ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΑΡΔΕΥΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΒΑΜΒΑΚΟΣ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ

Transcript

1 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΑΡΔΕΥΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΒΑΜΒΑΚΟΣ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ Α ΚΥΚΛΟΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ 7 11 ΦΕΒ ΛΕΥΤΕΡΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΥ ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΑΜΑΡΑΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΕΔΑΦΩΝ ΛΑΡΙΣΑΣ

2 ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΓΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΑ ΕΛΛΕΙΨΗΣ ΝΕΡΟΥ Το πρόγραμμα HydroSense αποσκοπεί στο να: 1. Βελτιώσει την αποτελεσματικότητα χρήσης του νερού και των χημικών στην γεωργικές καλλιέργειες. 2. Εφαρμόσει τις αρχές της γεωργίας ακριβείας στην άρδευση του βαμβακιού. 3. Να χρησιμοποιήσει τις νέες τεχνολογίες, όπως η τηλεπισκόπηση και οι αισθητήρες εδάφους και φυτών. 4. Να αξιολογήσει τα αποτελέσματα της μεταβλητής παροχής νερού, λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων και ενέργειας. 5. Να επιδείξει την οικονομική βιωσιμότητα του συστήματος μειώνοντας τις εισροές και αυξάνοντας την απόδοση. 6. Να συμβάλλει στη διαμόρφωση της αγροτικής πολιτικής σε κάθε περιοχή. 7. Να δώσει κίνητρα στους παραγωγούς για την εφαρμογή της νέας τεχνολογίας στην ευρύτερη περιοχή.

3 ΒΑΣΙΚΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΠΟΥ ΧΡΗΣΟΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ HYDROSENSE Δορυφορικές εικόνες υψηλής ευκρίνειας που επιτρέπουν την ανίχνευση της παραλλακτικότητας του εδάφους σε επίπεδο αγροτεμαχίου. Αισθητήρες (πολυφασματικοί) που ανιχνεύουν την περιεκτικότητα του εδάφους σε οργανικά υλικά και την θρεπτική κατάσταση των φυτών. Αισθητήρες (υπέρυθρης ακτινοβολίας) που καταγράφουν την θερμοκρασία του φυλλώματος της καλλιέργειας. Αισθητήρες που αναγνωρίζουν την περιεκτικότητα υγρασίας του εδάφους σε διάφορα βάθη Συσκευές μέτρησης της εξάτμισης του νερού από το έδαφος και την καλλιέργεια. Αισθητήρες που καταγράφουν την απόδοση της καλλιέργειας για κάθε σημείο του αγρού

4 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ 1. Εντοπισμός αγρών με διαφοροποίηση των εδαφικών τους ιδιοτήτων. Χρήση δορυφορικών εικόνων. 2. Διαχωρισμός κάθε πειραματικού αγρού σε διαφορετικές ζώνες διαχείρισης ανάλογα κυρίως της περιεκτικότητα σε οργανική ουσίας του εδάφους. Χρήση πολυφασματικών αισθητήρων. 3. Εγκατάσταση αισθητήρων για την παρακολούθηση των αναγκών της καλλιέργειας σε νερό. 4. Εγκατάσταση συστήματος άρδευσης για την δυνατότητα άρδευσης της κάθε ζώνης διαχείρισης χωριστά. 5. Ολοκληρωμένη παρακολούθηση της καλλιέργειας και εφαρμογή διαφοροποιημένης άρδευσης ανάλογα με τις τιμές των αισθητήρων 6. Δημιουργία χάρτη απόδοσης για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του πειραματισμού

5 ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΑΓΡΩΝ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΤΟΥΣ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ: ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ Αγροί χωρίς εµφανή διαφοροποίηση του εδάφους Αγροί µε εµφανή διαφοροποίηση του εδάφους

