ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΣΠΟΡΑΣ ΚΟΥΚΙΩΝ ΚΑΙ ΚΡΙΘΑΡΙΟΥ ΓΙΑ ΣΥΓΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΑΕΙΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΣΠΟΡΑΣ ΚΟΥΚΙΩΝ ΚΑΙ ΚΡΙΘΑΡΙΟΥ ΓΙΑ ΣΥΓΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΚΑΛΛΙΟΠΗ ΓΑΛΑΝΟΠΟΥΛΟΥ ΓΕΩΠΟΝΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΧΡΗΣΤΟΣ ΔΟΡΔΑΣ Αναπληρωτής καθηγητής ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΑΕΙΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΡΟΠΟΥ ΣΠΟΡΑΣ ΚΟΥΚΙΩΝ ΚΑΙ ΚΡΙΘΑΡΙΟΥ ΓΙΑ ΣΥΓΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΑΛΛΙΟΠΗ ΓΑΛΑΝΟΠΟΥΛΟΥ ΓΕΩΠΟΝΟΣ Υποβλήθηκε στην Επιτροπή Μεταπτυχιακών Σπουδών της Ειδίκευσης «Αειφορικής Γεωργικής Ανάπτυξης» του Τμήματος Γεωπονίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Εξεταστική Επιτροπή Χρήστος Δόρδας αναπληρωτής καθηγητής, επιβλέπων Ηλίας Ελευθεροχωρινός, καθηγητής Μενεξές Γεώργιος, λέκτορας ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

3 Καλλιόπης Γαλανοπούλου Α.Π.Θ. ISBN Η έγκριση της παρούσης Μεταπτυχιακής Διατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέα (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ.2). 2

4 Ευχαριστίες Καταρχάς, θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα καθηγητή, κ. Χρήστο Δόρδα, ο οποίος μου παρείχε πολύτιμες συμβουλές και υποδείξεις για την εκπόνηση της πτυχιακής μου εργασίας. Υπήρξε αδιάκοπο στήριγμα μου όλο αυτό το χρονικό διάστημα, παρέχοντας μου λύσεις σε όλες τις δυσκολίες που αντιμετώπισα. Θα ήθελα, επίσης, να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον λέκτορα κ. Γιώργο Μενεξέ, του οποίου οι πολύτιμες συμβουλές διευκόλυναν τη στατιστική μου ανάλυση. 3

5 Περιεχόμενα Σελίδα Περίληψη 6 1 Εισαγωγή 8 2 Ανασκόπηση βιβλιογραφίας Πλεονεκτήματα της συγκαλλιέργειας Μειονεκτήματα της συγκαλλιέργειας Δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν στην αξιολόγηση των 10 συστημάτων συγκαλλιέργειας 2.4 Συστήματα συγκαλλιέργειας Συστήματα συγκαλλιέργειας με σιτηρά και ψυχανθή Τα χειμερινά σιτηρά που χρησιμοποιούνται σε συστήματα 12 συγκαλλιέργειας Τα ψυχανθή που χρησιμοποιούνται σε συστήματα 13 συγκαλλιέργειας Απόδοση συστημάτων συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών 14 με ψυχανθή Ποιοτικά χαρακτηριστικά των παραγόμενων προϊόντων σε 16 συστήματα συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή Η συγκαλλιέργεια χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή ως μέσο 17 μείωσης των εισροών 2.6 Επίδραση της συγκαλλιέργειας στην αειφορική διαχείριση 18 των αγροοικοσυστημάτων 2.7 Συστήματα συγκαλλιέργειας με κουκιά και σιτηρά Σκοπός της εργασίας 20 3 Υλικά και μέθοδοι Συνθήκες πειραματισμού Φυτικό υλικό Μέτρηση χλωροφύλλης και ύψους φυτών Προσδιορισμός ξηρού βάρους και απόδοσης 23 4

6 3.5 Υπολογισμός δεικτών ανταγωνισμού Στατιστική ανάλυση 26 4 Αποτελέσματα Μετρήσεις χλωροφύλλης και ύψους φυτών Ξηρό βάρος, απόδοση και ρυθμός αύξησης βιομάζας Ολική πρωτεΐνη και απόδοση σε πρωτεΐνη Δείκτες ανταγωνισμού και οικονομικού αποτελέσματος 35 5 Συζήτηση Μέτρηση χλωροφύλλης και ύψους των φυτών Ξηρό βάρος, απόδοση και ρυθμός αύξησης βιομάζας Ολική πρωτεΐνη και απόδοση σε πρωτεΐνη Υπολογισμός δεικτών ανταγωνισμού και οικονομικού 41 αποτελέσματος 6 Συμπεράσματα 43 7 Βιβλιογραφία 45 8 Παράρτημα 49 5

7 1. Εισαγωγή Διάφορα συστήματα καλλιέργειας έχουν εφαρμοσθεί ανά τους αιώνες, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αγροτική παραγωγή και να παραχθούν προϊόντα υψηλής διατροφικής αξίας και ποιότητας. Τα συστήματα αυτά, ανάλογα με τον τοπικό και χρονικό καταμερισμό των καλλιεργειών, διακρίνονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες. Αν ολόκληρη η έκταση καλλιεργείται με ένα είδος φυτού, τότε το σύστημα καλλιέργειας ονομάζεται μονοκαλλιέργεια, ενώ αν καλλιεργείται με δύο ή περισσότερα είδη τότε το σύστημα ονομάζεται πολυκαλλιέργεια ή ποικίλη καλλιέργεια. Αν δε δύο ή περισσότερα είδη καλλιεργούνται ταυτόχρονα στον ίδιο αγρό, το σύστημα ονομάζεται συγκαλλιέργεια (Anil et al., 1998; Lithourgidis et al., 2011). Η συγκαλλιέργεια είναι μια παλαιά γεωργική πρακτική και στόχο έχει τη μεγιστοποίηση της απόδοσης των καλλιεργούμενων ειδών με τις λιγότερες δυνατές εισροές (Anil et al., 1998; Malezieux et al., 2009; Lithourgidis et al., 2011). Επίσης η συγκαλλιέργεια είναι ένα σύστημα που εφαρμόζεται στις αναπτυσσόμενες χώρες και κυρίως στις τροπικές και υποτροπικές, ωστόσο εφαρμόζεται και στις μεσογειακές χώρες συνήθως ως συγκαλλιέργεια ψυχανθούς με κάποιο σιτηρό, για παραγωγή σανού ή ενσιρώματος. Τα μείγματα καλλιεργειών, σύμφωνα με τους Anil et al., (1998), έχουν τη δυνατότητα να αυξάνουν την περιεκτικότητα του ενσιρώματος σε πρωτεΐνη και επίσης παρουσιάζουν πλεονεκτήματα αλλά και σημαντικά μειονεκτήματα που περιορίζουν τη χρήση τους. 2. Ανασκόπηση βιβλιογραφίας 2.1 Πλεονεκτήματα της συγκαλλιέργειας Η συγκαλλιέργεια έχει πολλά πλεονεκτήματα και γι αυτό το λόγο χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα σε πολλές χώρες (Anil et al.,1998; Banik et al., 2006;, Malezieux et al., 2009). Τα πλεονεκτήματα αυτά είναι: 1. Μεγιστοποίηση της απόδοσης παραγωγής ανά μονάδα επιφάνειας του εδάφους. 6

8 2. Βελτίωση της γονιμότητας και των φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους. 3. Προστασία από τη διάβρωση του εδάφους. 4. Μείωση των επιπτώσεων από προσβολές εχθρών και ασθενειών. 5. Ασφάλεια της παραγωγής, σε περίπτωση που δυσμενείς συνθήκες της αγοράς απαγορεύουν τη διάθεση του ενός εκ των συγκαλλιεργούμενων ειδών ή ακραίες καιρικές συνθήκες δεν επιτρέπουν την ολοκλήρωση και παραγωγή του ενός εκ των συγκαλλιεργούμενων ειδών. 6. Η ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων είναι καλύτερη από τα συστήματα μονοκαλλιέργειας με αποτέλεσμα το προϊόν να έχει υψηλή διατροφική αξία. 7. Προσφέρει οικονομική σταθερότητα σε σχέση με τη μονοκαλλιέργεια, κάνοντας το ιδανικό για μικρές αγροκτηνοτροφικές μονάδες. 8. Επιπλέον τα συστήματα συγκαλλιέργειας επιτρέπουν χαμηλότερες εισροές με μείωση των αναγκών των καλλιεργειών σε λιπάσματα και φυτοπροστατευτικά προϊόντα, με ευεργετικά αποτελέσματα στην αειφορική διαχείριση των αγροοικοσυστημάτων. 9. Καλύτερη κατανομή της φωτοσυνθετικής επιφάνειας. 10. Αποτελεσματικότερη εκμετάλλευση των εδαφικών πόρων. 11. Δυνατότητα αμειψισποράς. Επίσης με την εφαρμογή ενός συστήματος συγκαλλιέργειας αποφεύγονται τα μειονεκτήματα και μετριάζονται οι κίνδυνοι της μονοκαλλιέργειας. 2.2 Μειονεκτήματα της συγκαλλιέργειας Παρόλα τα πλεονεκτήματα που έχουν τα συστήματα συγκαλλιέργειας έχουν και σημαντικά μειονεκτήματα (Malezieux et al., 2009; Anil et al., 1998; Caballero et al., 1994)) τα οποία είναι: 1. Ο ανταγωνισμός που αναπτύσσεται μεταξύ των ειδών για το φως, το νερό και τα θρεπτικά συστατικά άλλα και η αλληλοπαθητική επίδραση που μπορεί να έχει η μια καλλιέργεια στην άλλη αποτελούν ένα σημαντικό μειονέκτημα που μπορεί να μειώσει την απόδοση. 2. Η δυσκολία για την εφαρμογή των καλλιεργητικών περιποιήσεων και κυρίως όπου απαιτείται μηχανοποίηση της παραγωγής και όταν τα διαφορετικά είδη 7

