ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ

Transcript

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΤΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ

2 Καλλιέργεια εκτός εδάφους Το ριζικό σύστημα αναπτύσσεται εξ ολοκλήρου εκτός του φυσικού εδάφους με τέτοιον τρόπο, ώστε να έχει στην διάθεσή του αρκετό νερό για να μπορεί να επιτελεί τις απαραίτητες λειτουργίες για την ζωή του φυτού. Οι ρίζες αναπτύσσονται είτε απευθείας σε υδατικό διάλυμα ανόργανων αλάτων τα οποία χρησιμοποιούνται από το φυτό ως θρεπτικά στοιχεία (θρεπτικό διάλυμα) είτε σε πορώδη στερεά υλικά τα οποία καλούνται υποστρώματα και διαβρέχονται τακτικά με θρεπτικό διάλυμα στα πλαίσια της άρδευσης του φυτού.

3 Θρεπτικό διάλυμα Είναι ένα αραιό υδατικό διάλυμα όλων των θρεπτικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα φυτά, τα οποία βρίσκονται διαλυμένα στο νερό: - είτε ως ιόντα ανόργανων αλάτων - είτε ως ευδιάλυτες ανόργανες χημικές ενώσεις - είτε ως ευδιάλυτες οργανικές χημικές ενώσεις.

4 Ιστορική εξέλιξη καλλιεργειών εκτός εδάφους Έτος Ερευνητής Sachs, Knop 1916 McCall 1929 Gericke 1937 Gericke Laurie (1931), Eaton (1936), Shive & Robins (1937), Moulard and Stoughton (1939), Arnon and Hoagland (1940) U.S.A. Army 1951 Jacobson Cooper Verwer, Ottoson, etc Γεγονός - ορόσημο Πρώτα πειράματα με καλλιέργεια εκτός εδάφους (υδροκαλλιέργειες). Πρώτα πειράματα με καλλιέργεια σε άμμο Πρώτες προσπάθειες εμπορικής καλλιέργειας φυτών εκτός εδάφους. Εισαγωγή του όρου «υδροπονία» (hydroponics). Εκτεταμένη ερευνητική δραστηριότητα στις υδροπονικές καλλιέργειες (Θρέψη φυτών, Ανάπτυξη συστήματα καλλιέργειας) Μεγάλης κλίμακας παραγωγή λαχανικών σε υδροπονία από Αμερικανικό στρατό. Εισαγωγή χηλικού σιδήρου ως πηγής Fe στα θρεπτικά διαλύματα Εισαγωγή Nutrient Film Technique (NFT) για εμπορική παραγωγή στο θερμοκήπιο Εισαγωγή πετροβάμβακα ως υποστρώματος καλλιέργειας

5 Εξάπλωση υδροπονικών καλλιεργειών διεθνώς (1996) ha ha The Netherlands... 4,100 Taiwan France... 1,200 Singapore Belgium... 1,000 USA Japan Ireland Israel Bulgaria Germany Hong Kong Spain Switzerland United Kingdom Russia * ) South Africa Poland Finland Greece Canada China... 7 Australia Armenia... 6 Italy Indonesia... 5 New Zealand Portugal... 5

6 Εξάπλωση υδροπονικών καλλιεργειών στην Ολλανδία Crop Area 1992 Soilless ha % Tomato Cucumber Pepper Eggplant Rose Gerbera Anthurium Carnation Orchids Chrysanthemum Freesia 307 2

7 Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Electrical Conductivity (EC): Είναι ένα μέγεθος που εκφράζει την ικανότητα ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα στην πραγματικότητα είναι η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα ενός αγωγού ηλεκτρικού ρεύματος η οποία ως γνωστόν εξαρτάται από την φύση του αγωγού. Η (ειδική) ηλεκτρική αγωγιμότητα (C a ) ορίζεται ως το αντίστροφο της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης, ρ: C a = 1/ρ Η ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC( EC) ) μετράται σε ds m - 1. (1 ds m - 1 = 1 ms cm - 1 = 1mmho cm - 1 )

