14 Ιανουαρίου 2016, Πανεπιστήμιο Πατρών. Σύγχρονες τεχνικές και τεχνολογίες για αειφορική παραγωγή προϊόντων σε θερμοκήπια. Κ.

Transcript

1 14 Ιανουαρίου 2016, Πανεπιστήμιο Πατρών Σύγχρονες τεχνικές και τεχνολογίες για αειφορική παραγωγή προϊόντων σε θερμοκήπια Κ. Κίττας

2 Project Budget % EC Contribution Project Duration 01/09/ /08/2016 LIFE 09 ENV/GR/ Adapt2change Adapt agricultural production to climate change and limited water supply Η περίπτωση του κλειστού θερμοκηπίου

3 εὖ μὲν γὰρ φερομένης τῆς γεωργίας ἔρρωνται καὶ αἱ ἄλλαι τέχναι ἅπασαι, Ξενοφώντας, Οικονομικά, 362 BC When tillage begins, other arts follow The farmers, therefore, are the founders of human civilization Daniel Webster, 1840

4 Αγροτικός Τομέας στην Ελλάδα Κύριος Πυλώνας Εθνικής μας Οικονομίας Η χρησιμοποιούμενη γεωργική γη εκτιμάται το 2012 σε 38,2 εκατ. στρέμματα περίπου, περιλαμβάνοντας αγροτικές εκμεταλλεύσεις ο πρωτογενής τομέας απασχολεί κατά το έτος αυτό άτομα, μέγεθος που αντιπροσωπεύει το 11,9% του οικονομικά ενεργού πληθυσμού της χώρας (EU, 5%) Η αξία της αγροτικής παραγωγής αναλογεί στο 5,4% του συνόλου της οικονομίας (EU, 2.5%) Αντιπροσωπεύει το 25% του συνόλου των ελληνικών εξαγωγών (ΕU, 6.8 %)

5 Αγροτικός Τομέας στην Ελλάδα ένας τομέας υπό πίεση Ισχυρός ανταγωνισμός με γειτονικές αναδυόμενες οικονομίες (Βαλκανικές χώρες, Τουρκία) Οικονομική κρίση, αστάθεια των αγορών Υψηλότερες απαιτήσεις καταναλωτών, αυστηροποίηση σχετικών πρωτοκόλλων πιστοποίησης Σημαντική μείωση των τιμών αγροτικών προϊόντων, αδυναμία δανεισμού Υψηλή εξάρτηση από επιδοτήσεις Χαμηλό μορφωτικό επίπεδο, απροθυμία νέων να ασχοληθούν με τον πρωτογενή τομέα

6 Προκλήσεις Αύξηση του πληθυσμού

7 Υποβάθμιση εδαφών Προκλήσεις Έως το 2050, υπολογίζεται πως μισή από τη συνολική διαθέσιμη γεωργική έκταση θα είναι διαθέσιμη για καλλιέργειες

8 Υδατικοί πόροι Προκλήσεις 70% της επιφάνειας της γης καλύπτεται με νερό ~3% από αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί (fresh water) ~70% από αυτό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί καταναλώνεται στη γεωργία Μέχρι 2025, 50% του πληθυσμού της γης θα αντιμετωπίσει σημαντικά προβλήματα έλλειψης νερού

9 Εξάντληση ενεργειακών πόρων Προκλήσεις Η κατανάλωση ενέργειας αναμένεται, παγκοσμίως, να αυξηθεί κατά 45% από το Έως το 2030 οι εισαγωγές ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση αναμένεται να καλύπτουν το 70% των συνολικών ενεργειακών μας αναγκών

10 Η κλιματική αλλαγή έχει αναγνωριστεί πλέον ως μία από τις πιο σοβαρές περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονομικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο κόσμος μας και έχει ήδη επηρεάσει σημαντικά πολλά φυσικά και βιολογικά συστήματα (νερό, βιό-τοποι, υγεία), τα οποία γίνονται όλο και πιο ευπαθή. Γεωργία & Κλιματική αλλαγή Η γεωργία ανήκει σε εκείνους τους τομείς που επηρεάζονται περισσότερο εξαιτίας της εξάρτησής της από τις καιρικές συνθήκες με αποτέλεσμα να μην είναι πλέον εφικτή η παραγωγή προϊόντων ποιότητας στην ύπαιθρο.

