Mae cynyddu gwytnwch cynhyrchu bwyd yn ystod newid parhaus yn yr hinsawdd a hybu cynhyrchu ynni adnewyddadwy ill dau yn heriau sylfaenol yn y byd sydd ohoni.
Fodd bynnag, mae cynhyrchu ynni solar yn dod yn ddefnydd cynyddol broffidiol ar gyfer tir cnydau, sydd wedi arwain at bryderon y bydd ffermydd solar yn disodli cynhyrchu bwyd.
Un ateb posibl yw agrivoltaics – cydleoli amaethyddiaeth a phaneli solar ffotofoltäig – a all gynnal cynhyrchiant cnydau, cynhyrchu ynni adnewyddadwy, defnyddio llai o ddŵr a chynyddu proffidioldeb fferm.
Fodd bynnag, mae angen cymorth ar ffermwyr i bennu'r cnydau a'r lleoliadau sy'n fwyaf addas ar gyfer systemau amaethfoltaig, yn ogystal â chynllun a lleoliad paneli solar sy'n cynnal neu'n cynyddu cynnyrch cnwd.
Bydd grant newydd o $10 miliwn gan y Sefydliad Cenedlaethol Bwyd ac Amaethyddiaeth yn Adran Amaethyddiaeth yr UD yn caniatáu i ymchwilwyr astudio sut i wneud y gorau o ddyluniad systemau agrivoltaic mewn amrywiaeth o fathau o dir a senarios hinsawdd.
Y sefydliad arweiniol ar y prosiect pedair blynedd, o'r enw “Cydleoli Systemau Trydan Amaethyddol a Ffotofoltäig yn Gynaliadwy,” neu SCAPES, yw Prifysgol Illinois Urbana-Champaign. Mae sefydliadau partner yn cynnwys Prifysgol Arizona, Prifysgol Talaith Colorado, Prifysgol Auburn, Prifysgol Illinois Chicago a'r Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol. Ariennir y prosiect trwy raglen Systemau Amaethyddiaeth Gynaliadwy y Sefydliad Ymchwil Amaethyddiaeth a Bwyd. Bydd Prifysgol Arizona yn derbyn $1.725 miliwn o'r cyllid grant.
Mae tîm ymchwil Greg Barron-Gafford yn cynnwys myfyrwyr israddedig a graddedig UArizona. Barron-Gafford, ar y dde, yn y llun gyda'r myfyrwyr Alyssa Salazar, Leandro Phelps-Garcia ac Isaiah Barnett-Moreno.
Greg Barron-Gafford, athro yn y Ysgol Daearyddiaeth, Datblygu a'r Amgylchedd Coleg y Gwyddorau Cymdeithasol ac Ymddygiad, fydd yr arweinydd gwyddor ffisegol ar y prosiect. Yn 2017, dechreuodd tîm ymchwil Barron-Gafford, sy'n cynnwys myfyrwyr israddedig a graddedig UArizona, dyfu cnydau o dan araeau solar 9 troedfedd yn y brifysgol. biosffer 2 cyfleuster, lle mae Barron-Gafford yn gyfarwyddwr atebion gwytnwch bwyd, ynni a dŵr.
Barron-Gafford oedd yn arwain y asesiad data maes cyntaf o amaethfoltaig yn yr Unol Daleithiau. Canfu fod agrivoltaics yn cynyddu effeithlonrwydd y paneli solar a chynhyrchu cnydau. Mae dŵr sy'n cael ei ryddhau gan blanhigion yn oeri'r paneli solar, sy'n cynyddu eu heffeithlonrwydd a'u hallbwn trydanol. Mae cysgod o'r paneli yn cynyddu cynhyrchiant planhigion ac yn arbed dŵr, sy'n arbennig o bwysig wrth i newid hinsawdd gynyddu nifer yr ardaloedd sy'n agored i wres a sychder eithafol, meddai Barron-Gafford.
Bydd y prosiect SCAPES yn defnyddio Labordy Dysgu Agrivoltaics newydd 1.5-erw ym Mhrifysgol Arizona fel un o'i dri safle ymchwil amaethfoltaig - gyda'r lleill yn Illinois a Colorado - i asesu ymatebion microhinsawdd a phlanhigion i bresenoldeb paneli solar. Bydd yr araeau mesur yn dilyn protocolau a ddatblygwyd gan Barron-Gafford.
Yn 2017, dechreuodd tîm ymchwil Barron-Gafford dyfu cnydau o dan araeau solar 9 troedfedd yng nghyfleuster Biosffer 2 y brifysgol.