8 Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Η ικανότητα ενός υδατικού διαλύματος να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα οφείλεται στην παρουσία ιόντων. Συνεπώς όσο πιο πολλά ιόντα είναι διαλυμένα στο νερό τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητά του να άγει το ηλεκτρικό ρεύμα. Συνεπώς, η EC είναι ανάλογη της συνολικής συγκέντρωσης ιόντων στο διάλυμα. Όμως, η EC δεν μας δίνει πληροφορίες για το είδος των ιόντων (K( +, Na +, SO 2-4, κ.λπ.) που περιέχονται στο υδατικό διάλυμα.

9 Ηλεκτρική Αγωγιμότητα (EC) Η EC μπορεί να μετρηθεί εύκολα και γρήγορα στο θερμοκήπιο με την βοήθεια εύχρηστων, φορητών οργάνων. Γι αυτό, η μέτρηση της EC χρησιμοποιείται ευρύτατα για τον γρήγορο προσδιορισμό της συνολικής συγκέντρωσης αλάτων σε θρεπτικά διαλύματα.

10 Το ph Ένας αριθμός που εκφράζει την συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (H 3 O + ) σε ένα θρεπτικό διάλυμα σε λογαριθμική κλίμακα (1 14 ).) Το ph ενός θρεπτικού διαλύματος είναι πολύ σημαντικό για την θρέψη των φυτών γιατί επηρεάζει τις χημικές ισορροπίες μεταξύ διαφόρων ιόντων και χημικών ενώσεων στο θρεπτικό διάλυμα Κατά συνέπεια, το ph καθορίζει την διαλυτότητα και επομένως την διαθεσιμότητα πολλών θρεπτικών στοιχείων για τα φυτά.

11 Υποστρώματα Πορώδη υλικά που δεν προκαλούν φυτοτοξικότητα και χρησιμοποιούνται για να υποκαταστήσουν το έδαφος ως μέσου ανάπτυξης του ριζικού συστήματος των φυτών. Χημικά αδρανή υποστρώματα: Δεν διαθέτουν ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων Χημικά ενεργά υποστρώματα: Έχουν σημαντική ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων

12 Τα υποστρώματα υποκαθιστούν το έδαφος ως προς τις εξής λειτουργίες του: 1. Παροχή νερού στα φυτά 2. Παροχή θρεπτικών στοιχείων στα φυτά 3. Παροχή οξυγόνου στη ρίζα 4. Στήριξη των φυτών

13 Κυριότερα υποστρώματα για εκτός εδάφους καλλιέργειες Πετροβάμβακας Περλίτης Ελαφρόπετρα Ηφαιστειακά υλικά Διογκωμένη άργιλος Πολυουρεθάνη Άμμος Κόκκος Πριονίδι,, φλοιοί δένδρων, ίνες ξύλου

14 Διάφορα είδη υποστρωμάτων σε μορφή πλάκας

15 Συμπιεσμένος κόκκος

16 Καλλιέργεια μαρουλιού σε ελαφρόπετρα

17 Διογκωμένη άργιλος

18 Επιθυμητά χαρακτηριστικά υποστρωμάτων Ικανοποιητική συγκράτηση υγρασίας Επαρκής αεροπερατότητα Σταθερή δομή Ομοιομορφία Απαλλαγμένο από παθογόνα και ζιζάνια Εύκολο στη χρήση Χαμηλό κόστος Φιλικό προς το περιβάλλον

19 Ολικό πορώδες (P) Το ποσοστό (%) του όγκου ενός υποστρώματος που αντιστοιχεί σε πόρους (δεν καταλαμβάνεται από στερεά ύλη). Μαθηματικά αποδίδεται από την σχέση: P = όπου: V V p s 100 V p είναι ο όγκος των πόρων, και V s είναι ο συνολικός όγκος του υποστρώματος

20 Δραστικό πορώδες Το δραστικό πορώδες ισούται με την εκατοστιαία περιεκτικότητα ενός υποστρώματος σε νερό σε κατάσταση κορεσμού (θ s ). Στο δραστικό πορώδες ενός υποστρώματος δεν συμπεριλαμβάνονται οι κλειστοί πόροι.