11 Η αειφορική γεωργία έρχεται ως απάντηση στα αδιέξοδα της συμβατικής ή σύγχρονης ή χημικής γεωργίας την οποία ασκούμε σήμερα. Είναι μια προσπάθεια να διασφαλίσουμε την ικανότητα των γεωργικών πόρων να συνεχίσουν να παράγουν τρόφιμα και άλλες ύλες απαραίτητες για την επιβίωση των ανθρώπων, όχι μόνο για μερικές ακόμα δεκαετίες αλλά εσαεί. Προσπαθεί να εξισορροπήσει την προστασία του περιβάλλοντος, την κοινωνική ισότητα και την οικονομική βιωσιμότητα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων.

12 ί αναμένεται για τις καλλιέργειες υπό κάλυψη στο άμεσο μέλλον; Κλιματική αλλαγή Μείωση διαθέσιμου νερού Απαιτήσεις καταναλωτών για ασφαλή ποιοτικά προϊόντα

13 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Καλλιέργειες υπό κάλυψη: Θερμοκήπια -Διχτυοκήπια Η καλλιέργεια υπό κάλυψη δίνει τη δυνατότητα για παραγωγή προϊόντων ποιότητας καθ όλη τη διάρκεια του έτους με αποδοτική χρήση των εισροών σε νερό, λιπάσματα, φυτοφάρμακα και εργασία.

14 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Τα θερμοκήπια, ιδιαίτερα αυτά με κάλυψη από πλαστικό, έχουν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο, κυρίως σε περιοχές με ήπιο χειμώνα και θερμές περιοχές. Τρεις βασικοί παράγοντες καθορίζουν τη θέση και την επιλογή του τόπου του θερμοκηπίου: 1. Το κόστος παραγωγής 2. Η ποιότητα των προϊόντων 3. Το κόστος μεταφοράς των προϊόντων στις αγορές.

15 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Δύο ερωτήματα προκύπτουν όταν πρόκειται να εγκατασταθεί μία νέα μονάδα: 1. Πού πρόκειται να πουληθεί η παραγωγή; 2.Τι πρόκειται να παραχθεί; τρόφιμα καλλωπιστικά Εξαγωγή ή τοπική αγορά

16 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Θερμοκήπια Παγκόσμια Μεσογειακές χώρες Βόρεια και Νότια Αμερική 7.1% Βόρεια Ευρώπη 7.1% Μεσογειακές Χώρες 36.5% Ασία και Ωκεανία 49.4% Γαλλία 8.8% Τουρκία 10.4% Μαρόκο 6.3% πρ. Γιουγκοσλαβία 4.9% Ελλάδα Ελλάδα 3.8% Πορτογαλία 2.5% Λοιπές 3.2% Αλγερία 3.4% Ισραήλ 2.4% Συρία 1.9% Τυνησία 1.4% Ιταλία 23.5% Ισπανία 27.4% Παγκόσμια: στρέμματα Μεσογειακές χώρες: στρ.

17 Θερμοκήπια Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ισπανία Ιταλία Αλμερία-Ισπανία

18 Αλμέρια Ισπανία

19

20

21 Θερμοκήπια Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ελλάδα Ήπειρος 5% Αττική & Νήσοι 9% Δυτ. & Κεντ. Μακεδονία 17% Θεσσαλία 4% Κρήτη 39% Ανατ. Μακεδονία & Θράκη 3% Πελοπ/σος & δυτ. Στερεά 23% Έκταση θερμοκηπίων: στρ. Λαχανοκομικά: στρ. Ανθοκομικά: στρ.

