Pesquisadores da Universidade de Tóquio, no Japão, conduziram um experimento de campo de seis anos usando um sistema agrovoltaico com arroz de planície crescendo por baixo. O teste na fazenda foi realizado em Chikusei, uma cidade no leste do Japão, entre 2018 e 2023. O arroz é cultivado no campo de estudo anualmente há mais de 50 anos.
“Manter a alta produtividade das culturas com radiação solar reduzida é uma grande preocupação para a agricultura intensiva”, afirmou o grupo, referindo-se ao fato de que os painéis solares diminuem a luz que chega às plantações. “Nosso objetivo foi caracterizar o microclima, a produtividade de grãos e a qualidade do arroz cultivado em sistema agrovoltaico em clima temperado.”
A área total do campo estudado foi de 1.416 m², sendo que 27% dela foi coberta por painéis fotovoltaicos monocristalinos, resultando em uma capacidade total de 57,96 kW. Os módulos foram todos elevados a 3,3 m acima do solo, voltados para o sul com um ângulo de azimute de -7◦. O ângulo de inclinação foi alterado manualmente todos os meses para receber a radiação solar ideal.
O solo foi franco-argiloso, com pH (H2O) de 6,1, onde foram cultivadas duas espécies de arroz japonês: Asahinoyume e Tochiginohoshi. O nível da água foi mantido em 5–10 cm durante o cultivo, exceto durante a drenagem no meio da estação por uma semana em julho e na última semana antes da colheita.
Um campo de arroz de referência, onde o arroz de várzea também foi cultivado, mas sem solar, também foi medido para comparação. Entre os parâmetros medidos estavam as condições climáticas, a produção de eletricidade, a qualidade dos grãos, a biomassa e a produtividade do arroz. De acordo com as medições, a temperatura máxima do ar foi 0,8 °C menor do que na área de controle, mas a temperatura mínima do ar não diferiu.
Em média, os resultados mostraram que a produtividade de grãos no campo de controle foi de 8,5 t por hectare, enquanto no campo agrovoltaico foi de 6,5 t por hectare, representando uma redução de 23%. No entanto, a diminuição não foi significativa em dois dos seis anos medidos. “A produtividade do arroz no sistema agrovoltaico foi significativamente associada negativamente à precipitação total durante a estação de crescimento; ou seja, houve uma alta redução de rendimento em anos chuvosos”, acrescentaram os cientistas.
No entanto, quando calcularam o retorno bruto de ambos os sistemas, contabilizando os valores de produção de arroz e eletricidade, verificou-se que o sistema agrovoltaico tinha um retorno 14 vezes maior. Mais especificamente, o retorno bruto médio foi de 18,7 milhões de ienes (US$ 124,615) por hectare por ano nos agrovoltaicos e de 1,3 milhão de ienes por hectare por ano na área de controle.
“Nossos resultados confirmaram nossa hipótese de pesquisa de que o rendimento de grãos no sistema agrovoltaico seria limitado pela redução da biomassa e do número reduzido de panículas: essas são características críticas para a produtividade do arroz”, concluíram os acadêmicos. “Além da diminuição da produção de grãos, descobrimos que a qualidade do grão, e particularmente o calcário do grão e o rendimento do arroz na cabeça, deterioraram-se sob sombreamento parcial no sistema agrovoltaico.”
O trabalho de investigação foi apresentado em “Impacts of agrivoltaic systems on microclimate, grain yield, and quality of lowland rice under a temperate climate“, publicado em Field Crops Research.
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