ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Λάρισας»

Transcript

1 ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Λάρισας» ΥΠΟΕΡΓΟ 8 «ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΕΘΟΔΟΥ ΟΛΙΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΒΙΟ- ΔΡΑΣΤΙΚΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΠΡΟΣΤΙΘΕΜΕΝΗΣ ΑΞΙΑΣ ΚΑΙ ΑΓΡΟ- ΥΛΙΚΩΝ» Πακέτο Εργασίας: 8.8 «Δοκιμές και αξιολόγηση του παραγόμενου διαυγούς και αποφαινολοποιημένου υδρολιπάσματος σε καλλιέργειες» Παραδοτέο: «1 Έκθεση σελίδων που να συνοψίζει τα αποτελέσματα της εφαρμογής της υδρολίπανσης στην σοδειά, το έδαφος και τα παραγόμενα προϊόντα» Επιστημονικός Υπεύθυνος: Πετρωτός Κωνσταντίνος Υπεύθυνοι παραδοτέου: Κόκκορα Μ. και Βύρλας Π. Λάρισα, 2015

2 Περιεχόμενα ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΕΥΤΕΡΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΓΡΟΥ Εγκατάσταση του πειραματικού Λεπτομέρειες σχετικά με το σύστημα άρδευσης υδρολίπανσης και την εφαρμογή της άρδευσης Μετρήσεις ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στην παρούσα έκθεση παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δεύτερου χρόνου (2014) εφαρμογής της υδρολίπανσης στη σοδειά, το έδαφος και τα παραγόμενα προϊόντα, στα πλαίσια του Πακέτου Εργασίας 8.8 με τίτλο: «Δοκιμές και αξιολόγηση του παραγόμενου διαυγούς και αποφαινολοποιημένου υδρολιπάσματος σε καλλιέργειες», του Υποέργου 8 με τίτλο: «Aνάπτυξη μεθόδου ολικής αξιοποίησης αποβλήτων ελαιοτριβείου για παραγωγή βιο- δραστικών ουσιών υψηλής προστιθέμενης αξίας και αγρο- υλικών» και κωδικό 4908, της Πράξης με τίτλο «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Λάρισας» και Επιστημονικό Υπεύθυνο τον Δρ. Κωνσταντίνο Πετρωτό. Η έκθεση για την πρώτη καλλιεργητική περίοδο (2013) έχει ήδη υποβληθεί. Η δομή της παρούσας έκθεσης έχει ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο με τίτλο: Εισαγωγή γίνεται μια συνοπτική περιγραφή του πειράματος και των βασικών αποτελεσμάτων της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου. Στο κεφάλαιο Υλικά και Μέθοδοι που ακολουθεί, παρουσιάζεται ο τρόπος με τον οποίο οργανώθηκε η έρευνα τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο (2014) και μετρήθηκαν τα στοιχεία που εκφράζουν την επίδραση της υδρολίπανσης, τόσο στην καλλιέργεια του καλαμποκιού (ποσοτικά και ποιοτικά) όσο και στην ποιότητα του εδάφους. Η παράθεση των αποτελεσμάτων και η συζήτηση που απορρέει από την επίδραση των μετρούμενων παραμέτρων στην απόδοση της καλλιέργειας και στο έδαφος παρατίθενται στο τρίτο κεφάλαιο Αποτελέσματα, το οποίο έχει χωριστεί σε 3 υποκεφάλαια, καθένα από τα οποία περιέχει τα αποτελέσματα που αφορούν στη σοδειά (παραγωγικά στοιχεία που αφορούν την ποσότητα παραγωγής), στο έδαφος (εδαφικές αναλύσεις δειγμάτων) και στα παραγόμενα προϊόντα (δηλαδή επίδραση στην ποιότητα της παραγωγής). Τα τελικά συμπεράσματα και από τα δύο χρόνια εφαρμογής των επεξεργασμένων αποβλήτων ελαιοτριβείου στην καλλιέργεια του καλαμποκιού συνοψίζονται στο τέταρτο κεφάλαιο Συμπεράσματα. 3

4 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παραγωγή ελαιολάδου αποτελεί σημαντική οικονομική δραστηριότητα για την Ελλάδα και άλλες χώρες της Μεσογείου. Υποπροϊόν της διαδικασίας παραγωγής του ελαιολάδου αποτελούν τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου, τα οποία διακρίνονται από υψηλό ρυπαντικό φορτίο (υψηλό COD, υψηλή περιεκτικότητα σε οργανικά στερεά), αλλά και υψηλή περιεκτικότητα σε πολυφαινολικές ουσίες, οι οποίες προκαλούν την εμφάνιση βιοτοξικών και φυτοτοξικών φαινομένων, αλλά παράλληλα αποτελούν σημαντικά αντιοξειδωτικά. Η διαχείριση των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) στην Ελλάδα αφορά κυρίως στην εφαρμογή των αποβλήτων σε κοντινούς αγρούς χωρίς καμιά επεξεργασία, ή σπανιότερα στην διάθεση των αποβλήτων απευθείας σε κοντινά υδατορεύματα προκαλώντας σημαντική υποβάθμιση της ποιότητας του περιβάλλοντος. Η εφαρμογή των ΥΑΕ σε γεωργικό έδαφος, χωρίς κάποια επεξεργασία, έχει δείξει ότι μπορεί να οδηγήσει σε βελτίωση της ποιότητας του εδάφους όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε διαθέσιμα μακροθρεπτικά (Ν, Ρ, Κ) και οργανική ουσία, αλλά επίσης μπορεί να συντελέσει στην αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και αλατότητας του εδάφους και στην διατάραξη της ισορροπίας ωφέλιμων μικροοργανισμών του εδάφους. Επίσης, όσον αφορά στις καλλιέργειες, η εφαρμογή των ΥΑΕ μπορεί να αυξήσει, να μην επηρεάσει ή ακόμα και να ελαττώσει την παραγωγή, αναλόγως κυρίως της ποσότητας εφαρμογής και του είδους της καλλιέργειας. Τέλος, οι φυτοτοξικές ιδιότητες των ΥΑΕ δημιουργούν προβλήματα στην εκβλάστηση των σπόρων των φυτών. Προκειμένου λοιπόν να αποφευχθούν τα προβλήματα αυτά, τα ΥΑΕ θα μπορούσαν να επεξεργαστούν με στόχο τη μείωση του οργανικού τους φορτίου, αλλά και την ανάκτηση των πολυφαινολών, οι οποίες αποτελούν ουσίες υψηλής προστιθέμενης αξίας και μπορούν να αξιοποιηθούν σε βιομηχανίες τροφίμων, καλλυντικών και φαρμάκων. Η χρήση της τεχνολογίας των μεμβρανών και συγκεκριμένα η μικροδιήθηση μπορεί να συντελέσει στην μείωση του οργανικού φορτίου των ΥΑΕ. Με την επεξεργασία του μικροδιηθήματος με ρητίνες μπορεί να πραγματοποιηθεί η ανάκτηση των πολυφαινολών. Έτσι το αποφαινολοποιημένο μικροδιήθημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην γεωργία με μεγαλύτερη ασφάλεια, καθώς θα έχει μικρότερο οργανικό φορτίο και μειωμένες φυτοτοξικές ιδιότητες. Ο σκοπός της ερευνητικής εργασίας του πακέτου 8 ήταν η μελέτη της επίδρασης του αποφαινολοποιημένου μικροδιηθήματος στη γεωργία και συγκεκριμένα στην καλλιέργεια του καλαμποκιού. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις της εφαρμογής των επεξεργασμένων ΥΑΕ στην ποσοτική και ποιοτική παραγωγή του καλαμποκιού, καθώς και στην ποιότητα του εδάφους σε ένα διετές πείραμα στον αγρό. 4