“Y rhaglen USDA hon yw’r tro cyntaf i ni gael gosodiadau mawr iawn,” meddai Barron-Gafford. “Rydym yn cael ein gofyn yn gyson 'Ydy'r holl fanteision hyn rydych chi'n eu gweld yn dal i ddigwydd pan fyddwch chi'n cynyddu hyn neu'n edrych ar fathau eraill o amaethyddiaeth?' Dyna beth mae'r prosiect hwn yn ei wneud mewn gwirionedd: Edrych ar y cyfleoedd a'r rhwystrau sy'n dod gyda'r raddfa honno."
Gyda'r grant hwn, ychwanegodd Barron-Gafford, “byddwn yn gallu mesur llawer mwy o gnydau bwyd ar unwaith. A byddwn yn gallu gwneud llawer mwy o driniaethau, fel gweld faint y gallwn ddeialu ein defnydd o ddŵr yn ôl a dal i ddiwallu anghenion bwyd.”
“Bydd ein prosiect yn darparu dadansoddiad cynhwysfawr o botensial trawsnewidiol amaeth-foltaig,” meddai Madhu Khanna, prif ymchwilydd grant a chyfarwyddwr dros dro Sefydliad Cynaliadwyedd, Ynni a’r Amgylchedd Prifysgol Illinois Urbana-Champaign. “Ein nod yw cynnal neu hyd yn oed gynyddu cynnyrch cnwd, cynyddu cynhyrchiant cyfunol – bwyd a thrydan – y tir, ac arallgyfeirio a chynyddu elw ffermwyr gyda chnydau rhes a chnydau porthiant ac arbenigol ar draws ystod o amgylcheddau.”
Andrea Gerlak, athro UArizona yn yr Ysgol Daearyddiaeth, Datblygu a'r Amgylchedd a chyfarwyddwr dros dro Canolfan Udall ar gyfer Astudiaethau Polisi Cyhoeddus, fydd dirprwy gyfarwyddwr ymchwil gwyddorau cymdeithasol y prosiect. Bydd Gerlak a chydweithwyr yn cynnal grwpiau ffocws gyda rhanddeiliaid amrywiol, megis ffermwyr, pobl y diwydiant solar a gwleidyddion, i ddysgu beth sy'n gyrru eu penderfyniadau ynghylch defnyddio systemau agrifoltaig a sut mae eu barn yn newid wrth i ganlyniadau ymchwil newydd ddod i'r amlwg.
Mae'r grant hefyd yn cynnwys elfen addysgol ar gyfer plant K-12, myfyrwyr coleg a'r cyhoedd. Moses Thompson, cyfarwyddwr yr UArizona Rhaglen Gerddi Cymunedol ac Ysgol, a'i dîm wedi datblygu cyfres o brotocolau a chynlluniau gwersi ar gyfer ymgysylltu myfyrwyr a'r cyhoedd â gerddi ysgol a'r Labordai Dysgu Agrivoltaics a osodwyd yn Ysgol Uwchradd / Ysgol Uwchradd y Brifysgol Rincon ac Ysgol Elfennol Manzo yn Ardal Ysgol Unedig Tucson. Bydd yn cefnogi'r ymdrech i integreiddio dysgu trwy brofiad ac ymarferol ym mhob un o'r tri safle ymchwil SCAPES.
“Mae piler 'Heriau Mawr' ein cynllun strategol yn canolbwyntio ar ddefnyddio ein cryfderau mewn ymchwil i fynd i'r afael â phroblemau ar lefel genedlaethol a byd-eang. Mae sicrhau bod bwyd ar gael trwy ddefnyddio ffynhonnell ynni adnewyddadwy yn enghraifft wych o sut mae ein hymchwilwyr yn datblygu atebion arloesol i broblemau critigol,” meddai Llywydd Prifysgol Arizona Robert C. Robbins. “Rwyf mor falch o weld gwaith blaengar Dr. Barron-Gafford yn symud ymlaen i'r lefel nesaf gyda'r grant hwn gan yr USDA ac edrychaf ymlaen at ei ddilyn, Dr. Gerlak a Mr. Thompson wrth i'r ymdrech gydweithredol hon fynd yn ei blaen.”
- Lori Harwood, Coleg Gwyddorau Cymdeithasol ac Ymddygiad Prifysgol Arizona
Llun ar y brig: Bydd y grant, yn rhannol, yn cefnogi'r ymdrech i integreiddio dysgu trwy brofiad ac ymarferol ym mhob un o'r tri safle ymchwil SCAPES. Llun: Rhaglen Gardd Gymunedol ac Ysgol Moses Thompson / UArizona