9 έχουν διαφορετικές απαιτήσεις σε θρεπτικά στοιχεία, ζιζανιοκτόνα και φυτοπροστατευτικές ουσίες. 3. Δεν μπορεί να γίνει πλήρως εκμηχάνιση της παραγωγής. 4. Η συγκομιδή αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα κυρίως όταν η καλλιέργεια προορίζεται για καρπό ενώ αυτό το πρόβλημα μπορεί να μειωθεί όταν η καλλιέργεια συγκομίζεται για σανό ή βόσκετε από τα αγροτικά ζώα. Τα μειονεκτήματα ενός συστήματος συγκαλλιέργειας δεν αποτελούν περιοριστικό παράγοντα για την εφαρμογή του. 2.3 Δείκτες που χρησιμοποιούνται στη αξιολόγηση των συστημάτων συγκαλλιέργειας Για την αξιολόγηση των συστημάτων συγκαλλιέργειας έχουν αναπτυχθεί δείκτες που μας επιτρέπουν να εκτιμούμε τα διαφορετικά συστήματα. Οι δείκτες αυτοί είναι: ο Λόγος Ισοδύναμης Επιφάνειας (Land Equivalent Ratio, LER), ο Σχετικός Συντελεστής Συνωστισμού (Relative Crowding Coefficient, RCC ή K), η Επιθετικότητα (Aggressivity, A), ο Λόγος Ανταγωνισμού (Competitive Ratio, CR), ο Δείκτης Πραγματικής Απώλειας Απόδοσης (Actual Yield Loss, AYL) και ο Δείκτης Οικονομικού Πλεονεκτήματος (Monetary Advantage Index, MAI). 2.4 Συστήματα συγκαλλιέργειας Τα συστήματα συγκαλλιέργειας κατατάσσονται σε τέσσερεις κατηγορίες (Anil et al., 1998): 1. Ανάμικτη συγκαλλιέργεια (mixed intercropping) όπου καλλιεργούνται δυο ή περισσότερα είδη φυτών συγχρόνως χωρίς να υπάρχουν διαφορετικές σειρές για το κάθε είδος. 2. Συγκαλλιέργεια σε σειρές (Row intercropping) όπου καλλιεργούνται δυο ή περισσότερα είδη φυτών σε διαφορετικές σειρές. 3. Συγκαλλιέργεια σε ζώνες (Strip intercropping) όπου καλλιεργούνται δυο ή περισσότερα είδη φυτών σε διαφορετικές ζώνες που επιτρέπουν την ανεξάρτητη καλλιέργεια άλλα είναι σχετικά στενές ζώνες για να υπάρχει αγροκομική αλληλεπίδραση μεταξύ των ειδών. 8

10 4. Χρονική συγκαλλιέργεια (Relay intercropping) όπου καλλιεργούνται δυο ή περισσότερα είδη φυτών σε διαφορετικές χρονικές στιγμές άλλα υπάρχει επικάλυψη κατά τη διάρκεια της καλλιέργειας μεταξύ τα διαφορετικών ειδών. Σχετικά με τα είδη που μπορούν να χρησιμοποιούνται σε ένα σύστημα συγκαλλιέργειας συνήθως είναι συνδυασμός από ετήσια είδη (πχ σιτηρό, ψυχανθές), πολυετή (στα οποία συμπεριλαμβάνονται και τα δένδρα) ή μίγματα των δυο (ετήσια και πολυετή που αναφέρεται συνήθως ως αγροδασοπονία). 2.5 Συστήματα συγκαλλιέργειας με σιτηρά και ψυχανθή Κατά την εφαρμογή συστημάτων συγκαλλιέργειας συνήθως προτιμώνται δυο είδη, χωρίς να αποκλείονται και περισσότερα. Συστήματα συγκαλλιέργειας βρίσκουν εφαρμογή στις μέρες μας κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες αλλά και σε ανεπτυγμένες χώρες όπου εφαρμόζονται μέθοδοι βιολογικής γεωργίας (Jensen, 2006; Hauggaard et al., 2005). Ένα μίγμα πρέπει να περιέχει τουλάχιστον ένα αγρωστώδες και ένα ψυχανθές. Για την εγκατάσταση του συστήματος συγκαλλιέργειας η επιλογή των φυτών γίνεται σύμφωνα με τις εδαφοκλιματικές συνθήκες της περιοχής και πρέπει οι οικολογικές απαιτήσεις των επιμέρους ειδών της συγκαλλιέργειας να είναι συμπληρωματικές και όχι ανταγωνιστικές. Επιπλέον ο σκοπός της συγκαλλιέργειας, δηλαδή αν η συγκαλλιέργεια προορίζεται για παραγωγή καρπού ή χόρτου, καθορίζει τα είδη που θα χρησιμοποιηθούν λαμβάνοντας υπόψη τη βλαστική περίοδο, την αντοχή στις αντίξοες συνθήκες του περιβάλλοντος και την ανταγωνιστικότητα των ειδών. Η ποσότητα σπόρου ενός έκαστου των συγκαλλιεργούμενων ειδών, λαμβάνοντας υπόψη την ανταγωνιστικότητα μεταξύ αυτών και τη μορφή διαχείρισης που θα ακολουθηθεί, συνήθως είναι σε αναλογία 2 ή 3 προς 1 των σπόρων του ψυχανθούς προς τους σπόρους του αγρωστώδους. Η εποχή σποράς συνήθως καθορίζεται από τις απαιτήσεις του ασθενέστερου είδους ώστε να επιταχυνθεί η εγκατάσταση του, με αποτέλεσμα να μη συμπίπτει πάντοτε η σπορά των δυο ειδών. Επιπλέον ο τρόπος σποράς εξαρτάται από την ανταγωνιστικότητα 9

11 των ειδών και τη μορφή διαχείρισης. Συνήθως η σπορά γίνεται στα πεταχτά με ανάμεικτα τα συγκαλλιεργούμενα είδη, ή γραμμικά με ανάμεικτα τα συγκαλλιεργούμενα είδη, ή με γραμμική σπορά με τα συγκαλλιεργούμενα είδη σε κατ εναλλαγή γραμμές (Lithourgidis et al., 2011). Η συγκαλλιέργεια σιτηρών με ψυχανθή αποτελεί την κυριότερη μορφή συγκαλλιέργειας (Szumigalski et al., 2006), μιας και επιτυγχάνει την καλύτερη δυνατή διαχείριση του αζώτου και ανάπτυξη του ριζικού συστήματος των συγκαλλιεργούμενων ειδών (Jensen, 2006). Διάφοροι συνδυασμοί χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή έχουν εφαρμοσθεί σε συστήματα συγκαλλιέργειας σε Τροπικά και Μεσογειακά αγροοικοσυστήματα, χρησιμοποιώντας είδη τα οποία καλλιεργούνταν στις περιοχές εφαρμογής σε συστήματα μονοκαλλιέργειας, όπως το σιτάρι σκληρό (Triticum durum), το κριθάρι (Hordeum vulgare), η βρύζα (Secale cereal), η βρώμη (Avena sativa)κ.ά. με ψυχανθή όπως ο βίκος (Vicia sativa), το κουκί κτηνοτροφικό (Vicia faba), το μπιζέλι κτηνοτροφικό (Pisum arvense) κ.ά. για την παραγωγή ενσιρωμάτων χόρτου ή καρπού για κτηνοτροφική χρήση (Jensen, 2006; Dhima et al., 2006) Τα χειμερινά σιτηρά που χρησιμοποιούνται σε συστήματα συγκαλλιέργειας Τα σιτηρά ανήκουν στην οικογένεια των αγρωστωδών και ανάλογα με την εποχή σποράς διακρίνονται σε χειμερινά και εαρινά. Στα χειμερινά ανήκουν το σιτάρι, το κριθάρι, η σίκαλη και η βρώμη ενώ στα εαρινά ανήκουν το καλαμπόκι, το ρύζι και το σόργο. Αποτελούν τη βάση της διατροφής των ανθρώπων και των ζώων μιας και είναι τροφές υψηλής θρεπτικής και ενεργειακής αξίας. Τα σιτηρά καλλιεργούνται σε όλο τον κόσμο, παρουσιάζουν μεγάλη προσαρμοστικότητα σε διάφορες συνθήκες περιβάλλοντος αξιοποιώντας φτωχές, άγονες, ορεινές εκτάσεις, καλλιεργούνται σε μεγάλες εκτάσεις παράγοντας υψηλές αποδόσεις, η διαχείριση των καλλιεργειών γίνεται με μηχανικά μέσα και με αυξημένες εισροές λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών προϊόντων (Παπακώστα 2008). Τα χειμερινά σιτηρά είναι ετήσιες καλλιέργειες και καλλιεργούνται για καρπό. Εμφανίζουν διαφορετική αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες και μεγάλη 10