5 Το σχετικό πείραμα την πρώτη καλλιεργητική περίοδο (2013), περιλάμβανε τις εξής μεταχειρίσεις: 1) εφαρμογή του αποβλήτου (επεξεργασμένα ΥΑΕ) χωρίς καμία άλλη προσθήκη ανόργανου λιπάσματος σε ποσότητα 5 τόνων το στρέμμα, 2) εφαρμογή 2,5 τόνων αποβλήτου σε συνδυασμό με την προσθήκη νιτρικής αμμωνίας, 3) εφαρμογή 5 τόνων αποβλήτου σε συνδυασμό με την προσθήκη νιτρικής αμμωνίας, και 4) εφαρμογή μόνο νιτρικής αμμωνίας. Στις μεταχειρίσεις 2, 3 και 4, η νιτρική αμμωνία εφαρμόστηκε σε ποσότητα που αντιστοιχούσε στην προσθήκη 20 kg N ανά στρέμμα. Η ποσότητα αυτή αποτελούσε τη συμβατική λίπανση στην περιοχή. Κάθε μεταχείριση επαναλήφθηκε τέσσερεις φορές, επομένως συνολικά υπήρχαν δεκαέξι πειραματικά τεμάχια. Η εφαρμογή του αποβλήτου και της νιτρικής αμμωνίας πραγματοποιήθηκε μέσω συστήματος στάγδην άρδευσης. Η άρδευση της καλλιέργειας έγινε στο 100% της εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας καθόλη τη διάρκεια ανάπτυξης του καλαμποκιού. Για να προστεθεί το απόβλητο σε κάθε μεταχείριση απαιτήθηκαν πέντε εφαρμογές, με τις οποίες προστέθηκαν συνολικά 1200 L αποβλήτου για τη μεταχείριση που αντιστοιχούσε σε 5 τόνους αποβλήτου ανά στρέμμα, και 600 L για τη μεταχείριση που αντιστοιχούσε σε 2,5 τόνους αποβλήτου ανά στρέμμα. Η επίδραση της εφαρμογής του αποβλήτου την πρώτη καλλιεργητική περίοδο του καλαμποκιού ήταν σε γενικές γραμμές περιορισμένη. Η ανάπτυξη του καλαμποκιού δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις που χρησιμοποιήθηκαν (σαφέστερη εικόνα φαίνεται στη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων παραδοτέο 8.8.6). Η απόδοση του καλαμποκιού στη συγκομιδή (βάρος καρπού) φάνηκε να αυξάνεται με την εφαρμογή του αποβλήτου. Μεγαλύτερη περιεκτικότητα (επί τοις εκατό) των σπόρων του καρπού σε πρωτεΐνη και τέφρα παρατηρήθηκε για την εφαρμογή του συνδυασμού των 2,5 τόνων απόβλητου με τα 200 kg N ανά στρέμμα. Από την άλλη, η εφαρμογή μόνο του αποβλήτου (5 τόνοι ανά στρέμμα) συνετέλεσε σε ελαφρώς μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε άμυλο. Η απόδοση της καλλιέργειας σε άμυλο παρουσιάστηκε αυξημένη με την εφαρμογή του αποβλήτου σε ποσότητα 5 τόνων ανά στρέμμα, ενώ όσον αφορά την απόδοση της καλλιέργειας σε πρωτεΐνη, τέφρα και φυτικές ίνες δεν υπήρχε σαφής εικόνα κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο. Σε κάθε περίπτωση, η βασική παρατήρηση ήταν ότι υπό τις συνθήκες της μελέτης, η εφαρμογή μόνο του αποβλήτου είχε παρόμοια αποτελέσματα με την εφαρμογή της ανόργανης λίπανσης, γεγονός που δείχνει ότι πιθανώς να υπάρχει η δυνατότητα ίσως και για πλήρη αντικατάσταση της νιτρικής αμμωνίας, η οποία αποτελεί το ανόργανο λίπασμα το οποίο χρησιμοποιείται συνήθως από τους αγρότες για τη λίπανση του καλαμποκιού, από το απόβλητο. Από την άλλη, και η εφαρμογή του αποβλήτου και η ανόργανη λίπανση δεν επηρέασαν σημαντικά την ποιότητα του 5

6 αργιλοπηλώδους εδάφους στο οποίο εγκαταστάθηκε η καλλιέργεια. Tα αποτελέσματα της εφαρμογής του αποβλήτου αναμένεται να είναι πιο σαφή μετά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο. 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΕΥΤΕΡΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ 2.1 ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) που χρησιμοποιήθηκαν τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο συλλέχθηκαν, όπως και το 2013, από το ελαιοτριβείο «Αλεβίζος», το οποίο εδρεύει στον Πυργετό Λάρισας, σε ποσότητα περίπου 10 τόνων. Τα ΥΑΕ υπέστησαν την ίδια επεξεργασία όπως το 2013, ήτοι: 1. Αρχικά επεξεργάστηκαν με χρήση περιστρεφόμενης ραφινέζας με φίλτρο ανοίγματος 150 μm. 2. Έπειτα με χρήση μικροδιήθησης (κεραμικές μεμβράνες 0,2 μm), και 3. Στη συνέχεια στο διήθημα που προέκυψε, έγινε μερική αφαίρεση πολυφαινολών με χρήση της ρητίνης XAD- 4 Η επεξεργασία των ΥΑΕ στα στάδια 1 και 2 (ως αναγράφονται παραπάνω) είχε σκοπό να είναι τα απόβλητα κατάλληλα για δίοδο μέσα από τους σταλάκτες ώστε να αποφεύγεται η φραγή αυτών. Το τρίτο στάδιο, δηλαδή η αποφαινολοποίηση, είχε ως στόχο τη μείωση της πιθανής φυτοτοξικότητας των επεξεργασμένων ΥΑΕ, ώστε να μπορούν να εφαρμοστούν με ασφάλεια κατά την ανάπτυξη των φυτών. Ορισμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων ΥΑΕ αναφέρονται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων ΥΑΕ που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα αγρού της 2 ης καλλιεργητικής περιόδου. Παράμετρος Τιμή ph 6,15 Ηλεκτρική αγωγιμότητα (ms/cm) 8,30 Salinity % 6,00 Στερεό Υπόλειμμα (180 C) (%) 9,94 ΤDS (mg/l) 6720 Ανταλλάξιμο Κάλιο (Κ) (mg/l) 64 Διαθέσιμος Φώσφορος (Ρ) (mg/l) 256 Νιτρικό άζωτο (Ν- ΝΟ 3 ) (mg/l) 0,10 Αμμωνιακό άζωτο (Ν- ΝΗ 4 ) (mg/l) 3,11 6

7 Από εδώ και στο εξής, όπου στην μελέτη αναφέρεται ο όρος «απόβλητο» εννοείται το απόβλητο ελαιοτριβείου που έχει επεξεργαστεί με την παραπάνω αναφερόμενη διαδικασία. Το απόβλητο της δεύτερης χρονιάς διαφέρει σημαντικά από της πρώτης όσον αφορά το ρη του και την περιεκτικότητά του σε διαθέσιμα θρεπτικά συστατικά. Πιο συγκεκριμένα, το 2013 το ρη του αποβλήτου ήταν ιδιαίτερα όξινο (4,73) ενώ το 2014 είναι ελαφρώς όξινο (6,15). Επίσης η περιεκτικότητα σε διαθέσιμο Κ και Ρ ήταν 1440 mg/l και 1680 mg/l, αντίστοιχα το 2013, ενώ το 2014 είναι σημαντικά μικρότερη (Πίνακας 1). Η διαφοροποίηση αυτή στην ποιότητα του αποβλήτου οφείλεται κατά κύριο λόγο στην διαφορετική ποιότητα των ελιών οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή του ελαιολάδου και από τις οποίες προέκυψε και το απόβλητο. 2.2 ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΓΡΟΥ Εγκατάσταση του πειραματικού Το πείραμα του αγρού κατά την 2 η καλλιεργητική περίοδο (2014) πραγματοποιήθηκε στο ίδιο αγροτεμάχιο του Αγροκτήματος του ΤΕΙ Θεσσαλίας, που είχε χρησιμοποιηθεί και την πρώτη καλλιεργητική περίοδο. Ο συγκεκριμένος πειραματικός αγρός είχε επιλεχθεί καθώς παρείχε τη δυνατότητα τοποθέτησης του υδρολιπαντήρα και των λοιπών εξαρτημάτων της εφαρμογής του αποβλήτου στην καλλιέργεια. Η καλλιέργεια που χρησιμοποιήθηκε και τη δεύτερη περίοδο ήταν το καλαμπόκι (Zea mays). Χρησιμοποιήθηκαν και τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο τέσσερεις πειραματικές μεταχειρίσεις. Οι τρεις περιλάμβαναν την εφαρμογή του αποβλήτου, με ή χωρίς την προσθήκη ανόργανου λιπάσματος. Η τέταρτη ήταν ο μάρτυρας και περιλάμβανε την εφαρμογή μόνο ανόργανου λιπάσματος. Για τον προσδιορισμό της ανόργανης/συμβατικής λίπανσης τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα της εδαφικής ανάλυσης στο τέλος της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου. Βάσει των αποτελεσμάτων αυτών και σύμφωνα με τις οδηγίες κατάταξης των εδαφών σε εδαφικούς δείκτες και τις οδηγίες λίπανσης της καλλιέργειας του καλαμποκιού κατά MAFF (2000), προσδιορίστηκε η μεταχείριση της ανόργανης λίπανσης. Την πρώτη καλλιεργητική περίοδο δεν είχε χρησιμοποιηθεί η κατάταξη αυτή, αλλά είχε χρησιμοποιηθεί η κοινή πρακτική της περιοχής που αφορούσε στην εφαρμογή 20 kg αζώτου ανά στρέμμα. Από τα αποτελέσματα όμως της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου κατέστη σαφές ότι η ποσότητα αζώτου που προστέθηκε ήταν υψηλότερη 7