21 Φαινόμενο ειδικό βάρος (D s ) Ορίζεται ως ο λόγος του βάρους ενός υποστρώματος (W s σε kg) ως προς τον όγκο της συγκεκριμένης ποσότητας υποστρώματος κάτω από τυποποιημένες συνθήκες πίεσης (V s σε L): w D s = W s Vv s

22 Περιεκτικότητα κατά όγκο σε υγρασία (Θ, % v/v) Η εκατοστιαία αναλογία μεταξύ του όγκου του νερού που περιέχεται σε ένα υπόστρωμα (V w ) και του συνολικού όγκου του υποστρώματος (V s ): Θ V w 100 V s

23 Χαρακτηριστικές καμπύλες υγρασίας (καμπύλες συγκράτησης νερού) ορισμένων υποστρωμάτων που χρησιμοποιούνται σε καλλιέργειες εκτός εδάφους Water content (% v/v) Water suction (cm) Rockwool Perlite Coir Περιεκτικότητα σε υγρασία ως συνάρτηση της μύζησης Water suction (kpa)

24 Περιγραφή Χ.Κ.Υ. μέσω μαθηματικών εξισώσεων Χρησιμοποιείται το παρακάτω πρότυπο (van Genuchten & Nielsen, 1985; Milks et al., 1989): όπου: θ = θ + θ θ r ( ) [ ] / 1+ ( ah) n m θ (%): περιεκτικότητα υποστρώματος σε νερό h (cm): μύζηση υποστρώματος θ (%): περιεκτικότητα σε νερό στον κορεσμό s r θ (%): υπολειμματική περιεκτικότητα υποστρώματος σε νερό a, m, n: σταθερές εξαρτώμενες από την φύση του υποστρώματος

25 Χ.Κ.Υ. τεσσάρων τύπων ελαφρόπετρας που διαφέρουν στο μέγεθος των κόκκων (Gizas and Savvas,, 2007: HortSci.. 42, ) 1280) Moisture content (% w/w) X 0-2 mm: θ = /[1+(0.282h) ] mm: θ = /[1+(0.247h) ] mm: θ = /[1+(0.573h) ] mm: θ = /[1+(2.844h) ] Suction (cm)

26 Η περιεκτικότητα ενός υποστρώ- ματος σε υγρασία σε κατάσταση υδατοϊκανότητας φυτοδοχείου ελαττώνεται καθώς αυξάνει το ύψος του. 70 h θ 12 cm: 35.53% 8 cm: 38.68% Moisture content (% w/w) cm: 44.23% 0-5 mm: θ = /[1+(0.247h) ] cm: 50.97% Suction (cm)

27 Κύρια πλεονεκτήματα καλλιεργειών εκτός εδάφους Αποτελεσματική αντιμετώπιση εδαφογενών ασθενειών χωρίς απολύμανση εδάφους με βρωμιούχο μεθύλιο. Η καλλιέργεια δεν εξαρτάται από την γονιμότητα του εδάφους. Δίνουν αυξημένες αποδόσεις. Επιφέρουν πρωίμιση της παραγωγής Λιγότερο ευαίσθητες στην αλατότητα του νερού άρδευσης. Περιορίζουν την νιτρορύπανση (κλειστά συστήματα). Καθιστούν ευκολότερη την μηχανοποίηση ορισμένων καλλιεργητικών εργασιών.

28 Συστήματα καλλιεργειών εκτός εδάφους Ταξινόμηση με κριτήριο τον τρόπο διαχείρισης των απορροών Ταξινόμηση με κριτήριο το μέσο ανάπτυξης του ριζικού συστήματος Ταξινόμηση με κριτήριο τα υλικά με τα οποία είναι δομημένο το σύστημα και τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του.