12 προσαρμοστικότητα σε εδαφικές συνθήκες, ενώ γενικά απαιτούν για υψηλές αποδόσεις καρπού βαθιά, καλά στραγγιζόμενα και γόνιμα εδάφη. Οι ανάγκες άρδευσης είναι μικρές μιας και οι υδατικές απαιτήσεις για την ανάπτυξη της καλλιέργειας καλύπτονται από τις χειμερινές και εαρινές βροχοπτώσεις (Παπακώστα 2008). Τα χειμερινά σιτηρά που χρησιμοποιούνται περισσότερο σε συστήματα συγκαλλιέργειας είναι κριθάρι, βρώμη και σιτάρι (Lithourgidis et al., 2011). Οι ποσότητες σπόρου για την εγκατάσταση των καλλιεργειών κυμαίνονται από 12 έως 20 kg/στρ για τα περισσότερα χειμερινά σιτηρά και με αποδόσεις σε καρπό 250 έως 500 kg/στρ. Το κριθάρι έχει χρησιμοποιηθεί σε συστήματα συγκαλλιέργειας γιατί έχει πολλούς γενοτύπους με μεγάλη πρωιμότητα. Το γεγονός όμως της πρωιμότητας του το καθιστά πολύτιμο φυτό για τα ξηροθερμικά μεσογειακά αγροοικοσυστήματα. Κατά την καλλιέργεια των χειμερινών σιτηρών ως μονοκαλλιέργεια αυξημένες είναι και οι ανάγκες εφαρμογής ζιζανιοκτόνων και εντομοκτόνων για την αποφυγή και τον έλεγχο ζιζανίων και εχθρών. Παρόλα αυτά σε συστήματα συγκαλλιέργειας δεν γίνεται εφαρμογή φυτοπροστατευτικών ουσιών και επίσης δεν εφαρμόζονται ζιζανιοκτόνα (Παπακώστα 2008) Τα ψυχανθή που χρησιμοποιούνται σε συστήματα συγκαλλιέργειας Τα ψυχανθή ανήκουν στην οικογένεια Fabaceae. Τα κυριότερα χειμερινά καρποδοτικά ψυχανθή είναι ο βίκος, τα κουκιά, το μπιζέλι, το λαθούρι, το λούπινο κ.ά. με μεγαλύτερη οικονομική σημασία για την Ελλάδα να έχουν ο βίκος και τα κουκιά. Έχουν περιορισμένες απαιτήσεις σε Ν από το έδαφος και προσαρμόζονται σε όλους τους τύπους των εδαφών, από φτωχά έως γόνιμα και από αμμώδη έως αργιλώδη. Εμφανίζουν ανθεκτικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες ενώ σε περιοχές υψηλής υγρασίας εμφανίζουν μικρή ανθεκτικότητα σε μυκητολογικές προσβολές (Παπακώστα 2008). Οι αποδόσεις των καλλιεργειών κυμαίνονται σε kg/στρ σπόρο σε κτηνοτροφικά κουκιά, kg/στρ σπόρο και kg/στρ σανό για το βίκο και kg/στρ σπόρο και kg/στρ σανό για το κτηνοτροφικό 11

13 μπιζέλι. Οι μεγαλύτερες ανάγκες των ψυχανθών σε άζωτο καλύπτονται μέσω της αζωτοδέσμευσης και για το λόγο αυτό η αζωτούχος λίπανση είναι απαραίτητη κατά τα πρώιμα στάδια ανάπτυξης των φυτών έως να αρχίσει η διαδικασία της αζωτοδέσμευσης. Απαραίτητη θεωρείται η φωσφορική λίπανση σε ποσότητα μέχρι 6 kgp 2 O 5 / στρ. Σε συστήματα συγκαλλιέργειας χρησιμοποιούνται κυρίως ο βίκος και το κτηνοτροφικό μπιζέλι (Lithourgidis et al., 2011; Dordas et al., 2012) Απόδοση συστημάτων συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή Η απόδοση συστημάτων συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή έχει μελετηθεί από πολλούς ερευνητές ανά τον κόσμο, λόγω της μεγάλης οικονομικής σημασίας που παρουσιάζει αλλά και των χαμηλών εισροών που χρησιμοποιούνται (GhanbariBonjar and Leet, 2003; Agegnehu et al., 2008; Anil et al., 1998; Lithourgidis et al. 2011; Berkenkamp and Meeres, 1987; Jedel and Helm, 1993; Caballero et al., 1995; Carr et al., 2004; Lithourgidis et al., 2007; Ghanbari- Bonjar and Lee, 2003; Strydhorst et al., 2008; Lithourgidis and Dordas, 2010; Dordas et al., 2012). Η απόδοση των συστημάτων συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή αξιολογείται κυρίως ως προς την απόδοση (kg/ μονάδα επιφάνειας) σε καρπό και σε χλωρή μάζα, (χόρτο) σε σύγκριση με τις αντίστοιχες αποδόσεις σε συστήματα μονοκαλλιέργειας. Επίσης γίνεται προσπάθεια εξεύρεσης των πιο κατάλληλων συνδυασμών, ώστε να επιτευχθεί η αύξηση της απόδοσης, μεταξύ των χρησιμοποιούμενων ειδών του μίγματος συγκαλλιέργειας. Μια σειρά ερευνών, υπολογίζοντας τις παραπάνω παραμέτρους, μελέτησε την αποδοτικότητα σε καρπό και χλωρή μάζα της συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών και ψυχανθών σε σχέση με την αποδοτικότητα αυτών σε συστήματα μονοκαλλιέργειας (Dhima et al., 2007; Gooding et al., 2007; Trydeman et al., 2004; Reynolds et al., 1994; Ghanbari Bonjar A. et al., 2003). Σε συστήματα συγκαλλιέργειας έχουν παρατηρηθεί μεγαλύτερες αποδόσεις και σε άλλα έχουν παρατηρηθεί μικρότερες αποδόσεις. Πιο συγκεκριμένα σε συγκαλλιέργεια κριθαριού με κτηνοτροφικό μπιζέλι, οι αποδόσεις σε καρπό δεν ήταν μεγαλύτερες από τη μονοκαλλιέργεια κριθαριού ή τη μονοκαλλιέργεια μπιζελιού και στους δύο 12

14 τύπους εδάφους που δοκιμάστηκαν (αμμοπηλώδες και αμμώδες) ενώ σε συγκαλλιέργεια κριθαριού με κτηνοτροφικά κουκιά η απόδοση ήταν μεγαλύτερη από αυτήν της μονοκαλλιέργειας κτηνοτροφικών κουκιών (Trydeman Knudsen et al., 2004). Παρόμοια αποτελέσματα είχε και η συγκαλλιέργεια βίκου με σιταρόβρυζα και βίκου με βρώμη. Είχε την ίδια απόδοση σε χλωρή μάζα με την μονοκαλλιέργεια βίκου, ενώ οι αποδόσεις της σιταρόβρυζας και στις δύο αναλογίες στα μίγματα με βίκο, ήταν μικρότερες από την απόδοση σε μονοκαλλιέργεια σιταρόβρυζας (Lithourgidis et al., 2006). Επίσης σε πείραμα συγκαλλιέργειας κριθαριού και σιταριού με βίκο προκύπτει ότι σε δύο μεταχειρίσεις συγκαλλιέργειας βίκου με κριθάρι ( σε αναλογίες μίγματος 55/45 και 65/ 35), η παραγωγή βιομάζας ήταν αυξημένη κατά 29,9 % και 13,3 % αντίστοιχα σε σχέση με την μονοκαλλιέργεια βίκου, όμως μειωμένη κατά 12,2 % και 23,4 % αντίστοιχα σε σχέση με την παραγωγή βιομάζας κατά την μονοκαλλιέργεια κριθαριού (Lithourgidis et al., 2006). Επιπλέον κατά τη συγκαλλιέργεια βίκου με σιτάρι σε αναλογία 55/45 η παραγωγή ξηρής μάζας ήταν αυξημένη κατά 25,7 % από την παραγωγή που έδωσε η μονοκαλλιέργεια βίκου. Από τη συσχέτιση των αποδόσεων προκύπτει ότι η σχετική απόδοση του βίκου ήταν μικρότερη σε συγκαλλιέργεια με κριθάρι από αυτή κατά τη συγκαλλιέργεια με σιτάρι. Επιπλέον η σχετική απόδοση του κριθαριού ήταν μεγαλύτερη από αυτήν του σιταριού στα συστήματα συγκαλλιέργειας με βίκο. Η μεγαλύτερη συνολική σχετική απόδοση προέκυψε σε συγκαλλιέργεια βίκου με σιτάρι σε αναλογία 55/45, αποτέλεσμα που αποδεικνύει τα οφέλη της συγκαλλιέργειας όταν ο ανταγωνισμός μεταξύ των ειδών ελαχιστοποιείται και οι συνθήκες ανάπτυξης εξυπηρετούν την ευνοϊκή ανάπτυξη των ειδών του μίγματος που συγκαλλιεργούνται (Lithourgidis et al., 2006). Σε συγκαλλιέργεια μαλακού σιταριού με ρεβίθι βρέθηκε ότι o δείκτης LER ήταν μεγαλύτερος από τη μονάδα σε όλες τις μεταχειρίσεις συγκαλλιέργειας μαλακού σιταριού με ρεβίθι (Banik et al., 2006). Επίσης σε συγκαλλιέργεια κριθαριού με εδώδιμο μπιζέλι βρέθηκε ότι οι τιμές του δείκτη LER είναι μεγαλύτερες του 1, δηλαδή τιμές 1,08<LER<1,21 κάτι που σημαίνει ότι οι παράγοντες του περιβάλλοντος αξιοποιήθηκαν καλύτερα και αυξήθηκε η απόδοση κατά 8 έως 21 % στα συστήματα συγκαλλιέργειας των παραπάνω ειδών από ότι 13