8 από τη βέλτιστη, αλλά και ότι το έδαφος ήταν φτωχό σε φώσφορο. Για αυτούς τους λόγους τροποποιήθηκε η μεθοδολογία της ανόργανης λίπανσης. Το έδαφος στην τοποθεσία του πειράματος είναι αργιλοπηλώδες. Ποιοτικές παράμετροι του εδάφους, όπως μετρήθηκαν σε δείγμα που λήφθηκε πριν την εφαρμογή των μεταχειρίσεων, εμφανίζονται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2. Επιλεγμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά του εδάφους του αγρού στο τέλος της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου (2013). Μέσος όρος για όλες τις μεταχειρίσεις. Παράμετρος Τιμή ph 6,2 EC (ms/cm) 0,51 Οργ. Ουσία (%) 1.4 Ολικό N (%) 0,1 Διαθέσιμος P (mg/kg) 5,9 Ανταλλάξιμο K (mg/kg) 383,3 Ανταλλάξιμο Mg (mg/kg) 1336,9 Βάσει της περιεκτικότητας του εδάφους σε Κ, P και Mg όπως παρουσιάζονται στον Πίνακα 2, το έδαφος κατατάσσεται στους εξής εδαφικούς δείκτες, σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση κατά MAFF (2000): 3, 0 και 5, αντίστοιχα. Βάσει της κατηγοριοποίησης αυτής οι ανάγκες της καλλιέργειας σε Κ 2 Ο, P 2 Ο 4 και Mg προσδιορίζονται σε 0, 17,5 και 0 kg ανά στρέμμα, αντίστοιχα. Για το άζωτο (Ν) και δεδομένου ότι η ανάλυση του εδάφους για διαθέσιμο Ν έλαβε χώρα στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου 2013, το έδαφος κατατάχθηκε βάσει της σύστασης του, της προηγούμενης καλλιέργειας που χρησιμοποίηθηκε και της βροχόπτωσης της περιοχής στην κατηγορία Ν 1 (MAFF 2000), και επομένως οι ανάγκες του καλαμποκιού σε Ν προσδιορίστηκαν σε 10 kg ανά στρέμμα. Βάσει της ανωτέρω κατηγοριοποίησης επιλέχτηκε και το σχέδιο λίπανσης, το οποίο αναφέρεται αναλυτικά παρακάτω. Στις μεταχειρίσεις όπου συνδυάζεται η εφαρμογή αποβλήτου με ανόργανη λίπανση, η ποσότητα του λιπάσματος που εφαρμόσθηκε είναι μειωμένη, καθώς τα αποτελέσματα της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου έδειξαν ότι το απόβλητο είχε τη δυνατότητα να αντικαταστήσει μέρος της ανόργανης λίπανσης που εφαρμόστηκε. Οι πειραματικές μεταχειρίσεις περιγράφονται αναλυτικά παρακάτω: 1. Η πρώτη μεταχείριση αφορούσε στην εφαρμογή 5,0 τόνων αποβλήτου ανά στρέμμα μόνο, χωρίς καμία άλλη προσθήκη συμβατικού λιπάσματος, και συμβολίζεται ως «Α». 8

9 2. Η δεύτερη μεταχείριση αποτελεί συνδυαστική εφαρμογή αποβλήτου και συμβατικού λιπάσματος. Συγκεκριμένα εφαρμόστηκαν ανά στρέμμα: 5,0 τόνοι αποβλήτου σε συνδυασμό με 5,5 kg Ν, 13,1 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O και 1,7 kg SO 3. Η μεταχείριση αυτή συμβολίζεται ως «5 + λ». 3. Η τρίτη μεταχείριση επίσης αποτελεί συνδυαστική εφαρμογή αποβλήτου και συμβατικού λιπάσματος. Σε αυτή την περίπτωση εφαρμόστηκαν ανά στρέμμα: 2,5 τόνοι αποβλήτου σε συνδυασμό με 5,5 kg Ν, 13,1 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O και 1,7 kg SO 3. Η τέταρτη μεταχείριση συμβολίζεται ως «2,5 + λ». 4. Λίπανση με ανόργανα/συμβατικά λιπάσματα (Λ). Η μεταχείριση αυτή περιλαμβάνει τη συνήθη λίπανση για καλλιέργεια καλαμποκιού, λαμβάνοντας όμως υπόψη την κατάσταση γονιμότητας του εδάφους και την ανάγκη της καλλιέργειας σε θρεπτικά. Η επέμβαση λοιπόν για την καλλιέργεια καλαμποκιού περιλάμβανε την εφαρμογή των παρακάτω θρεπτικών ανά στρέμμα: 11 kg Ν, 18 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O και 7,8 kg SO 3. (περισσότερες λεπτομέρειες για την μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για τον προσδιορισμό της λίπανσης αναφέρονται παρακάτω). Όπως και το 2013, οι τέσσερεις μεταχειρίσεις επαναλήφθηκαν τέσσερεις φορές και επομένως υπήρξαν συνολικά 16 πειραματικά τεμάχια. Επαναλήφθηκε το ίδιο πειραματικό σχέδιο που είχε χρησιμοποιηθεί την πρώτη καλλιεργητική περίοδο (Σχήμα 1). Α 2,5+λ Λ 2,5+λ 2,5+λ Λ Α 5+λ 5+λ Α 5+λ Λ Λ 5+λ 2,5+λ Α Σχήμα 1. Πειραματικό σχέδιο των εφαρμογών των τεσσάρων μεταχειρίσεων. Για το 2014: Λ: 11 kg Ν, 18 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O, 7,8 kg SO 3, Α: 5 τόνοι απόβλητο, 5+λ: 5 τόνοι απόβλητο + 5,5 kg Ν, 13,1 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O, 1,7 kg SO 3, και 2,5+λ: 2,5 τόνοι απόβλητο + 5,5 kg Ν, 13,1 kg P 2 O 5, 2,7 kg Κ 2 O, 1,7 kg SO 3. Τα λιπάσματα που εφαρμόστηκαν με το σύστημα της υδρολίπανσης για την προσθήκη των θρεπτικών στις μεταχειρίσεις Λ, 5+λ και 2,5+λ είναι τα εξής: Peckacid ( ) Φωσφορική ουρία (17,5 44 0) Θειική αμμωνία ( ) Αναλυτικά οι ποσότητες των λιπασμάτων που εφαρμόστηκαν σε κάθε μεταχείριση παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Όλα τα λιπάσματα και το απόβλητο εφαρμόστηκαν 9

10 στις διάφορες μεταχειρίσεις μέσω αυτοματοποιημένου συστήματος στάγδην άρδευσης. Πίνακας 3. Ποσότητες ανόργανων λιπασμάτων που προστέθηκαν σε κάθε μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Μεταχείριση Α Λ 5 + λ 2,5 + λ Αρχική λίπανση (kg/στρέμμα) Peckacid 0 13,64 13,64 13,64 Δεύτερη λίπανση (kg/στρέμμα) Φωσφορική ουρία 0 22,31 11,16 11,16 Τρίτη λίπανση (kg/στρέμμα) Θειική αμμωνία 0 33,79 7,25 7,25 Η σπορά του καλαμποκιού πραγματοποιήθηκε στις 18/06/2014. Επιλέχθηκε ποικιλία γλυκού καλαμποκιού (Sweet corn Shinerock, Syngenta), με κύκλο 3 μηνών. Σε κάθε πειραματικό τεμάχιο αντιστοιχούσαν 8 γραμμές. H απόσταση μεταξύ των γραμμών σποράς ήταν 75 cm, ενώ στην ίδια γραμμή η απόσταση μεταξύ 2 διαδοχικών φυτών καλαμποκιού ήταν 17 cm. Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών πειραματικών τεμαχίων ήταν 1 m. Για το φύτρωμα της καλλιέργειας εφαρμόσθηκαν αρδεύσεις με τη χρήση ενός μικρού αρδευτή με αυτοκινούμενο εκτοξευτή (Σχήμα 2). Ο συγκεκριμένος αρδευτής λόγω του μικρού βάρους του αλλά και των «μικρών» υδραυλικών χαρακτηριστικών επέτρεψε την άρδευση φυτρώματος με μικρή ένταση βροχής και την αποφυγή έτσι σε μεγάλο βαθμό της δημιουργίας κρούστας στην επιφάνεια του εδάφους, γεγονός που χαρακτηρίζει την άρδευση με καταιονισμό σε λεπτόκοκκα εδάφη σαν αυτό του πειραματικού αγρού και που παρεμποδίζει το φύτρωμα της καλλιέργειας. Στο Σχήμα 3 παρουσιάζονται οι ημερομηνίες εφαρμογής νερού, λιπασμάτων και αποβλήτου με το σύστημα στάγδην άρδευσης. Για να προστεθεί το απόβλητο σε κάθε μεταχείριση απαιτήθηκαν 6 εφαρμογές μεταξύ Αυγούστου και πρώτου δεκαημέρου του Σεπτεμβρίου 2014, με τις οποίες προστέθηκαν συνολικά 1200 L αποβλήτου για τη μεταχείριση που αντιστοιχούσε σε 5 τόνους αποβλήτου ανά στρέμμα, και 600 L για τη μεταχείριση που αντιστοιχούσε σε 2,5 τόνους αποβλήτου ανά στρέμμα. 10

