Ffynhonnell: wcroc.cfans.umn.edu
Mae'r diwydiant amaethyddol yn defnyddio llawer iawn o danwydd ffosil wrth gynhyrchu bwyd, porthiant, ffibr ac ynni. O'r trydan sy'n oeri llaeth, i'r tanwydd sy'n cael ei losgi mewn combins a thractorau mewn meysydd grawn, i'r tryciau sy'n dod â nwyddau i'r farchnad, ac i'r gwrtaith nitrogen sy'n maethu planhigion; mae'r diwydiant amaethyddol yn gaeth i gyflenwadau mawr a chyson o ystod eang o ynni ffosil. Mae dibyniaeth a syched amaethyddiaeth am danwydd ffosil yn peri risgiau economaidd, amgylcheddol a chymdeithasol sylweddol i'r genedl a'r byd. Mae Agrivoltaics yn un ffordd y gallai cynhyrchwyr ddod yn llai dibynnol ar danwydd ffosil, costau cynhyrchu is, cynyddu effeithlonrwydd tir, gwella porthiant a chnydau i’w defnyddio gan wartheg godro, a chynyddu cynhyrchiant llaeth ac iechyd gwartheg godro. Gallai defnyddio system ffotofoltäig wedi'i osod ar y ddaear mewn lleoliad llaeth roi cysgod i wartheg godro yn ystod gwres eithafol a rhoi incwm arall i ffermwyr.
Trwy fuddsoddiadau yn y gorffennol a phrofiad sefydliadol mewn ymchwil ynni adnewyddadwy a chynhyrchu llaeth, mae gan Ganolfan Ymchwil ac Allgymorth Ganolog Gorllewin Prifysgol Minnesota (WCROC) gyfle unigryw yn fyd-eang i arwain chwyldro gwyrdd newydd - chwyldro sy'n gwyrddu ynni a ddefnyddir ar hyn o bryd yn y diwydiant amaethyddol. . Mae cwmni llaeth Morris yn godro 275 o wartheg ddwywaith y dydd ac mae'n cynrychioli fferm laeth maint canolig yn Minnesota. Mae'r buchod wedi'u rhannu bron yn gyfartal rhwng buches bori gonfensiynol a buches bori organig ardystiedig.
Nid oes unrhyw ymchwil sydd wedi ymchwilio i'r defnydd o system solar ar y ddaear i roi cysgod i wartheg godro ac i bennu'r effeithiau ar wartheg godro. Felly, roedd ein tîm eisiau ymchwilio i effeithiau cysgod o baneli solar ffotofoltäig ar gynhyrchiant, iechyd ac ymddygiad buchod godro wedi'u pori. Yn ystod haf 2018, gosodwyd system solar 30 cilowat ar y ddaear mewn porfa yn y WCROC. Cafodd y paneli eu gosod 35˚ i'r de ac 8 i 10 troedfedd o'r ddaear fel na allai buchod gyrraedd y paneli. Y paneli solar oedd paneli Heliene (Modiwlau Ffotofoltäig Heliene, Marie, Ontario a Minneapolis, MN) gan ddefnyddio gwrthdroyddion ac optimeiddio Solar Edge (Solar Edge, Fremont, CA) ac fe'u gosodwyd gan Zenergy (Zenergy, Sebeka, MN). Ychydig iawn o gynnydd oedd yn y gost ar gyfer gosod y paneli uwchben y buchod a chyfanswm y gost oedd tua $90,000.
Cynhaliwyd yr astudiaeth buchod godro wedi'i phori rhwng Mehefin 2019 a Medi 2019. Neilltuwyd pedwar ar hugain o fuchod croesfrid i un o ddwy driniaeth: cysgod rhag ffotofoltäig solar neu ddim cysgod. Nid oedd gan y buchod heb gysgod fynediad i unrhyw gysgod ar dir pori. Roedd gan bob buwch synhwyrydd tag clust CowManager i gofnodi ymddygiad cnoi cil, bwyta, anweithgar, a gweithredol ar gyfer pob buwch. Hefyd, gosodwyd bolws SmaXtec yn reticwlwm y fuwch a chofnodi tymheredd y corff mewnol, yn ogystal â gweithgaredd a pyliau yfed buchod. Roedd tymereddau uchel amgylchynol yn ystod y dydd yn ystod yr astudiaeth yn amrywio o 81 i 93 ℉.
Roedd y buchod cysgodol a dim cysgod yn debyg ar gyfer mesuriadau ymddygiadol a niferoedd pryfed ar fuchod. Roedd gan y buchod cysgodol lai o weithgarwch uchel yn gyffredinol nag oedd gan wartheg dim cysgod, oherwydd eu bod yn sefyll o dan y paneli solar yn ystod oriau poeth y dydd. Roedd pyliau yfed dyddiol yn debyg i wartheg. Roedd cyfraddau resbiradaeth ar gyfer buchod cysgodol a buchod heb gysgod yn debyg yn ystod oriau’r bore, ond yn ystod y prynhawn, roedd cyfraddau resbiradaeth buchod cysgodol yn is (66 anadl/munud) na buchod dim cysgod (78 anadl/munud). Yn syndod, nid oedd cynhyrchu llaeth, braster a phrotein yn wahanol i wartheg p'un a oedd ganddynt gysgod neu ddim cysgod. O bosibl, ni welwyd unrhyw wahaniaeth o ran cynhyrchiant oherwydd dim ond am 28 diwrnod o'r 175 diwrnod y bu'r buchod yn pori yn ystod yr haf y bu'r buchod dan y cysgod. Mae’n bosibl y byddai effeithiau hirdymor cynhyrchu llaeth wedi’u gweld pe bai buchod wedi bod dan y cysgod am yr haf cyfan.
Mae canlyniadau tymheredd y corff fesul awr yn dangos nad oedd gan unrhyw fuchod cysgod tymheredd corff mewnol uwch (+1℉) na buchod cysgodol rhwng 1pm a 12 hanner nos. Rhwng amseroedd godro (10am i 8pm), roedd tymheredd mewnol y buchod cysgodol yn is na dim buchod cysgodol. Roedd gan bob buwch dymheredd corff tebyg yn ystod oriau'r nos.
Yn seiliedig ar ganlyniadau'r astudiaeth hon, mae'n bosibl bod buchod wedi aberthu amser pori i sefyll i amddiffyn y cysgod. Bydd ymchwil yn y dyfodol gyda’n panel solar yn ymchwilio i berfformiad atgenhedlol y buchod, ac effeithiau hirdymor ar gynhyrchu llaeth, braster a phrotein, pwysau’r corff, cyflwr y corff, ac iechyd a lles anifeiliaid. Mae ein hastudiaeth yn dangos y gall agrifoltaig fod yn ddull derbyniol o leihau gwres i fuchod godro wedi’u pori, yn ogystal â chynhyrchu ynni trydanol i ffermwyr, gan leihau ôl troed carbon y gweithrediad llaeth. Yn y dyfodol, byddwn yn archwilio systemau olrhain ar gyfer solar mewn ffermydd da byw, gan ddefnyddio paneli solar fel atalfeydd gwynt i wartheg, ac yn gwerthuso cnydau a phorthiant a fydd yn tyfu orau o dan systemau solar. Bydd effeithiau economaidd y system amaethfoltaig a chynhyrchiant tir o ffermydd solar yn ysgogi mabwysiadu systemau ffotofoltäig solar ar y fferm.