ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΕΙΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΕΙΦΟΡΙΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΥ ΦΩΣΦΟΡΟΥ (BioP) ΣΕ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΑΜΠΕΛΙΟΥ ΜΕ ΔΥΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ (ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ - ΟΡΓΑΝΙΚΟ) ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Αντώνη Σιήμη Γεωπόνου Επιβλέπουσα Καθηγήτρια Παυλάτου-Βε Αθηνά Αναπλ. Καθηγήτρια ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θέλω να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στην επιβλέπουσα καθηγήτρια μου Παυλάτου-Βε Αθηνά τόσο για την επιλογή του θέματος, τη συνεχή καθοδήγηση και τις πολύ εποικοδομητικές τις υποδείξεις σ όλη τη διάρκεια της διατριβής καθώς και για τη συμβολή της στην τελική διαμόρφωση του κειμένου και την άρτια παρουσίαση των αποτελεσμάτων. Ευχαριστώ επίσης, όλους τους καθηγητές, μεταπτυχιακούς φοιτητές και συνεργάτες του εργαστηρίου Εδαφολογίας της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ. για τις πολύτιμες γνώσεις και τη βοήθεια που μου παρείχαν. Στους γονείς μου εκφράζω την ευγνωμοσύνη μου τόσο για την υλική βοήθεια όσο και την ψυχική συμπαράσταση καθ όλη τη διάρκεια των σπουδών μου. Χωρίς την προσωπική τους βοήθεια και κατανόηση δε θα ήταν δυνατή η ολοκλήρωση της διατριβής. Τέλος ευχαριστίες εκφράζονται προς τα μέλη της επιτροπής, Καθηγητή Ν. Νικολάου και Λέκτορα Ελ. Κιοσέ-Καμπασακάλη για τον πολύτιμο χρόνο που διέθεσαν μέχρι την ολοκλήρωση της παρούσης διατριβής. Σιήμης Αντώνης 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδες 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 5 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Συστήματα καλλιέργειας Τρόποι άσκησης της γεωργίας (Συμβατική και Αειφορική γεωργία) Οργανικό σύστημα καλλιέργειας Συμβατικό σύστημα καλλιέργειας Επίδραση των συστημάτων καλλιέργειας στις ιδιότητες του εδάφους Αμπέλι (Vitis vinifera L.) Οργανική και Συμβατική καλλιέργεια αμπέλου Ανόργανα θρεπτικά στοιχεία και λίπανση αμπέλου Γενικά περί φωσφόρου Ο φωσφόρος του εδάφους Προέλευση Μορφές εδαφικού φωσφόρου Ανόργανες μορφές φωσφόρου Οργανικές μορφές φωσφόρου Α. Φωσφατάσες Β. Οργανική ουσία - P Προσθήκες προς τα αποθέματα του εδαφικού φωσφόρου και απώλειες Η Πρόσληψη του εδαφικού φωσφόρου από τα φυτά (φυτό και φωσφόρος) Πρακτικές απόψεις σχετικά με την οικονομία του εδαφικού φωσφόρου Σκοπός της εργασίας ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Δειγματοληψίες Αμπέλι 45 3

4 3.2. Πειραματικός σχεδιασμός Ειδικές Αναλύσεις Υπολογισμοί Φυλλοδιαγνωστική Στατιστική ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Οι Pt pre, Po pre και Pi pre στα εδάφη Φωσφατάσες Οι Pt, Po και Pi μετά τη επώαση των εδαφών Μικροβιακός Ρm Ακινητοποίηση και ανοργανοποίηση Ρ Βιοδιαθέσιμος BioP Σχέση BioP, P-Olsen και πρόσληψη P στα φύλλα αμπελιού Μάκρο- και μικροθρεπτικά στοιχεία στους αμπελώνες (C1,2) και (O1,2) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 82 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 91 4

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η καθιερωμένη μέθοδος γεωργικής παραγωγής (συμβατική γεωργία) χρησιμοποιεί μεγάλες ποσότητες χημικών λιπασμάτων στοχεύοντας σε μεγαλύτερες αποδόσεις. Η μακρόχρονη όμως εφαρμογή της έχει δημιουργήσει πολλά προβλήματα και περιβαλλοντικά αδιέξοδα, στοιχεία τα οποία επιβάλλουν την ανάγκη για στροφή προς τη βιολογική γεωργία. Σήμερα με τη βιολογική καλλιέργεια μπορούμε να πετύχουμε μείωση της ρύπανσης του εδάφους και των υπόγειων νερών με χημικά, διατήρηση της βιοποικιλότητας και μικρότερη αλλά ταυτόχρονα ορθολογικότερη χρησιμοποίηση των φυσικών πόρων. Τα οργανικά καλλιεργητικά συστήματα αποτελούν μια εναλλακτική προσέγγιση που συνοδεύεται από αγρονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη, σχετιζόμενα κυρίως με την αύξηση της οργανικής ουσίας των εδαφών (Stockdale κ.ά. 2002). Η εξωτερική εφαρμογή φωσφόρου (P) σε καλλιέργειες αμπελιού είναι αναγκαία αφού αποτελεί ένα από τα κύρια θρεπτικά στοιχεία του εδάφους. Η μελέτη του θα βοηθήσει να επιτευχθούν οι εξής στόχοι: 1) Ορθή εφαρμογή πηγών και ποσοτήτων P στα εδάφη χωρίς οποιαδήποτε προβλήματα στο περιβάλλον 2) Δημιουργία τεχνογνωσίας για φωσφορική λίπανση αμπελιού σε βιολογικό και συμβατικό σύστημα 3) Αειφορία των γεωργικών συστημάτων 4) Εκτίμηση της επίδρασης του οργανικού και συμβατικού καλλιεργητικού συστήματος στην αειφορική χρήση και παραγωγική ικανότητα του εδάφους αμπελώνων. 5

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1. Συστήματα καλλιέργειας Τρόποι άσκησης της γεωργίας (Συμβατική και Αειφορική Γεωργία) Ένας από τους κύριους σκοπούς της αειφορικής γεωργίας είναι η διαχείριση των οικοσυστημάτων με εφαρμογή φυσικών μέτρων ώστε να μειωθεί η ρύπανση του περιβάλλοντος και τα προϊόντα που θα λαμβάνονται από τα οικοσυστήματα να είναι απαλλαγμένα από χημικά παρασκευάσματα. Ακόμη με την εφαρμογή της αειφορικής γεωργίας εξοικονομούνται φυσικοί πόροι, εξασφαλίζεται η μελλοντική παραγωγικότητα του συστήματος και ταυτόχρονα μειώνεται το κόστος παραγωγής. Η Αειφορική Γεωργία στοχεύει στην διατήρηση των φυσικών πόρων και της προστασίας του περιβάλλοντος (FAO 1991). Στο πλαίσιο της αειφορικής αγροτικής ανάπτυξης υιοθετήθηκαν διάφορα συστήματα παραγωγής, όπως η οργανική (βιολογική) γεωργία, η γεωργία ακριβείας και η ολοκληρωμένη διαχείριση. Η γεωργία ακριβείας συνεπάγεται τη συλλογή, ανάλυση και διαχείριση μεγάλης ποικιλίας αγροκομικών πληροφοριών με σκοπό να διαπιστωθούν και να αντιμετωπισθούν οι πραγματικές ανάγκες κάθε τμήματος του αγρού και όχι ενιαία σαν μέσος όρος των αναγκών όλου του αγρού, όπως γίνεται στη συμβατική γεωργία. Η ολοκληρωμένη διαχείριση είναι ένας τρόπος διαχείρισης μιας καλλιέργειας που συνδυάζει κατά το καλύτερο τρόπο καλλιεργητικές, βιολογικές και χημικές μεθόδους και στοχεύει (α) σε οικονομικό όφελος του παραγωγού με ικανοποιητική και όχι μέγιστη απόδοση, ανάλογα με τις συνθήκες της κάθε περιοχής (β) σε υψηλής ποιότητας προϊόντα, τα οποία είναι πιο ανταγωνιστικά, με παράλληλη μειωμένη επιβάρυνση για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία (ορθή χρήση των εισροών) και ορθολογική χρησιμοποίηση των φυσικών πόρων (Παπακώστα 2004). Βασική διαφορά μεταξύ των οργανικών και συμβατικών καλλιεργητικών συστημάτων είναι ότι τα συμβατικά συστήματα βασίζονται σε βραχυπρόθεσμες λύσεις, όπως π.χ. εφαρμογή ευδιάλυτων λιπασμάτων ή ζιζανιοκτόνων ενώ τα οργανικά συστήματα βασίζονται σε περισσότερο μακροπρόθεσμες λύσεις, κυρίως προληπτικές και λιγότερο δραστικές, όπως είναι η εφαρμογή της αμειψισποράς ως μέτρο φυτοπροστασίας και παροχής θρεπτικών στοιχείων (Watson κ.ά. 2002). 6

