Uloga agrosolara u optimizaciji rasta i prinosa borovnica, jabuke i vinove loze

Svjetlost je ključni faktor za rast i razvoj biljaka jer osigurava energiju potrebnu za fotosintezu – proces kojim biljke pretvaraju svjetlosnu energiju u šećere, osnovu njihove prehrane. No, svjetlost ne utječe samo na fotosintezu. Ona regulira i druge važne procese poput klijanja, rasta, cvatnje i stvaranja plodova. Kada je svjetlosti premalo, biljke ne mogu proizvesti dovoljno energije za rast. To rezultira slabim razvojem, izduženim stabljikama i manje razvijenim listovima.

No, iako je svjetlost neophodna, njezin prevelik intenzitet i trajanje mogu izazvati veliku štetu. Kada biljke apsorbiraju više svjetlosti nego što mogu iskoristiti, dolazi do stresa koji može oštetiti stanice i smanjiti fotosintetsku učinkovitost. Ovo stanje dovodi do fotooksidativnog stresa, što može dovesti do smanjenja prinosa i kvalitete plodova.

Točka zasićenja svjetlosti

Svaka biljna vrsta ima svoju točku zasićenja svjetlosti – intenzitet svjetlosti pri kojem fotosinteza doseže svoj maksimum (tablica 1). Nakon te točke dodatna svjetlost ne povećava fotosintezu već može uzrokovati štetne efekte. Na primjer, biljne kulture poput bobičastog voća imaju nižu točku zasićenja i preferiraju djelomično zasjenjene uvjete, dok one poput masline ili agruma bolje podnose jaku svjetlost.

Tablica 1. Točka zasićenja svjetlosti različitih vrsta voća

Biljke za fotosintezu koriste dio sunčeve svjetlosti u rasponu od 400 do 700 nanometara, fotosintetski aktivno zračenje (PAR), ali količina PAR-a koja dopire do površine Zemlje često je znatno veća od onoga što biljke zapravo mogu iskoristiti. Na primjer, tijekom ljetnih mjeseci, intenzitet PAR-a može doseći i do 2.000–2.500 µmol/m²/s. Većina biljaka ima točku zasićenja svjetlošću u rasponu od 500 do 1.500 µmol/m²/s. To znači da biljke često primaju više svjetlosti nego što im je potrebno. To dovodi do fotooksidativnog stresa, a posljedično i do fotoinhibicije, odnosno odumiranja i sušenja.

Ključno je razumjeti ovakav utjecaj svjetlosti na biljke kako bismo ih na najbolji način mogli sačuvati od oštećenja i osigurati im optimalne uvjete za rast. Uvođenje inovativnog pristupa zasjenjenja agrosolarima pokazuje u tome značajne rezultate.

Agrosolari kao agrotehnički sustavi postavljeni iznad trajnih nasada pružaju odlično rješenje za kontrolu svjetlosti i temperature. Oni djelomično zasjenjuju površinu, smanjujući intenzitet izravnog sunčevog zračenja i stvarajući povoljnije uvjete za rast biljaka. Zanimljivo je da biljke često bolje iskorištavaju difuzno svjetlo koje je raspršeno, nego izravno sunčevo zračenje. Difuzno svjetlo ravnomjernije prodire u biljni pokrov, osvjetljavajući i donje listove, što povećava ukupnu fotosintetsku učinkovitost. Mogućnost preciznog programiranja pozicije, uz okretanje i mijenjanje nagiba pomičnih panela koji sačinjavaju agrosolare, čini ih tehnologijom koja se prilagođava specifičnim potrebama različitih kultura. Upravo je to najvažnija odlika agrosolara i ujedno razlog zbog kojeg multidisciplinarni stručni tim za njihovo projektiranje uvijek mora imati i agronoma.

U nastavku donosimo kako pojedine kulture, poput borovnica, jabuke i vinove loze, reagiraju na zasjenjenje te kako se to može iskoristiti za povećanje prinosa i kvalitete plodova.

U Europi značajno raste broj agrosolara, ima interesa i u Hrvatskoj

Borovnica

Borovnica prirodno raste pod krošnjama listopadnih šuma, što je čini prilagođenom nižim razinama svjetlosti. Prekomjerna insolacija dovodi do fotoinhibicije i smanjenja prinosa, osobito u regijama s visokim temperaturama i jakim sunčevim zračenjem. Stoga je pažljivo zasjenjenje borovnice korisna strategija za poboljšanje uvjeta rasta i povećanje prinosa. To ustvari i jest nezaobilazna praksa na domaćim nasadima, a provodi se korištenjem mreže.

