Studio pluriennale sul mais sotto un sistema agrivoltaico tracking elevato e modellazione semplificata della resa

Coltivare cibo e raccogliere luce solare insieme

La terra agricola è sottoposta a una doppia esigenza: deve nutrire una popolazione in crescita e allo stesso tempo ospitare i pannelli solari che alimentano le nostre case, auto e industrie. Questo studio esplora se una delle colture più importanti al mondo — il mais — può crescere bene sotto pannelli solari elevati, permettendo agli agricoltori di ricavare reddito sia dal raccolto sia dall’elettricità nello stesso campo.

Perché agricoltura e solare competono per lo spazio

Con l’aumento della popolazione globale e il riscaldamento climatico, gli agricoltori sono sottoposti a pressioni da ondate di calore più frequenti, stagioni mutate e precipitazioni incerte. Allo stesso tempo, le società corrono ad installare più energia pulita, in particolare solare, per ridurre le emissioni di gas serra. Terreni pianeggianti e aperti sono spesso il luogo più pratico per grandi impianti solari, ma coprire interamente i campi con pannelli ridurrebbe l’area disponibile per le colture. I sistemi agrivoltaici offrono un compromesso: pannelli solari rialzati abbastanza da permettere alle colture o al bestiame di prosperare sotto, condividendo lo stesso terreno per due scopi.

Testare il mais sotto ombra mobile

I ricercatori hanno condotto un esperimento pluriennale in una stazione sperimentale dell’Indiana, nel cuore della “corn belt” degli Stati Uniti. Hanno installato pannelli solari alti, a inseguimento su un unico asse, su parti di un campo di mais. Alcune aree si trovavano direttamente sotto file continue di pannelli, altre sotto un motivo a scacchiera che lasciava passare più luce, e il resto del campo è stato utilizzato come controllo non ombreggiato. I pannelli hanno creato durante il giorno un mosaico variabile di luce e ombra, che cambiava con il movimento del sole e con la crescita delle piante. Nel corso di quattro stagioni di crescita, il team ha registrato con cura lo sviluppo delle piante, l’altezza, la resa del granoturco e dati dettagliati su clima e umidità del suolo.

Come l’ombra ha modificato crescita e resa

Il mais sotto i pannelli è maturato leggermente più tardi rispetto al mais non ombreggiato, in genere di uno o tre giorni. Le piante nelle zone ombreggiate erano un po’ più basse — di alcuni centimetri in media — ma comunque in buona salute. Ciò che conta per gli agricoltori è che il grano raccolto sotto un’ombreggiatura del 20–25% era solo moderatamente inferiore rispetto alle parcelle completamente soleggiate. Nei quattro anni, la riduzione media della resa nell’area più ombreggiata è stata solo del 7,7%. In alcune stagioni la differenza è stata maggiore, in altre molto piccola, riflettendo le oscillazioni meteorologiche naturali di anno in anno. Interessante notare che, in diversi anni, le zone con ombra più consistente hanno prodotto rese leggermente migliori rispetto alle zone meno ombreggiate, suggerendo che un piccolo effetto di raffreddamento e di conservazione dell’umidità dovuto all’ombra può in parte compensare la perdita di luce.

Collegare luce, acqua e raccolto in modo semplice

Per aiutare progettisti e pianificatori, il team voleva più delle semplici misure: mirava a costruire una regola empirica semplice che collegasse le condizioni meteorologiche alla resa attesa del mais in sistemi agrivoltaici. Invece di usare modelli colturali molto complessi che richiedono molti input, hanno combinato solo due influenze chiave — la luce che raggiunge il campo e l’umidità del suolo — in un unico variabile “congiunta”. Usando misure sul campo e simulazioni al computer di come le ombre si spostavano sulla chioma del mais, hanno calcolato, per molte posizioni nel campo, quanta “risorsa” combinata luce-e-acqua le piante hanno sperimentato durante la stagione. Questo indicatore combinato ha mostrato una correlazione moderata con le rese effettive del granoturco e ha potuto spiegare una quota sostanziale della variazione tra punti e anni, pur ignorando molti dettagli biologici più fini.

Ottenere di più da ogni acro di terreno agricolo

Confrontando la lieve riduzione della resa di mais con il guadagno significativo in elettricità dai pannelli, lo studio ha stimato un fattore di efficienza dell’uso del suolo, chiamato rapporto di equivalenza della terra, di circa 1,37 in media. In termini semplici, lo stesso pezzo di terra ha prodotto l’equivalente di un 37% in più di “output” combinato rispetto all’uso esclusivo per mais o per solare. Questo risultato suggerisce che, con un progetto attento — altezza adeguata dei pannelli, spaziatura che permetta l’accesso delle macchine agricole e attenzione al clima locale — il mais può essere una coltura praticabile per i sistemi agrivoltaici. Sebbene il modello debba essere testato in altre regioni e in condizioni di irrigazione o con colture diverse, il messaggio centrale è chiaro: non dobbiamo sempre scegliere tra cibo ed energia pulita. Con impianti solari elevati, gli agricoltori potrebbero ottenere raccolti di mais robusti e generare energia rinnovabile significativa dagli stessi campi.

Citazione: Sanchez, G., Agrawal, R., Brouder, S. et al. Multi-year study of maize under elevated tracking agrivoltaic system and simplified yield modeling. npj Sustain. Agric. 4, 25 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00141-0

Parole chiave: agrivoltaico, mais, energia solare, uso del suolo, resa delle colture