11 Σχήμα 2. Άρδευση για φύτρωμα με αρδευτή με αυτοκινούμενο εκτοξευτή. Σχήμα 3. Η κατανομή της εφαρμογής νερού- λιπασμάτων- αποβλήτου κατά την καλλιεργητική περίοδο. Λόγω της προσβολής από το σκουλήκι του καλαμποκιού (Ostrinia nubilalis) που παρατηρήθηκε κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο, τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο πραγματοποιήθηκε προληπτικός ψεκασμός με βιολογικό σκεύασμα (Σχήμα 4), ο οποίος ξεκίνησε στις 18/07/2014 και συνεχίστηκε ανά τακτά διαστήματα (περίπου δέκα ημέρες) μέχρι την ολοκλήρωση της ανάπτυξης του καλαμποκιού. Επίσης, πραγματοποιήθηκε έλεγχος των ζιζανίων με την εφαρμογή του ζιζανιοκτόνου Roundup στις 17/07/2014. Η συγκομιδή της καλλιέργειας πραγματοποιήθηκε στις 25/09/

12 Σχήμα 4. Ψεκασμός της καλλιέργειας με βάκιλο για έλεγχο του σκουληκιού του καλαμποκιού Λεπτομέρειες σχετικά με το σύστημα άρδευσης υδρολίπανσης και την εφαρμογή της άρδευσης Σύστημα άρδευσης - υδρολίπανσης Το δίκτυο άρδευσης περιελάμβανε έναν κύριο αγωγό διαμέτρου 50- mm για την μεταφορά του νερού από την πηγή στην κεφαλή ελέγχου. Η κεφαλή περιελάμβανε: σύστημα υδρολίπανσης για την εφαρμογή λιπασμάτων και αποβλήτου, έναν προγραμματιστή άρδευσης, έναν διανομέα που περιελάμβανε 4 βαλβίδες στραγγαλισμού και 4 ηλεκτροβαλβίδες (μία για κάθε μεταχείριση), 4 πλαστικούς ηθμούς (φίλτρα) δίσκων 120 mesh (έναν για κάθε μεταχείριση). Το νερό από την πηγή και μετά την παρεμβολή των φίλτρων, οδηγείται μέσω του διανομέα στις ηλεκτροβαλβίδες. Από την κάθε μία ηλεκτροβαλβίδα ξεκινάει ένας δευτερεύων πλαστικός αγωγός διαμέτρου 25 mm, ο οποίος τροφοδοτεί τους πλευρικούς αγωγούς (σταλακτηφόρους) κάθε μεταχείρισης. Οι ηλεκτροβαλβίδες ήταν συνδεδεμένες με προγραμματιστή άρδευσης δίδοντας έτσι την δυνατότητα αυτοματοποίησης της άρδευσης. Για την εφαρμογή της υδρολίπανσης (εισαγωγή των λιπαντικών στοιχείων μέσα στο νερό του δικτύου άρδευσης) χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος με διαφορική πίεση. Στην μέθοδο αυτή τα λιπάσματα τοποθετούνται μέσα σε δοχεία, που κλείνουν υδατοστεγώς και ονομάζονται υδρολιπαντήρες. Ο υδρολιπαντήρας είναι ένα κλειστό μεταλλικό δοχείο που δέχεται το νερό του δικτύου υπό πίεση και για αυτό είναι ανθεκτικός σε σχετικά υψηλές πιέσεις. Φέρει βάνα καθαρισμού στο χαμηλότερο σημείο ώστε να καθαρίζεται εύκολα, εξαεριστήρα και φίλτρο σήτας

13 mesh στο σημείο εξόδου του διαλύματος. Στη σύνδεσή του στο σημείο τροφοδοσίας του τοποθετήθηκε βαλβίδα αντεπιστροφής, ώστε να αποφεύγεται η μόλυνση της πηγής του νερού (Σχήμα 5). Σχήμα 5. Ο υδρολιπαντήρας και η σύνδεσή του στο δίκτυο άρδευσης. Ο υδρολιπαντήρας συνδέεται παράλληλα (by pass) με την κύρια σωλήνωση της κεφαλής του δικτύου μέσω δύο σωλήνων (PE, Φ20). Με μια βάνα στραγγαλισμού που τοποθετήθηκε μεταξύ των σημείων σύνδεσης των πλαστικών σωλήνων στραγγαλίζεται η ροή στην κύρια σωλήνωση και δημιουργείται μια διαφορά πίεσης μεταξύ των σημείων αυτών. Έτσι ένα μέρος της παροχής της κεντρικής σωλήνωσης εξαναγκάζεται να περάσει μέσα από τον υδρολιπαντήρα και να επιστρέψει σ αυτήν φέροντας διαλυμένη μια ποσότητα λιπάσματος, η οποία διανέμεται ομοιόμορφα στο δίκτυο. Η ποσότητα του λιπάσματος που κάθε στιγμή μεταφέρεται από τον υδρολιπαντήρα στο δίκτυο είναι ευνόητο ότι είναι ανάλογη προς την συγκέντρωση του διαλύματος του λιπάσματος εκείνη τη στιγμή στο λιπαντήρα. Η συγκέντρωση όμως αυτή, όπως είναι φυσικό, μειώνεται προοδευτικά όσο προχωράει η άρδευση, αφού ενώ η απόλυτη ποσότητα του λιπάσματος συνεχώς μειώνεται, ο όγκος του διαλύματος, που είναι ίσος προς τον όγκο του λιπαντήρα, παραμένει σταθερός. Για την διαχείριση της διαδικασίας υδρολίπανσης κατασκευάστηκε η καμπύλη του Σχήματος 6, από την οποία μπορεί να υπολογιστεί ο χρόνος που απαιτείται για μια εξάντληση 99% του αρχικού λιπάσματος από το λιπαντήρα για διάφορες τιμές 13

14 παροχής και για την χωρητικότητα του υδρολιπαντήρα που χρησιμοποιήθηκε (120 L). Σχήμα 6. Καμπύλη υπολογισμού του χρόνου εξάντλησης του λιπάσματος. Το απόβλητο ήταν αποθηκευμένο σε πλαστική δεξαμενή τοποθετημένη δίπλα στην κεφαλή του δικτύου άρδευσης. Με τη χρήση ενός μικρού μήκους πλαστικού σωλήνα γινόταν η πλήρωση του υδρολιπαντήρα χειρονακτικά και με την βοήθεια της βαρύτητας (Σχήμα 7). Σχήμα 7. Πλήρωση υδρολιπαντήρα με απόβλητο. 14

15 Ο ηλεκτρικός προγραμματιστής συνδέεται με τις ηλεκτροβαλβίδες του δικτύου με ηλεκτρικά καλώδια (Σχήμα 8). Ο προγραμματιστής στέλνει ηλεκτρική τάση σε ένα σωληνοειδές, που είναι προσαρμοσμένο στην ηλεκτροβαλβίδα. Όταν το σωληνοειδές λάβει την ηλεκτρική τάση μαγνητίζεται και έλκει προς τα πάνω ένα έμβολο, που βρίσκεται στο εσωτερικό του. Τότε η ηλεκτροβαλβίδα ανοίγει και με αυτόν τον τρόπο το νερό διέρχεται μέσα από το δίκτυο. Ο προγραμματιστής ρύθμιζε την διαδοχική λειτουργία των ηλεκτροβαλβίδων των 4 στάσεων (μεταχειρίσεων). Για την πρόσκαιρη διακοπή της άρδευσης (για έλεγχο διαρροών, καθαρισμό φίλτρων, κ.λπ.) χρησιμοποιήθηκαν πλαστικές βάνες χειρός που τοποθετήθηκαν πριν τα φίλτρα και τις ηλεκτροβαλβίδες. Σχήμα 8. Ο προγραμματιστής άρδευσης και οι ηλεκτροβαλβίδες. Οι πλευρικοί αγωγοί (σταλακτηφόροι) από πολυαιθυλένιο, με διάμετρο 20 mm, είχαν ενσωματωμένους αυτορυθμιζόμενους σταλάκτες με παροχή 3,6 L/h σε ένα εύρος πίεσης από 50 έως 300 kpa (0,5 3,0 Atm), σε ισαποχή 1,0 m (Σχήμα 9). Πριν την έναρξη των αρδεύσεων, έγινε έλεγχος των πλευρικών αγωγών, προκειμένου να διαπιστωθεί η ομοιόμορφη εφαρμογή και η ακρίβεια στην ποσότητα του εφαρμοζόμενου νερού. Το όλο σύστημα ελεγχόταν σε τακτά χρονικά διαστήματα. 15