22 Ιεράπετρα Κρήτη

23 Εισαγωγές-Εξαγωγές τομάτας (ποσότητα)

24 Εισαγωγές-Εξαγωγές τομάτας (αξία)

25 Τομέας Λαχανοκομικών

26 Τομέας δρεπτών ανθέων

27 Τομέας γλαστρικών

28 Η εικόνα με αριθμούς Ελλάδα Θερμοκήπια: στρ Περίπου 4 / 5 των επιχειρήσεων και των εκτάσεων λαχανοκομικά Αριθμός επιχειρήσεων > Τάση για αύξηση του μέσου μεγέθους (>10 στρ) Προσανατολισμένη παραγωγή σε Μεγάλες ποσότητες Παραγωγή για κάποια τμήματα του έτους Ολλανδία Θερμοκήπια: στρ Περίπου 1 / 3 των επιχειρήσεων και ½ των εκτάσεων λαχανοκομικά Αριθμός επιχειρήσεων <3500 Τάση για αύξηση του μέσου μεγέθους (>100 στρ) Προσανατολισμένη παραγωγή σε Μεγάλες ποσότητες Υψηλή ποιότητα Συγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα καθ όλη τη διάρκεια του έτους

29 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Προοπτική Κλιματική αλλαγή Μείωση διαθέσιμου νερού Απαιτήσεις καταναλωτών για ασφαλή ποιοτικά προϊόντα

30 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Δυναμικό παραγωγής Το δυναμικό παραγωγής καλλιέργειας τομάτας στη χώρα μας είναι κατά τους καλοκαιρινούς μήνες 50% υψηλότερο από ότι στην Ολλανδία. Παρόλα αυτά δεν είναι δυνατό να επιτύχουμε ικανοποιητικά επίπεδα παραγωγής και ποιότητας στα θερμοκήπια των Μεσογειακών χωρών κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, όταν στη Βόρεια Ευρώπη κατά την ίδια περίοδο, επιτυγχάνονται υψηλές αποδόσεις και καλή ποιότητα.

31 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Δυναμικό παραγωγής Οι λόγοι της υψηλής παραγωγής στα θερμοκήπια της Βόρειας Ευρώπης είναι δύο: Οι εξωτερικές κλιματικές συνθήκες δεν δημιουργούν ιδιαίτερα προβλήματα στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου γιατί τα θερμοκήπια είναι κατάλληλα εξοπλισμένα. Οι παραγωγοί έχουν αποκτήσει επιδεξιότητα στην διαχείριση του κλίματος, σύγχρονων θερμοκηπίων με τη βοήθεια υπολογιστών.

32 Παραγωγή προϊόντων ποιότητας Αυξανόμενη ζήτηση για παραγωγή «καθαρών» προϊόντων και έλλειψη φυσικών πόρων (νερό, ενέργεια) Παραγωγή ποιοτικών προϊόντων με όσο το δυνατό λιγότερες εισροές ενέργειας και χημικών.

33 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Εισροές ενέργειας Ελλάδα Τουρκία Υπόστρωμα, φυτικό υλ. & άλλα 3% 18.2% Καύσιμα 52% 32.2% Φυτοφάρμακα 3.1% 7.8% Λιπάσματα 15% 22.7% Νερό 1% 0.4% Ηλεκτρική Ενέργεια 5.2% 7.4% Εργατικά 25% 15.9%

34 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Αειφορικές τεχνολογίες παραγωγής Η σωστή επιλογή της περιοχής Ο σωστός σχεδιασμός των συστημάτων κλιματισμού των θερμοκηπίων και η ορθολογική διαχείριση του κλίματος. Η εξοικονόμηση ενέργειας και η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η χρήση διχτύων εντομοστεγανότητας και φωτοεκλεκτικών υλικών κάλυψης θερμοκηπίων που περιορίζουν τις εισροές χημικών για φυτοπροστασία και συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος. Η υδροπονική καλλιέργεια φυτών, αφού με την εφαρμογή της είναι δυνατή η ολοκληρωμένη διαχείριση του συστήματος παραγωγής θερμοκήπιο- κλίμα- καλλιέργεια για βελτίωση της ποιότητας των παραγομένων προϊόντων

35 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Επιλογή Θέσης

36 Κλιματική καταλληλότητα περιοχής υνεχής αερισμός αι δροσισμός Αερισμός κατά διαστήματα Κλειστό θερμοκήπιο Ηλιακή ακτινοβολία (MJ m -2 day -1 ) Λάρισα Βόλος Aug Αλμερία Άμστερτναμ Aug Feb Jan Dec Θερμοκρασία αέρα ( o C) Θέρμανση ημέρανύχτα Θέρμανση νύχτα Χωρίς θέρμανση