29 Ταξινόμηση με κριτήριο τον τρόπο διαχείρισης των απορροών Ανοιχτά - κλειστά συστήματα καλλιέργειας εκτός εδάφους

30 Ανοιχτά συστήματα καλλιέργειας εκτός εδάφους Η περίσσεια θρεπτικού διαλύματος που απορρέει από τον χώρο των ριζών διαφεύγει στο περιβάλλον

31 Ανοιχτά συστήματα καλλιέργειας εκτός εδάφους

32 Κλειστά συστήματα καλλιέργειας εκτός εδάφους Η περίσσεια θρεπτικού διαλύματος που στραγγίζει και απομακρύνεται από το περιβάλλον της ρίζας μετά από την παροχή του στην καλλιέργεια συλλέγεται, συμπληρώνεται με νερό και θρεπτικά στοιχεία και ξαναχρησιμοποιείται.

33 Κλειστό σύστημα καλλιέργειας ζέρμπερας εκτός εδάφους

34 Κλειστά υδροπονικά συστήματα Πλεονεκτήματα Εξοικονόμηση λιπασμάτων και νερού Μείωση απορροής υπολειμμάτων λιπασμάτων (νιτρικά, φωσφορικά) στα επιφανειακά και υπόγεια νερά Δυνατότητα εφαρμογής φυτοφαρμάκων μέσω θρεπτικού διαλύματος

35 Εξοικονόμηση νερού και λιπασμάτων ανά εφαρμογή άρδευσης (120 L) ) σε πειραματική καλλιέργεια ζέρμπερας Χειρισμός θρέψης άρδευσης V r (%) E r (ds m -1 ) Εξοικονόμηση νερού (%) Εξοικονόμηση λιπασμάτων (%) EC = 1,8 ds m -1, 26 2,3 21,7 30,5 3 ποτίσματα/ημέρα EC = 2,2 ds m -1, 24 3,0 20,0 29,9 3 ποτίσματα/ημέρα EC = 1,8 ds m -1, 64 2,2 53,3 70,8 5 ποτίσματα/ημέρα EC = 2,2 ds m -1, 67 2,6 55,8 69,6 5 ποτίσματα/ημέρα

36 Συστήματα ανακύκλωσης Συνεχής ανακύκλωση (επανακυκλοφορία) Συλλογή και ανακύκλωση απορροών (επαναλαμβανόμενα ποτίσματα μικρής διάρκειας)

37 Σχηματική αναπαράσταση ενός υδροπονικού συστήματος με αδιάλειπτη επανακυκλοφορία του θρεπτικού διαλύματος

38 Σχηματική αναπαράσταση ενός υδροπονικού συστήματος με επαναλαμβανόμενα ποτίσματα μικρής διάρκειας Pots with plants

39 Ημερήσιος όγκος επαναχρησιμοποιούμενου διαλύματος απορροής σε μία καλλιέργεια τομάτας η οποία τροφοδοτείται με θρεπτικό διάλυμα μέσω συχνών, μικρής διάρκειας ποτισμάτων. Έκταση 1,0 ha Συνολικός αριθμός φυτών Παροχή θρεπτικού διαλύματος ανά φυτό & ημέρα 4 L Συνολική ημερήσια παροχή θρεπτικού διαλύματος 100 m 3 Κλάσμα απορροής 0.3 (30%) Συνολικός όγκος διαλύματος απορροής που ξαναχρησιμοποιείται ανά εκτάριο & ημέρα 30 m 3

40 Ημερήσιος όγκος επαναχρησιμοποιούμενου διαλύματος απορροής σε μία καλλιέργεια τομάτας με συνεχή κυκλική κυκλοφορία του θρεπτικού διαλύματος Έκταση 1,0 ha Συνολικός αριθμός φυτών Αριθμός φυτών ανά m στο κανάλι 2,5 Συνολικό μήκος καναλιών Μήκος ανά κανάλι m 25 m Αριθμός καναλιών 400 Παροχή θρεπτικού διαλύματος ανά κανάλι Συνολικός όγκος θρεπτικού διαλύματος που παρέχεται στα φυτά ανά ημέρα *1140 min per day 3,5 lit/min* m 3