7 Οι παράγοντες που καθορίζουν τις διαφορές της εδαφικής γονιμότητας μεταξύ των καλλιεργητικών συστημάτων είναι τα αποθέματα και οι μορφές των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος, οι διεργασίες και οι ρυθμοί για την μετατροπή των θρεπτικών από μια μορφή σε άλλη, οι απώλειες και οι εδαφικές ιδιότητες που επηρεάζουν τον όγκο και το βάθος της ριζόσφαιρας, την πρόσληψη των θρεπτικών από τα φυτά και τη βιολογική δραστηριότητα του εδάφους (Stockdale κ.α. 2002) Οργανικό σύστημα καλλιέργειας Σύμφωνα με τον Κανονισμό 2092/1991 της Ε.Ε., είναι το σύστηµα εκείνο που δεν γίνεται χρήση συνθετικών εισροών όπως λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών προϊόντων. Βασίζεται στη μέγιστη χρησιµοποίηση της αµειψισποράς, οργανικών υπολειµµάτων, κοπριάς, ψυχανθών και χλωρής λίπανσης, καθώς και στην εισροή οργανικής ουσίας και άλλων απαραίτητων μέσων, κονιορτοποιημένων πετρωμάτων και τέλος στη βιολογική αντιµετώπιση εχθρών, ασθενειών και ζιζανίων όπως και τη χρήση ανθεκτικών ποικιλιών. Όλες αυτές οι πρακτικές επιτρέπουν τη βελτίωση της παραγωγικότητας του εδάφους (γονιμότητας και δομής), την άριστη θρέψη των φυτών και τον έλεγχο των φυτοπαράσιτων. Στα συστήματα οργανικής καλλιέργειας η συσσώρευση του φωσφόρου στο επιφανειακό έδαφος είναι μικρή ή και μηδενική γιατί η χρήση συνθετικών λιπασμάτων είναι απαγορευτική και η λίπανση στηρίζεται κυρίως στη χρήση οργανικών φυσικών υλικών όπως κοπριάς, φυτικών υπολειμμάτων κ.α. Στην οργανική γεωργία τα πετρώματα φωσφόρου επιτρέπονται αλλά στην πράξη η εφαρμογή τους είναι περιορισμένη (Oehl κ.α. 2002). Η οργανική γεωργία μπορεί να συμβάλλει στη διατήρηση της ποικιλότητας της χλωρίδας, επειδή αποκλείει τη χρήση ζιζανιοκτόνων και συνθετικών λιπασμάτων, στοχεύει στη μείωση της αζωτούχου λίπανσης και ευνοεί την ποικιλότητα μέσω της αμειψισποράς (Rasmussen κ.ά. 2006). Η γνώση της βιολογικής παραγωγής όπως και η εφαρμογή της βρίσκεται στα αρχικά στάδια. Η καλλιέργεια με βιολογικό τρόπο είναι κάτι σχετικά νέο και η προηγούμενη εμπειρία είναι πολύ μικρή. Έτσι, η βιολογική γεωργία θα πρέπει να εξελιχθεί περαιτέρω με βάση τα νέα πειραματικά δεδομένα που παράγονται σε ερευνητικά ιδρύματα και πανεπιστήμια. 7

8 Ορισμένοι περιορισμοί στην οργανική γεωργία είναι: Η παραγωγή της είναι μικρότερη από εκείνη της συµβατικής κατά 10 30%. Μεγάλες απαιτήσεις σε ανθρώπινη εργασία σε σχέση με την συμβατική. Περιορισμένη διαθεσιμότητα οργανικών λιπασμάτων. Δεν εγγυάται πλήρη προστασία της παραγωγής από εχθρούς. Δεν έχουν διερευνηθεί οι πιθανές δυσμενείς επιδράσεις από τη χρησιμοποίηση των φυσικών συντιθέμενων φυτοπροστατευτικών προϊόντων και λιπασμάτων. Οι τιμές διάθεσης των βιολογικών προϊόντων είναι υψηλότερες κατά 15 20%. Κατά το Διεθνή Οργανισμό Κινημάτων Οικολογικής Γεωργίας (ΙFOAM) οι βασικοί στόχοι της οργανικής γεωργίας εστιάζονται: Στην παραγωγή σε αρκετή ποσότητα γεωργικών προϊόντων υψηλής ποιότητας. Στη συνεργασία με το αγροοικοσύστημα και όχι στην κυριάρχησή του από τον άνθρωπο. Στην παρέμβαση στους βιολογικούς κύκλους του αγροοικοσυστήματος με σεβασμό στους μικροοργανισμούς στο έδαφος, στη χλωρίδα, πανίδα, καλλιέργειες και στα εκτρεφόμενα ζώα. Στη βελτίωση της γονιμότητας του εδάφους στο διηνεκές. Στην ορθολογική χρησιμοποίηση των φυσικών πόρων. Στην εφαρμογή συστημάτων για την όσο το δυνατόν αυτάρκεια σε οργανική ουσία και θρεπτικά συστατικά. Στην αποφυγή κάθε ρύπανσης από καλλιεργητικές πρακτικές. Στην οικολογική διαχείριση της γενετικής βιοποικιλότητας. Στην απόδοση στους καλλιεργητές λογικής αμοιβής και ικανοποίησης από την εργασία τους, η οποία πρέπει να προσφέρεται σε εργασιακό περιβάλλον ασφαλές και υγιεινό. Στην εκτίμηση του αποτελέσματος της αλληλεπίδρασης των καλλιεργητικών τεχνικών με το οικολογικό και κοινωνικό περιβάλλον. 8

9 Συμβατικό σύστημα καλλιέργειας Η συμβατική γεωργία είναι η μορφή που δεσπόζει σήμερα στις αναπτυγμένες και αναπτυσσόμενες χώρες. Αξιοποιεί ανεξέλεγκτα τους διατιθέµενους φυσικούς πόρους και τα συνθετικά αγροχηµικά (γεωργικά φάρµακα και λιπάσµατα). Είναι σχεδόν πλήρως εκμηχανισμένη και εισάγει απεριόριστη ενέργεια για να καλύψει τις αυξηµένες ανάγκες των δραστηριοτήτων της. Δεν λαμβάνεται υπόψη η σημασία της βιολογικής δραστηριότητας και της οργανικής ουσίας του εδάφους, παρά μόνο η συμβολή της οργανικής ουσίας στη δομή του εδάφους ή στην ανοργανοποίηση των οργανικών μορφών του Ν (Stockdale κ.ά. 2002). Στα συμβατικά καλλιεργητικά συστήματα, η έλλειψη των θρεπτικών στοιχείων για την καλλιέργεια αντιμετωπίζεται μέσω της εφαρμογής συνθετικών λιπασμάτων στο έδαφος ή στο φυτό. Η καταπολέμηση ζιζανίων, εχθρών και ασθενειών γίνεται επίσης με τακτικές εφαρμογές συνθετικών σκευασμάτων. Ο ρόλος του εδάφους στην φυτοπροστασία συνήθως παραβλέπεται, ενώ το έδαφος θεωρείται ως το μέσο για την παροχή θρεπτικών στοιχείων στην καλλιέργεια από συνθετικά λιπάσματα. Η εντατικοποίηση αποσταθεροποιεί και απλουστεύει το αγροοικοσύστηµα, εξαντλεί τους φυσικούς πόρους (επίδραση στην χλωρίδα και πανίδα) και καθιστά το έδαφος άχρηστο και αδρανές υλικό. Η αλόγιστη χρήση των αγροχηµικών ρυπαίνει το περιβάλλον (ρύπανση των υπόγειων και επιφανειακών νερών, του εδάφους και του αέρα), ενώ παράλληλα εξουδετερώνονται οι µηχανισµοί αποικοδόµησης. Ανήµποροι οι µηχανισµοί δεν µπορούν να αφοµοιώσουν όλα αυτά τα χηµικά, ενώ οι επιπτώσεις αυτής της χρήσης εµφανίζονται και στην υγεία του ανθρώπου είτε άµεσα (έκθεση σε γεωργικά φάρµακα), είτε έµµεσα (κατανάλωση γεωργικών προϊόντων τα οποία περιέχουν υπολείµµατα γεωργικών φαρµάκων). Όμως, παρόλα τα αρνητικά αποτελέσµατα και τις επιπτώσεις της συµβατικής γεωργίας, το πλεονέκτηµα της είναι η αύξηση της παραγωγής. Το συστήμα συμβατικής καλλιέργειας στηρίζεται στη χρήση ανόργανων λιπασμάτων που πολλές φορές είναι υπερβολικές. Η υπερβολική χρήση φωσφορικών λιπασμάτων στα γεωργικά εδάφη έχει ως αποτέλεσμα την συσσώρευση μεγάλων συγκεντρώσεων διαθέσιμου Ρ στον επιφανειακό ορίζοντα με αποτέλεσμα την έκπλυση του στα υπόγεια και επιφανειακά ύδατα με παράλληλη αύξηση της ρύπανσης τόσο του εδάφους όσο και του νερού (Barberis κ.α. 1995, Jordan κ.α. 2000). 9

