Μπορεί να αλλάξει ο τρόπος που λιπαίνουμε τις καλλιέργειες;
Στη συμβατική λίπανση των καλλιεργειών, η λίπανση εφαρμόζεται ομοιόμορφα στον αγρό, με τη ποσότητα του λιπάσματος να καθορίζεται συνήθως με βάση την απόδοση των τμημάτων με τη μικρότερη απόδοση. Τα γόνιμα τμήματα του αγρού συχνά δέχονται μεγαλύτερες από τις απαιτούμενες ποσότητες λιπάσματος, ενώ κάθε αγρός δέχεται για την ίδια καλλιέργεια τις ίδιες ποσότητες λιπάσματος κάθε χρονιά, ανεξαρτήτως των καιρικών συνθηκών και του χρόνου εφαρμογής του. Όλα τα παραπάνω συμβάλλουν στη μειωμένη αξιοποίηση του εφαρμοζόμενου λιπάσματος από τις καλλιέργειες, που μπορεί να φτάσει ακόμη και στο 30%, με πολύ σημαντικές οικονομικές και περιβαλλοντικές συνέπειες.
Τα τελευταία χρόνια, το Ινστιτούτο Βιομηχανικών και Κτηνοτροφικών φυτών, σε συνεργασία με το Μουσείο Γουλανδρή Φυσικής Ιστορίας και τον ερευνητή Δρ Σταμάτη Σταματιάδη, μελετά μέσω πολλαπλών πειραμάτων αγρού σε πραγματικές συνθήκες τη μεταβλητή παροχή αζώτου στους αγρούς, προκειμένου να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της αζωτούχου λίπανσης. Σε συνεργασία με τον Dr James Schepers, καθηγητή του Πανεπιστημίου της Νεμπράσκα στις ΗΠΑ, χρησιμοποιήθηκαν οι ενεργοί πολυφασματικοί αισθητήρες φυλλώματος, προκειμένου να αναγνωριστούν οι διαφορετικές ανάγκες των φυτών σε άζωτο και να εφαρμοστούν οι κατάλληλες δόσεις λιπάσματος ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες των φυτών που διαφέρουν τόσο χωρικά στα όρια του ίδιου αγρού, αλλά και χρονικά από έτος σε έτος.
Οι ενεργοί πολυφασματικοί αισθητήρες φυλλώματος παράγουν ρυθμιζόμενη ακτινοβολία στην περιοχή του ορατού (VIS, 400-700-nm) και του υπέρυθρου (NIR, 700-1.000-nm) ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Παράγουν δική τους ακτινοβολία, με τέτοιον τρόπο ώστε να διαχωρίζεται πλήρως από τον φυσικό φωτισμό, δίνοντας τη δυνατότητα χρήσης τους οποιαδήποτε χρονική στιγμή μέσα στη μέρα (ακόμη και κατά τη διάρκεια της νύχτας) και σε οποιεσδήποτε συνθήκες φωτισμού (συννεφιά, ομίχλη κ.λπ.).
Ένα μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπουν οι αισθητήρες απορροφάται από το φύλλωμα της καλλιέργειας και το υπόλοιπο ανακλάται. Η ακτινοβολία που ανακλάται από το φύλλωμα της καλλιέργειας μπορεί να μετρηθεί και να ποσοτικοποιηθεί σε διάφορους δείκτες. Η ερευνητική ομάδα του Dr Schepers μετά από πολυετή πειράματα στις ΗΠΑ δημιούργησε το 2010 έναν αλγόριθμο που μετατρέπει τις μετρήσεις ανάκλασης του φυλλώματος αραβοσίτου των ενεργών αισθητήρων σε δόσεις αζωτούχου λίπανσης σε σχέση με εδαφολογικά και άλλα δεδομένα. Η ποσότητα αζώτου που υπολογίζεται από τους αλγόριθμους για ένα συγκεκριμένο σημείο του αγρού εξαρτάται εκτός των δεικτών ανάκλασης του φυλλώματος, όπως για παράδειγμα ο δείκτης χλωροφύλλης NDVI, και από το στάδιο ανάπτυξης της καλλιέργειας τη δεδομένη χρονική στιγμή, τη συνολική ποσότητα αζώτου που απαιτείται από την καλλιέργεια και την ποσότητα αζώτου που έχει ήδη εφαρμοστεί.
Με αυτόν τον τρόπο, η πληροφορία για την εκτίμηση των απαιτήσεων σε άζωτο δεν βασίζεται σε εδαφολογικές αναλύσεις ή αναλύσεις φυτικών ιστών, αλλά στην αντίδραση του ίδιου του φυτού στην προσπίπτουσα ακτινοβολία που συμπεριλαμβάνει τις όποιες διαφοροποιήσεις τόσο χωρικά στα όρια ενός αγρού όσο και χρονικά από χρονιά σε χρονιά. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της μεθόδου είναι ότι η συμπεριφορά του φυτού στην απορρόφηση/ανάκλαση της ακτινοβολίας που δέχεται από τους αισθητήρες ενσωματώνει όλους τους εδαφικούς και κλιματολογικούς παράγοντες που επηρεάζουν την τελική του απόδοση.