41 Δυσκολίες που παρουσιάζει η ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος Η ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος μπορεί να οδηγήσει και σε ανακύκλωση παθογόνων Η σύνθεση του διαλύματος απορροής μεταβάλλεται σημαντικά σε σύγκριση με το διάλυμα τροφοδοσίας

42 Μερικά παθογόνα που μπορούν να μεταδοθούν μέσω ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος (1) No Παθογόνο Βιβλιογραφική πηγή 1. Pythium sp. Jenkins and Averre, 1983, (Plant Desease 67: ) 2. Phytophthora sp. 3. Fusarium sp. 4. Verticillium sp. 5. Thielaviopsis basicola 6. Cylindrocladium scoparium 7. Xanthomonas campestris 8. Pelargonium Flower Break virus (PFBV) Runia et al., 1996, (9th Int. Cong. ISOSC, Proc., ) Wohanka, 1992, (8th Int. Cong. ISOSC, Proc., ) Berkelmann and Wohanka, 1995, (Acta Hort., 382: )

43 Μερικά παθογόνα που μπορούν να μεταδοθούν μέσω ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος (2) 9. Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV) 10. Tomato mosaic virus (ToMV) 11. Tobacco mosaic virus (TMV) 12. Lettuce big vein agent (LBVA) 13. Cucumber mosaic virus (CMV) 14. Tomato spotted wilt virus (TSWV) 15. Tobacco necrosis virus (TNV) 16. Platylenchus vulnus 17. Meloidogyne incognita 18. Radopholus similis Paludan, 1985, cited by Runia, 1995 (Acta Hort., 382: ) Büttner et al., 1995, (Acta Hort., 396: ) Runia and Amsing, 1996, (9th Int. Cong. ISOSC, Proc., )

44 Μέθοδοι απολύμανσης διαλύματος απορροής

45 Σύνοψη μεθόδων απολύμανσης του θρεπτικού διαλύματος απορροής που χρησιμοποιούνται στην υδροπονική πράξη ή δοκιμάζονται πειραματικά. Μέθοδος απολύμανσης Παστερίωση με θέρμανση Εφαρμογή υπεριώδους ακτινοβολίας Αργή διήθηση μέσω άμμου Μικροδιήθηση μέσω μεμβρανών Απολύμανση με όζον (Ο 3 ) Ενεργό υπεροξείδιο του υδρογόνου Απολύμανση με ιώδιο Συνθήκες εφαρμογής της μεθόδου 95 ο C για 15 (για όλα τα παθογόνα) 85 o C για 3 min (Fusarium, ToMV) nm, 250 mj/cm 2 Ρυθμός διήθησης: 0,1-0,3 m/h. Κοκκομετρία άμμου: 0,2-0,6 mm Για απομάκρυνση του Fusarium oxysporum απαιτείται μέγεθος πόρων 0,05 μm 10 ppm για 1 ώρα (οξειδοαναγωγικό δυναμικό 754 mv) σε χαμηλό ph (~ 4,7) Θανάτωση Fusarium oxysporum: ppm για 5 λεπτά. Εξόντωση ιών (TMV): 400 ppm Θανάτωση του Fusarium oxysporum: 0,7 ppm

46 Σχηματική απεικόνιση συστήματος παστερίωσης διαλύματος απορροής με θέρμανση ΠΗΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΔΟΧΕΙΟ ΑΡΧΙΚΗΣ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΑΝΤΛΙΑ ΠΡΟΘΕΡΜΑΝΣΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΑΣΤΕΡΙΩΣΗΣ 95 ο C ΔΟΧΕΙΟ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΑΠΟΛΥΜΑΣΜΕΝΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 80 o C