15 κατά την μονοκαλλιέργεια αυτών (Haauggard et al., 2005). Αντίθετα σε συγκαλλιέργεια κριθαριού με κτηνοτροφικό μπιζέλι και βρώμης με κτηνοτροφικό μπιζέλι, έδειξαν ότι η συγκαλλιέργεια δεν επηρέασε σημαντικά την απόδοση του αγρωστώδους (κριθάρι ή βρώμη) όταν αυτό σπέρνεται σε ανάλογες ποσότητες με την μονοκαλλιέργεια, σε σχέση με αυτή που λαμβάνεται σε μονοκαλλιέργεια του αγρωστώδους. Επιπλέον αποδείχθηκε ότι η αναλογία του μπιζελιού στο μίγμα δεν επηρεάζει σημαντικά την απόδοση κατά τη συγκαλλιέργεια. Συνεπώς η απόδοση εξαρτάται περισσότερο από το αγρωστώδες που συμμετέχει στο μίγμα (Carr et al., 1998). Ανακεφαλαιώνοντας, από τις παραπάνω εργασίες προκύπτει ότι κατά την συγκαλλιέργεια χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή δεν αυξάνεται πάντα η απόδοση των συστατικών του μίγματος σε σπόρο ή χλωρή βιομάζα σε σχέση με την μονοκαλλιέργεια των ειδών αυτών. Αντίθετα μπορεί να μειωθεί λόγω του ανταγωνισμού ή της αλληλοπάθειας των συστατικών του μίγματος. Επίσης στις περισσότερες εργασίες βρέθηκε αυξημένος ο δείκτης LER, που εμφάνισε τιμές μεγαλύτερες της μονάδας (LER> 1), κάτι που αποδεικνύει ότι σε συστήματα συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή, η συνολική απόδοση των δυο συγκαλλιεργούμενων ειδών είναι μεγαλύτερη από τις επιμέρους αποδόσεις αυτών σε εφαρμογή τους σε συστήματα μονοκαλλιέργειας, ανά μονάδα επιφάνειας γης. Αυτό οφείλεται στην καλύτερη εκμετάλλευση των πόρων του περιβάλλοντος από τα συγκαλλιεργούμενα φυτά με θετικά οικονομικά αποτελέσματα και λιγότερες δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις στη διαχείριση των αγροοικοσυστημάτων Ποιοτικά χαρακτηριστικά των παραγόμενων προϊόντων σε συστήματα συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή Πέραν από την καλύτερη εκμετάλλευση των πόρων του περιβάλλοντος και την αύξηση της απόδοσης ανά μονάδα επιφάνειας γης κατά την εφαρμογή συστημάτων συγκαλλιέργειας χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή, παρατηρείται βελτίωση της συγκέντρωσης πρωτεΐνης στους καρπούς των σιτηρών και σε άλλα θρεπτικά συστατικά, καθιστώντας αυτούς πιο πλούσιους σε πρωτεΐνες προσδίδοντας υψηλότερη διατροφική αξία στο συγκομισμένο προϊόν της 14

16 συγκαλλιέργειας (Hauggaard et al., 2007; Gooding et al., 2007; Trydeman Knudsen et al., 2004; Strydhorst et al., 2008; Lithourgidis et al., 2006; Jensen et al., 2006). Επίσης η συγκαλλιέργεια σιτηρών με ψυχανθή διευκολύνει την πρόσληψη από τα σιτηρά των θρεπτικών στοιχείων όπως του σιδήρου και του ψευδαργύρου (Zuo and Zhang, 2009). Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον εμπλουτισμό των καρπών των σιτηρών με τα στοιχεία αυτά, αυξάνοντας κατά τον τρόπο αυτό τη θρεπτική αξία των παραγόμενων προϊόντων της συγκαλλιέργειας (Zuo and Zhang, 2009) Η συγκαλλιέργεια χειμερινών σιτηρών με ψυχανθή ως μέσο μείωσης των εισροών Η συγκαλλιέργεια χειμερινών σιτηρών και ψυχανθών αποτελεί μια μέθοδο καλλιέργειας κατά την οποία πέραν της αύξησης της απόδοσης ανά μονάδα επιφάνειας και τη βελτίωση της ποιότητας των παραγόμενων προϊόντων (αύξηση συγκέντρωσης πρωτεϊνών στους καρπούς των σιτηρών, παραγωγή προϊόντων υψηλής διατροφικής αξίας), έχει σαν αποτέλεσμα τη μειωμένη χρησιμοποίηση των εισροών (λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών προϊόντων). Αφενός μέσω της διαδικασίας της αζωτοδέσμευσης η οποία λαμβάνει χώρα στο ριζικό σύστημα των ψυχανθών, εξασφαλίζεται η τροφοδοσία των αγρωστωδών φυτών με άζωτο, το θρεπτικό δηλαδή στοιχείο το οποίο έχει περιοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη των φυτών (Hauggaard et al., 2007). Επιπλέον στα συστήματα συγκαλλιέργειας η καταπολέμηση των ζιζανίων γίνεται με φυσιολογικό τρόπο, μιας και φαινόμενα ανταγωνισμού και αλληλοπάθειας δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη των ζιζανίων. Ακόμη η χρήση εντομοκτόνων και μυκητοκτόνων ελαχιστοποιείται λόγω της μειωμένης προσβολής από ασθένειες και εχθρούς (Hauggaard et al., 2007). Ο συνδυασμός ορισμένων ειδών σε συγκαλλιέργεια μπορεί να έχει ευεργετικά αποτελέσματα στην καταπολέμηση ασθενειών και εντόμων. Επιπλέον εμφανίζεται θετική συσχέτιση στη μείωση των προσβολών από παράσιτα σε εφαρμογή συγκαλλιέργειας σε σχέση με την ένταση των προσβολών αυτών σε συστήματα μονοκαλλιέργειας, ενώ γίνεται αναφορά και στη μειωμένη εμφάνιση προσβολών από ασθένειες και νηματώδεις σε συστήματα συγκαλλιέργειας (Maleziux et al., 2009). 15

17 Καταλήγοντας, μια σειρά ερευνών εμφάνισε θετική συσχέτιση στη μείωση της εμφάνισης ζιζανίων και στην μείωση των προσβολών από εχθρούς και ασθένειες σε συστήματα συγκαλλιέργειας σε σχέση με την μονοκαλλιέργεια των ειδών αυτών (Maleziux et al., 2009; Anil et al., 1998; Dordas 2008). Η ένταση των προσβολών αυτών καθορίζεται από μια σειρά παραγόντων, βιοτικούς και αβιοτικούς. Επομένως είναι δύσκολο να αποδεχθούμε την υπόθεση της μείωσης της έντασης προσβολών από ζιζάνια και παράσιτα σε συστήματα συγκαλλιέργειας. Απομένει στο μέλλον να ερευνηθεί η συσχέτιση αυτών των παραγόντων με την εμφάνιση των προσβολών σε συστήματα συγκαλλιέργειας. 2.6 Επίδραση της συγκαλλιέργειας στην αειφορική διαχείριση των αγροοικοσυστημάτων Η εφαρμογή της συγκαλλιέργειας των χειμερινών σιτηρών και ψυχανθών έχει ευεργετικές συνέπειες στην διατήρηση των πόρων του περιβάλλοντος και τη διατήρηση της αειφορίας των αγροοικοσυστημάτων. Στη σύγχρονη γεωργία τα τελευταία χρόνια η μονοκαλλιέργεια έχει κατακτήσει έδαφος με τη χρήση αυξημένων εισροών (χημικών λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών προϊόντων) προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η γεωργική παραγωγή, ανεξάρτητα αν προκαλείται υποβάθμιση των φυσικών πόρων. Αντίθετα στην συγκαλλιέργεια χειμερινών σιτηρών και ψυχανθών η απόδοση της καλλιέργειας αυξάνει έπειτα από την καλύτερη δυνατή και πιο ορθολογική εκμετάλλευση των διαθέσιμων πόρων (Αnil et al., Lithourgidis et al., 2011; Maleziux et al., 2009; Cherr et al., 2006). Με την χρησιμοποίηση των ψυχανθών σε συστήματα συγκαλλιέργειας προκύπτει ένα συγκριτικό πλεονέκτημα, αυτό της βιολογικής δέσμευσης του ατμοσφαιρικού αζώτου μέσω της διαδικασίας της αζωτοδέσμευσης, που λαμβάνει χώρα στο ριζικό σύστημα των ψυχανθών. Κατά τον τρόπο αυτό τα συγκαλλιεργούμενα με τα ψυχανθή φυτά, π.χ. τα χειμερινά σιτηρά, καλύπτουν μεγάλο μέρος των απαιτήσεων τους σε άζωτο αποφεύγοντας κατά αυτό τον τρόπο την εφαρμογή χημικών αζωτούχων λιπασμάτων (Trydeman Knudsen et al., 2004). Σε συστήματα συγκαλλιέργειας μαλακού σιταριού με διάφορα ψυχανθή, βελτιώθηκε το ποσοστό της οργανικής ουσίας στο έδαφος και η γονιμότητα του 16