16 Σχήμα 9. Ο σταλακτηφόρος του συστήματος άρδευσης. Η εγκατάσταση του δικτύου των πλευρικών αγωγών έγινε όταν η ανάπτυξη των φυτών ήταν στο στάδιο του α ζεύγους των πραγματικών φύλλων. Η απόσταση μεταξύ των σταλακτηφόρων αγωγών ήταν 1,5 m, όπως προβλέπεται για την άρδευση καλαμποκιού όπου η απόσταση μεταξύ των γραμμών των φυτών είναι 0,75 m. Έτσι, κάθε σταλακτηφόρος εξυπηρετεί δύο σειρές φυτών (Σχήμα 10). Σχήμα 10. Η διάταξη των πλευρικών αγωγών (σταλακτηφόρων) σε κάθε τεμάχιο. Η εφαρμογή των αρδεύσεων υδρολιπάνσεων Για τον υπολογισμό των αρδεύσεων απαιτείται η συλλογή μετεωρολογικών δεδομένων, ώστε να υπολογιστεί η εξατμισοδιαπνοή της καλλιέργειας. Τα 16

17 μετεωρολογικά δεδομένα κατά τη διάρκεια του πειράματος προέρχονται από μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Αρδεύσεων, που είναι εγκατεστημένος στο Αγρόκτημα του ΤΕΙ σε απόσταση 30 m από τον πειραματικό αγρό. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν αφορούν ημερήσιες τιμές των παραμέτρων: θερμοκρασίας αέρα (μέγιστη, ελάχιστη), μέγιστης και ελάχιστης σχετικής υγρασίας, ταχύτητας ανέμου σε ύψος 2 m από την επιφάνεια του εδάφους, ηλιακής ακτινοβολίας καθώς και βροχόπτωσης. Στα διαγράμματα του σχήματος 11 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα μετεωρολογικά δεδομένα για όλη την βλαστική περίοδο της καλλιέργειας. Αρχικά υπολογίζεται η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς με τη μέθοδο FAO Penman- Monteith κατά FAO- 56. Στο σχήμα 12 παρουσιάζεται η διακύμανση της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς (ΕΤ ο ) όπως υπολογίσθηκε. Στο διάγραμμα του σχήματος 12 παρουσιάζεται και η διακύμανση της εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας (ET c ), όπως αυτή υπολογίσθηκε σε ημερήσια βάση σε συνάρτηση με την εξατμισοδιαπνοή αναφοράς και τον φυτικό συντελεστή της καλλιέργειας. Οι τιμές του φυτικού συντελεστή ελήφθησαν από πίνακες και υπολογίσθηκαν με την μέθοδο FAO- 56. Στο σχήμα 13 παρουσιάζεται το ύψος των βροχοπτώσεων στην περιοχή του πειραματικού αγρού. Το συνολικό ύψος βροχής που έπεσε καθ όλη την βλαστική περίοδο ανήλθε στα 96,0 mm. Όπως φαίνεται και στο διάγραμμα, η συνεισφορά των βροχοπτώσεων στο διαθέσιμο για την καλλιέργεια νερό δεν ήταν σημαντική αφού το μεγαλύτερο ποσοστό βροχής έπεσε μετά το πέρας της αρδευτικής περιόδου. Γενικώς, η θερινή περίοδος του 2014 ήταν μια ξηρή περίοδος και το σύνολο σχεδόν των αναγκών της καλλιέργειας σε νερό καλύφθηκε από την άρδευση. Το συνολικό νερό που εφαρμόσθηκε στην καλλιέργεια με την άρδευση έφθασε τα 480 mm. Σε αυτή τη ποσότητα περιλαμβάνεται και το νερό που εφαρμόσθηκε για το φύτρωμα της καλλιέργειας. Στο σχήμα 14, παρουσιάζεται αθροιστικά το νερό που εφαρμόσθηκε με την άρδευση (ΑΡΔΕΥΣΗ) κατά την διάρκεια της βλαστικής περιόδου, προκειμένου να καλύψει τις ανάγκες της καλλιέργειας (ET c ) καθώς και το συνολικό νερό που έπεσε (ΑΡΔΕΥΣΗ+ΒΡΟΧΗ). Όλες οι μεταχειρίσεις αρδεύτηκαν στο 100% της εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας (ET c ) καθ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. 17

18 Σχήμα 11. Μετεωρολογικά δεδομένα περιοχής του πειραματικού αγρού. 18

19 Σχήμα 12. Η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς και καλλιέργειας. Σχήμα 13. Το ύψος και η κατανομή των βροχοπτώσεων στην περιοχή του πειραματικού αγρού. Σχήμα 14. Το συνολικό νερό άρδευσης που εφαρμόστηκε και το συνολικό νερό που προστέθηκε στην καλλιέργεια (άρδευση + βροχή), σε σχέση με την εξατμισοδιαπνοή της καλλιέργειας (ET c ). 19

20 2.2.3 Μετρήσεις Η συγκομιδή της καλλιέργειας πραγματοποιήθηκε στις 25/09/2014. Συγκομίστηκαν οι καρποί των φυτών από το κέντρο του πειραματικού τεμαχίου σε περιοχή έκτασης 3 m 2. Μετρήθηκαν τα βάρη των καρπών που συγκομίστηκαν (νωπό βάρος). Έπειτα οι καρποί ξηράνθηκαν σε αεριζόμενο φούρνο στους 55 C μέχρι σταθερού βάρους (περίπου 48 ώρες), οπότε και προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος καρπού. Επιπλέον, προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος των σπόρων του καρπού, μετά τον διαχωρισμό τους από τον υπόλοιπο καρπό. Επιπλέον, οι σπόροι του καλαμποκιού αλέστηκαν (διάμετρος οπής 2 mm) και προσδιορίστηκε το περιεχόμενο των σπόρων του καρπού σε πρωτεΐνη, άμυλο, τέφρα, φυτικές ίνες και λίπος, με τη χρήση ενός αυτοματοποιημένου αναλυτή. Οι ποσοτικές και ποιοτικές αναλύσεις των καρπών πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Μεταποίησης Γεωργικών Προϊόντων του Τμήματος Μηχανικής Βιοσυστημάτων, ΤΕΙ Θεσσαλίας (Σχήμα 15). Σχήμα 15. Δειγματοληψία των καρπών στον αγρό και προετοιμασία των δειγμάτων στο εργαστήριο. Μετά τη συγκομιδή λήφθηκε δείγμα εδάφους από κάθε πειραματικό τεμάχιο σε βάθος 0-30 cm, το οποίο και αναλύθηκε για τις εξής παραμέτρους: 1) ρη (αναλογία 1:1 σε νερό), 20

21 2) EC (αναλογία 1:1 σε νερό), 3) οργανική ουσία (υγρή καύση), 4) ολικό άζωτο (μέθοδος Kjeldahl), 5) νιτρικό άζωτο (εκχύλιση με KCl και μέτρηση σε στήλη καδμίου - φασματοφωτομετρικά), 6) αμμωνιακό άζωτο (εκχύλιση με KCl και μέτρηση με τη μέθοδο της ινδοφαινόλης - φασματοφωτομετρικά), 7) ανταλλάξιμο κάλιο (εκχύλιση με οξικό αμμώνιο και μέτρηση με φλωγοφωτομετρία), 8) ανταλλάξιμο ασβέστιο (εκχύλιση με οξικό αμμώνιο και μέτρηση με ατομική απορρόφηση), 9) ανταλλάξιμο νάτριο (εκχύλιση με οξικό αμμώνιο και μέτρηση με φλογοφωτομετρία), 10) ανταλλάξιμο μαγνήσιο (εκχύλιση με οξικό αμμώνιο και μέτρηση με ατομική απορρόφηση), και 11) αφομοιώσιμος φώσφορος (Olsen P), προκειμένου να προσδιοριστεί η επίδραση της υδρολίπανσης στην ποιότητα του εδάφους. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.1 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) Η επίδραση των τεσσάρων μεταχειρίσεων στην παραγωγή παρουσιάζεται στο Σχήμα 16, ως νωπό και ξηρό βάρος του καρπού του καλαμποκιού. Οι διαφορετικές μεταχειρίσεις δεν φαίνεται να επηρέασαν ιδιαίτερα το μέσο βάρος του καρπού του καλαμποκιού, αν και διαφαίνεται μια μικρή τάση για βαρύτερο καρπό με την εφαρμογή της ανόργανης λίπανσης ή του αποβλήτου στους 2,5 τόνους ανά στρέμμα σε συνδυασμό με την μειωμένη ανόργανη λίπανση. 21