6 ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΗΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΑΓΡΟΥ Βασικές αιτίες της συνολικής διαφοροποίησηςστιςεδαφικέςιδιότητεςτου αγρού: Διαφοροποίηση στην εδαφική δομή και υφή (Βαρύ / ελαφρύ έδαφος) Διαφοροποίηση στην οργανική ουσία του εδάφους Διαφοροποίηση στη εδαφική υγρασία (κρατάει η όχι νερό) Διαφοροποίηση στη περιεκτικότητα του εδάφους σε θρεπτικά στοιχεία καθώς και στη διαθεσιμότητα τους Διαφοροποίηση στο ph του εδάφους

7 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΙ ΑΓΡΟΙ Επιλεχθήκαν 3 αγροί για το πείραμα: 1. Περιοχή Γυρτώνης. Παραγωγός: Μητσογιάννης Νίκος 2. Περιοχή Ομορφωχωρίου. Παραγωγός: Βαρδούλης Νίκος 3. Περιοχή Πλατυκάμπου. Παραγωγός: Σαμαράς Αντώνης Στην μια πλευρά κάθε αγρού ορίστηκε πειραματικό κομμάτι 10 στρεμάτων στο οποίο θα εφαρμοστεί η γεωργία ακριβείας. Στον υπόλοιπο αγρό εφαρμόστηκαν οι καλλιεργητικές πρακτικές που συνηθίζει ο κάθε παραγωγός

8 ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΚΑΘΕ ΑΓΡΟΥ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ: ΧΡΗΣΗ ΠΟΛΥΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ Πραγματοποιήθηκε σάρωση του γυμνού εδάφους (πριν τη σπορά) με πολυφασματικούς αισθητήρες που συνδέονται με σύστημα καταγραφής της ακριβούς θέσης κατά την καταγραφή (σύστημα διαφορικού GPS) Οι πολυφασματικοί αισθητήρες εκπέμπουν ακτινοβολία (3 φασμάτων) στο έδαφος και «μετρούν» την ανακλώμενη από το έδαφος ακτινοβολία

9 ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΠΟΛΥΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΣΤΟ ΓΥΜΝΟ ΕΔΑΦΟΣ Δημιουργήθηκε ο χάρτης απορρόφησης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας για κάθε αγρό Η ανάκλαση της ακτινοβολίας στο γυμνό έδαφος επηρεάζεται από τις ιδιότητες του εδάφους. Βασικός παράγοντας που επηρεάζει την «απορρόφηση» της προσπίπτουσας ακτινοβολίας από τους αισθητήρες είναι η οργανική ουσία του εδάφους. Δημιουργήθηκε με έμμεσο τρόπο χάρτης εκτίμησης της οργανικής ουσίας του αγρού

10 ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΚΑΘΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥ ΑΓΡΟΥ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Σε κάθε πειραματικό αγρό οριοθετηθήκαν διαφορετικές ζώνες διαχείρισης, ανάλογα με την απορρόφηση της ακτινοβολίας από τους πολυφασματικούς αισθητήρες Vardoulis: pilot area=120m x 50m =0.6 ha 2104 Σε κάθε ζώνη διαχείρισης προσδιορίστηκαν 4 σημεία δειγματοληψίας / εγκατάστασης των αισθητήρων για την παρακολούθηση της καλλιέργειας. Για κάθε ζώνη προσδιορίστηκαν 4 σημεία στο κομμάτι του αγρού που διαχειρίζεται ο παραγωγός (Μάρτυρες)

11 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΝΕΡΟ Σε κάθε αγρό εγκαταστάθηκαν 3 συστήματα παρακολούθησης: 1. Σύστημα αισθητήρων υπέρυθρης ακτινοβολίας για την καταγραφή της θερμοκρασίας του φυλλώματος της καλλιέργειας 2. Σύστημα αισθητήρων καταγραφής της υγρασίας του εδάφους 3. Σύστημα καταγραφής της εξατμισοδιαπνοής (εξάτμιση του νερού από το σύστημα φυτό /έδαφος)