S kvantitativnog aspekta, zasjenjenje može povećati broj zametnutih plodova i ukupni prinos po biljci. Studije pokazuju da umjereno zasjenjenje može povećati rodnost borovnice i do 50 % u usporedbi s uvjetima jakog izravnog svjetla. Ovaj učinak proizlazi iz smanjene kompeticije između vegetativnog i generativnog rasta. Pri tome biljka može usmjeriti više resursa prema formiranju plodova.

S kvalitativnog aspekta, zasjenjenje doprinosi ravnomjernijem dozrijevanju, većem udjelu suhe tvari te boljoj teksturi ploda. U uvjetima smanjene insolacije, smanjuje se rizik od ožegotina na plodovima. Povećava se sadržaj antocijana i drugih antioksidansa koji su ključni za nutritivnu vrijednost i tržišnu atraktivnost borovnice. Također, neizravnim očuvanjem optimalne razine vlage u tlu i zraku smanjuje se stres biljke. Manja izloženost intenzivnom svjetlu može dovesti do smanjenog stvaranja voštanog sloja na plodu (epikutikularni vosak). To poboljšava organoleptička svojstva i okus, ali smanjuje trajnost plodova tijekom skladištenja i transporta.

Tablica 2. Agrotehnički parametri agrosolarnog sustava u nasadu borovnice

Jabuka „Granny Smith“

Granny Smith je sorta poznata je po svojoj svojstvenoj zelenoj boji, čvrstoj teksturi i visokom udjelu kiselina. Kako bi zadržala prepoznatljiv vizualni i organoleptički profil, izuzetno je važno kontrolirati izloženost plodova sunčevom zračenju. Prekomjerna insolacija može dovesti do razvoja žućkastih tonova te povećane učestalosti ožegotina. Stoga je pažljivo zasjenjenje ključna agrotehnička mjera u uzgoju ove sorte, koja se već široko primjenjuje korištenjem mreža u voćnjacima.

S kvantitativnog aspekta, zasjenjenje može povećati prinos po stablu od 10 % do 30 %. Ovaj učinak proizlazi iz smanjenog fiziološkog stresa, bolje regulacije vodnog statusa i poboljšane fotosintetske učinkovitosti stabala. Korištenjem sustava pomičnih panela agrosolara može se dodatno optimizirati količina primljenog svjetla tijekom različitih fenofaza razvoja ploda, čime se omogućava stabilniji prinos i poboljšava raspodjela hranjivih tvari.

S kvalitativnog aspekta, zasjenjenje doprinosi očuvanju intenzivne zelene boje ploda, što je ključno za njegovu tržišnu vrijednost, odnosno dostizanje prve klase proizvoda. Osim toga, smanjuje se rizik od ožegotina i pojave fizioloških poremećaja poput gorkih pjega. Plodovi uzgojeni pod kontroliranim svjetlosnim uvjetima imaju uravnoteženiji omjer šećera i kiselina te bolju teksturu, što poboljšava njihovu ukupnu kvalitetu. Također, manja izloženost izravnom sunčevom svjetlu može smanjiti degradaciju klorofila, čime se dodatno produljuje vizualna atraktivnost ploda tijekom skladištenja.

Tablica 3. Agrotehnički parametri agrosolarnog sustava u nasadu jabuke „Granny Smith“

Grožđe „Graševina“

Bijele sorte grožđa, poput Graševine, imaju specifične zahtjeve u pogledu svjetlosti i temperature koji se razlikuju od onih kod crnih sorti. Dok crne sorte trebaju više izravnog sunčevog svjetla za razvoj antocijana, bijele sorte manje ovise o intenzivnom UV zračenju i često preferiraju difuzno svjetlo. Upravo zbog toga, agrosolarni sustavi su pogodniji za bijele sorte, jer smanjuju rizik od ožegotina i prekomjernog stresa, dok istovremeno ne utječu negativno na ključne kemijske parametre mošta i vina.

Djelomično zasjenjenje bijelih sorti grožđa može imati niz korisnih učinaka na mikroklimu vinograda. Primjena agrosolarnih sustava smanjuje ekstremne temperature unutar krošnje, što pridonosi ravnomjernijem dozrijevanju grožđa. Smanjenje izravnog sunčevog zračenja za 20-50% može poboljšati očuvanje kiselina u bobicama i smanjiti previsoke šećere, čime se održava svježina i balans u kasnijoj fermentaciji. Nadalje, zasjenjenje može odgoditi dozrijevanje za nekoliko dana, što je prijeko potrebno u posljednjim sezonama.