18 εδάφους (περιέχοντας θρεπτικά στοιχεία σε οργανική μορφή που είναι πιο εύκολα διαθέσιμα για τα καλλιεργούμενα φυτά) (Reynolds et al., 1994). Η συνολική κάλυψη του εδάφους από τα συγκαλλιεργούμενα είδη είχε σαν αποτέλεσμα την ελαχιστοποίηση του κινδύνου διάβρωσης του εδάφους, σε προβληματικά και υποβαθμισμένα εδάφη (Reynolds et al., 1994). Επίσης σε συγκαλλιέργεια σιταριού με κτηνοτροφικά κουκιά βρέθηκε ότι ο αριθμός των βακτηρίων ικανά να αζωτοδεσμεύουν αυξήθηκε σε σχέση με τον αριθμό αυτών κατά την μονοκαλλιέργεια του ψυχανθούς (Song et al., 2007). Ακόμη παρατηρήθηκε ότι η συγκαλλιέργεια σιταριού με κτηνοτροφικά κουκιά μείωσε τον κίνδυνο διάβρωσης και υποβάθμισης του εδάφους, σε υποβαθμισμένα εδάφη (Agegnehu et al., 2008). Επιπλέον τα συστήματα συγκαλλιέργειας βελτιώνουν τις φυσικές ιδιότητες του εδάφους, όπως η δομή και η υφή του ενώ η αζωτοδέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου πραγματοποιήθηκε με πιο αποτελεσματικό τρόπο (Cherr et al., 2006). Επομένως κατά την εφαρμογή των συστημάτων συγκαλλιέργειας τα καλλιεργούμενα είδη εκμεταλλεύονται καλύτερα τους πόρους του περιβάλλοντος, διατηρήθηκε η χλωρίδα, η μικροπανίδα και η βιοποικιλότητα του αγροοικοσυστήματος και βελτιώθηκε η δομή του εδάφους. Επιπλέον η συγκαλλιέργεια των ειδών προάγει την αποθήκευση νερού και θρεπτικών στοιχείων των οποίων η πρόσληψη από τα συγκαλλιεργούμενα είδη γίνεται πιο αποτελεσματικά και ορθολογικά και ακόμη μειώνει τον κίνδυνο των προσβολών εντόμων και ασθενειών (Malezieux et al., 2009). 2.7 Συστήματα συγκαλλιέργειας με κτηνοτροφικά κουκιά και σιτηρά Παρόλο που υπάρχουν αρκετές εργασίες με συστήματα συγκαλλιέργειας με ψυχανθή όπως είναι το μπιζέλι, ο βίκος και τα λούπινα και χειμερινά σιτηρά όπως σιτάρι, κριθάρι και βρώμη (Berkenkamp and Meeres, 1987; Jedel and Helm, 1993; Caballero et al., 1995; Carr et al., 2004; Lithourgidis et al., 2007) η χρήση των κτηνοτροφικών κουκιών σε συστήματα συγκαλλιέργειας είναι περιορισμένη και κυρίως ο διαφορετικός τρόπος σποράς (Berkenkamp and Meeres, 1987; Jedel and Helm, 1993; Ghanbari-Bonjarand Lee, 2003; Strydhorst et al., 2008; Lithourgidis and Dordas, 2010; Agegnehu et al., 2006, 2008). Τα κουκιά χαρακτηρίζονται από μεγάλη 17

19 παραγωγή βιομάζας, είναι ορθόκλαδα και έχουν υψηλή συγκέντρωση σε ολικές πρωτεΐνες. Σε συγκαλλιέργεια κριθαριού με κτηνοτροφικά κουκιά (σε διάφορες αναλογίες σπόρου στο μίγμα) σε σύγκριση με τη μονοκαλλιέργεια κριθαριού βρέθηκε ότι η τιμή LER κυμάνθηκε από 1,05 έως 1,23. Αυτό δείχνει ότι για την μονοκαλλιέργεια των παραπάνω ειδών απαιτείται 5% έως 23% περισσότερη καλλιεργούμενη γη, σε σχέση με την συγκαλλιέργεια των παραπάνω ειδών, για την παραγωγή ίσων αποδόσεων καρπού (Agegnehu et al., 2008). Σε συστήματα συγκαλλιέργειας κριθαριού με κτηνοτροφικά κουκιά έχουν βρεθεί και ακόμη πιο αυξημένες τιμές του δείκτη LER=1,54 (Reynolds et al., 1993). Η συγκαλλιέργεια μαλακού σιταριού και κτηνοτροφικών κουκιών εμφάνισε σχετικά μεγαλύτερη απόδοση σε καρπό και σε σανό έναντι των αντίστοιχων μονοκαλλιεργειών και δείκτη LER μεγαλύτερο από τη μονάδα (Ghanbari and Leet, 2003; Song et al., 2007; Agegnehu et al., 2008; Haymes and Lee, 1999). Αντίθετα σε άλλα πειράματα συγκαλλιέργειας μαλακού σίτου με κτηνοτροφικά κουκιά, οι αποδόσεις σε καρπό του σίτου μειώθηκαν με το δείκτη LER να είναι μικρότερος του 1, και η μονοκαλλιέργεια μαλακού σίτου να εμφανίζει πλεονεκτήματα έναντι της συγκαλλιέργειας του μαλακού σίτου με κτηνοτροφικά κουκιά (Fan et al., 2006). Παρόλο που η συγκαλλιέργεια των κτηνοτροφικών κουκιών με διάφορα σιτηρά έχει μελετηθεί, δεν μελετήθηκε η επίδραση του διαφορετικού τρόπου σποράς (ανάμικτο και σε ξεχωριστές γραμμές) στην απόδοση και στον ανταγωνισμό μεταξύ των ειδών. 2.8 Σκοπός της εργασίας Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί η επίδραση του διαφορετικού τρόπου σποράς των κουκιών και του κριθαριού στην απόδοση και στην αύξηση της βιομάζας, στον ανταγωνισμό μεταξύ των ειδών και στην ποιότητα του παραγόμενου μίγματος. 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 3.1 Συνθήκες πειραματισμού 18

20 Το πείραμα πραγματοποιήθηκε κατά τις καλλιεργητικές περιόδους και στο αγρόκτημα της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης. Τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του εδάφους, σύμφωνα με την ανάλυση δειγμάτων εδάφους από το Ινστιτούτο Χαρτογράφησης και Ταξινόμησης Εδαφών του Εθνικού Ιδρύματος Αγροτικών Ερευνών (ΕΘΙΑΓΕ), παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Τα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής από Νοέμβριο μέχρι Ιούλιο (καταγεγραμμένα από το μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Υδραυλικής που βρίσκεται στο αγρόκτημα) παρουσιάζονται στον σχήμα Φυτικό υλικό Χρησιμοποιήθηκε μια ποικιλία κριθαριού (Θεσσαλονίκη) και μία ποικιλία κτηνοτροφικών κουκιών (Πολυκάρπη). Πίνακας 1. Χαρακτηριστικά του εδάφους στο οποίο εγκαταστάθηκαν τα δύο πειράματα του Άμμος % 43 Κοκκομετρική Σύσταση Άργιλλος % 25 Ίλυς % 32 Χαρακτηρισμός εδάφους πηλώδες ph (Η 2 Ο 1:1) 7.8 Ηλ. Αγωγ.(μs/cm) (20 C) 429 Ισοδύναμο CaCO 3 % 4.4 Οργανική Ουσία % 1.34 P(Olsen) (mg/kg εδ.) 26 NO 3 (mg/kg εδ.) 88 K + (meq/100gεδ) 0.38 Ανταλλάξιμα Κατιόντα Na + (meq/100gεδ) 0.26 Ca ++ (meq/100gεδ) Mg ++ (meq/100g εδ) Fe (mg/kgεδ.) 8.2 Ιχνοστοιχεία Zn (mg/kgεδ.) 1.3 Cu (mg/kgεδ.) 3.6 Mn (mg/kgεδ.)

21 Η ποσότητα σπόρου που χρησιμοποιήθηκε ήταν 17 kg/στρ για τη μονοκαλλιέργεια των κουκιών και του κριθαριού, αντίστοιχα, ενώ η ποσότητα σπόρων στις συγκαλλιέργειες ήταν 8,5 kg/στρ για τα κουκιά και 8,5 kg/στρ για το κριθάρι. Το πειραματικό σχέδιο που χρησιμοποιήθηκε ήταν οι πλήρεις ομάδες σε ελεύθερη διάταξη, με 6 επεμβάσεις και 4 επαναλήψεις. Το μέγεθος του κάθε πειραματικού τεμαχίου ήταν 4 m 2 m. Κατά το πρώτο έτος του πειράματος η σπορά πραγματοποιήθηκε στις 18 Νοεμβρίου 2009 κατά το δεύτερο έτος του πειράματος η σπορά πραγματοποιήθηκε στις 26 Νοεμβρίου Η καταπολέμηση των ζιζανίων στα πειραματικά τεμάχια γινόταν με βοτάνισμα, ενώ δεν έγινε καμία επέμβαση για αντιμετώπιση εχθρών και ασθενειών Β ρ ο χ ό π τω σ η ( ) Β ρ ο χ ό π τω σ η ( ) Μ έ σ η Θ ( ) Μ έ σ η Θ ( ) Μέση Θερµοκρασία ( o C) Βροχόπτωση (mm) Οκτώβριος Νοέµβριος εκέµβριος Ιανουάριος Φεβρουάριος Μ ή ν ε ς Μάρτιος Απρίλιος Μάϊος Ιούνιος Σχήμα 1. Μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής εγκατάστασης του πειράματος για τη χρονική περίοδο από τον Οκτώβριο 2009 έως τον Ιούνιο 2010 και από τον Οκτώβριο 2010 έως τον Ιούνιο Οι έξι επεμβάσεις ήταν οι ακόλουθες: 1. Κριθάρι 2. Κουκιά 3. Κουκιά κριθάρι με αναλογία 1:1 4. Κουκιά- κριθάρι με αναλογία 2:2 5. Κουκια κριθάρι με αναλογία 2:1 6. Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή 20