22 Μέσο βάρος καρπού (g) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Νωπό Ξηρό Σχήμα 16. Νωπό και ξηρό βάρος καρπού καλαμποκιού ανά μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Το νωπό και ξηρό βάρος του καρπού του καλαμποκιού ακολουθούν την ίδια τάση μεταξύ των διαφορετικών μεταχειρίσεων (Σχήμα 16), γεγονός που δεικνύει ότι η περιεχόμενη υγρασία των καρπών δεν επηρεάστηκε από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις. Η περιεχόμενη υγρασία των καρπών για τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο ήταν περίπου 66% κατά μέσο όρο. Την πρώτη καλλιεργητική περίοδο η περιεχόμενη υγρασία ήταν σαφώς μικρότερη (περίπου 12,5%). Η διαφορά αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι την πρώτη χρονιά άργησε η συγκομιδή του καλαμποκιού ώστε να ξηρανθεί μερικώς ο καρπός στον αγρό, ενώ τη δεύτερη περίοδο η συγκομιδή πραγματοποιήθηκε κανονικά. Στο Σχήμα 17 παρουσιάζεται η μέση απόδοση της καλλιέργειας σε ξηρή ουσία ανά στρέμμα, για κάθε μεταχείριση. Οι μεταχειρίσεις που οδήγησαν σε μεγαλύτερη παραγωγή είναι η εφαρμογή της ανόργανης λίπανσης και του αποβλήτου στους 2,5 τόνους ανά στρέμμα σε συνδυασμό με την μειωμένη ανόργανη λίπανση. Η εφαρμογή του αποβλήτου στην ποσότητα των 5 τόνων ανά στρέμμα είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της παραγωγής ως και περίπου 17%, σε σχέση με τις άλλες δύο μεταχειρίσεις. Η διαφορά αυτή οφείλεται κυρίως στον μικρότερο αριθμό καρπών ανά μονάδα επιφάνειας που αντιστοιχούσε στην εφαρμογή μόνο του αποβλήτου και δευτερευόντως στο βάρος του καρπού, το οποίο δεν διέφερε πολύ μεταξύ των μεταχειρίσεων (Σχήμα 16). 22

23 Απόδοση σε σπόρο (kg/στρέμμα) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Σχήμα 17. Μέση απόδοση της καλλιέργειας σε σπόρο (ξηρή μάζα) σε kg ανά στρέμμα για κάθε μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Η εφαρμογή των 2,5 τόνων αποβλήτου ανά στρέμμα με τη μειωμένη ανόργανη λίπανση οδήγησε σε παρόμοια αποτελέσματα με τη συμβατική λίπανση, ενώ η εφαρμογή των 5 τόνων αποβλήτου ανά στρέμμα με τη μειωμένη ανόργανη λίπανση οδήγησε παρόμοια απόδοση σε σχέση με το σκέτο απόβλητο, αν και η διαφορά μεταξύ τους είναι σχετικά περιορισμένη. Το εύρημα αυτό δείχνει ότι η εφαρμογή του αποβλήτου στη μικρότερη ποσότητα μπορεί να συνδυαστεί καλύτερα με την ανόργανη λίπανση και να οδηγήσει στη μέγιστη απόδοση. Η μείωση της παραγωγής με την εφαρμογή της μεγαλύτερης ποσότητας αποβλήτου, πιθανώς να οφείλονται στην υψηλή αλατότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα του αποβλήτου (Πίνακας 1), η οποία μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα στην ανάπτυξη του καλαμποκιού σε ένα αργιλοπηλώδες έδαφος όπως αυτό του αγρού. 3.2 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) Η επίδραση της εφαρμογής του αποβλήτου στην ποιότητα των σπόρων του καρπού κατά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο παρουσιάζεται στα Σχήματα 18 και 19. Κατά μέσο όρο, η περιεκτικότητα των σπόρων του καρπού του καλαμποκιού σε πρωτεΐνη ήταν 15,8% και σε άμυλο 69,7%. Η διακύμανση της περιεκτικότητας των σπόρων σε πρωτεΐνη ήταν μικρή, της τάξης του 9%, μεταξύ των διαφορετικών μεταχειρίσεων. Η διακύμανση της περιεκτικότητας των σπόρων σε άμυλο ήταν επίσης μικρή, έως του 8%, μεταξύ των διαφορετικών μεταχειρίσεων. Επίσης, παρατηρείται αντίθετη ανταπόκριση της περιεκτικότητας των σπόρων του καρπού σε άμυλο, σε σχέση με την περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη. 23

24 Πρωτεΐνη (%) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Άμυλο (%) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Μεταχειρίσεις Σχήμα 18. Περιεκτικότητα (% ξηρής ουσίας) σπόρων καλαμποκιού σε πρωτεΐνη και άμυλο ανά μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). 7.0 Τέφρα (%) Φυτ. Ίνες (%) Λίπος (%) Περιεκτικότητα (%) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Σχήμα 19. Περιεκτικότητα (% ξηρής ουσίας) σπόρων καλαμποκιού σε τέφρα, φυτικές ίνες και λίπος ανά μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε τέφρα και φυτικές ίνες υπάρχει μικρή διακύμανση μεταξύ των μεταχειρίσεων, ενώ όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε λίπος η διακύμανση είναι μεγαλύτερη. Ελαφρά μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε φυτικές ίνες παρουσιάζει η εφαρμογή μόνο του αποβλήτου, ενώ η συνδυαστική εφαρμογή 5 τόνων αποβλήτου με την ανόργανη λίπναση παρουσιάζει αυξημένη περιεκτικότητα τέφρας και λίπους, σε σχέση με τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις. 24

25 Γενικά όσον αφορά στις περιεκτικότητες των θρεπτικών συστατικών των σπόρων του καλαμποκιού, η συνδιαστική εφαρμογή 2,5 τόνων αποβλήτου με μειωμένη ανόργανη λίπανση έδωσε παρόμοια αποτελέσματα σε σχέση με την συμβατική λίπανση. Στα Σχήματα 20, 21, 22 και 23 που ακολουθούν, παρουσιάζεται η απόδοση του καλαμποκιού για όλες τις ποιοτικές παραμέτρους που εξετάστηκαν. Από τα Σχήματα αυτά φαίνεται ότι οι μεταχειρίσεις της συμβατικής λίπανσης και του συνδιασμού των 2,5 τόνων αποβλήτου με τη μειωμένη ανόργανη λίπανση έδωσαν σχετικά μεγαλύτερες αποδόσεις σε θρεπτικά ανά στρέμμα. Οι χαμηλότερες αποδόσεις παρατηρήθηκαν για την περίπτωση της εφαρμογής των 5 τόνων αποβλήτου, με ή χωρίς προσθήκη ανόργανης λίπανσης. Πρωτεΐνη (kg/στρέμμα) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχερίσεις Σχήμα 20. Απόδοση του καλαμποκιού σε πρωτεΐνη σε κιλά ανά στρέμμα (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Άμυλο (kg/στρέμμα) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχερίσεις Σχήμα 21. Απόδοση (κιλά ανά στρέμμα) του καλαμποκιού σε άμυλο (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). 25

26 Λίπος (kg/στρέμμα) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχερίσεις Σχήμα 22. Απόδοση (κιλά ανά στρέμμα) του καλαμποκιού σε λίπος (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). 30 Τέφρα Φυτικές ίνες Απόδοση (kg/στρέμμα) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχερίσεις Σχήμα 23. Απόδοση (κιλά ανά στρέμμα) του καλαμποκιού σε τέφρα και φυτικές ίνες (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Από τα παραπάνω καθίσταται σαφές ότι η εφαρμογή του αποβλήτου στην ποσότητα των 2,5 τόνων ανά στρέμμα, σε συνδυασμό με τη μειωμένη ανόργανη λίπανση δίνει εξίσου καλά αποτελέσματα με τη συμβατική λίπανση. Αυτό συνεπάγεται ότι με την εφαρμογή του αποβλήτου στην ποσότητα των 2,5 τόνων το στρέμμα μπορεί να επιτευχθεί η μέγιστη παραγωγή με εφαρμογή μειωμένης ανόργανης λίπανσης και επομένως προκύπτουν τόσο περιβαλλοντικά οφέλη από την αξιοποίηση του αποβλήτου, αλλά και οικονομικά από την μείωση της ποσότητας των ανόργανων λιπασμάτων που απαιτείται να προμηθευτεί ο γεωργός. 26