10 Μετά τη χρήση γεωργικών χημικών ενώσεων παρατηρείται συνήθως μια μικρή αύξηση στη βιολογική δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών του εδάφους, η οποία δικαιολογείται λόγω αύξησης των θρεπτικών στοιχείων που απελευθερώνονται από νεκρούς οργανισμούς π.χ απελευθέρωση αζώτου, η οποία όμως ακολουθείται από μια μείωση της ποικιλότητας των οργανισμών. Μια προσωρινή αύξηση της δραστηριοποίησης τους οφείλεται σε αυτορυθμιζόμενους παράγοντες των οργανισμών, όπως ενεργοποίηση ενζύμων (δευδρογονάση) μετά από χρήση ζιζανιοκτόνων (Hofman, Kopfer και Werner 2003) Επίδραση των συστημάτων καλλιέργειας στις ιδιότητες του εδάφους ph: Το ph του εδάφους καθορίζει τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων για τα φυτά και τους μικροοργανισμούς ελέγχοντας την διαλυτότητα τους, την προσρόφηση τους, την δέσμευσή τους στην στερεά φάση (Arshad και Martin, 2002) όπως και την δραστηριότητα διαφορετικών ομάδων των μικροοργανισμών στο εδαφικό περιβάλλον (Shukla κ.α. 2006). Οι τιμές του ph μεταξύ 6-7,5 επιτρέπουν την επαρκή ανάπτυξη των καλλιεργούμενων φυτών λόγω αυξημένης διαθεσιμότητας των θρεπτικών στοιχείων και επειδή ευνοείται η δραστηριότητα των μικροοργανισμών (Smith και Doran 1996). Ο μικροβιακός πληθυσμός στο έδαφος είναι ευαίσθητος στις αλλαγές του ph (Dick κ.α. 2000). Το ph επηρεάζεται από παράγοντες όπως, της εδαφογένεσης, της βιολογικής δραστηριότητας, εποχής του έτους, λίπανσης και της οργανικής ουσίας του εδάφους (Smith και Doran 1996). Η εφαρμογή των ανόργανων λιπασμάτων στη συμβατική γεωργία μπορεί να αυξήσει την οξύτητα του εδάφους (Pernes-Debuyser και Tessier 2004). Η εφαρμογή αμμωνιακών λιπασμάτων προκαλεί μείωση του εδαφικού ph, μέσω της ελευθέρωσης Η + κατά την νιτροποίηση του ΝΗ + 4 και της επακόλουθης έκπλυσης των ΝΟ - 3 και των βασικών μεταλλικών κατιόντων (Ca +2, Mg +2, K +, Na + ) από το έδαφος (Min κ.α. 2003). Η προσθήκη κοπριάς αντίθετα έχει βρεθεί ότι προκαλεί αύξηση του ph όξινων εδαφών, λόγω της περιεκτικότητας της σε CaCO 3 και σε οργανικά οξέα με καρβοξυλικές και φαινολικές υδροξυλικές ομάδες (Whalen κ.α. 2000). Η αύξηση του ph όξινων εδαφών βελτιώνει την διαθεσιμότητα των μακροστοιχείων στα φυτά, ενώ μειώνει την διαλυτότητα στοιχείων όπως, Al και Mn (Whalen κ.α. 2000). 10

11 Ηλεκτρική αγωγιμότητα: προσδιορίζει την αλατότητα του εδάφους και αποτελεί μέτρο των διαλυτών θρεπτικών στοιχείων (ανιόντων και κατιόντων) που είναι άμεσα διαθέσιμα στα φυτά και χρησιμεύει στην παρακολούθηση της ανοργανοποίησης της οργανικής ουσίας στο έδαφος (Eigenberg κ.α. 2002). Η ηλεκτρική αγωγιμότητα σχετίζεται επίσης έμμεσα με την επίδραση των καλλιεργητικών πρακτικών (οργανικών ή συμβατικών) στο Ν του εδάφους (υψηλά - επίπεδα της ηλεκτρικής αγωγιμότητας λόγω μεγάλης συγκέντρωσης NO 3 στο έδαφος, δηλώνουν αυξημένη πιθανότητα έκπλυσης των NO - 3 ) (Patriquin κ.α. 1993). Θρεπτικά στοιχεία και Ικανότητα Aνταλλαγής Κατιόντων: Τα αποθέματα των θρεπτικών στοιχείων του εδάφους πιθανόν να μην διαφέρουν μεταξύ των οργανικών και συμβατικών καλλιεργητικών συστημάτων, όμως οι μορφές με τις οποίες τα θρεπτικά στοιχεία βρίσκονται στο έδαφος, έχουν μεγάλη σημασία για την θρέψη των καλλιεργειών. Τα φυτά προσλαμβάνουν τα θρεπτικά στοιχεία με τη μορφή ιόντων από το εδαφικό διάλυμα. Μικρό ποσοστό των θρεπτικών στοιχείων βρίσκεται διαλυμένο στο εδαφικό διάλυμα, π.χ < 1% του ολικού Ν και < 0,01% του ολικού Κ του εδάφους, ενώ το υπόλοιπο βρίσκεται στη στερεά φάση του εδάφους με μορφή οργανικών ή ανόργανων ενώσεων (Stockdale κ.α. 2002). Η οργανική ουσία περιέχει τα μεγαλύτερα αποθέματα του Ν (Berry κ.α. 2002) και μεγάλες ποσότητες του P (Stevenson 1986), ενώ ποσοστό 90-98% του εδαφικού K βρίσκεται με ανόργανη μορφή στο έδαφος (Stockdale κ.α. 2002). Τα κατιόντα του εδαφικού διαλύματος βρίσκονται σε ισορροπία με τα θρεπτικά στοιχεία που υπάρχουν με ανταλλάξιμη μορφή στα ορυκτά της αργίλου και στην οργανική ουσία του εδάφους. Ενδεικτικά, από το 1-2% του ολικού εδαφικού Κ που είναι άμεσα διαθέσιμο στα φυτά, περίπου το 90% βρίσκεται με ανταλλάξιμη μορφή στη στερεά φάση (Stockdale κ.α. 2002). Η Ικανότητα Ανταλλαγής των Κατιόντων εξαρτάται από το ποσοστό και το τύπο των ορυκτών της αργίλου και από το περιεχόμενο του εδάφους σε οργανική ουσία. Σε εύκρατες περιοχές, το 30-65% της Ικανότητας Ανταλλαγής Κατιόντων των ανόργανων εδαφών προέρχεται από την οργανική ουσία (Stockdale κ.α. 2002). Η ανοργανοποίηση των θρεπτικών στοιχείων αποτελεί συνέπεια της αποικοδόμησης της οργανικής ουσίας από τους μικροοργανισμούς του εδάφους (Swift κ.α. 1979). Στα συμβατικά καλλιεργητικά συστήματα, κατά το έτος εφαρμογής ενός αζωτούχου λιπάσματος, περίπου το 50% του Ν που προσλαμβάνει μια καλλιέργεια προέρχεται από το λίπασμα, ενώ το υπόλοιπο προέρχεται από την 11

12 ανοργανοποίηση της οργανικής ουσίας του εδάφους (Stockdale κ.α. 2002). Στα οργανικά καλλιεργητικά συστήματα, η σημασία της ανοργανοποίησης στην παροχή των θρεπτικών στοιχείων αυξάνεται, επειδή δεν χρησιμοποιούνται λιπάσματα με διαλυτή μορφή (Jarvis κ.α. 1996). Τα θρεπτικά στοιχεία εισέρχονται στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα μέσω της χλωράς λίπανσης και της προσθήκης κοπριάς, κομποστοποιημένων υπολειμμάτων φυτικής και ζωικής προέλευσης, συσκευασμένων οργανικών λιπασμάτων και ανόργανων λιπασμάτων που προέρχονται από φυσικά πετρώματα, όπως π.χ από φωσφορικά ορυκτά (Κανονισμός 2092/91, Ε.Ο.Κ.). Ειδικότερα για την κοπριά, οι ποσότητες των θρεπτικών στοιχείων που περιέχει, εξαρτώνται από την προέλευση της, τη σύσταση της τροφής των ζώων και τη διάρκεια και τις συνθήκες αποθήκευσης της (Watson κ.α. 2002). Ποσότητα 2,5 tn κοπριάς βοοειδών περιέχει περίπου 15 kg N, 2,5 kg P, 14 kg K (Watson κ.α. 2002). Η χρήση των οργανικών υλικών λίπανσης και η απαγόρευση χρήσης λιπασμάτων με διαλυτή μορφή στην οργανική γεωργία, μπορούν να αυξήσουν την αναλογία θρεπτικών στοιχείων που βρίσκονται στο έδαφος με οργανική μορφή, όπως N και P. Σε μια τέτοια περίπτωση υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα, τα αποθέματα των άμεσα διαθέσιμων μορφών των θρεπτικών στοιχείων να εξαντληθούν κατά τις περιόδους αυξημένης πρόσληψης τους από τα φυτά (Stockdale κ.α. 2002). Η εφαρμογή ανόργανων λιπασμάτων για πολλά έτη στο πλαίσιο της συμβατικής γεωργίας μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων των εδαφών και τις συγκεντρώσεις των κατιόντων, ανάλογα με τον βασικό ή όξινο χαρακτήρα των λιπασμάτων (Pernes-Debuyser και Tessier 2004). Στην οργανική γεωργία, η αυξανόμενη εφαρμογή κοπριάς επί 18 έτη αύξησε την Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων του επιφανειακού εδάφους, λόγω της αύξησης της οργανικής ουσίας του εδάφους (Eghball 2002). Ολικό Άζωτο (Ν): Στο συμβατικό καλλιεργητικό σύστημα, οι ποσότητες των ανόργανων αζωτούχων λιπασμάτων που εφαρμόζονται, στοχεύουν στη διατήρηση ή στην αύξηση του ολικού Ν του εδάφους. Στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα, μακροχρόνιες ετήσιες εφαρμογές κοπριάς μπορούν να αυξήσουν το ολικό Ν, εάν γίνονται σε ποσότητες μεγαλύτερες από αυτές που είναι απαραίτητες για τις ανάγκες της καλλιέργειας (Eghball 2002). Κατά την εφαρμογή κοπριάς βοοειδών σε ποσότητες 2,25-27 tn (ξηρό βάρος)/στρ. ( kg N/στρ.), η παραγωγικότητα της καλλιέργειας αυξήθηκε στις μεγαλύτερες εφαρμογές των 18 και 27 tn/στρ. (Eghball 12