22 3.3 Μετρήσεις χλωροφύλλης και ύψους των φυτών Οι μετρήσεις χλωροφύλλης έγιναν με τη μη καταστροφική μέθοδο του οργάνου SPAD. Οι μετρήσεις γίνονταν ταυτόχρονα με τις μετρήσεις του ύψους των φυτών. Οι μετρήσεις χλωροφύλλης γινόταν σε πέντε διαφορετικά φυτά κάθε είδους ανά πειραματικό τεμάχιο και στη συνέχεια υπολογίζονταν ο μέσο όρος. Η μέτρηση του ύψους των φυτών έγινε με τη χρήση μετροταινίας και περιελάμβανε μετρήσεις σε πέντε διαφορετικά φυτά για κάθε είδους ανά πειραματικό τεμάχιο και στη συνέχεια υπολογίζονταν ο μέσος όρος. 3.4 Προσδιορισμός ξηρού βάρους και απόδοσης Ακολούθησαν τέσσερις δειγματοληψίες. Στις τρεις πρώτες δειγματοληψίες το μήκος κοπής της κεντρικής γραμμής ήταν 1m αφήνοντας τις εξωτερικές γραμμές. Στην τέταρτη δειγματοληψία το μήκος κοπής ήταν τα υπόλοιπα 2m του τεμαχίου. Οι ημερομηνίες για κάθε δειγματοληψία δίνονται στον πίνακα που ακολουθεί για τα δυο έτη πειραματισμού 1 η δειγματοληψία 15 Μαρτίου Μαρτίου η δειγματοληψία 5 Απριλίου Απριλίου η δειγματοληψία 26 Απριλίου Απριλίου η δειγματοληψία 17 Μαΐου Μαΐου 2011 Σε κάθε δειγματοληψία γινόταν κοπή από κάθε πειραματικό τεμάχιο του υπέργειου μέρους των φυτών και στη συνέχεια γινόταν διαχωρισμός των δύο ειδών σε κάθε μίγμα. Δείγματα βάρους 0,5 kg κάθε είδους σε κάθε πειραματικό τεμάχιο, τοποθετήθηκαν για τέσσερεις ημέρες στους 80 ο C για να υπολογισθεί η ξηρή βιομάζα. Στη συνέχεια τα δείγματα αυτά κονιορτοποιήθηκαν σε μύλο, ζυγίστηκε ποσότητα ίση με 0,5 g το οποίο χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό του ολικού αζώτου με τη μέθοδο Kjeldahl. Έπειτα υπολογίστηκε η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη πολλαπλασιάζοντας την περιεκτικότητα του αζώτου με το συντελεστή 6,25(Dordas and Lithourgidis, 2011). Ο προσδιορισμός του αζώτου έγινε με την μέθοδο Kjeldahl (Jones κ.α., 1991).Το πρωτόκολλο που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό του Ν με την μέθοδο Kjeldhal (Jones et al., 1991) ήταν το εξής: 0,5 g αλεσμένου δείγματος 21

23 τοποθετείται σε φιάλη Kjeldhal μαζί με 2 g καταλύτη (μείγμα από 95 μέρη άνυδρο θειικό νάτριο και 5 μέρη σκόνη σεληνίου) και 12 ml πυκνού H 2 SO 4. Ακολούθησε καύση του δείγματος για μια ώρα περίπου και μετά την ψύξη του προστέθηκαν 250ml αποσταγμένου νερού και 50ml αλκάλεος (NaOH 40%) μέχρι να παρουσιαστεί σαφής αλκαλική αντίδραση. Έγινε απόσταξη του δείγματος και δέσμευση της αποσταγμένης αμμωνίας σε υποδοχέα σε κωνική φιάλη στην οποία τοποθετήθηκαν 20 ml διαλύματος βορικού οξέος 3%, 100 ml αποσταγμένου νερού και πέντε ή έξι σταγόνες δείκτη ερυθρού του μεθυλίου και κυανού του μεθυλενίου σε αναλογία 2:1 (0,4 g ερυθρού του μεθυλίου σε 100 ml αλκοόλης 50% και 0,125 g κυανού του μεθυλενίου σε 50 ml αλκοόλης 95%). Μετά από περίπου 20 λεπτά και αφού συλλέχθηκαν 150 ml αποστάγματος ακολούθησε η ογκομέτρηση διαλύματος με H 2 SO 4 0,1 N. 3.5 Υπολογισμός δεικτών ανταγωνισμού - Λόγος Ισοδύναμης Επιφάνειας (LER) Ο λόγος ισοδύναμης επιφάνειας (LER) και σχετικός συντελεστής συνωστισμού υπολογίσθηκαν ως εξής (Mead και Willey, 1980; Dhimaetal., 2007): LER = (Y Κi /Y Κ ) + (Y Σi /Y Σ ) [1] όπου Y Κ και Y Σ είναι η απόδοση σε ξηρό βάρος του κουκιού και του κριθαριού (σιτηρού), αντίστοιχα, στην μονοκαλλιέργεια, Y Κi και Y Σi είναι οι αποδόσεις του κάθε είδους στο μίγμα. Όταν ο δείκτης LER είναι μεγαλύτερος από την μονάδα τα δύο είδη που συγκαλλιεργούνται αναπτύσσονται καλύτερα μέσα στο μίγμα από ότι όταν καλλιεργούνται μόνα τους και επίσης εκμεταλλεύονται καλύτερα τους πόρους του περιβάλλοντος (Gosh, 2004). Αντιθέτως, όταν ο δείκτης είναι μικρότερος από τη μονάδα η συγκαλλιέργεια έχει αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη και στην απόδοση των συγκαλλιεργούμενων ειδών (Dhima et al., 2007). - Σχετικός συντελεστής συνωστισμού (RCC ή K) K = (K Σ K Κ ), [2] K Σ = Y ΣΚ Z ΚΣ /(Y Σ -Y ΣΚ )Z ΣΚ, K Κ = Y ΚΣ Z ΣΚ /(Y Κ -Y ΚΣ )Z ΚΣ, [3] 22

24 όπου Z ΣΚ και Z ΚΣ είναι τα ποσοστά του κριθαριού (σιτηρού) και του κουκιού, αντίστοιχα, κατά τη σπορά. Όταν η τιμή του Κ είναι μεγαλύτερη από τη μονάδα η συγκαλλιέργεια των δύο ειδών πλεονεκτεί σε σύγκριση με τη μονοκαλλιέργεια τους. Το αντίθετο ισχύει όταν Κ<1. - Λόγος Ανταγωνισμού (CR) Ο λόγος ανταγωνισμού (CR) είναι ένας άλλος τρόπος με τον οποίο μπορεί να εκφραστεί ο ανταγωνισμός μεταξύ των ειδών. Ο λόγος ανταγωνισμού μετράει με καλύτερο τρόπο την ανταγωνιστική ικανότητα των ειδών σε σύγκριση με το δείκτη Κ και Α. Ο λόγος ανταγωνισμού είναι ο λόγος της ισοδύναμης επιφάνειας (LER) των δυο καλλιεργειών και λαμβάνει υπόψη του τη σχετική αναλογία των δυο καλλιεργειών. Ο λόγος ανταγωνισμού υπολογίζεται από τον τύπο (Dhima et al., 2007): CR p = (LER p /LER c )(Z ci /Z pi ) [4] CR c = (LER c /LER p )(Z pi /Z ci ) [5] - Δείκτης Επιθετικότητας (Α) Η επιθετικότητα (Α) είναι ένας δείκτης που χρησιμοποιείται συχνά για να εκτιμηθεί η κυριαρχία του ενός συγκαλλιεργούμενου είδους έναντι του άλλου και υπολογίζεται ως εξής (McGilchrist, 1965): A Σ = (Y ΣΚ /Y Σ Z ΣΚ )- (Y ΚΣ /Y Κ Z ΚΣ ), A Κ = (Y ΚΣ /Y Κ Z ΚΣ )-(Y ΣΚ /Y Σ Z ΣΚ ) [6] Όταν A Σ = 0 τα δύο είδη έχουν ίσο ανταγωνισμό, όταν A Σ έχει θετική τιμή τότε το σιτηρό είναι το κυρίαρχο είδος, ενώ όταν A Σ έχει αρνητική τιμή τότε το σιτηρό είναι το υποτελές είδος (έχει μικρότερο ανταγωνισμό από ότι το κουκί μέσα στο μίγμα). -Δείκτης πραγματικής απώλειας απόδοσης (AYL) Ο δείκτης πραγματικής απώλειας απόδοσης (AYL) υπολογίζεται σύμφωνα με τους τύπους (Banik et al., 2000): AYL = AYL p + AYL c, [7] AYL p = {[(Y pi /Z pi )/(Y p /Z p )]- 1} [8] AYL c = {[(Y ci /Z ci )/(Y c /Z c )] - 1} [9] 23

