Typische Sonnenkulturen wie Kartoffeln oder Mais passen ihre Photosynthese in Agroforst- und Agri-PV-Systemen an. Dies zeigt eine Feldstudie der Universität Hohenheim in Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich.
Bei den Agroforst-Systemen werfen die Bäume Schatten auf die Ackerflächen, bei der Agri-PV Solarmodule. Wie die Universität Hohenheim nun heraus gefunden hat, können sich Pflanzen an die veränderten Lichtverhältnisse anpassen, indem sie bei geringerer Lichtverfügbarkeit CO₂ besser zur Photosynthese nutzen. Für das Forscherteam ist diese Anpassungsfähigkeit, die schon in konventionellen Sorten vorhanden ist, ein vielversprechender Ausgangspunkt für die gezielte Auswahl und Züchtung von Agri-PV- und Agroforst-Nutzpflanzen.
Das Forscherteam untersuchte in den Jahren 2023 und 2024 an fünf Standorten in Deutschland die Photosynthese-Leistung von fünf wichtigen Sorten, die von Landwirten in Deutschland häufig angebaut werden: Gerste, Mais, Kohl, Kartoffeln und Ackerbohnen. Als Vergleich dienten jeweils voll besonnte Referenzflächen.
Unter den Beschattungsbedingungen sanken bei allen untersuchten Kulturen sowohl die Dunkelatmung als auch der Lichtkompensationspunkt. »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 Doktorandin Jennifer Moore »Das zeigt eine klare physiologische Anpassung an Teilbeschattung.«
»Besonders bemerkenswert ist, dass dieser Effekt bei allen untersuchten Kulturen auftrat, obwohl diese typischerweise nicht unter Beschattung wachsen«, so Fachgebietsleiter Andreas Schweiger. »Sie verfügen also über eine deutlich größere Anpassungsfähigkeit, als wir bisher angenommen haben.«
Allerdings zeigten sich auch Unterschiede zwischen den beiden Anbausystemen. Unter Photovoltaikmodulen blieb die Photosynthese-Leistung meist stabil. In Agroforstsystemen schwankten die Werte stärker. »Unsere Ergebnisse zeigen, dass Schatten nicht gleich Schatten ist«, erklärt Jennifer Moore. »Kulturpflanzen können sich an eine moderate Teilbeschattung gut anpassen. Bereiche mit dauerhaft starker Beschattung sollten jedoch möglichst vermieden werden.«
Agroforst und Agri-PV-Systeme mildern zudem auch Hitze- und Trockenstress, indem sie das Mikroklima verbessern, Bodentemperaturen senken und die Bodenfeuchte länger erhalten. »Angesichts des Klimawandels dürften Hitze- und Dürreperioden das Wachstum der Pflanzen oft stärker begrenzen als der Schattenwurf von Agro-Forst oder Agri-PV-Anlangen«, so Schweiger. »Die physiologische Anpassungsfähigkeit der Kulturpflanzen könnte deshalb künftig an Bedeutung gewinnen.«
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