13 κ.α. 2004). Στους καλλιεργούμενους αγρούς προστίθενται κατά μέσο όρο 2,5 tn κοπριάς/στρ. (Watson κ.α. 2002) κάθε χρόνο ή σε μεγαλύτερες χρονικές περιόδους (π.χ ανα 2 ή 4 έτη), ποσότητες οι οποίες συχνά δεν επαρκούν για την αύξηση ή τη διατήρηση του ολικού Ν του εδάφους. Πράγματι, σε μελέτες που έγιναν σε καλλιεργούμενους αγρούς με αμμώδη μηχανική σύσταση στη Δανία βρέθηκε ότι, το περιεχόμενο σε ολικό Ν ήταν μικρότερο στους οργανικούς από τους συμβατικούς αγρούς (Hansen κ.α. 2001). Οι ίδιοι ερευνητές αναφέρουν επίσης ότι, εάν η ολική γεωργική έκταση της Δανίας καλλιεργούνταν οργανικά, η ποσότητα του Ν που θα παρέμενε στο έδαφος θα ήταν Gg N/έτος, αρκετά χαμηλότερη από αυτή που θα παρέμενε από την εφαρμογή ανόργανων λιπασμάτων, 418 Gg N/έτος. Νιτρικά (NO - 3 ): Η συγκέντρωση των NO - 3 στο έδαφος επηρεάζεται τόσο από τα οργανικά όσο και από τα συμβατικά καλλιεργητικά συστήματα. Συγκριτική μελέτη - στη Δανία έδειξε ότι, η μέση ποσότητα NO 3 στο έδαφος οργανικών αγρών που δέχονταν την προσθήκη κοπριάς (3,1 kg N/στρ.) δεν διέφερε από την αντίστοιχη ποσότητα συμβατικών αγρών πού δέχονταν την προσθήκη κοπριάς και ανόργανων αζωτούχων λιπασμάτων (2,9 kg N/στρ.), αλλά ήταν μεγαλύτερη από την αντίστοιχη ποσότητα των συμβατικών αγρών που δέχονταν την προσθήκη μόνο ανόργανων αζωτούχων λιπασμάτων (2,2 kg N/στρ.) (Di και Cameron 2002). - Υψηλές συγκεντρώσεις των ΝΟ 3 στο έδαφος σχετίζονται με αυξημένο - κίνδυνο έκπλυσης τους. Σε εύκρατες περιοχές, η έκπλυση των ΝΟ 3 εμφανίζεται αυξημένη κατά το φθινόπωρο και τον χειμώνα (στις περιόδους αυτές η εξάτμιση μειώνεται και η υγρασία του εδάφους αυξάνεται, ευνοώντας τη δράση των μικροοργανισμών και άρα την ανοργανοποίηση του οργανικού Ν). Αντίθετα κατά την καλλιεργητική περίοδο δεν παρατηρείται έκπλυση των ΝΟ - 3, επειδή αυξάνεται η πρόσληψη του Ν από τα φυτά και ο ρυθμός απονιτροποίησης (Di και Cameron 2002). Επίσης η μηχανική σύσταση επηρεάζει την απώλεια των ΝΟ - 3. Η έκπλυσή τους είναι συνήθως μεγαλύτερη σε εδάφη ελαφριάς μηχανικής σύστασης και με καλή στράγγιση (Di και Cameron 2002). - Η απώλεια των ΝΟ 3 του εδάφους λόγω έκπλυσης μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υποβάθμισης των εδαφών και ρύπανσης των υδάτων (Brejda κ.α. 2000). Απώλειες ΝΟ - 3 λόγω έκπλυσης έχουν αναφερθεί τόσο στην οργανική όσο και στη συμβατική γεωργία (Martin κ.α. 2006). Οι Leclerc κ.α. (1995) βρήκαν μικρότερη έκπλυση ΝΟ - 3 κατά την προσθήκη κοπριάς συγκριτικά με την ανόργανη λίπανση, 13

14 όταν εφαρμόστηκε η ίδια ποσότητα Ν, ενώ στα αντίθετα συμπεράσματα κατέληξαν οι Basso και Ritchie (2005). Φωσφόρος (P) και Κάλιο (Κ): Στο συμβατικό καλλιεργητικό σύστημα, οι ποσότητες των ανόργανων λιπασμάτων που εφαρμόζονται, στοχεύουν στη διατήρηση ή στην αύξηση του εδαφικού P και K. Παρόλα αυτά, κατά την προσθήκη διαλυτών υπερφωσφορικών λιπασμάτων στο έδαφος, είναι δυνατό, ο P να σχηματίσει ενώσεις με άλλα στοιχεία (Al, Fe, Mg και Ca), με αποτέλεσμα να μην είναι άμεσα διαθέσιμος στα φυτά βραχυπρόθεσμα (Stockdale κ.α. 2002). Στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα, η προσθήκη οργανικών υλικών δεν είναι ξεκάθαρο αν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες των καλλιεργειών σε P και Κ. Σε πείραμα διάρκειας 36 ετών, όπου σύστημα αμειψισποράς δέχθηκε λίπανση (α) με κοπριά (1,5 tn/στρ.), (β) με ανόργανη λίπανση ή (γ) με συνδυασμό κοπριάς και ανόργανης λίπανσης, οι Ellmer κ.α. (2000) βρήκαν ότι οι ποσότητες P και Κ που προσλήφθηκαν από τα φυτά ανά στρέμμα, όταν δέχθηκαν λίπανση με συνδυασμό κοπριάς και ανόργανης λίπανσης, δεν ξεπερνούσαν τις ποσότητες P και K που περιείχε 1,5 tn της προστιθέμενης κοπριάς. Σε μελέτη που έγινε σε αγρούς που καλλιεργούνταν οργανικά για λιγότερο από 10 έτη, δεν βρέθηκαν επίσης διαφορές στις συγκεντρώσεις P και K (ολικού και ανταλλάξιμου) μεταξύ συμβατικών και οργανικών αγρών (Gosling και Shepherd 2005). Όμως οι ίδιοι ερευνητές αναφέρουν ότι είναι πιθανόν τα αποθέματα του εδαφικού P και K των προαναφερόμενων οργανικών αγρών να είχαν προστεθεί στο έδαφος λόγω της εφαρμογής χημικών συνθετικών λιπασμάτων, κατά το χρονικό διάστημα πριν την μετάβαση στην οργανική καλλιέργεια. Κάτι τέτοιο θα σήμαινε ότι το οργανικό καλλιεργητικό σύστημα δεν μπορεί να παρέχει επαρκείς ποσότητες P και K στα φυτά μακροπρόθεσμα. Ομοίως οι Hansen κ.α. (2001) από την εφαρμογή ομοιώματος βρήκαν ότι εάν η ολική γεωργική έκταση της Δανίας καλλιεργούνταν οργανικά, στο έδαφος θα υπήρχε (-4)-23 Gg P/έτος και (-10)-20 Gg K/έτος, έναντι των αντίστοιχων ποσοτήτων 40 Gg P/έτος και 94 Gg K/έτος κατά τη συμβατική λίπανση. Κατά τη συμβατική λίπανση, η προσθήκη P σε ποσότητες μεγαλύτερες από αυτές που χρειάζεται η καλλιέργεια, μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση διαθέσιμου P στον επιφανειακό ορίζοντα του εδάφους. Η κοπριά, ως μέσο κυρίως αζωτούχου λίπανσης της καλλιέργειας, μπορεί επίσης να οδηγήσει σε συσσώρευση P στο έδαφος (Eghball κ.α. 2005, Schwartz και Dao 2005), επειδή ο λόγος N/P των περισσοτέρων τύπων κοπριάς είναι μικρότερος από τον αντίστοιχο λόγο των περισσοτέρων 14

15 καλλιεργειών (Whalen κ.α. 2001). Επιπρόσθετα ο P βρίσκεται στην κοπριά κυρίως με την μορφή των διαλυτών ανόργανων ορθοφωσφορικών, μορφή με την οποία, είναι άμεσα διαθέσιμος στα φυτά και στους μικροοργανισμούς, άλλά μπορεί να μεταφέρεται επίσης στα υδάτινα συστήματα (Lugo-Ospina κ.α. 2005) και να προκαλεί φαινόμενα ευτροφισμού (Whalen κ.α. 2001). Οι Whalen και Chang (2002) αντίθετα υποστήριξαν ότι η κοπριά μπορεί να περιορίσει την απώλεια P από τα γεωργικά εδάφη, βελτιώνοντας τη συσσωμάτωση και άρα περιορίζοντας τη διάβρωση του εδάφους Αμπέλι (Vitis vinifera L.) Μια από τις κύριες οργανικές και συμβατικές καλλιέργειες στην Ελλάδα είναι αυτή του αμπελιού. Το αμπέλι αρέσκεται στα μέσης σύστασης, αμμοαργιλώδη εδάφη. Διαθέτη αναλόγως αρκετά βαθύ, πυκνό και ισχυρό ριζικό σύστημα και δεν ενδιαφέρεται και πολύ για το επιφανειακό έδαφος αλλά για βάθος 0,20-0,80 μέτρα (Κούσουλας 2002). Ο βλαστικός κύκλος του αμπελιού (Vitis vinifera L.) διαρκεί από τις αρχές Μαρτίου έως τα τέλη Οκτωβρίου. Το αμπέλι προσλαμβάνει τα θρεπτικά στοιχεία από το εδαφικό διάλυμα καθ όλη την περίοδο του ετήσιου κύκλου του, όμως σε ορισμένες περιόδους, οι θρεπτικές ανάγκες του καλύπτονται από μετακίνηση των στοιχείων εντός του φυτού. Συνήθως η μετακίνηση αυτή πραγματοποιείται στην έναρξη της βλαστικής του αύξησης (Μάρτιο) ή κατά την ωρίμανση των σταφυλών (μέσα Ιουνίου-Αύγουστο). Η πρόσληψη των θρεπτικών στοιχείων ξεκινά στα μέσα Απριλίου, ενώ οι ανάγκες του σε Ν είναι μέγιστες στο διάστημα Μαΐου-μέσα Ιουνίου. Μετά τη συγκομιδή (Αύγουστος-Νοέμβριος), το αμπέλι προσλαμβάνει στοιχεία από το εδαφικό διάλυμα και τα αποθηκεύει στα μόνιμα φυτικά όργανα (Mullins κ.α. 1992). Οι απαιτήσεις του αμπελιού σε Ν είναι συγκριτικά χαμηλές, μεταξύ 6-9 kg N/στρέμμα (Nendel και Kersebaum 2004). Για την καλλιέργεια του αμπελιού στην Ελλάδα, η λίπανση που προτείνεται είναι 8-12 μονάδες Ν/στρέμμα σε αμπέλια με μειωμένη ζωηρότητα και 4-6 μονάδες Ν/στρέμμα σε αμπέλια με επαρκή ζωηρότητα, ενώ δεν απαιτείται λίπανση σε ποιοτικούς αμπελώνες οινοπαραγωγής με μικρές παραγωγές ανά στρέμμα εάν η ζωηρότητα εκτιμηθεί ως επαρκής και το έδαφος περιέχει ικανοποιητικά επίπεδα οργανικής ουσίας (Νικολάου 2001). Τα φυτά του 15