27 Επίσης, τα αποτελέσματα της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου επιβεβαιώνουν την μη ορθή εφαρμογή λίπανσης στην περιοχή, δηλαδή ότι η εφαρμογή μόνο αζώτου σε 20 kg ανά στρέμμα, δεν δύναται να οδηγήσει στη μέγιστη παραγωγή, αλλά αντίθετα έχει μειώσει σημαντικά τα αποθέματα του εδάφους σε φώσφορο, και πολύ πιθανόν να οδηγεί σε επιβάρυνση της ποιότητας των υπόγειων υδροφορέων λόγω έκπλυσης των νιτρικών. 3.3 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Τα αποτελέσματα της εφαρμογής των τεσσάρων μεταχειρίσεων στην ποιότητα του εδάφους συνοψίζονται στον Πίνακα 4 και το Σχήμα 24 που ακολουθούν. Πίνακας 4. Βασικά ποιοτικά χαρακτηριστικά του εδάφους του αγρού στο τέλος της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου (2014) ανά μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). Μεταχειρίσεις ph EC (μs/cm) Οργανική ουσία (%) Ολικό Ν (%) Λ 6,7 509,0 1,4 0,100 Α 6,5 724,0 1,1 0, λ 6,6 751,3 1,0 0,098 2,5 + λ 6,6 641,0 1,1 0,105 Σύμφωνα με τον Πίνακα 4, το ρη του εδάφους δεν φαίνεται να επηρεάστηκε ιδιαίτερα από την εφαρμογή του αποβλήτου, εύρημα αναμενόμενο, καθώς και άλλες έρευνες μέχρι τώρα έχουν δείξει ότι ανάμεσα στα χημικά χαρακτηριστικά του εδάφους, το ρη έχει παρατηρηθεί να παραμένει σχεδόν σταθερό (Barbera et al. 2013). Ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα αποτελέσματα για την ηλεκτρική αγωγιμότητα του εδάφους, η οποία φαίνεται σταδιακά να αυξάνεται με την εφαρμογή μεγαλύτερων ποσοτήτων αποβλήτου. Αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας αργιλοπηλώδους εδάφους έχει παρατηρηθεί και με την εφαρμογή αποβλήτων ελαιοτριβείου επεξεργασμένων σε δεξαμενές σταθεροποίησης (Siera et al. 2007). Η παρατήρηση αυτή συνεπάγεται ότι απαιτείται προσοχή στη συνεχόμενη εφαρμογή του αποβλήτου σε εδάφη με μεγάλα ποσοστά αργίλου, όπου μπορεί ευκολότερα να αυξηθεί η συγκέντρωση των αλάτων, αλλά και σε καλλιέργειες ευαίσθητες στην αλατότητα. Βέβαια, πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας για όλες τις μεταχειρίσεις παραμένει σε χαμηλά επίπεδα, μετά και τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο, οπότε και προς το παρόν δεν φαίνεται να υφίσταται πρόβλημα αλατότητας στο έδαφος μας. 27

28 Η οργανική ουσία του εδάφους φαίνεται να είναι μεγαλύτερη για την περίπτωση της εφαρμογής της ανόργανης λίπανσης. Το εύρημα αυτό δεν ήταν αναμενόμενο, καθώς αφενός η προσθήκη ενός οργανικού υλικού αναμένεται, αν όχι να αυξήσει, τουλάχιστον να μην επηρεάσει την οργανική ουσία του εδάφους, και αφετέρου η βιβλιογραφία δείχνει ότι η προσθήκη των υγρών αποβλήτου ελαιοτριβείου, ακόμα και όταν έχουν υποστεί επεξεργασία, αυξάνουν τον οργανικό άνθρακα και επομένως την οργανική ουσία του εδάφους (Moraetis et al 2011, Komintsas & Zaharaki 2012). Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων (παραδοτέο 8.8.6) δείχνει ότι οι εν λόγω διαφορές δεν είναι σημαντικές. Το ολικό άζωτο του εδάφους φαίνεται ανεπηρέαστο από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις. Όσον αφορά τα υπόλοιπα θρεπτικά στοιχεία του εδάφους (Σχήμα 24), παρατηρείται αρχικά ότι το ανταλλάξιμο κάλιο πρακτικά δεν έχει επηρεαστεί από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις, αν και διαφαίνεται μια τάση για αύξηση του περιεχόμενου ανταλλάξιμου καλίου του εδάφους με το συνδυασμό της εφαρμογής αποβλήτου και ανόργανης λίπανσης. Το ανταλλάξιμο εδαφικό κάλιο στο τέλος της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου ήταν περίπου 383 mg/kg εδάφους, ενώ στο τέλος της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου είναι τουλάχιστον 516 mg/kg. Το εύρημα αυτό σημαίνει ότι μόνο η προσθήκη αποβλήτου είναι ικανή να καλύψει τις ανάγκες σε κάλιο της καλλιέργειας, αλλά και να αυξήσει τη διαθεσιμότητα του εδάφους σε κάλιο. Ο διαθέσιμος φώσφορος του εδάφους αυξήθηκε με την εφαρμογή της ανόργανης λίπανσης, αλλά και του συνδυασμού μειωμένης ανόργανης λίπανσης και αποβλήτου. Το έδαφος μας ήταν φτωχό σε φώσφορο και η συμβατική λίπανση που εφαρμόστηκε τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο στόχευε αφενός στην κάλυψη των αναγκών της καλλιέργειας σε φώσφορο, αλλά και στον σταδιακό εμπλουτισμό του εδάφους σε φώσφορο. Πράγματι σε σχέση με τα επίπεδα του φωσφόρου στο τέλος της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου (Πίνακας 2), φαίνεται ότι η προσθήκη της ανόργανης λίπανσης κάλυψε τις ανάγκες των φυτών, αλλά και αύξησε τα επίπεδα του διαθέσιμου φωσφόρου στο έδαφος. Η προσθήκη μόνο του αποβλήτου διατήρησε το διαθέσιμο φώσφορο στα ίδια επίπεδα με την πρώτη καλλιεργητική περίοδο, γεγονός που σημαίνει ότι η προσθήκη του αποβλήτου δύναται να καλύψει τις ανάγκες σε φώσφορο της καλλιέργειας, αλλά δεν επαρκεί ώστε να αυξήσει τα επίπεδα του διαθέσιμου φωσφόρου στο έδαφος. Άρα σε εδάφη φτωχά σε φώσφορο, η συνδυαστική εφαρμογή του αποβλήτου με τη μειωμένη ανόργανη λίπανση είναι ικανή για να καλύψει τις απαιτήσεις τις παραγωγής αλλά και να βελτιώσει τη γονιμότητα του εδάφους. 28

29 P Olsen (mg/kg) K (mg/kg) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις 490 Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις NO 3 - N (mg/kg) Na (mg/kg) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις 0 Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Mg (mg/kg) Ca (mg/kg) Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις 2800 Λ Α 5 + λ 2,5 + λ Μεταχειρίσεις Σχήμα 24. Περιεχόμενο σε θρεπτικά στοιχεία του εδάφους στο τέλος της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου (2014) ανά μεταχείριση (Λ: ανόργανη λίπανση, Α: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο, 2,5+λ: λίπανση με 2,5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση, 5+λ: λίπανση με 5 τόνους απόβλητο και μειωμένη ανόργανη λίπανση). 29