37 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Σχεδιασμός συστημάτων κλιματισμού

38 Θέρμανση Θερμοκηπίων Ακτινοβολία Συναγωγή- Αγωγή στο κάλυμμα 20ºC 5ºC Διαφυγές αέρα

39 Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου Νύχτα Συναγωγή- Αγωγή και Ακτινοβολί Διαφυγές Θέρμανση= Q= H r + H v

40 Θέρμανση θερμοκηπίων Θέρμανση

41

42

43

44 Σχεδιασμός συστημάτων με χρήση εργαλείων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής

45

46 Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου Την ημέρα Αερισμός H v =U v ΔΤ Αισθητή H= (1-a) R n Συναγωγή και Ακτινοβολία H r =U r ΔΤ Καθαρή ακτινοβολία (R n ) Λανθάνουσα λe= a R n

47 Υπολογισμός των απαιτήσεων αερισμού Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου προκειμένου να έχουμε σταθερή θερμοκρασία στο χώρο του θερμοκηπίου θα πρέπει: Αισθητή θερμότητα = Θερμότητα που χάνεται με συναγωγή και ακτινοβολία + Θερμότητα που χάνεται με αερισμό Rn (1-a) = =[(Ac/Ag) U (Ti-To)] + [ρcpn (V/Ag) (Ti-To )]

48 Τρόποι μείωσης της θερμοκρασίας T i = T o + Μείωση T με : U (A c /A ( 1 α) R g + ρc 1. Μείωση Rn (σκίαση, άσπρισμα,...); 2. Αυξάνοντας τον a, fog system; 3. Αυξάνοντας τον αερισμό, N; ) n p N 4. Αυξάνοντας τον όγκο του θερμοκηπίου, V 5. Μειώνοντας την T 0 (cooling pads); V A g

49 Μέσα ψύξης του θερμοκηπίου Αερισμός Ψύξη με τεχνητή ομίχλη Ψύξη με βρεγμένη παρειά Σκίαση

50 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ψύξη θερμοκηπίων Φυσικός αερισμός Ο αερισμός με χειροκίνητα συστήματα, ενώ πολλά θερμοκήπια δεν έχουν παράθυρα οροφής.

51 Ανοίγματα εξαερισμού Πλαϊνά

52 Συνεχή παράθυρα οροφής L h

53 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Αλλά πρέπει

54 Αερισμός Φυσικός αερισμός Roll-up vent Flap vent

55 Αερισμός Επίδραση του τύπου των ανοιγμάτων στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου (Ροή αέρα) Τυλιγόμενα ανοίγματα WD

56 Αερισμός Επίδραση του τύπου των ανοιγμάτων στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου (Ροή αέρα) Ανοιγόμενα παράθυρα WD

57 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ψύξη θερμοκηπίων Δυναμικός αερισμός

58 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Δυναμικός αερισμός

59 Fidaros et al. 2008

60 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός Υγρή παρειά Ψύξη του εισερχόμενου αέρα στο θερμοκήπιο με εξάτμιση νερού από την υγρή παρειά

61 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Χρήση συστημάτων δροσισμού

62 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Σύστημα υγρής παρειάς

63 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών

64 50% 40% 25% 23ºC 27ºC 30ºC

65 Σύστημα υγρής παρειάς (a) (b) Κατανομή θερμοκρασίας αέρα κατά μήκος θερμοκηπίου Sapounas et al. 2008

66 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός -Τεχνητή ομίχλη Συστήματα χαμηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 5 bar) Σταγονίδια νερού μεγέθους >200μm. Συστήματα υψηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 60 bar) Σταγονίδια νερού της τάξης των μm. (Μια τρίχα έχει πάχος από 40 έως 200 μm)

67 Ευφυής Έλεγχος και Διαχείριση Αειφορικών Θερμοκηπίωνν Κ. Κίττας, Ι.Γ.Ε., Κύπρος, Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός -Τεχνητή ομίχλη