16 αμπελιού απορροφούν 0,6-1,8 kg P/στρέμμα. Οι ελλείψεις του στοιχείου αυτού είναι σπάνιες και οι ολικές απώλειες το χρόνο είναι 0,5-1,5 kg P 2 O 5, οι οποίες θα πρέπει να προστίθενται υπό τη μορφή λιπασμάτων. Σε περιπτώσεις έλλειψης Ρ θα πρέπει να προστίθενται 50 kg Ρ/στρέμμα, ενώ οι συνηθισμένες λιπάνσεις συντήρησης δεν χρειάζεται να ξεπερνούν τα 5 kg Ρ/στρέμμα και η εποχή εφαρμογής δεν έχει καμία σημασία. Ο φωσφόρος δεσμεύεται εύκολα στο έδαφος και μετακινείται ελάχιστα. Υπό κανονικές συνθήκες καλλιέργειας όταν ο φωσφόρος πέφτει κάτω από 0,08% στους μίσχους κατά τον περκασμό, θεωρούμε ότι υπάρχει έλλειψη φωσφόρου (Νικολάου 2001). Για τη λίπανση Κ, σε αργιλοασβεστώδη εδάφη προτείνεται η προσθήκη 2 φορές των ετήσιων επιπέδων πρόσληψης Κ εάν η λίπανση γίνεται κάθε χρόνο και προσθήκη 3 φορές των ετήσιων επιπέδων πρόσληψης Κ εάν οι επεμβάσεις δεν γίνονται κάθε χρόνο και παρατηρηθούν συμπτώματα έλλειψης Κ (Νικολάου 2001). Στον πίνακα 2.1 φαίνονται οι ιδανικές συγκεντρώσεις K, P, Mg σε καλλιέργεια αμπελιού (Hofman, Kopfer και Werner 2003). Οι ευρωπαϊκές ποικιλίες αμπελιού αναπτύσσονται χωρίς προβλήματα σε ph 6-7,5, προτιμούν όμως τα ελαφρώς αλκαλικά εδάφη ενώ τα αμερικάνικα υποκείμενα αμπελιού προτιμούν τα ελαφρώς όξινα προς ουδέτερα εδάφη (Βλάχος 1990). Η αυξημένη αλατότητα του εδάφους μπορεί να προκαλέσει μείωση του ρυθμού φωτοσύνθεσης στα πρέμνα λόγω μείωσης του ρυθμού αύξησης των φύλλων και των βλαστών, λόγω μείωσης της ζωτικότητας της ρίζας και λόγω πρόκλησης εγκαυμάτων στα φύλλα με συνέπειες τη μείωση της παραγωγής ή και τη μάρανση του πρέμνου (Sinclair και Hoffmann 2003). Σε τιμές της EC >0,15 S/m, η παραγωγικότητα του αμπελιού μειώνεται, ενώ σε τιμές >0,2 S/m εμφανίζονται προβλήματα αλατότητας των εδαφών (Smith και Doran 1996). Πίνακας 2.1: Περιεκτικότητα εδάφους σε θρεπτικά στοιχεία για μια επαρκή τροφοδοσία αμπελιού (mg/100g εδάφους) (Hofman, Kopfer και Werner 2003) mg/100g εδάφους Ελαφρύ έδαφος Βαρύ έδαφος K 2 O P 2 O Mg

17 Οργανική και συμβατική καλλιέργεια αμπελιού Σύμφωνα με στοιχεία του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων το 2005 στην Ελλάδα, οι καλλιεργούμενες εκτάσεις (σε στρέμματα) που εντάχθηκαν στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα (μεταβατικό στάδιο) με αμπέλι έφτασαν τα και σε πλήρη βιολογικό στάδιο ήταν Η καλλιέργεια του αμπελιού αποτελεί την τρίτη κυριότερη καλλιέργεια, με βάση τους αμπελώνες που είναι ενταγμένοι στο οργανικό καλλιεργητικό σύστημα μετά την ελιά και τα δημητριακά. Στο πίνακα 2.2 παρουσιάζονται ορισμένες χημικές ιδιότητες και θρεπτικά στοιχεία της συμβατικής και οργανικής καλλιέργειας αμπελιού (Hofman, Kopfer και Werner 2003). Σχετικά με τις φυσικοχημικές και βιολογικές ιδιότητες των εδαφών των συμβατικά και βιολογικά καλλιεργούμενων αμπελουργικών εκτάσεων, διαπιστώθηκαν στις βιολογικές εκτάσεις τα ακόλουθα: Μια ουσιαστική αύξηση της μικροβιακής δράσης Υψηλότερες περιεκτικότητες χούμου Μια καλύτερη διάθεση φωσφόρου και καλίου Υψηλότερη περιεκτικότητα ολικού αζώτου Υψηλότερη σταθερότητα συσσωματωμάτων Έρευνες επιβεβαίωσαν ότι υψηλότερη δράση στα βιολογικώς εκμεταλλευόμενα εδάφη κατά ένα μεγάλο ποσοστό οφείλεται σε υψηλότερες περιεκτικότητες χούμου. Αποδείχθηκε επίσης ότι βιολογικώς καλλιεργούμενοι αμπελώνες δεν παρουσιάζουν έλλειψη σε θρεπτικά στοιχεία. Η σύγκριση έδειξε, ότι η θρεπτική κατάσταση στα βιολογικής καλλιέργειας αμπελοτεμάχια ήταν καλύτερη ή τουλάχιστο σε ισοδύναμο επίπεδο ενώ η τιμή του χούμου μόνο ελάχιστα υψηλότερη, υπό την προϋπόθεση, ότι το συμβατικά καλλιεργούμενο αμπελοτεμάχιο διατηρήθηκε ελεύθερο από κάθε είδους βλάστηση μόνο για δύο χρόνια και η αποσύνθεση του χούμου προχωρούσε με αργούς ρυθμούς, λόγω προσθήκης οργανικής μάζας υπό την μορφή φυτικών υπολειμμάτων και ξύλου. Σημασία έχει επίσης η εμφανής καλυτέρευση της δομής και η ελάχιστη συμπίεση του εδάφους στα βιολογικής καλλιέργειας αμπελοτεμάχια (Hofman, Kopfer και Werner 2003). 17

18 Στην βιολογική αμπελουργία οι πηγές αποδέσμευσης θρεπτικών στοιχείων είναι οι ακόλουθες (Hofman, Kopfer και Werner 2003): Η φυσιολογική χημική και φυσική διάβρωση σε μια τοποθεσία που προσθέτει θρεπτικά στοιχεία σε ένα εδαφικό διάλυμα. Βροχοπτώσεις που ξεπλένουν θρεπτικά στοιχεία από τον αέρα προς το έδαφος. Φυτικά και ζωικά απόβλητα μέσω ανακύκλωσης του χούμου. Φυτά χλωρής λίπανσης και ζιζάνια που αποδεσμεύουν δια μέσου ορισμένων εκκρίσεων των ριζών, όπως οργανικά οξέα, ανόργανα συστατικά, ένζυμα και φυτοσιδεροφόρα, θρεπτικά στοιχεία από το αργιλοχουμικό σύμπλοκο του εδάφους. Μέσω της δραστηριότητας των ριζών και ενδεχόμενων εκκρίσεων (φυτοχημικών αντιδράσεων) αποδίδονται θρεπτικά στοιχεία και με άμεσο τρόπο στο εδαφικό διάλυμα. Οι μίκρο- και μακροοργανισμοί του εδάφους απορροφούν θρεπτικά στοιχεία από το έδαφος, το γειτονικό πέτρωμα ή από το νερό και τον αέρα που υπάρχει μέσα στο έδαφος, τα οποία απελευθερώνονται με τις εκκρίσεις ή με το θάνατο αυτών των οργανισμών. Με την έναρξη της αποσύνθεσης του χούμου σε κατάλληλες θερμοκρασίες απελευθερώνονται θρεπτικά στοιχεία. Η ενσωμάτωση οργανικής ουσίας (ξύλα, στέμφυλα, φύλλα, οργανικά λιπάσματα) ή ανόργανων μεταλλικών στοιχείων (ορυκτάλευρα, ασβέστιο, δυσδιάλυτα ανόργανα λιπάσματα) συνεισφέρει στη δημιουργία αποθεμάτων σε θρεπτικά στοιχεία, τα οποία μπορούν να κινητοποιηθούν σχετικά γρήγορα. Στη βιολογική αμπελοκαλλιέργεια η χρήση των ανόργανων λιπασμάτων απαγορεύεται γιατί (Hofman, Kopfer και Werner 2003): Η πραγματική δοσολογία στο βιολογικό υπόστρωμα δεν είναι δεδομένη. Περίσσεια παρεμποδίζει την απορρόφηση άλλων θρεπτικών στοιχείων. Μπορεί να βλάψουν τους οργανισμούς του εδάφους (μυκόριζες, αζωτοβακτήρια). Μπορεί να προκαλέσει διάβρωση φωσφορικών ενώσεων και επιβάρυνση υδάτων. 18

