Agri-PV und Agroforst: Ackerpflanzen kommen besser als gedacht mit Beschattung klar

Weizenfeld mit teilweiser Überdachung durch Solarmodule — Auch typische Sonnenpflanzen können ihre Photosynthese unter Teilbeschattung in Agroforst- und Agri-PV-Systemen anpassen. (Foto: Universität Hohenheim / Markus Pflugfelder)

Eine Feldstudie der Universität Hohenheim zeigt, dass Gerste, Bohnen, Kartoffeln, Kohl und Mais ihre Photosynthese in Agroforst- und Agri-Photovoltaik-Systemen anpassen und die Beschattung besser vertragen als gedacht.

20.08.2026 – Typische Sonnenkulturen sind anpassungsfähiger als bislang angenommen: Eine Feldstudie der Universität Hohenheim in Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich zeigt, dass sich Gerste, Ackerbohnen, Kartoffeln, Kohl und Mais unter den Beschattungsbedingungen von Agroforst- und Agri-Photovoltaik-Systemen physiologisch an Beschattung anpassen können. Ihr Lichtbedarf sinkt unter der typischen Teilbeschattung deutlich. Damit können die Pflanzen bei geringerer Lichtverfügbarkeit Kohlendioxid besser zur Photosynthese nutzen. Für die Forschenden ist diese Anpassungsfähigkeit, die schon in konventionellen Sorten vorhanden ist, ein vielversprechender Ausgangspunkt für die gezielte Auswahl und Züchtung von Agri-PV- und Agroforst-Nutzpflanzen.

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Agroforst-Systeme und Agri-PV haben stecken zwar noch in den Kinderschuhen, doch immer mehr Landwirte interessieren sich für die parallele Bewirtschaftung – einerseits mit schattenwerfenden Gehölzen oder Solarmodulen, die über der Ackerfrucht installiert sind oder senkrecht in breiten Reihenabständen auf dem Feld stehen. Eine offene Frage war deshalb bislang, wie gut klassische Ackerpflanzen mit den veränderten Lichtbedingungen zurechtkommen.

Untersucht wurde in den Jahren 2023 und 2024 an fünf Standorten in Deutschland die Photosynthese-Leistung von fünf häufig angebauten Sorten. Als Vergleich dienten jeweils voll besonnte Referenzflächen. Mithilfe eines mobilen Photosynthese-Messsystems erfassten die Forschenden unter realen Feldbedingungen zentrale physiologische Kennwerte direkt an den Blättern.

Weniger Lichtbedarf und geringere Atmung

Das wichtigste Ergebnis: Unter den Beschattungsbedingungen sanken bei allen untersuchten Kulturen sowohl die Dunkelatmung als auch der Lichtkompensationspunkt. „Vereinfacht ausgedrückt heißt das, dass die Pflanzen weniger CO₂ durch Atmung verloren und gleichzeitig weniger Licht benötigten, um Kohlenstoff zu fixieren, den sie benötigen, um zu wachsen und Früchte zu bilden“, erklärt Doktorandin Jennifer Moore „Das zeigt eine klare physiologische Anpassung an Teilbeschattung.“ Besonders bemerkenswert: Der Effekt trat bei allen untersuchten Kulturen auf, obwohl diese typischerweise nicht unter Beschattung wachsen. Auch traten die Anpassungen unabhängig von Standort, Boden Bewirtschaftungsform und Schattensituation auf. „Ackerpflanzen stoßen unter moderater Beschattung also nicht zwangsläufig an ihre Grenzen, sondern können ihre Stoffwechselaktivität anpassen“, kommentiert Fachgebietsleiter Andreas Schweiger.

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Unterschiede zwischen Agroforst und Agri-PV

Besonders relevant sind diese Erkenntnisse, weil die untersuchten Schattenbedingungen nicht künstlich erzeugt wurden, sondern aus realen Agroforst- und Agri-PV-Systemen stammten. Dennoch zeigten sich Unterschiede zwischen den beiden Anbausystemen.

Unter Photovoltaikmodulen blieb die Photosynthese-Leistung meist vergleichsweise stabil. In Agroforstsystemen schwankten die Werte stärker – vermutlich, weil Baumkronen ein unregelmäßigeres Schattenmuster erzeugen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Schatten nicht gleich Schatten ist“, erklärt Jennifer Moore. „Kulturpflanzen können sich an eine moderate Teilbeschattung gut anpassen. Bereiche mit dauerhaft starker Beschattung sollten jedoch möglichst vermieden werden.“

Auch zwischen den Kulturarten beobachteten die Forschenden Unterschiede: Während die meisten Kulturen insgesamt gut auf die Teilbeschattung reagierten, erwies sich Mais als sogenannte C4-Pflanze tendenziell als empfindlicher gegenüber reduzierter Lichtverfügbarkeit. „Der C4-Stoffwechsel ist eine Anpassung an heiße und trockene Bedingungen. Bei schwächerem Licht können C4-Pflanzen ihre Photosynthese-Kapazität nicht ausreizen“, erklärt Jennifer Moore.

Physiologische Kennwerte wie Dunkelatmung oder Lichtkompensationspunkt könnten künftig genutzt werden, um schattentolerantere Sorten zu identifizieren und für Anbausysteme mit teilweiser Beschattung auszuwählen.

Das Forschungsteam betont, dass die beobachteten physiologischen Anpassungen nicht automatisch höhere Erträge bedeuten. Die Ertragsdaten unterschieden sich je nach Standort und Kulturart und zeigten kein einheitliches Bild. Die Studie liefert daher vor allem grundlegende Erkenntnisse über die Mechanismen, mit denen Kulturpflanzen auf natürliche Beschattung reagieren. pf