光を集めて食料とクリーンエネルギーを一緒に育てる

気候変動、干ばつ、そして80億人を超えたばかりの世界人口の増加という課題に対処するために、同じ土地で食料とクリーンエネルギーの両方を栽培しようとする人々が増えています。 この取り組みには、太陽電池パネルの日陰で、理想的には少ない水で作物を栽培するアグリボルタティクスが含まれます。

現在、カリフォルニア大学デービス校の科学者らは、カリフォルニアのような乾燥した農業地域で農業システムをより効率的にするために、太陽とその最適な光スペクトルをより効率的に採取する方法を研究している。

米国地球物理学連合のジャーナル「Earth's Future」に掲載された彼らの研究では、光のスペクトルの赤い部分は植物の成長に効率的であり、スペクトルの青い部分は太陽光発電によく利用されることが判明した。

この研究結果は、農業発電への世界的な関心を導き、それらのシステムの潜在的な用途を特定するのに役立つ可能性がある。

「この論文は、あらゆる種類の技術進歩への扉を開くものです」と担当著者で、土地・大気・水資源省の准教授でカリフォルニア大学デービス校環境研究所のフェローであるマジディ・アボウ・ナジム氏は述べた。 彼は、フルブライト客員研究員としてカリフォルニア大学デービス校に来たイタリアのパドバ大学の筆頭著者マッテオ・カンポレーゼ氏とともに研究を実施した。 「今日のソーラーパネルはすべての光を取り込み、それを最大限に活用しようとしています。しかし、新世代の太陽光発電が青色光をクリーンエネルギーとして受け取り、赤色光を光合成に最も効率的な作物に渡すことができたらどうなるでしょうか？」 」

この研究のために、科学者らはさまざまな光スペクトルを考慮した光合成と蒸散のモデルを開発した。 このモデルは、制御された実験室条件下で、レタス、バジル、イチゴなどのさまざまな植物のさまざまな光スペクトルに対する反応を再現しました。 感度分析の結果、太陽エネルギーを生成するにはスペクトルの青色の部分をフィルタリングするのが最適である一方、赤色のスペクトルは食物の栽培に最適化できることが示唆されました。

この研究は、この夏、カリフォルニア大学デービス校の生物農業工学部のアンドレ・ダカシュ助教授と協力して、カリフォルニア大学デービス校の農業研究フィールドのトマト植物でさらにテストされました。

生存可能な土地が縮小する時代において、植物がさまざまな光のスペクトルにどのように反応するかを理解することは、持続可能な土地管理と水利用および食料生産のバランスをとるシステムを設計するための重要なステップであると研究は指摘している。

「水の効率をもう少し高めて今まで通りのことを続けただけでは、30年間でさらに20億人を養うことはできない」とアブ・ナジム氏は語った。 「私たちには、漸進的ではなく変革的なものが必要です。太陽を資源として扱えば、日陰を利用して発電しながら、その下で作物を生産することができます。キロワットアワーは、収穫できる二次作物になります。」

この研究は、米国国務省フルブライト研究奨学金、カリフォルニア大学デービス校、および国立食糧農業研究所から資金提供を受けました。

科学と気候に関するニュースレターを購読する

メディアの連絡先:

画像のプレスキット