19 Σε εδάφη με χαμηλό ph, σε σύγκριση μεταξύ συμβατικών και βιολογικά διαχειριζόμενων αμπελοτεμαχίων η τιμή του ph αυξήθηκε στα βιολογικά στις 10 από τις 12 περιπτώσεις. Η χλωρή λίπανση έχει μια σταθεροποιητική επίδραση πάνω στην τιμή του ph ενός εδάφους, όπου μια ουδέτερη τιμή ph έχει την καλύτερη ικανότητα να διατηρεί το δυναμικό των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος διαθέσιμο. Σε προβληματικά ph οι ρίζες των φυτών έχουν την ικανότητα να δρουν διορθωτικά στη γύρω περιοχή, όπου διαμέσου ειδικών εκκρίσεων απελευθερώνουν-κινητοποιούν θρεπτικά στοιχεία (Hofman, Kopfer και Werner 2003). Όσον αφορά την εισαγωγή (εισροές) στους οργανικούς αμπελώνες βρίσκονται τα υπολείμματα κληματίδων και φύλλων, στέμφυλα, ξύλα και φύλλα (Mullins κ.α. 1992), τα οργανικά λιπάσματα, η χλωρά λίπανση όπως ψυχανθή, καθώς και ο εμπλουτισμός του εδάφους με βρόχινο νερό. Από την πλευρά εξαγωγής (εκροές) βρίσκεται η παραγωγή (σταφύλια), έκπλυση, απονιτροποίηση και η δέσμευση στο έδαφος (Hofman, Kopfer και Werner 2003). Πίνακας 2.2: Σύγκριση ιδιοτήτων και θρεπτικών στοιχείων του εδάφους συμβατικού και βιολογικού αμπελώνα (Hofman, Kopfer και Werner 2003) 19

20 Πίνακας 2.2: συνέχεια Ανόργανα θρεπτικά στοιχεία και λίπανση αμπελιού Η ανόργανη θρέψη αφορά κυρίως τα στοιχεία που προσλαμβάνουν τα φυτά από το έδαφος με το ριζικό σύστημα. Από τα στοιχεία που υπάρχουν στη φύση μόνο 16 από αυτά είναι απαραίτητα στα φυτά (Νικολάου 2001). Όταν κάποιο στοιχείο βρίσκεται στους ιστούς του φυτού σε ποσότητες μικρότερες από τις κανονικές ώστε να επηρεάζονται οι βασικές λειτουργίες τότε το φυτό έχει έλλειψη του στοιχείου αυτού. Τα διάφορα τμήματα του φυτού περιέχουν διάφορες ποσότητες στοιχείων. Μεταξύ των οργάνων του φυτού, το φύλλο θεωρείται το σπουδαιότερο όργανο για την εκτίμηση των περισσότερων θρεπτικών στοιχείων, ιδιαίτερα στα πολυετή φυτά. Μεταξύ ελάσματος του φύλλου και του μίσχου υπάρχουν επίσης μεγάλες διαφορές. Έτσι έχει διαπιστωθεί ότι ο μίσχος είναι πλούσιος σε νιτρικό άζωτο, κάλιο, νάτριο, μαγγάνιο και ασβέστιο ενώ το έλασμα είναι πλούσιο σε ολικό άζωτο, φωσφόρο, θείο, μαγνήσιο και σίδηρο. Επίσης ανάλογα με την ηλικία των φύλλων η περιεκτικότητα τους σε θρεπτικά στοιχεία μεταβάλλεται. Έτσι όσο πιο ηλικιωμένα είναι τα φύλλα, τόσο μειώνεται η περιεκτικότητα τους σε άζωτο, φωσφόρο και κάλιο, ενώ η περιεκτικότητα τους σε ασβέστιο, μαγνήσιο και σίδηρο αυξάνεται (Νικολάου 2001). Το αμπέλι είναι ένα φυτό του οποίου οι ανάγκες σε ανόργανα θρεπτικά στοιχεία είναι μικρές σε σχέση με άλλα καλλιεργούμενα είδη. Το ριζικό σύστημα του καταλαμβάνει πολλές φορές μεγάλο όγκο εδάφους και έτσι οι ανάγκες εξαρτώνται περισσότερο από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους και λιγότερο από τις 20

21 λιπάνσεις. Παρόλα αυτά όμως κάποιες ποσότητες θρεπτικών στοιχείων θα πρέπει να προστίθενται υπό τη μορφή λιπασμάτων. Οι ελλείψεις ή οι υπερβολικές ποσότητες ενός στοιχείου στο έδαφος είναι δυνατών να προκαλέσουν φυσιολογικές διαταραχές ή τοξικά φαινόμενα με δυσμενείς επιπτώσεις στην παραγωγή της χρονιάς, αλλά και την επιβίωση ή τη μακροβιότητα των φυτών. Ακόμα κατά την διάρκεια της διαβίωσης των φυτών στον αμπελώνα για αρκετά χρόνια το έδαφος υποβαθμίζεται σταδιακά. Έτσι παρατηρείται πολλές φορές οξύνιση των εδαφών με αποτέλεσμα τη διαλυτοποίηση τοξικών μετάλλων στο έδαφος και τη μείωση των δισθενών κατιόντων, του βορίου και άλλων στοιχείων. Επίσης μειώνεται η περιεκτικότητα σε οργανική ουσία της οποίας η συμβολή στις φυσικές βιολογικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους είναι καθοριστική (Νικολάου 2001). Τα στοιχεία άζωτο, κάλιο, φωσφόρος και μαγνήσιο προσλαμβάνονται σε μεγαλύτερες ποσότητες από τα φυτά και ως εκ τούτου η μέριμνα για τον έλεγχο των ποσοτήτων τους στο έδαφος είναι πιο συχνή. Μεταξύ αυτών όταν υπάρχει έλλειψη αζώτου, καλίου και φωσφόρου αναστέλλεται η αύξηση ενώ όταν υπάρχει έλλειψη μαγνησίου, παρόλο που εμφανίζονται συμπτώματα δεν αναστέλλεται η αύξηση. Σημειώνεται ότι η έλλειψη φωσφόρου σε σημείο όπου επηρεάζεται η αύξηση είναι σπάνια (Νικολάου 2001). Για την εκτίμηση της τροφικής κατάστασης των φυτών εφαρμόζεται η φυλλοδιαγνωστική. Η δειγματοληψία γίνεται κατά την άνθηση ή τον περκασμό, δεδομένου ότι στα στάδια αυτά οι ανάγκες του φυτού είναι πολύ μεγάλες (Νικολάου 2001). Κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου η πρόσληψη είναι κανονική και επεκτείνεται σε όλη την περίοδο της αύξησης και μερικές φορές και στην περίοδο ωρίμανσης των καρπών. Μερικές φορές όμως κάποιες ανάγκες καλύπτονται και από ανακατανομή των στοιχείων εντός του φυτού. Για παράδειγμα εάν έχουμε έντονη απορρόφηση καλίου κατά την άνοιξη, τότε στην περίοδο της ωρίμανσης οι ανάγκες του φυτού καλύπτονται από ανακατανομή και δεν παρατηρείται απορρόφηση. Αντίθετα εάν η απορρόφηση την άνοιξη είναι μειωμένη, τότε παρατηρείται απορρόφηση κατά την περίοδο της ωρίμανσης. Στις περιπτώσεις όμως ξηρασίας κατά την ωρίμανση η πρόσληψη είναι μειωμένη και τότε μπορούν να εμφανιστούν συμπτώματα έλλειψης του στοιχείου αυτού. Συνήθως η ανακατανομή κάποιων στοιχείων παρατηρείται είτε κατά την περίοδο της έναρξης της αύξησης των 21