47 Παστερίωση με θέρμανση Πλεονεκτήματα Αποτελεσματικό για όλα τα παθογόνα (μύκητες, βακτήρια, ιοί). Μειονεκτήματα Έχει υψηλό λειτουργικό κόστος Σχετικά απλή τεχνολογία Δεν προκαλεί φυτοτοξικότητα Συνδυάζεται με το σύστημα θέρμανσης

48 Αξιολόγηση παστερίωσης με υπεριώδη ακτινοβολία Πλεονεκτήματα Αποτελεσματικό έναντι όλων των παθογόνων όταν εφαρμόζεται σωστά Μειονεκτήματα Η UV οξειδώνει τον χηλικό σίδηρο Εναποθέσεις αλάτων στην εξωτερική κρυσταλλική επιφάνεια της λυχνίας μειώνουν βαθμιαία την διαπερατότητά της Σημαντικό λειτουργικό κόστος Η λυχνία UV έχει σχετικά περιορισμένη διάρκεια ζωής

49 Αργή διήθηση μέσω άμμου

50 Σχηματική απεικόνιση φίλτρου άμμου για απολύμανση διαλύματος απορροής ΣΤΗΛΗ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΛΗ ΑΜΜΟΥ ΔΟΧΕΙΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΣΤΡΩΣΕΙΣ ΑΜΜΟΥ ΑΠΟΣΤΡΑΓΓΙΣΗΣ ΔΙΑΛΥΜΑ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΔΟΧΕΙΟ ΣΥΛΛΟΓΗΣ ΑΠΟΛΥΜΑΣΜΕΝΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ

51 Εξωτερική άποψη φίλτρου άμμου

52 Άποψη φίλτρου άμμου από πάνω

53 Τεχνικά χαρακτηριστικά φίλτρων άμμου (2) Δραστικό μέγεθος (ES ή D 10 ): mm Συντελεστής ομοιομορφίας: (UC: D 60 /D 10 ): >3 (αποδεκτή), >2 (επιθυμητή). Στάθμη νερού πάνω από το φίλτρο: mm. Επιθυμητή ταχύτητα διήθησης: m/h.

54 Παράδειγμα υπολογισμού επιφάνειας φίλτρου άμμου Δεδομένα: Καλλιέργεια: τομάτα Καλλιεργούμενη έκταση: m 2 Πυκνότητα φυτών: 2,5 φυτά/m 2 Συνολικός αριθμός φυτών: Μέγιστη ημερήσια κατανάλωση νερού: 3 L/φυτό Μέγιστο κλάσμα απορροής: 0,7 (70%) Επιθυμητή ταχύτητα διήθησης: 0,1 m/h (2,4 m/ημέρα) Υπολογισμοί Από (3), (4) και (5) V r(max) = 42 m 3 (7) (8) Από (6) and (7) S sf = 42/2.4 = 17.5 m 2 Συμβολισμοί: V r(max) = Μέγιστος όγκος ανακυκλούμενου διαλύματος απορροής ανά ημέρα S sf = Απαιτούμενη έκταση φίλτρου άμμου (1) (2) (3) (4) (5) (6)

55 Αποτελεσματικότητα αργής διήθησης μέσω άμμου Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των κόκκων της άμμου και όσο πιο αργή η ταχύτητα διήθησης τόσο πιο αποτελεσματική προστασία παρέχει το φίλτρο άμμου ενάντια στα παθογόνα.