30 Το εδαφικό αμμωνιακό άζωτο ήταν μικρότερο από το κατώτερο όριο μέτρησης (<2,5 mg/kg εδάφους) με τη χρησιμοποιούμενη μέθοδο μέτρησης σε όλα τα δείγματα, και επομένως θεωρείται αμελητέο. Η περιεκτικότητα του εδάφους σε νιτρικό άζωτο στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου, φαίνεται να είναι μεγαλύτερη στις μεταχειρίσεις όπου προστέθηκε το απόβλητο. Καθώς έχει ολοκληρωθεί η καλλιεργητική περίοδος του καλαμποκιού, το νιτρικό άζωτο που παραμένει στο χωράφι είναι επιρρεπές για έκπλυση και ενδεχομένως να οδηγήσει σε προβλήματα ρύπανσης των υπόγειων υδροφορέων με νιτρικά. Από το παραπάνω προκύπτει το συμπέρασμα ότι η μειωμένη ποσότητα αζώτου που προστέθηκε στις μεταχειρίσεις του αποβλήτου (η μειωμένη λίπανση περιλάμβανε την προσθήκη 5,5 kg N ανά στρέμμα μέσω ανόργανων λιπασμάτων, δηλαδή τη μισή ποσότητα σε σχέση με τη συμβατική λίπανση όπου προστέθηκαν 11 kg Ν ανά στρέμμα) θα έπρεπε να ήταν ακόμη μικρότερη ώστε στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου το υπολειπόμενο άζωτο να ήταν μικρότερο. Επιπλέον, το γεγονός ότι η μεταχείριση της εφαρμογής μόνο του αποβλήτου, χωρίς καμία επιπλέον προσθήκη λιπάσματος, οδήγησε στην υψηλότερη περιεκτικότητα νιτρικού αζώτου στο έδαφος, αλλά ταυτόχρονα σε μικρή απόδοση πρωτεΐνης, σημαίνει ότι η απορρόφηση από τα φυτά του διαθέσιμου αζώτου στη συγκεκριμένη μεταχείριση ήταν μειωμένη. Το συμπέρασμα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς υποστηρίζει την πιθανότητα προβλημάτων στην ανάπτυξη του καλαμποκιού από την προσθήκη του αποβλήτου στην ποσότητα των 5 τόνων ανά στρέμμα, πιθανόν λόγω της αυξημένης αλατότητας του υλικού, και δεικνύει ότι η προσθήκη μόνο του αποβλήτου στην ποσότητα των 5 τόνων ανά στρέμμα δεν αποτελεί ορθή πρακτική ούτε από περιβαλλοντική, ούτε από αγρονομική σκοπιά. Τέλος, όσον αφορά στην περιεκτικότητα του εδάφους σε μαγνήσιο και ασβέστιο, το έδαφος μας είναι ιδιαίτερα πλούσιο στα δύο αυτά στοιχεία, και οι διαφορές που διαφαίνονται από την εφαρμογή των διαφορετικών μεταχειρίσεων είναι αμελητέες. Η προσθήκη του αποβλήτου τείνει να αυξήσει την περιεκτικότητα του εδάφους σε νάτριο (Σχήμα 24). Όμως, η υψηλή περιεκτικότητα του εδάφους σε μαγνήσιο και ασβέστιο διαφυλάσσει το έδαφος από τυχόν προβλήματα νατρίωσης. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από την μέχρι τώρα έρευνα προκύπτει ότι η εφαρμογή του αποβλήτου στη μικρότερη ποσότητα των 2,5 τόνων ανά στρέμμα σε συνδυασμό με την προσθήκη μειωμένης ποσότητας ανόργανου λιπάσματος, μπορεί να οδηγήσει στη βέλτιστη παραγωγή καλαμποκιού, στον εμπλουτισμό του εδάφους σε θρεπτικά, χωρίς παράλληλα να αυξάνεται σημαντικά ο κίνδυνος αύξησης της αλατότητας του εδάφους. 30

31 Κατά την δεύτερη καλλιεργητική περίοδο (2014) καθίσταται φανερό ότι η προσθήκη του αποβλήτου στην ποσότητα των 5 τόνων ανά στρέμμα μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη απόδοση της καλλιέργειας, αλλά και πιθανόν να οδηγήσει σε υποβάθμιση της ποιότητας του εδάφους, ειδικά όσον αφορά στη συσσώρευση αλάτων. Πρέπει να σημειωθεί βέβαια, ότι το έδαφος του πειράματος ήταν αργιλοπηλώδες με 39% περιεκτικότητα σε άργιλο. Σε ελαφρύτερα εδάφη, ο κίνδυνος αλατότητας αναμένεται να είναι σημαντικά μικρότερος. Επιπλέον, η προσθήκη του αποβλήτου φαίνεται να εμπλουτίζει το έδαφος σε θρεπτικά, καθώς αυξάνει την περιεκτικότητα του εδάφους σε διαθέσιμο άζωτο, φώσφορο και κάλιο. Στην πρώτη καλλιεργητική περίοδο, το αποτέλεσμα της εφαρμογής του αποβλήτου στην ποσότητα των 5 τόνων ανά στρέμμα δεν ήταν τόσο εμφανές στο έδαφος και την καλλιέργεια κυρίως για δύο λόγους: 1) συνήθως κατά την πρώτη χρονιά εφαρμογής οργανικών υλικών, η επίδραση τους στο έδαφος και την καλλιέργεια δεν είναι ιδιαίτερα εμφανής, ενώ με την επανάληψη της εφαρμογής για περισσότερα χρόνια τα αποτελέσματα είναι πιο εμφανή, και 2) την πρώτη καλλιεργητική περίοδο η συμβατική λίπανση που εφαρμόστηκε δεν ήταν σωστή, καθώς υπερκάλυπτε τις ανάγκες της καλλιέργειας σε άζωτο, αλλά όχι σε φώσφορο. Το έδαφος μας ήταν φτωχό σε φώσφορο με αποτέλεσμα η εφαρμογή του αποβλήτου σε μεγαλύτερη ποσότητα να βελτιώνει την παραγωγή της καλλιέργειας, μέσω της προσθήκης διαθέσιμου φώσφορου, και να φαίνεται έτσι ότι η προσθήκη του αποβλήτου μπορούσε να αντικαταστήσει τη συμβατική λίπανση που είχε εφαρμοστεί. Τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο που εφαρμόστηκε σωστά η συμβατική λίπανση φάνηκε η υστέρηση του αποβλήτου στους 5 τόνους να δώσει τη μέγιστη παραγωγή. Περαιτέρω έρευνα στην μακροχρόνια εφαρμογή του αποβλήτου στην ποσότητα των 2,5 τόνων ανά στρέμμα είναι απαραίτητη ώστε να διαπιστωθεί η αθροιστική επίδραση της εφαρμογής του αποβλήτου στο έδαφος και την καλλιέργεια του καλαμποκιού με τα χρόνια. 31

32 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αναλογίδης Δ. (2000) Θρέψη και λίπανση του αραβοσίτου. ΠΑΣΕΠ&ΕΛΙΠ, ( Barbera A.C., Maucieri C., Cavallaro V., Ioppolo A. and Spagna G. (2013) Effects of olive mill wastewater on soil properties and crops, a review. Agricultural Water Management 119, Belaqziz M., Lakhal E.K., Mbouobda H.D. and El Hadrami I. (2008) Land spreading of olive mill wastewater: effect on maize (Zea Mays) crop. Journal of Agronomy, 7(4), Βιμπλής Ι. (1973) Η καλλιέργεια του καλαμποκιού, Αθήναι Cassano A., Conidi C. and Drioli E. (2011) Comparison of the performance of UF membranes in olive mill wastewaters treatment. Water Research 45, Cereti C.F., Rossini F., Federici F., Quaratino D., Vassilev N. and Fenice M (2004) Reuse of microbially treated olive mill wastewater as fertilizer for wheat (Triticum durum Desf.). Bioresource Technology 91, Chartzoulakis K., Psarras G., Moutsopoulou M. and Stefanoudaki E. (2010) Application of olive mill wastewater to a Cretan olive orchard: effects on soil properties, plant performance and the environment. Agriculture, Ecosystems and Environment 138, Di Bene C., Pellegrino E., Debolini M., Silvestri N. and Bonari E. (2013) Short- and long- term effects of olive mill wastewater land spreading on soil chemical and biological properties. Soil Biology & Biochemistry 56, FAO (2013) Crop Water Information: Maize. Natural resources and environment department, Water development and management unit, ( FAOSTAT, Food and Agriculture Organization of the United Nations ( Komintsas K. and Zaharaki D. (2012) Pre- treatment of olive mill wastewaters at laboratory and mill scale and subsequent use in agriculture: Legislative framework and proposed soil quality indicators. Resources, Conservation and Recycling 69,

33 MAFF, Ministry of Agriculture, Fisheries and Food (2000) Fertiliser recommendations for agricultural and horticultural crops (RB209). 7th Edition, London: The Stationary Office. Mekki A., Dhouib A. and Sayadi S. (2007) Polyphenols dynamics and phytotoxicity in a soil amended by olive mill wastewaters. Journal of Environmental Management, 84, Montemurro F., Diacono M., Vitti C. and Ferri D. (2011) Potential Use of Olive Mill Wastewater as Amendment: Crops Yield and Soil Properties Assessment Communications in Soil Science and Plant Analysis, 42, Moraetis D., Stamati F.E., Nikolaidis N.P. and Kalogerakis N. (2011) Olive mill wastewater irrigation of maize: Impacts on soil and groundwater. Agricultural Water Management 98, Nuss E.T. and Tanumihardjo S.A. (2010) Maize: a paramount staple crop in the context of global nutrition. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 9 (4), Paraskeva C.A., Papadakis V.G., Tsarouchi E., Kanellopoulou D.G. and Koutsoukos P.G. (2007) Membrane processing for olive mill wastewater fractionation. Desalination 213, Petrotos K.B., Gkoutsidis P.E., Kokkora M.I., Giankidou K.G. and Tsagarelis A.G. (2013) A study on the kinetics of olive mill wastewater (OMWW) polyphenols adsorption on the commercial XAD4 macroporous resin. Desalination and Water Treatment 51, Petrotos K.B., Lellis T., Kokkora M.I. and Gkoutsidis P.E. (2014) Purification of olive mill wastewater using microfiltration membrane technology. Journal of Membrane and Separation Technology 3, Saadi I., Laor Y., Raviv M., and Medina S. (2007) Land spreading of olive mill wastewater: Effects on soil microbial activity and potential phytotoxicity. Chemosphere, 66, Sierra J., Martí E., Garau A. and Cruañas R. (2007) Effects of the agronomic use of olive oil mill wastewater: Field experiment. Science of the Total Environment 378,