25 -Οικονομικοί δείκτες Κανένας από τους παραπάνω δείκτες δεν παρέχει πληροφορίες για το οικονομικό πλεονέκτημα του συστήματος συγκαλλιέργειας. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται οι δείκτες οικονομικού πλεονεκτήματος (ΜΑΙ) και του πλεονεκτήματος συγκαλλιέργειας (ΙΑ) σύμφωνα με τους Banik et al. (2000) και Ghosh (2004) που υπολογίζονται από τους ακόλουθους τύπους: MAI = (αξία της συγκαλλιέργειας) x (LER-1)/LER [10] IA = IA Σ + IA Κ [11] IA Σ = AYL Σ P Σ [12] IA Κ = AYL Κ P Κ [13] Όπου P Σ είναι η εμπορική τιμή του ενσιρώματος του κουκιού (η τρέχουσα τιμή είναι 42/τόννος), και P Κ είναι η εμπορική τιμή του ενσιρώματος του σιτηρού (η τρέχουσα τιμή είναι 31/τόννος). Η αξία της συγκαλλιέργειας υπολογίζεται από τον τύπο: (Y ΚΣυ P Κ ) + (Y ΣΣυ P Σ ). 3.6 Στατιστική ανάλυση Η ξηρά ουσία μετρήθηκε σε τέσσερεις δειγματοληψίες (0, 3, 6 και 9 εβδομάδες μετά το αδέλφωμα). Για την ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) χρησιμοποιήθηκε το πειραματικό σχέδιο (RCBD), όπου τα έτη πειραματισμού ήταν οι ομάδες, οι επεμβάσεις ήταν οι υποομάδες και οι τέσσερεις δειγματοληψίες ήταν οι υπό-υποομάδες (split, split, plot). Για τις μετρήσεις της απόδοσης σε χλωρή βιομάζα, ξηρή βιομάζα και συνολική βιομάζα έγινε μετασχηματισμός των δεδομένων σύμφωνα με την σχέση log10 (x+1).η αύξηση της ξηράς ουσίας εκτιμήθηκε με τη εξεύρεση της γραμμής (εξίσωση) συμμεταβολής που περιγράφει καλύτερα (υψηλότερος συντελεστής προσδιορισμού, 2 R adj ) τη σχέση μεταξύ ξηρού βάρους των ειδών της συγκαλλιέργειας και του χρόνου δειγματοληψίας. Ειδικότερα, μεταξύ των εξισώσεων συμμεταβολής αξιολογήθηκαν γραμμικές, δεύτερου βαθμού, παραβολικές και λογαριθμικές εξισώσεις. Η εξίσωση συμμεταβολής με τον υψηλότερο συντελεστής προσδιορισμού 2 R adj και το μικρότερο τυπικό σφάλμα επιλέχθηκε ως η πιο κατάλληλη (Hair et al., 1995). Ο συντελεστής προσδιορισμού 2 R adj που χρησιμοποιήθηκε εισάγει μια διόρθωση που 24

26 λαμβάνει υπόψη της, τον αριθμό των ανεξάρτητων μεταβλητών στην εξίσωση συμμεταβολής και το μέγεθος του δείγματος. Επίσης η χρήση του 2 R adj είναι πιο ρεαλιστική εκτίμηση της παραλλακτικότητας της εξαρτημένης μεταβλητής που περιγράφει το μοντέλο του συγκεκριμένου πληθυσμού (Field, 2009). Σε αυτές τις εξισώσεις συμμεταβολής η ξηρά ουσία ήταν η εξαρτημένη μεταβλητή (y) και η δειγματοληψία ήταν η ανεξάρτητη μεταβλητή (χ). Όλες οι αναλύσεις συμμεταβολής έγιναν με τη χρήση των ζευγών (x, y) των τεσσάρων δειγματοληψιών για κάθε έτος πειραματισμού και χρησιμοποιήθηκαν οι μέσοι όροι για κάθε δειγματοληψία που παρουσιάζονται στα διαγράμματα. Κατά την επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε ανάλυση της παραλλακτικότητας για κάθε στάδιο χωριστά με το στατιστικό πακέτο SPSS version 16,0 (SPSS Inc., IL, USA). Για τις συγκρίσεις των μέσων όρων χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο της Ελάχιστης Σημαντικής Διαφοράς-Ε.Σ.Δ, σε επίπεδο σημαντικότητας p = 0, ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 4.1 Μετρήσεις χλωροφύλλης και ύψους των φυτών Πραγματοποιήθηκε μια μέτρηση της περιεκτικότητας των φύλλων σε χλωροφύλλη και μια μέτρηση του ύψους των φυτών, κατά τη διάρκεια της τέταρτης δειγματοληψίας (9 εβδομάδες μετά το αδέλφωμα). Στον Πίνακα 2 δίνονται οι μέσοι όροι των τιμών της χλωροφύλλης και του ύψους των φυτών και από την ανάλυση παραλλακτικότητας προέκυψε ότι δεν βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των επεμβάσεων και στα δυο είδη. Ωστόσο, για την καλλιέργεια του κριθαριού το έτος 2011 παρατηρείται μείωση της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη κατά 22,5% σε σχέση με το Για την καλλιέργεια των κουκιών, το έτος 2011 παρατηρήθηκε μείωση 4% σε σχέση με το προηγούμενο έτος, η οποία δεν είναι στατιστικά σημαντική. Το ύψος των φυτών του κριθαριού στο δεύτερο έτος ήταν σημαντικά μικρότερο σε σχέση με το πρώτο έτος ενώ των κουκιών δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ των δύο ετών (Πίνακας 2). Επίσης, σημαντική διαφορά παρατηρήθηκε μεταξύ των επεμβάσεων στην καλλιέργεια των κουκιών ως προς το ύψος των 25

27 φυτών. Διαπιστώνουμε ότι στη μονοκαλλιέργεια των κουκιών το ύψος των φυτών είναι μεγαλύτερο σε σχέση με τις συγκαλλιέργειες κουκιών-κριθαριού 1:1 και 2:1 ενώ δεν διαφέρει σημαντικά με τους τύπους συγκαλλιέργειας κουκιών-κριθαριού 2:2 και συγκαλλιέργεια στην ίδια γραμμή. Πίνακας 2. Περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη (μονάδες SPAD) και ύψος φυτών της συγκαλλιέργειας κουκιών με κριθάρι και των αντίστοιχων μονοκαλλιεργειών τους (όπου υπάρχει παύλα δεν υπάρχει εφαρμογή). Επέμβαση Χλωροφύλλη (μονάδες SPAD) Ύψος φυτών (cm) Κριθάρι Κουκιά Κριθάρι Κουκιά 2010 Κριθάρι μονοκαλλιέργεια 48,80-124,65 - Κουκιά μονοκαλλιέργεια - 44,00-86,18 Κουκιά κριθάρι 1:1 47,88 41,58 125,90 81,10 Κουκιά κριθάρι 2:2 46,68 42,98 124,70 88,00 Κουκιά κριθάρι 2:1 48,33 43,93 123,98 82,40 Κουκιά κριθάρι στην ίδια 48,60 43,85 125,25 86,00 γραμμή 2011 Κριθάρι μονοκαλλιέργεια 35,98-120,73 - Κουκιά μονοκαλλιέργεια - 46,55-86,55 Κουκιά κριθάρι 1:1 36,78 39,73 122,40 84,60 Κουκιά κριθάρι 2:2 39,55 40,75 120,85 87,25 Κουκιά κριθάρι 2:1 37,08 41,33 123,08 84,60 Κουκιά κριθάρι στην ίδια 36,95 39,35 121,50 86,40 γραμμή ΕΣΔ ,37 5,79 3,19 2, Ξηρό βάρος, απόδοση και ρυθμός αύξησης της βιομάζας Στον Πίνακα 3 παρουσιάζονται οι αποδόσεις των φυτών σε χλωρή και ξηρή βιομάζα (υπολογισμένες ως λογάριθμοι) κατά την τέταρτη δειγματοληψία. Στο δεύτερο έτος του πειράματος παρατηρείται στη μονοκαλλιέργεια του κριθαριού περίπου 29% μεγαλύτερη απόδοση σε χλωρή βιομάζα σε σχέση με το πρώτο έτος. 26

28 Το ίδιο παρατηρείται και στη μονοκαλλιέργεια των κουκιών με ποσοστό αύξησης περίπου 38%. Πίνακας 3. Απόδοση σε χλωρή βιομάζα, σε ξηρή βιομάζα και συνολική βιομάζα. Οι τιμές είναι μέσοι όροι των τεσσάρων επαναλήψεων για δυο καλλιεργητικές περιόδους ( και ) και αφορούν την τέταρτη δειγματοληψία. Στον πίνακα παρουσιάζονται οι μέσοι όροι των μετασχηματισμένων δεδομένων τιμών. Μέσα στην παρένθεση δίνονται οι μέσοι όροι των αρχικών τιμών (όπου υπάρχει παύλα δεν υπάρχει εφαρμογή). Απόδοση σε χλωρή βιομάζα (kg/στρ.) Απόδοση σε ξηρή βιομάζα (kg/στρ.) Συνολική βιομάζα Επέμβαση Κριθάρι μονοκαλλιέργεια Κουκιά μονοκαλλιέργεια Κουκιά κριθάρι Κριθάρι Κουκιά Κριθάρι Κουκιά Χλωρή βιομάζα Ξηρή ,240 (1740,00) - - 2,992 (988,03) - - 3,240 (1740,00) 2,992 (988,03) - - 3,458 (3110,00) - - 2,844 (743,60) 3,458 (3110,00) 2,844 (743,60) 3,491 (3190,00) 2,205 (127,50) 3,195 (1599,60) 1,755 (51,50) 5,969 (3317,50) 4,950 (1651,10) 1:1 Κουκιά κριθάρι 2:2 Κουκιά κριθάρι 3,311 (2192,50) 2,425 (320,00) 3,019 (1101,65) 1,928 (99,38) 5,736 (2512,50) 7,664 (1201,03) 3,240 (2200,00) 2,471 (511,33) 3,032 (1100,92) 1,947 (117,69) 5,711 (2711,33) 7,658 (1218,61) 2:1 Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή 3,459 (2925,00) 2,151 (150,00) 3,187 (1569,95) 1,559 (39) 5,610 (3075,00) 7,169 (1608,95) 2011 Κριθάρι 3,385 (2520,00) - - 2,951 (912,25) - - 3,385 (2520,00) 2,951 (912,25) μονοκαλλιέργεια Κουκιά μονοκαλλιέργεια Κουκιά κριθάρι - - 3,711 (3980,00) - - 2,856 (865,12) 3,711 (3980,00) 2,856 (865,12) 3,632 (4415,00) 2,538 (640,00) 3,167 (1519,92) 2,029 (151,38) 6,170 (5055,00) 5,196 (1671,30) 1:1 Κουκιά κριθάρι 2:2 Κουκιά κριθάρι 3,428 (2315,00) 2,814 (522,50) 2,884 (884,54) 1,916 (115,06) 6,242 (2837,50) 4,800 (999,60) 3,514 (3293,33) 2,665 (575,00) 3,176 (1525,99) 2,105 (97,69) 6,179 (3868,33) 5,281 (1623,68) 2:1 Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή 3,629 (3280,00) 1,940 (105,00) 3,246 (1408,66) 0,694 (6,73) 5,569 (3385,00) 3,940 (1415,39) ΕΣΔ ,19 0,36 0,26 0,