56 Αργή διήθηση μέσω άμμου Πλεονεκτήματα Σχετικά απλή τεχνολογία Τυχόν προβλήματα λειτουργίας είναι απλά και επιλύονται εύκολα Χαμηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης Βασίζεται κυρίως στην ανάπτυξη ανταγωνιστικής μικροχλωρίδας προς τα παθογόνα και επομένως είναι φιλική προς το περιβάλλον Το διάλυμα απορροής καθαρίζεται και από αιωρούμενα σωματίδια Μειονεκτήματα Η αποτελεσματικότητά του έναντι του Fusarium και μερικών ιών δεν είναι πλήρης. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε είδος άμμου για την κατασκευή του Απαιτεί μία σχετικά σημαντική επιφάνεια εδάφους

57 Εφαρμογή φυτοφαρμάκων μέσω του ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος Συνιστά μία φιλική προς το περιβάλλον και ασφαλή για τον παραγωγό μέθοδο εφαρμογής Είναι αποτελεσματική μέθοδος σε χαμηλές δόσεις και για μεγάλα χρονικά διαστήματα Για τις καλλιέργειες καρποδοτικών κηπευτικών πρέπει να ελεγχθεί τι υπολείμματα ανιχνεύονται στα βρώσιμα τμήματα Δεν συνιστάται για φυλλώδη λαχανικά όπως το μαρούλι

58 Μέθοδοι συμπλήρωσης διαλύματος απορροής με θρεπτικά στοιχεία και νερό Συμπλήρωση θρεπτικών στοιχείων με βάση το διάλυμα απορροής Συμπλήρωση θρεπτικών στοιχείων με βάση τις συγκεντρώσεις απορρόφησης

59 Συμπλήρωση θρεπτικών στοιχείων με βάση το διάλυμα απορροής Υπολογισμός σύστασης πυκνών διαλυμάτων C mi = ac ri + ( 1 a) C wi Cmi είναι η συγκέντρωση του i θρεπτικού στοιχείου στο μείγμα που διαλύματος απορροής με νερό, Cri είναι η επιθυμητή συγκέντρωση του i θρεπτικού στοιχείου στο διάλυμα απορροής, Cwi είναι η συγκέντρωση του i θρεπτικού στοιχείου στο νερό άρδευσης και a είναι η αναλογία ανάμειξης διαλύματος απορροής και καθαρού νερού άρδευσης.

60 Συμπλήρωση θρεπτικών στοιχείων με βάση το διάλυμα απορροής Παρασκευή θρεπτικού διαλύματος Irrigation water + Drainage solution Mixture of water and drainage solution + Fertilizers Nutrient solution supplied to the crop + + E w E r E m E f E t E = ae + ( 1 a) E m r w

61 Συμπλήρωση θρεπτικών στοιχείων με βάση τις συγκεντρώσεις απορρόφησης Παρασκευή θρεπτικού διαλύματος Irrigation water + Fertilizers Nutrient solution for closed systems + Drainage solution Nutrient solution supplied to the crop + + E w E f E u E r E t E t = ae + (1 a) E r m

62 Ταξινόμηση συστημάτων καλλιέργειας εκτός εδάφους με κριτήριο το μέσο ανάπτυξης του ριζικού συστήματος Υδροπονία Υδροκαλλιέργεια Καλλιέργεια σε αδρανή υποστρώματα Εκτός εδάφους καλλιέργεια σε υποστρώματα με χημική δραστικότητα Ανόργανα υποστρώματα με ανταλλακτική ικανότητα Οργανικά υποστρώματα με ανταλλακτική ικανότητα

63 Μέθοδοι καλλιέργειας εκτός εδάφους είτε σε χημικά αδρανή υποστρώματα είτε σε θρεπτικό διάλυμα Υδροπονία

64 Ορισμοί Γεωπονία: Γεω- = στη γη -πονία = εργασία Υδροπονία: Υδρο- = νερό -πονία = εργασία Εργασία στο έδαφος Εργασία στο νερό

65 Υδροκαλλιέργεια Μέθοδοι καλλιέργειας φυτών χωρίς την χρήση ενός πορώδους υλικού για την συγκράτηση του θρεπτικού διαλύματος στον χώρο των ριζών. Το θρεπτικό διάλυμα μπορεί είτε να παραμένει στάσιμο είτε να ρέει.