22 βλαστών, είτε κατά την περίοδο ωρίμανσης των ραγών. Οι ποσότητες των στοιχείων που επανακατανέμονται είναι πολλές φορές αρκετά μεγάλες (Νικολάου 2001). Λίπανση με Άζωτο (Ν): Ανάλογα με τη ζωηρότητα των φυτών και τις κλιματολογικές συνθήκες πρέπει να παρέχονται κάθε χρόνο 8-12 μονάδες αζώτου σε αμπέλια με μειωμένη ζωηρότητα, ενώ με επαρκή ζωηρότητα προστίθεται η μισή περίπου ποσότητα. Η εποχή που υπάρχει ανάγκη αζωτούχων λιπασμάτων είναι στην ανθοφορία, στην ταχεία αύξηση των βλαστών και των ραγών (Μάιο-Ιούνιο) και για αυτό το λόγο η εφαρμογή με νιτρικές λιπάνσεις γίνεται στα τέλη Φεβρουαρίου και με αμμωνιακές ένα μήνα νωρίτερα (Νικολάου 2001). Λίπανση με Κάλιο (Κ): Σημαντικό στοιχείο αφού επηρεάζει την οικονομία του νερού στο φυτό. Προσθήκη καλίου στο έδαφος ευνοεί την αύξηση με την προϋπόθεση να υπάρχει επάρκεια αζώτου. Στις οινοποιήσιμες ποικιλίες, οι αυξημένες καλιούχες λιπάνσεις προκαλούν αύξηση του ph στο γλεύκος και τον οίνο, πράγμα που επηρεάζει αρνητικά την ποιότητα των προϊόντων οινοποιίας. Ο λόγος Κ/Mg θα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 3-7. Η ξηρασία, το άζωτο και ο όγκος της παραγωγής είναι παράγοντες που επιτείνουν τα συμπτώματα έλλειψης καλίου. Τα συμπτώματα έλλειψης καλίου στα φύλλα εμφανίζονται συνήθως τον Ιούλιο, όπου τα νέα φύλλα αποκτούν έλασμα μεγάλου πάχους, γίνονται γυαλιστερά και αναδιπλώνονται ελαφρώς. Ακόμα παρατηρείται και περιφερειακός μεταχρωματισμός που καταλήγει πολλές φορές σε περιφερειακή ξήρανση (Νικολάου 2001). Από το κάλιο του εδάφους μόνο μια μικρή ποσότητα (1-2 %) είναι διαθέσιμη στα φυτά και αναφέρεται στο εναλλακτικό κάλιο το οποίο συγκρατείται από τα ορυκτά της αργίλου και καταλαμβάνει ένα μέρος της C.E.C. Ένα μεγάλο μέρος του καλίου του εδάφους δεσμεύεται στα φύλλα της αργίλου και δεν μπορεί να αποδοθεί εύκολα στο εδαφικό διάλυμα. Αυτή η αδρανοποίηση του καλίου στα ορυκτά της αργίλου ευνοείται από την άνοδο του ph, το ασβέστιο ή την ξηρασία (Νικολάου 2001). Μια δειγματοληψία στα φύλλα κατά το στάδιο του περκασμού είναι ικανοποιητική για την διαπίστωση της θρεπτικής κατάστασης του φυτού. Κατά το στάδιο αυτό, η περιεκτικότητα του ελάσματος δεν θα πρέπει να κατέρχεται κάτω από 0,8 % σε ξηρά ουσία και των μίσχων κάτω από 1,5 κατά το στάδιο του περκασμού. Η κατάλληλη εποχή εφαρμογής των καλιούχων λιπασμάτων είναι νωρίς το χειμώνα. 22

23 Μια ποσότητα καλίου γύρω στα 5 kg το στρέμμα θεωρείται υπό κανονικές συνθήκες ως κανονική λίπανση για τις οινοποιήσιμες ποικιλίες μετρίων και μικρών αποδόσεων. Όσον αφορά τα επίπεδα του στοιχείου αυτού στα φύλλα, ποσότητες όπως 0,81 % στο έλασμα και 1,45 % στους μίσχους, θα μπορούσαν να θεωρηθούν ότι είναι ακριβώς πάνω από τα όρια έλλειψης (Νικολάου 2001). Λίπανση με Φωσφόρο (P): Από τον φωσφόρο που θα προστεθεί στο έδαφος ένα μικρό μέρος θα αξιοποιηθεί από τα φυτά. Το υπόλοιπο θα παραμείνει στο έδαφος και ανάλογα με τη μορφή του λιπάσματος θα έχει μικρότερη ή μεγαλύτερη υπολειμματική δράση τα επόμενα χρόνια. Έτσι ενώ τα υπερφωσφορικά είναι πιο αποτελεσματικά κατά το έτος εφαρμογής, το φωσφορικό ή μεταφωσφορικό διασβέστιο έχει καλύτερη υπολειμματική δράση. Έχει παρατηρηθεί ότι αυξημένες λιπάνσεις με φωσφόρο δεν επηρεάζουν σημαντικά την περιεκτικότητα του στοιχείου αυτού στους μίσχους και τα ελάσματα των φύλλων. Πολλές φορές μπορεί να παρατηρηθεί και μια μειωμένη παραγωγή σε περιπτώσεις υπερβολικών ποσοτήτων υπερφωσφορικών λιπασμάτων στο έδαφος, οφειλόμενη σε έμμεση υποβάθμιση των επιπέδων καλίου. Υψηλές φωσφορικές λιπάνσεις στους αμπελώνες έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση των επιπέδων του ασβεστίου και του μαγνησίου στους μίσχους και τα ελάσματα των φύλλων (Νικολάου 2001). Η λίπανση των αμπελώνων με φωσφόρο δεν επηρεάζει τις περισσότερες φορές τα επίπεδα του φύλλου σε άζωτο αλλά μερικές φορές αυξάνει την περιεκτικότητα του στο γλεύκος. Η λίπανση με φωσφόρο προκαλεί αύξηση των επιπέδων του στοιχείου αυτού στους μίσχους, το έλασμα και το γλεύκος (Νικολάου 2001). Στις κατηγορίες φωσφορικών λιπασμάτων ανήκουν τα: φωσφορικό οξύ, υπερφωσφορικό οξύ, ορθοφωσφορικά με ασβέστιο, φωσφορική αμμωνία, νιτροφωσφορικά, ενώ οι δύο μορφές τους είναι τα απλά φωσφορικά σε σκόνη τύπου και τα υπερφωσφορικά σε κόκκους του τύπου 0-45/48-0. Μαγνήσιο (Mg): Στις περιπτώσεις ελλείψεων, τα επίπεδα του Mg στα φύλλα είναι μικρότερα του 0,15% σε ξηρά ουσία και ο λόγος K/Mg>10. Βόριο (B): Το βόριο στο έδαφος δεν θα πρέπει να ξεπερνά τα επίπεδα του 1 ppm ούτε να κατεβαίνει κάτω από 0,5 ppm. Τα κανονικά επίπεδα στα φύλλα κυμαίνονται μεταξύ ppm ξηράς ουσίας. 23

24 Βαριά μέταλλα: Χρησιμοποιώντας DTPA εκχυλιστικό βρέθηκε ότι τα Zn και Cu είχαν υψηλή συσχέτιση με τον ολικό οργανικό άνθρακα (C) και την μικροβιακή βιομάζα (Leita κ.α. 1999). Τα λιπάσματα εκτός από την βελτίωση της απόδοσης βελτιώνουν και την ποιότητα των γεωργικών προϊόντων αφού παρατηρήθηκε αύξηση της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες, ανόργανα στοιχεία όπως Fe, Zn, βιταμίνες και γευστικότητας των λαχανικών και οργανοληπτικών χαρακτηριστικών στο κρασί. Παρόλο που η χρήση των χημικών λιπασμάτων έχει πολλές θετικές επιδράσεις στη γεωργία και τα γεωργικά προϊόντα, τα χημικά λιπάσματα έχουν και κάποιες αρνητικές επιδράσεις που οφείλονται κυρίως στην αλόγιστη χρήση. Οι αρνητικές επιδράσεις των λιπασμάτων στο περιβάλλον είναι η αύξηση των εκπομπών στην ατμόσφαιρα αμμωνίας και οξειδίων Ν, οξίνιση του εδάφους, ρύπανση υδάτινων όγκων και η μείωση των φυτικών ειδών. Ακόμη παρατηρήθηκε πρόκληση τροφοπενιών σε περιπτώσεις εφαρμογής υπερβολικών ποσοτήτων θρεπτικών όπως π.χ. έλλειψη Zn από υπερβολική λίπανση με φωσφορικά λιπάσματα. Ο χρόνος εφαρμογής και η ποσότητα του λιπάσματος είναι σημαντικός αφού θα πρέπει να προσαρμόζεται, όταν οι καλλιέργειες έχουν τις μεγαλύτερες απαιτήσεις, τις κλιματικές συνθήκες, το έδαφος και την δυνατότητα άρδευσης. Η εποχή λιπάνσεως διακρίνεται σε φθινοπωρινή-βασική και ανοιξιάτικηεπιφανειακή (Θεριός 1996). Οργανικά λιπάσματα: Η χρησιμοποίηση οργανικών λιπασμάτων μπορεί να αντικαθιστά την ανόργανη λίπανση με ευνοϊκά αποτελέσματα όχι μόνο στην βελτίωση της δομής του εδάφους αλλά και σε μια σταδιακή απόδοση νιτρικών στο εδαφικό διάλυμα δια μέσου της ανοργανοποίησης. Τα οργανικά λιπάσματα επηρεάζουν την οργανική ουσία, η οποία με τη σειρά της συμβάλλει στη βελτίωση των φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους. Επίσης βελτιώνει τις χημικές ιδιότητες του εδάφους αυξάνοντας την CEC, καθώς επίσης και τη βιολογική δραστηριότητα. Τα επίπεδα της οργανικής ουσίας του εδάφους είναι γνωστό ότι μειώνονται χρόνο με το χρόνο λόγω της ανοργανοποίησης. Η ποσότητα που κάθε χρόνο ανοργανοποιείται υπολογίζεται σε kg/στρέμμα. Μια αναλογία C/N μεταξύ 10 και 5 θεωρείται ιδανική για τα οργανικά λιπάσματα και το άζωτο απελευθερώνεται με ικανοποιητικό ρυθμό. Προβλήματα που άπτονται της χρησιμοποίησης τέτοιων 24

