في السنوات الأخيرة، أجرى باحثون من جامعة طوكيو في اليابان تجربة ميدانية استمرت ست سنوات باستخدام نظام طاقة شمسية كهروضوئية في مدينة تشيكوسي، شرق اليابان. ركزت الدراسة على زراعة الأرز في الأراضي المنخفضة، مع تركيب ألواح شمسية تحت المحاصيل للاستفادة من الطاقة الشمسية. أُجريت التجربة بين عامي 2018 و2023، وتُزرع حقول الأرز منذ أكثر من 50 عامًا. هدف الباحثون إلى فهم كيفية تأثير الإشعاع الشمسي على إنتاجية المحاصيل والمناخات المحلية في المناخات المعتدلة.
غطت مساحة الحقل التجريبي، الواقع في تشيكوسي(Chikusei)، 1416 مترًا مربعًا، 27% منها عبارة عن ألواح كهروضوئية أحادية البلورة. وولدت هذه الألواح قدرة إجمالية قدرها 57.96 كيلوواط، مع ارتفاع 3.3 متر عن سطح الأرض، متجهةً نحو الجنوب بزاوية محددة لتحسين الإشعاع الشمسي. قام الباحثون بضبط زاوية الميل يدويًا كل شهر لضمان الاستفادة المثلى من الطاقة. كانت التربة طينية طميية بدرجة حموضة 6.1، وحُفظ مستوى الماء بين 5 و10 سنتيمترات خلال موسم النمو، باستثناء فترات تصريف محددة.
قارنت الدراسة الحقل التجريبي بمنطقة مرجعية حيث زُرع أرز الأراضي المنخفضة بدون ألواح شمسية. وشملت المعايير الرئيسية التي تم قياسها الظروف الجوية، وإنتاج الكهرباء، وجودة الحبوب، والكتلة الحيوية، وإنتاجية الأرز. كشفت النتائج أن الحقل التجريبي شهد انخفاضًا طفيفًا في درجات حرارة الهواء القصوى مقارنةً بالمنطقة المرجعية، بينما ظلت درجات حرارة الهواء الدنيا ثابتة. في المتوسط، بلغ إنتاج الأرز في الحقل التجريبي 6.5 طن للهكتار، وهو أقل بنسبة 23% من 8.5 طن للهكتار في المنطقة المرجعية. ومع ذلك، لم يكن هذا الانخفاض ثابتًا على مدار جميع السنوات، وخاصةً في السنوات التي شهدت هطول أمطار غزيرة، حيث انخفضت الغلة بشكل كبير.