29 Η απόδοση σε ξηρή βιομάζα κατά το δεύτερο έτος στην καλλιέργεια του κριθαριού ήταν μειωμένη κατά 1,7% περίπου. Αντίθετα στα κουκιά παρατηρήθηκε αύξηση της ξηρής βιομάζας κατά 17,6% περίπου. Στα παρακάτω δύο σχήματα δίνονται διαγραμματικά οι τιμές της ξηρής βιομάζας του κριθαριού και των κουκιών αντίστοιχα. Στο Σχήμα 2 διακρίνουμε την απόδοση του κριθαριού σε ξηρή βιομάζα. Στην πρώτη δειγματοληψία οι αποδόσεις είναι αρκετά χαμηλές. Στη δεύτερη δειγματοληψία παρατηρούμε μια αύξηση εκτός από την πρώτη επέμβαση (μονοκαλλιέργεια κριθαριού) του πρώτου έτους όπου η πρώτη δειγματοληψία είναι αρκετά αποδοτική ενώ η δεύτερη ελάχιστα μικρότερη. Επίσης στην πρώτη και στην τέταρτη επέμβαση και των δυο ετών η 3 η δειγματοληψία είναι η αποδοτικότερη ενώ στην τρίτη, πέμπτη και έκτη επέμβαση αποδοτικότερη είναι η δειγματοληψία 4. Σχήμα 2. Απόδοση σε ξηρή βιομάζα της καλλιέργειας του κριθαριού σε μονοκαλλιέργεια και συγκαλλιέργεια με κουκιά στις δυο καλλιεργητικές περιόδους ( και ). Στο Σχήμα 3 διακρίνουμε την απόδοση σε ξηρή βιομάζα για την καλλιέργεια των κουκιών. Εδώ εκτός από τη δεύτερη επέμβαση και των δύο ετών, δηλαδή στη μονοκαλλιέργεια των κουκιών όπου παρατηρείται υψηλότερη απόδοση στην 28

30 τέταρτη επανάληψη, σε όλες τις μορφές συγκαλλιέργειας η μεγαλύτερη απόδοση των κουκιών σε ξηρή βιομάζα είναι στην τρίτη επανάληψη (6 εβδομάδες από το αδέλφωμα). Σχήμα 3. Απόδοση σε ξηρή βιομάζα της καλλιέργειας του των κουκιών σε μονοκαλλιέργεια και συγκαλλιέργεια με κριθάρι στις δυο καλλιεργητικές περιόδους ( και ). Η ξηρά ουσία του κριθαριού και των κουκιών αυξήθηκε από την πρώτη μέχρι και την τέταρτη δειγματοληψία (Σχήμα 2 και 3). Η σύγκριση των συντελεστών προσδιορισμού μεταξύ των προτύπων που δοκιμάστηκαν έδειξε ότι η πολυωνυμική εξίσωση (y = a + bx - cx 2 ) είχε την καλύτερη συσχέτιση της ξηράς ουσίας με το χρόνο (Σχήμα 2 και 3). Οι τιμές του α (αρχική βιομάζα) και b (ρυθμός αύξησης) για το κριθάρι και τα κουκιά ήταν χαμηλότερες στις συγκαλλιέργειες σε σύγκριση με τις αντίστοιχες μονοκαλλιέργειες. Η αρχική βιομάζα (α) ήταν μεγαλύτερη στην μονοκαλλιέργεια του κριθαριού και ακολούθησε η συγκαλλιέργεια των κουκιών με το κριθάρι στην ίδια γραμμή ενώ στις υπόλοιπες επεμβάσεις δεν διέφερε σημαντικά. Επίσης ο ρυθμός αύξησης (b) ήταν μεγαλύτερος στη μονοκαλλιέργεια 29

31 απ ότι στη συγκαλλιέργεια με μικρότερη τιμή να παρατηρείται στην επέμβαση κουκιά-κριθάρι στην ίδια γραμμή. Ομοίως η αρχική βιομάζα (α) ήταν μεγαλύτερη στη μονοκαλλιέργεια των κουκιών και μικρότερη στις συγκαλλιέργειες. Επίσης ο ρυθμός αύξησης (b) ήταν μεγαλύτερος στη μονοκαλλιέργεια των κουκιών απ ότι στις συγκαλλιέργειες. Πίνακας 4. Συγκεντρώσεις ολικού Ν σε καλλιέργεια κριθαριού και κουκιών. Οι τιμές είναι μέσοι όροι για δυο καλλιεργητικές περιόδους ( και ) και τέσσερις επαναλήψεις (όπου υπάρχει παύλα δεν έχει εφαρμογή). Κριθάρι 2010 Ολικό Ν (g/ kgdm) Κουκιά Κριθάρι μονοκαλλιέργεια 1,00 - Κουκιά μονοκαλλιέργεια - 1,96 Κουκιά κριθάρι 1:1 0,78 2,10 Κουκιά κριθάρι 2:2 0,93 1,80 Κουκιά κριθάρι 2:1 0,87 1,78 Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή ,85 1,75 Κριθάρι μονοκαλλιέργεια 1,09 - Κουκιά μονοκαλλιέργεια - 2,37 Κουκιά κριθάρι 1:1 1,01 2,65 Κουκιά κριθάρι 2:2 1,09 2,00 Κουκιά κριθάρι 2:1 1,14 2,27 Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή 1,12 2,24 ΕΣΔ Ολική πρωτεΐνη και απόδοση σε πρωτεΐνη Στα δύο σχήματα (Σχήμα 4 και 5) που ακολουθούν παρουσιάζονται διαγραμματικά οι συγκεντρώσεις του ολικού Ν στο κριθάρι και στα κουκιά. Στην καλλιέργεια του κριθαριού οι συγκεντρώσεις του Ν αυξήθηκαν κατά 18,3% στο δεύτερο έτος. Στην καλλιέργεια των κουκιών, παρατηρήθηκε αύξηση του Ν στο δεύτερο έτος κατά 18,6%. 30

32 Σχήμα 4: Συγκέντρωση ολικού Ν στην καλλιέργεια κριθαριού. Στον Πίνακα 5 δίνονται οι τιμές της πρωτεΐνης τόσο στο κριθάρι όσο και στα κουκιά. Η στρεμματική απόδοση σε πρωτεΐνη, στην καλλιέργεια του κριθαριού έχει μειωθεί το δεύτερο έτος κατά 56% περίπου. Αντίθετα στην καλλιέργεια των κουκιών παρατηρούμε το δεύτερο έτος αύξηση κατά 44,3% περίπου. Σχήμα 5: Συγκέντρωση ολικού Ν στην καλλιέργεια κουκιών. 31

33 Πίνακας 5. Συγκέντρωση ολικής πρωτεΐνης και απόδοση σε πρωτεΐνη. Κριθάρι Επέμβαση μονοκαλλιέργεια Κουκιά μονοκαλλιέργεια Συγκέντρωση (g kg -1 DM) Ολική πρωτεΐνη Στρεμματική απόδοση (kg/στρ.) Κριθάρι Κουκιά Κριθάρι Κουκιά 2010 Συνολική πρωτεΐνη (kg/στρ.) 12,64 113,98 113,28 24,8 97,84 97,84 Κουκιά κριθάρι 1:1 10,54 23,24 100,29 11,92 112,21 Κουκιά κριθάρι 2:2 11,68 22,56 111,12 19,36 130,48 Κουκιά κριθάρι 2:1 10,90 22,36 75,30 22,92 98,22 Κουκιά κριθάρι στην ίδια γραμμή Κριθάρι μονοκαλλιέργεια Κουκιά μονοκαλλιέργεια 10,58 21,96 84,02 10,84 94, ,56 119,22 119,22 29,72 139,64 139,64 Κουκιά κριθάρι 1:1 12,68 28,76 96,06 31,68 Κουκιά κριθάρι 2:2 13,64 25,08 77,02 26,16 Κουκιά κριθάρι 2:1 14,18 28,48 110,18 29,08 Κουκιά κριθάρι στην 14,04 28,8 107,70 8,48 127,74 103,18 139,26 ίδια γραμμή 116,18 ΕΣΔ ,35 4,1 43,35 20,5 41,25 Στα παρακάτω σχήματα παρουσιάζονται διαγραμματικά οι συγκεντρώσεις της ολικής πρωτεΐνης στο κριθάρι και στα κουκιά. Στην καλλιέργεια του κριθαριού οι υψηλότερες συγκεντρώσεις παρατηρούνται στην 1 η δειγματοληψία σε όλες τις επεμβάσεις. Στο Σχήμα 7, όπου απεικονίζονται οι τιμές της πρωτεΐνης στα κουκιά, παρατηρούμε συνολικά αύξηση κατά 15,9% στο δεύτερο έτος. 32