12 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΦΥΛΛΩΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ «Smart Crop» Το νέο σύστηµα Smart Crop (έξυπνη καλλιέργεια) είναι το πρώτο που χρησιµοποιείται στην Ευρώπη. Αποτελείται από αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας το σταθμό βάσης που στέλνει τα δεδομένα από τον αγρό στο διαδύκτιο

13 ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Η τεχνολογία Smart Crop χρησιμοποιείτοίδιοτοφυτό ως τον βασικό αισθητήρα, προκειμένου να αναγνωρίσει εγκαίρως στρεσάρισα από την έλλειψη νερού. Οι αισθητήρες μετρούν τη θερμοκρασία στο φύλλωμα της καλλιέργειας, και στην ατμόσφαιρα. Η θερμοκρασία στο φύλλωμα της καλλιέργειας είναι μικρότερη της ατμόσφαιρας τις ημέρες του καλοκαιριού λόγω της εξάτμισης του νερού από τα φύλλα. Όταν η θερμοκρασία του φυλλώματος γίνει μεγαλύτερη της ατμόσφαιρας το πιο πιθανό είναι το φυτό να μην έχει την κατάλληλη ποσότητα νερού να εξατμίσει!

14 ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΣΤΑΘΜΟΣ ΒΑΣΗΣ Ο σταθμός βάσης συλλέγει τα δεδομένα από τους υπέρυθρους αισθητήρες και τα επεξεργάζεται μαζί με άλλα μετεωρολογικά δεδομένα που καταγράφει Ο σταθμός βάσης διαθέτει αισθητήρες για την καταγραφή: Θερμοκρασίας ατμόσφαιρας Υγρασίας ατμόσφαιρας Βροχόπτωσης Μόλις ο σταθμός συλλέξει και επεξεργαστεί τα δεδομένα, συγκρίνει τις πληροφορίες για την θερμοκρασία με την γνωστή βέλτιστη θερμοκρασία για το φυτό και σε συνδυασμό με τα δεδομένα του χρόνου αναγνωρίζει πότε το φυτό στρεσάρετε από την έλλειψη νερού, πριν αρχίσει να επηρεάζεται η απόδοση.

15 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ SMART CROP Οι υπέρυθροι αισθητήρες μεταδίδουν ασύρματα την πληροφορία στον σταθμό βάσης Ο σταθμός βάσης επικοινωνεί με δίκτυο κινητής τηλεφωνίας και «κατεβάζει» τα δεδομένα από τον αγρό σε ειδικές ιστοσελίδες στο διαδύκτιο, ενώ μπορεί να στέλνει ειδοποίηση στον παραγωγό για την ανάγκη άρδευσης με e mail ήστο κινητό του τηλέφωνο

16 ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΒΑΣΙΚΗ ΟΘΟΝΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ ΓΙΑ ΚΑΘΕ ΑΓΡΟ

17 Smart Crop ΟΘΟΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΣΤΟ SITE

18 ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Το σύστημα αποτελείται από αισθητήρες υγρασίας εδάφους και από σύστημα καταγραφής των δεδομένων (data logger) Οι αισθητήρες τοποθετούνται κατάλληλα σε διαφορετικά βάθη του εδάφους, και με την παρακολούθηση των δεδομένων τους σε τακτά διαστήματα αποκτούμε μια καλύτερη εικόνα για την πορεία μείωσης του διαθέσιμου νερού στην περιοχή του ριζοστρώματος της καλλιέργειας