66 Σχηματική απεικόνιση υδροκαλλιέργειας σε θρεπτικό διάλυμα που διατηρείται στάσιμο Net wire plant Root Nutrient solution Air injection Air blows Nutrient solution tank

67 Σχηματική απεικόνιση καλλιέργειας που αναπτύσσεται σε ανακυκλούμενο θρεπτικό διάλυμα (Σύστημα NFT)

68 Μελιτζάνα καλλιεργούμενη σε NFT

69 Μαρούλι σε σύστημα NFT

70 Υδροπονική καλλιέργεια σε χημικά αδρανή υποστρώματα Καλλιέργεια σε πυριτική άμμο, Καλλιέργεια σε χαλίκι, Καλλιέργεια σε πετροβάμβακα, Καλλιέργεια σε περλίτη, Καλλιέργεια σε ελαφρόπετρα, Καλλιέργεια σε διογκωμένη άργιλο.

71 Καλλιέργεια μελιτζάνας σε πυριτική άμμο

72 Καλλιέργεια τριανταφυλλιάς σε πετροβάμβακα

73 Καλλιέργεια τομάτας σε πετροβάμβακα

74 Καλλιέργεια τριανταφυλλιάς σε περλίτη

75 Καλλιέργεια γαριφαλιάς σε ελαφρόπετρα

76 Εκτός εδάφους καλλιέργειες σε υποστρώματα με χημική δραστικότητα I. Ανόργανα υποστρώματα Ζεόλιθος Βερμικουλίτης, Σκωρία και διάφορα άλλα ηφαιστειακά υλικά. II. Οργανικά υποστρώματα Τύρφη, Κοκκόχωμα, πριονίδι, κ.λπ.

77 Τριανταφυλλιές σε κοκκόχωμα

78 Ζέρμπερα σε γλάστρες με κοκκόχωμα

79 Ταξινόμηση συστημάτων καλλιέργειας εκτός εδάφους με κριτήριο τα υλικά και την αρχιτεκτονική της κατασκευής τους I. Συστήματα υδροκαλλιέργειας Nutrient Film Technique (NFT) Καλλιέργεια σε βαθύ νερό (Deep( Deep water culture) Σύστημα Kyowa Σύστημα Ein Gedi Αεροπονία Σύστημα κεκλιμένων πλαισίων (A-Frame( Frame) Υδροκαλλιέργεια γλαστρικών καλλωπιστικών

80 Ταξινόμηση συστημάτων καλλιέργειας εκτός εδάφους με κριτήριο τα υλικά και την αρχιτεκτονική της κατασκευής τους IΙ. Συστήματα στα οποία το ριζικό σύστημα αναπτύσσεται σε ένα στερεό πορώδες υλικό Καλλιέργεια εκτός εδάφους σε σάκους Καλλιέργεια εκτός εδάφους σε πορώδεις πλάκες Καλλιέργεια εκτός εδάφους σε γλάστρες Καλλιέργεια εκτός εδάφους σε φυτοδοχεία Καλλιέργεια εκτός εδάφους σε κανάλια Κάθετη καλλιέργεια εκτός εδάφους

81 Σύστημα Kyowa

82 Αεροπονία Plants grown aeroponically. The system includes closed boxes and irrigation pipes for supply and spraying of N.S. to the plant roots Aeroponics is suitable for most horticultural plants Irrigation pipe Nozzle for NS supply Aeroponic box

83 Καλλιέργεια σε κεκλιμένα πλαίσια

84 Καλλιέργεια σε σάκους

85 Σχηματική απεικόνιση τρόπου διάταξης μίας καλλιέργειας σε σάκους γεμισμένους με υπόστρωμα

86 Καλλιέργεια σε πλάκες πετροβάμβακα Spaghetti tube Rockwool slab Irrigation pipe for NS delivery

87 Γλάστρες γεμισμένες με υπόστρωμα dripper Pots filled with perlite channel

88 Καλλιέργεια ζέρμπερας σε γλάστρες γεμισμένες με κοκόχωμα

89 Κάθετη καλλιέργεια σε σάκους

90 Κάθετη καλλιέργεια σε γλάστρες