S kvantitativnog aspekta, zasjenjenje može rezultirati stabilnijim prinosom i manjim gubicima zbog sušenja bobica. Studije pokazuju da kontrolirano smanjenje izravnog svjetla smanjuje broj osušenih bobica i povećava ukupan prinos za 10-30%, osobito u sušnim sezonama. U uvjetima snažne insolacije, pregrijavanje grožđa može dovesti do dehidracije i smanjenja mase bobica, što se zasjenjenjem može značajno ublažiti.

S kvalitativnog aspekta, zasjenjenje poboljšava kemijski sastav mošta. Bijele sorte grožđa, posebno one namijenjene proizvodnji pjenušavih vina, zahtijevaju višu kiselost i niži sadržaj šećera za optimalnu fermentaciju i dugovječnost vina. Zasjenjenje može smanjiti akumulaciju šećera za 1 – 2 °Brix te povećati ukupnu kiselost mošta, čime se poboljšava profil svježine i aromatske kompleksnosti vina. Također, smanjuje razgradnju norisoprenoida, ključnih aromatskih spojeva u bijelim vinima.

Tablica 3. Agrotehnički parametri agrosolarnog sustava u nasadu vinove loze „Graševina“

Agrotehnička rješenja u projektu ASE Zemunik

Radi se o primjeni agrosolara na nasadama višnje maraske i zlatnog kivija. U konceptualnom dizajnu agrosolara koristio bi se tracking sustav, uobičajen kod solarnih elektrana, a koji omogućava praćenje sunca kroz dan kako bi se maksimalno iskoristila proizvodnja energije. No, ono što je kod agrosolara najvažnije jest da se takav sustav može prilagoditi potrebi nasada te panele okretati na način da ostavljaju prostor neometanom dolasku sunčeve svjetlosti na fiziološki aktivnu površinu čime se omogućava neometan rast i razvoj biljnog sklopa.

S druge strane tracking sustav omogućava da se okretanjem panela zaštiti nasad u razdobljima kad je prisutna pretjerana sunčeva radijacija i time spriječi oštećenje biljke. Zbog takvih korisnih interakcija koje omogućava primjena agrosolara ciljano se može dostići određena razina prinosa i kvaliteta plodova. Trenutni prinos kod višnje maraske je 8,5 t/ ha, a planirani prinos je 12 t/ha. Trenutni prinos zlatnog kivija je 15 t/ha dok je planirani prinos 25 t/ha. Također se planira raditi na povećanju kvalitete ploda kako bi udio plodova vrhunske kvalitete bio iznad 30 posto te veći udio I i II klase.

Optimalno upravljanje svjetlosnim uvjetima primjenom agrosolarnih sustava pokazuje značajan potencijal u povećanju produktivnosti i kvalitete različitih kultura. Treba imati na umu da modeli i analize omogućuju okvirne preporuke o stupnju zasjenjenja za pojedine sorte, dok stvarna učinkovitost ovih sustava ovisi o nizu faktora – od specifičnih agroekoloških uvjeta do sezonskih varijacija u temperaturi, vlažnosti i sunčevoj insolaciji. Važno je uzeti u obzir da svaki nasad nosi svoje posebnosti i da je za uspješnu implementaciju agrosolarnog sustava nužno detaljno razmotriti lokalne uvjete, prilagoditi projektiranje zasjenjenja i kontinuirano pratiti njegov utjecaj na rast i razvoj biljaka.

Vrijednosti prikazane u analizama temelje se na modelskim procjenama u optimalnim uvjetima, no u praksi su moguća odstupanja, pri čemu prinos može biti različit od očekivanog, a kvalitativne karakteristike plodova podložne promjenama ovisno o specifičnostima sorte, mikroklimi i agronomskim praksama. Stoga je ključno precizno planiranje, prilagodba sustava pojedinom nasadu i dugoročno praćenje. Jedino je tako moguće postići optimalan balans između zaštite biljaka, maksimizacije fotosintetske učinkovitosti i dugoročne ekonomske isplativosti uzgoja. A kad je riječ o ekonomskom segmentu, treba napomenuti da je agrosolar, uz to što predstavlja agrotehničku mjeru u zaštiti nasada, ujedno dodatni izvor prihoda poljoprivrednicima jer primarnu agronomsku svrhu dopunjuje proizvodnjom energije.