Αρχικά, την περίοδο 2010-2012, χρησιμοποιήθηκε η νέα μέθοδος επιφανειακής λίπανσης αζώτου στην καλλιέργεια βάμβακος στο έργο «HydroSense», που συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή μέσω του προγράμματος για το περιβάλλον LIFE+. Στο HydroSense, πριν από τη σπορά, δημιουργήθηκαν στους αγρούς Διαχειριστικές Ζώνες (ΔΖ), χρησιμοποιώντας τους πολυφασματικούς αισθητήρες που χαρτογραφούν την ανάκλαση του εγγύς υπέρυθρου φάσματος του γυμνού εδάφους. Η επιφανειακή αζωτούχος λίπανση εφαρμόστηκε σε κάθε ΔΖ διαφοροποιημένα, χρησιμοποιώντας για την εκτίμηση της βέλτιστης δόσης, τον αλγόριθμο που δημιουργήθηκε από την ερευνητική ομάδα του Dr Schepers. Η μείωση του αζώτου που επιτεύχθηκε ήταν κατά μέσο όρο 35% χωρίς να μειωθούν οι τελικές αποδόσεις στους έξι πιλοτικούς αγρούς του έργου, ενώ η αποτελεσματικότητα της αζωτούχου λίπανσης σε σύγκριση με τη συμβατική αυξήθηκε από 65% έως και 98%.
Το χαμηλό κόστος κατασκευής του συστήματος ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ το καθιστά ιδανικό για μικρομεσαίες κλίμακες εφαρμογής, όπως αυτές της Ελλάδας
Εξελίσσοντας την προηγούμενη διαχείριση, στο ευρωπαϊκό έργο HORIZON 2020 «FATIMA», σε καλλιέργειες χειμερινού σίτου, βάμβακος και αραβοσίτου ο ίδιος αλγόριθμος χρησιμοποιήθηκε σε ένα πρωτότυπο και αυτοματοποιημένο σύστημα μεταβλητής παροχής αζώτου, που εφαρμόζει τις κατάλληλες ποσότητες κοκκώδους λιπάσματος σε πραγματικό χρόνο. Η λίπανση δηλαδή της καλλιέργειας πραγματοποιείται την ίδια στιγμή που οι αισθητήρες «σκανάρουν» τα φυτά. Η αποτελεσματικότητα της επιφανειακής αζωτούχου λίπανσης σε σύγκριση με τη συμβατική, όπως αξιολογήθηκε σε πειράματα αγρού υπό πραγματικές συνθήκες καλλιέργειας, αυξήθηκε από 25% έως 31% και στις τρεις καλλιέργειες, ενώ οι μειώσεις των αζωτούχων λιπασμάτων κυμάνθηκαν κατά μέσο όρο σε 38%, 31% και 35% για το βαμβάκι, τον αραβόσιτο και το σιτάρι αντίστοιχα, χωρίς να μειωθούν οι αποδόσεις.
Καινοτόμο σύστημα επιφανειακής λίπανσης
Τα τελευταία δύο χρόνια, στο πλαίσιο του έργου «Σημειακή λίπανση στο καλαμπόκι με τεχνολογία μεταβλητή παροχής αζώτου σε υψηλή χωρική διακριτική ικανότητα –
ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ» αξιοποιείται η εμπειρία του έργου FATIMA σε ένα νέο, πρωτότυπο σύστημα μεταβλητής παροχής υγρού αζώτου για την επιφανειακή λίπανση του αραβόσιτου. Χρησιμοποιώντας τη δεξαμενή του ψεκαστικού μηχανήματος του παραγωγού για την αποθήκευση του υγρού αζώτου, το πρωτότυπο σύστημα εφαρμόζει διαφοροποιημένες δόσεις αζώτου σε υψηλή διακριτική ικανότητα 1m, σε πραγματικό χρόνο, την ίδια στιγμή που οι αισθητήρες «σκανάρουν» την καλλιέργεια. Το χαμηλό κόστος κατασκευής του συστήματος το καθιστά ιδανικό για μικρομεσαίες κλίμακες εφαρμογής, όπως αυτές της Ελλάδας. Το ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ εισάγει μια διεθνώς καινοτόμο τεχνολογία, η οποία επιτρέπει στους παραγωγούς να απομακρυνθούν βολικά και οικονομικά από την ενιαία λίπανση σε μεθόδους που αξιοποιούν καλύτερα τη γονιμότητα του εδάφους και παρέχουν ισορροπία θρεπτικών σημειακά εντός του αγρού.
Τα αποτελέσματα της πρώτης χρονιάς εφαρμογής της διαφοροποιημένης λίπανσης αναφέρουν μείωση του αζώτου κατά μέσο όρο 30% σε σύγκριση με τη συμβατική ενιαία λίπανση στους τρεις πιλοτικούς αγρούς, με μια μέση μείωση του κόστους λίπανσης του αζώτου κατά 9 ευρώ/στρ. Η μεταβλητή παροχή αζώτου στο ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ κατάφερε να προσεγγίσει την οικονομικά βέλτιστη δόση αζώτου στους αγρούς, με σημαντικά οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.
Στο έργο ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ συμμετέχουν το Μουσείο Γουλανδρή Φυσικής Ιστορίας, το Ινστιτούτο Βιομηχανικών και Κτηνοτροφικών Φυτών του ΕΛΓΟ «Δήμητρα», ο Συνεταιρισμός Αγροτών Θεσσαλίας «ΘΕΣγη», οι εταιρείες GAIA ΕΠΙΧΕΙΡΕΙΝ ΑΕ και Κασβίκης Φ. Παντρευτάκης Χ. και Σία ΟΕ – Pro Depot. Περισσότερες πληροφορίες για το έργο ΚΑΛ.ΛΙ.Σ.ΤΗ: https://kallisti-og.gr/
Το Έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Μέτρου 16 Συνεργασία, ΥΠΟΜΕΤΡΟ 16.1 – 16.5 «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΕΡΓΑ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΡΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ» ΔΡΑΣΗ 2: «Υλοποίηση του επιχειρησιακού σχεδίου (project) των συνεργασιών με σκοπό την προώθηση δράσεων οι οποίες επιδεικνύουν σεβασμό για την προστασία του περιβάλλοντος και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή»
