परियोजना सौर पैनलों की उपस्थिति के लिए सूक्ष्म जलवायु और पौधों की प्रतिक्रियाओं का आकलन करने के लिए - इलिनोइस और कोलोराडो में अन्य के साथ - एरिज़ोना विश्वविद्यालय में एक नई 1.5-एकड़ एग्रीवोल्टिक्स लर्निंग लैब का उपयोग अपने तीन कृषि अनुसंधान स्थलों में से एक के रूप में करेगी। माप सरणियाँ बैरोन-गैफ़र्ड द्वारा विकसित प्रोटोकॉल का पालन करेंगी।
2017 में, बैरोन-गैफोर्ड की शोध टीम ने विश्वविद्यालय के बायोस्फीयर 9 सुविधा में 2-फुट सौर सरणियों के नीचे फसल उगाना शुरू किया।
"यह यूएसडीए कार्यक्रम पहली बार है जब हम वास्तव में बड़ी स्थापना करने जा रहे हैं," बैरोन-गैफोर्ड ने कहा। "हमें लगातार पूछा जाता है 'क्या ये सभी लाभ जो आप देख रहे हैं, तब भी होते हैं जब आप इसे बढ़ाते हैं या कृषि के अन्य रूपों को देखते हैं?' यह परियोजना वास्तव में यही कर रही है: उस पैमाने के साथ आने वाले अवसरों और बाधाओं को देखते हुए। ”
इस अनुदान के साथ, बैरोन-गफोर्ड ने कहा, "हम एक बार में बहुत अधिक खाद्य फसलों को मापने में सक्षम होंगे। और हम बहुत अधिक जोड़-तोड़ करने में सक्षम होंगे, जैसे कि देखें कि हम अपने पानी के उपयोग को कितना वापस डायल कर सकते हैं और फिर भी भोजन की जरूरतों को पूरा कर सकते हैं। ”
"हमारी परियोजना एग्रीवोल्टिक्स की परिवर्तनकारी क्षमता का व्यापक विश्लेषण प्रदान करेगी," मधु खन्ना ने कहा, अनुदान के प्रमुख अन्वेषक और इलिनोइस विश्वविद्यालय अर्बाना-शैंपेन इंस्टीट्यूट फॉर सस्टेनेबिलिटी, एनर्जी एंड एनवायरनमेंट के अंतरिम निदेशक। "हमारा लक्ष्य फसल की उपज को बनाए रखना या यहां तक कि बढ़ाना है, संयुक्त - खाद्य और बिजली - भूमि की उत्पादकता में वृद्धि करना है, और विभिन्न प्रकार के वातावरण में पंक्ति फसलों और चारा और विशेष फसलों के साथ किसानों के मुनाफे में विविधता और वृद्धि करना है।"
एंड्रिया गेरलाक, भूगोल, विकास और पर्यावरण स्कूल में यूएरिज़ोना प्रोफेसर और सार्वजनिक नीति में अध्ययन के लिए उडाल सेंटर के अंतरिम निदेशक, परियोजना के सामाजिक विज्ञान अनुसंधान के उप निदेशक होंगे। गेरलाक और उनके सहयोगी किसानों, सौर उद्योग के लोगों और राजनेताओं जैसे विविध हितधारकों के साथ फोकस समूहों का संचालन करेंगे, यह जानने के लिए कि एग्रीवोल्टिक्स सिस्टम का उपयोग करने के बारे में उनके निर्णय लेने के लिए क्या प्रेरित करता है और नए शोध परिणाम उपलब्ध होने पर उनकी राय कैसे बदलती है।
अनुदान में K-12 बच्चों, कॉलेज के छात्रों और जनता के लिए एक शैक्षिक घटक भी शामिल है। मूसा थॉम्पसन, UArizona . के निदेशक समुदाय और स्कूल उद्यान कार्यक्रम, और उनकी टीम ने टक्सन यूनिफाइड स्कूल डिस्ट्रिक्ट के रिनकॉन हाई स्कूल/यूनिवर्सिटी हाई स्कूल और मंज़ो एलीमेंट्री स्कूल में स्थापित स्कूल गार्डन और एग्रीवोल्टिक्स लर्निंग लैब्स के साथ छात्रों और जनता को जोड़ने के लिए प्रोटोकॉल और पाठ योजनाओं की एक श्रृंखला विकसित की है। वह सभी तीन SCAPES अनुसंधान स्थलों पर अनुभवात्मक और व्यावहारिक शिक्षण को एकीकृत करने के प्रयास का समर्थन करेंगे।
"हमारी रणनीतिक योजना का 'भव्य चुनौतियां' स्तंभ राष्ट्रीय और वैश्विक स्तर पर समस्याओं से निपटने के लिए अनुसंधान में हमारी ताकत का लाभ उठाने पर केंद्रित है। अक्षय ऊर्जा स्रोत के उपयोग के माध्यम से भोजन की उपलब्धता सुनिश्चित करना इस बात का एक उत्कृष्ट उदाहरण है कि कैसे हमारे शोधकर्ता महत्वपूर्ण समस्याओं के लिए अभिनव समाधान विकसित कर रहे हैं, ”एरिज़ोना विश्वविद्यालय के राष्ट्रपति ने कहा Rओबर्ट सी. रॉबिंस। "मैं यूएसडीए के इस अनुदान के साथ डॉ. बैरोन-गैफ़र्ड के अत्याधुनिक कार्य को अगले स्तर तक आगे बढ़ते हुए देखकर बहुत प्रसन्न हूं और इस सहयोगात्मक प्रयास के आगे बढ़ने पर मैं उनका, डॉ. गेरलाक और मिस्टर थॉम्पसन का अनुसरण करने के लिए उत्सुक हूं।"
- लोरी हारवुड, यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना कॉलेज ऑफ सोशल एंड बिहेवियरल साइंसेज
शीर्ष पर फोटो: अनुदान, आंशिक रूप से, सभी तीन SCAPES अनुसंधान साइटों पर अनुभवात्मक और व्यावहारिक शिक्षण को एकीकृत करने के प्रयास का समर्थन करेगा। फ़ोटो: मूसा थॉम्पसन / यूएरिज़ोना समुदाय और स्कूल उद्यान कार्यक्रम