19 ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗΣ (εξάτµιση του νερού από το φύλλωµα της καλλιέργειας) Η συσκευή μέτρησης της εξατμισοδιαπνοής εκτιμά πόσο νερό καταναλώνεται από την καλλιέργεια μέσω της εξάτμισης και της διαπνοής των φύλλων. Αποτελείται από ένα κεραμικό «εξατμιστή» ένα βαθμονομημένο δοχείο με νερό ένα δοχείο που μετρά την βροχόπτωση Οεξατμηστής, καλυπτόμενος από ειδική μεμβράνη για κάθε καλλιέργεια, τροποποιεί το ρυθμό εξάτμισης του νερού και τον προσομοιάζει με τον ρυθμό εξάτμισης της καλλιέργεια του βάμβακος, στις συγκεκριμένες τοπογραφικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Από την μείωση του βαθμονόμημένου σωλήνα έχουμε μια εικόνα του νερού που εξάτμισε η καλλιέργεια από την προηγούμενη μέτρηση

20 ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΝΕΡΟΥ Πραγματοποιήθηκε εγκατάσταση κατάλληλου συστήματος άρδευσης για την δυνατότητα άρδευσης κάθε ζώνης διαχείρισης χωριστά

21 ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΑΡΔΕΥΣΗ Για κάθε ζώνη διαχείρισης στους πειραματικούς αγρούς πραγματοποιείται η ανάλυση των αποτελεσμάτων από το σύνολο των αισθητήρων προκειμένου να εφαρμοστεί το νερό που χρειάζεται, όταν χρειάζεται Κάθε είδος αισθητήρα μας δίνει συγκεκριμένες πληροφορίες Πότε θα ποτίσω ; Σύστημα Smart Crop Έχω νερό στο έδαφος ; Σύστημα καταγραφής υγρασίας εδάφους Πόσο νερό θα ρίξω ; Σύστημα καταγραφής της εξατμησοδιαπνοής

22 ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΜΕ ΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣΓΕΩΡΓΙΑΣΑΚΡΙΒΕΙΑΣ Μείωση κατανάλωσης νερού άρδευσης έως και 20% Μείωση κόστους παραγωγής, με την επερχόμενη κοστολόγηση του αρδευτικού νερού Καλύτερη διαχείριση υδάτινων πόρων Αποφυγή προβλημάτων συσσώρευσης νερού (κακή στράγγιση) Μείωση της βαθειάς διήθησης του νερού (Απώλειες θρεπτικών, νιτρορύπανση ) Η νέες τεχνολογίες για την άρδευση με τις αρχές της γεωργίας ακριβείας, βρίσκονται σε πειραματικό στάδιο στην Ελλάδα. Με την πάροδο του χρόνου και την εφαρμογή τους σε περισσότερα πειραματικά σχέδια, θα γίνουν πιο προσιτές στους γεωργούς και θα βοηθήσουν στην αποδοτικότερη, οικονομικότερη και ασφαλέστερη άρδευση των καλλιεργειών.

23 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ

24 Συστήµατα καταγραφής υγρασίας εδάφους Watermark sensors/meters

25 Πολυφασµατικοί αισθητήρες / εφαρµογή στο φύλλωµα της καλλιέργειας

26 Πολυφασµατικοί αισθητήρες: Χρήση στο φύλλωµα της καλλιέργειας Χάρτης πολυφασµατικών αισθητήρων Αποτελέσµατα εργαστηριακών αναλύσεων 50 PILOT_AR= 2; DEPTH= cm 30 N03-N dry soil N = Zone A Zone B Zone G ZONE 30 PILOT_AR= 2; DEPTH= cm 20 N03-N dry soil 10 0 N = 4 Zone A 4 Zone B 4 Zone G ZONE

27 Παρακολούθηση του συστήµατος / µεταβλητή παροχή άρδευσης Η ολοκληρωµένη παρακολούθηση του συστήµατος στηρίζεται: Στους αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας Στους αισθητήρες υγρασίας εδάφους Στην µέτρηση της εξατµισοδιαπνοής Στους χάρτες των πολυφασµατικών αισθητήρων Στις εργαστηριακές αναλύσεις εδαφικών δειγµάτων (κυρίως νιτρικό άζωτο) Στις αναλύσεις φύλλων

28 Yield monitor / Χάρτης απόδοσης αγρού