25 οργανικών σκευασμάτων είναι η περιεκτικότητα τους σε βαρέα μέταλλα, η μικροβιακή τους σύνθεση και υπολείμματα φυτοφαρμάκων σε αυτά που είναι φυτικής προέλευσης (Νικολάου 2001) Γενικά περί φωσφόρου Μετά το άζωτο, ο φωσφόρος αποτελεί το δεύτερο σπουδαιότερο στοιχείο, το οποίο επηρεάζει τις αποδόσεις των καλλιεργούμενων φυτών. Βρίσκεται στο φυτό με ανόργανη και οργανική μορφή. Ευνοεί την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, πρωιμίζει την ωρίμανση και αυξάνει την απόδοση. Η ποιότητα του προϊόντος ευνοείται τόσο γιατί αυξάνεται η περιεκτικότητα του καρπού σε P όσο γιατί ευνοεί την πρόσληψη άλλων στοιχείων, την κυτταρική διαίρεση, την μετατροπή των υδατανθράκων κ.α. Δεσμεύεται εύκολα από το έδαφος και έλλειψη του συντελεί σε περιορισμένη ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, ατροφική ανάπτυξη του υπέργειου τμήματος ακόμα και έλλειψη Ν στα ψυχανθή εξαιτίας της μη κανονικής ανάπτυξης των φυματίων (Σφήκας 1988). Σε αντίθεση με το Ν οι μοναδικές πηγές P του εδάφους είναι τα φωσφορικά ορυκτά κυρίως ο φθοριοαπατίτης και η οργανική ουσία του εδάφους. Η οργανική ουσία του εδάφους είναι μια από τις κύριες πηγές φωσφόρου σε ένα έδαφος. Η ανοργανοποίηση της από τους μικροοργανισμούς του εδάφους συμβάλλει στην αύξηση των θρεπτικών συστατικών στο έδαφος. Η δραστηριότητα των μικροοργανισμών αυτών επηρεάζεται από την εδαφική θερμοκρασία και υγρασία και η ανοργανοποίηση είναι γρήγορη όταν το έδαφος είναι ζεστό και στραγγίζει καλά. Η συγκέντρωση του φωσφόρου στο έδαφος εξαρτάται από το είδος της οργανικής ουσίας καθώς και από το ρυθμό ανοργανοποίησης της (Mafongoya κ.α. 2000). Η μικροβιακή βιομάζα παίζει σπουδαίο ρόλο στις βιοχημικές διαδικασίες μετατροπής του οργανικού Ρ σε ανόργανο και διαθέσιμό για τα φυτά. Αλλά και η ίδια μικροβιακή βιομάζα Ρ αποτελεί ένα σπουδαίο μέρος του διαθέσιμου φωσφόρου του εδάφους (Kwabiah κ.α. 2003). Αντίθετα, η ελάττωση του P στο έδαφος οφείλεται στην πρόσληψή του από τα φυτά, την έκπλυση και διάβρωση. Η περιεκτικότητα του εδαφικού διαλύματος σε P παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ικανότητα του εδάφους να εφοδιάζει τα φυτά με αυτόν. Ο διαθέσιμος Ρ εκτιμάται με τον P-Olsen. Η συμμετοχή όμως του Pm και Po στο διαθέσιμο Ρ, ιδίως στην οργανική καλλιέργεια είναι μεγάλη και η μη γνώση τους υποεκτιμά τον P-Olsen. 25

26 Ο φωσφόρος μπορεί να προσληφθεί από τα φυτά παθητικά, με διάχυση και με ενεργητική πρόσληψη. Απαντάται σε τρεις ιονικές μορφές, H 2 PO - 4, HPO , PO 4 ανάλογα με το ph. Σε γεωργικά εδάφη υπερισχύουν οι μορφές H 2 PO - 4, HPO Παράγοντες που επηρεάζουν την πρόσληψη του P είναι: Η παρουσία κατιόντων (όσο μεγαλύτερο σθένος του κατιόντος στο διάλυμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πρόσληψη P). Υδατική καταπόνηση (stress). Μειώνει την πρόσληψη P. Η συγκέντρωση. Η υψηλή συγκέντρωση P αυξάνει την πρόσληψη. Στο άκρο της ρίζας και στη περιοχή απ όπου σχηματίζονται οι πλευρικές ρίζες προσλαμβάνεται P περισσότερο με ενεργητική πρόσληψη. Οι γηραιότερες ρίζες προσλαμβάνουν μεγαλύτερη αναλογία με το ρεύμα της διαπνοής. Το μεγαλύτερο μέρος του P που εισέρχεται στις ρίζες προσλαμβάνεται από τα ριζικά τριχίδια (Θεριός 1996) Ο φωσφόρος του εδάφους Ο εδαφικός φωσφόρος δεν έχει άμεση σχέση με τους μικροοργανισμούς του εδάφους όπως ο άνθρακας και το άζωτο. Λαμβάνει μέρος στην αναγωγή των δύο αυτών στοιχείων και αποτελεί αρχική πηγή ενέργειας για τους μικροοργανισμούς κατά την οξείδωση. Οι μικροοργανισμοί συμμετέχουν στην διαλυτοποίηση του ανόργανου φωσφόρου, στην ακινητοποίηση του και στην μετατροπή του P σε Po. Η μικροβιακή ακινητοποίηση δεν διαρκεί μεγάλο χρονικό διάστημα και γίνεται ευεργετική στο ότι περιορίζει την μακρόχρονη δέσμευση του φωσφόρου από τα ορυκτά. Η μέση περιεκτικότητα των εδαφών σε φωσφόρο κυμαίνεται συνήθως γύρω από το 0,5% αλλά συχνά είναι δυνατόν να είναι πολύ μεγαλύτερη ή πολύ μικρότερη. Στο ανώτερο στρώμα των εδαφών βρίσκεται συνήθως λίγο περισσότερο από το ήμισυ του ολικού εδαφικού φωσφόρου και αποτελεί συστατικό των ανόργανων υλικών του εδάφους, το υπόλοιπο συμμετέχει στη σύσταση της οργανικής ουσίας. Τα φωσφορούχα συστατικά του εδάφους απαντώνται τόσο στη στερεά φάση όσο και στο εδαφικό διάλυμα, λόγω όμως γενικά της μικρής διαλυτότητας τους, η περιεκτικότητα του τελευταίου σε φωσφόρο είναι χαμηλή δηλαδή της τάξεως του 0,1 έως 1 ppm (Πολυζόπουλος 1976). 26

27 Η μορφή καθώς και το ποσό των φωσφορικών ιόντων στο εδαφικό διάλυμα καθορίζεται τόσο από αντιδράσεις στην υγρά φάση όσο και από αντιδράσεις μεταξύ στερεάς και υγρής φάσης (Κεραμίδας 1997). Παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκράτηση P στο έδαφος είναι το είδος των ορυκτών της αργίλου (περισσότερο στα 1/1), ο χρόνος επαφής του με το έδαφος (μεγαλύτερος χρόνος επαφής μεγαλύτερη συγκράτηση), το ph (μέγιστη διαθεσιμότητα σε ph 6-7, σε όξινα εδάφη ο P κατακρημνίζεται μετά από αντίδραση με Fe και Al ενώ σε αλκαλικά μετά από αντίδραση με Ca και Mg), και η οργανική ουσία (αυξάνει την διαθεσιμότητα του P με παραγωγή CO 2 και Η 2 CO 3 που κατεβάζει το ph) (Θεριός 1996). Ο περιοριστικός παράγοντας στην πρόσληψη του P από τα φυτά είναι η ανανέωση του διαλύματος κοντά στις ρίζες των φυτών με διάχυση. Οι παράγοντες που λαμβάνουν μέρος στην ανανέωση του εδαφικού διαλύματος είναι το ποσό P που διαλυτοποιείται, ο βαθμός της διαλυτότητας του και η ταχύτητα διάχυσης από την επιφάνεια των κολλοειδών της αργίλου προς την επιφάνεια των ριζών (Θεριός 1996) Προέλευση Ο φωσφόρος του εδάφους προέρχεται από τα φωσφορικά ορυκτά και κυρίως από τον φθοριοαπατίτη ο οποίος είναι ο κυριότερος εκπρόσωπος των απατιτικών ορυκτών. Φωσφορικά πετρώματα με ανθρακικό απατίτη είναι κυρίως πηγές φωσφορικών λιπασμάτων. Ο φθοριοαπατίτης περιέχεται στα πυριγενή πετρώματα και είναι ορυκτό που αποσαθρώνεται εύκολα. Με την πρόοδο της αποσάθρωσης και τη δημιουργία όξινων αντιδράσεων στο έδαφος ο φωσφόρος συνδυάζεται χημικώς με αυξανόμενη ένταση με ιόντα αργιλίου και σιδήρου τα οποία ελευθερώνονται από την διάσπαση πυριτικών ορυκτών (Πολυζόπουλος 1976). Ο φωσφόρος του εδάφους εκτός από τα μητρικά πετρώματα προέρχεται και από την οργανική ουσία και περιλαμβάνει το 0,6-1% του βάρους του εδάφους (Νικολάου 2001). Ο φωσφόρος των μητρικών υλικών των εδαφών σε πολύ μικρή έκταση χρησιμοποιείται από τα φυτά ενώ ο ανόργανος φωσφόρος των φυτικών υπολειμμάτων έχει μεγαλύτερη ευκολία διαλυτοποιήσεως από εκείνη των μητρικών υλικών απ όπου προήλθε (Πολυζόπουλος 1976). Ο φωσφόρος στην φύση βρίσκεται πάντα με την πεντασθενή του μορφή που αντιστοιχεί στον ανυδρίτη P 2 O 5 και συνεπώς τα φωσφορικά ορυκτά στην φύση 27