68

69 Ψύξη με Σκίαση Σκίαση με άσπρισμα Σκίαση με κουρτίνες εσωτερικές ή εξωτερικές κινούμενες ή σταθερές Εισερχόμενη ακτινοβολία Λανθάνουσα (Υγρασία) Δίχτυ Σκίασης Αισθητή (Θερμοκρασία)

70 Σκίαση με άσπρισμα + Χαμηλό κόστος - Δεν είναι δυνατή η καθημερινή ρύθμιση της σκίασης - Επηρεάζεται από τη βροχή - Εμφανίζονται προβλήματα στο θερμοκήπιο αν γίνει καθυστερημένα η εφαρμογή του - Απαιτεί εργασία προκειμένου να αφαιρεθεί στο τέλος της περιόδου - Δεν απομακρύνεται τελείως και μειώνει τη διαπερατότητα του θερμοκηπίου

71 Ασβεστωμένο θερμοκήπιο όχι ομοιόμορφη κατανομή του υλικού

72

73

74

75 Σκίαση με δίχτυα

76 Σκίαση με δίχτυα + Ομοιογένεια ακτινοβολίας + Εφαρμογή μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας με υπερβολική ακτινοβολία + Αύξηση του χρόνου ζωής του υλικού κάλυψης του θερμοκηπίου + Αντιχαλαζική προστασία - Κόστος - Μείωση αερισμού

77 Σκίαση Επίδραση στη θερμοκρασία Όσο αυξάνεται το ποσοστό σκίασης τόσο μειώνεται η θερμοκρασία του αέρα στο θερμοκήπιο

78 Σκίαση Επίδραση σε καλλιέργεια τομάτας Αύξηση φυλλικής επιφάνειας και ύψους φυτών Αύξηση της συνολικής παραγωγής και του αριθμού των καρπών ανά φυτό Βελτίωση των φυσικών-ποιοτικών χαρακτηριστικών των καρπών Μείωση των εγκαυμάτων στους καρπούς και τα φυτά από τον ήλιο

79 Συγκριτικά Προτεινόμενο δίχτυ για σκίαση στα θερμοκήπια είναι το δίχτυ με σκίαση σε ποσοστό 40%. Όταν χρησιμοποιήθηκε έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα στην παραγωγή και ποιότητα των καρπών

80 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Εξοικονόμηση ενέργειας

81 Σκίαση εξοικονόμηση ενέργειας

82 Κατανομή Θερμοκρασίας Σύγκριση Με θερμοκουρτίνα Χωρίς θερμοκουρτίνα Ύψος (m) Kittas et al., Θερμοκρασία (ºC)

83 Θερμοκρασία Φύλλου Χωρίς Θερμοκουρτίνα Με θερμοκουρτίνα Kittas et al., 2003

84 Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων: Αποτελείται από πλαστικές σακούλες με νερό, που τοποθετούνται στο έδαφος ανάμεσα στα φυτά του θερμοκηπίου.

85 Παθητικό ηλιακο σύστημα

86 Παθητικό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό Ημέρα Ηλιακή ακτινοβολία Νύχτα Θερμική ακτινοβ. Συναγωγή

87 Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Οι σακούλες με το νερό πρέπει να καλύπτουν το 35-40% του εδάφους του θερμοκηπίου και να περιέχουν m 3 νερού για κάθε στρέμμα θερμοκηπίου.

88 Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Τα πλεονεκτήματα του συστήματος αυτού είναι: Η απλότητα στην κατασκευή του και το χαμηλό κόστος του. Μπορεί να κατασκευαστεί από τον καλλιεργητή. Έχει μηδενικό κόστος λειτουργίας και συνεπώς εξοικονομείται καύσιμο, που διαφορετικά θα απαιτείτο για τη θέρμανση του θερμοκηπίου

89 Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Τα μειονεκτήματα του συστήματος αυτού είναι: Δεν μπορεί να επιτύχει τη ρύθμιση της θερμοκρασίας εντός του χώρου του θερμοκηπίου αλλά μόνο την ανύψωση της θερμοκρασίας λίγους βαθμούς Κελσίου. Οι σακούλες καταλαμβάνουν μεγάλη έκταση εντός του χώρου του θερμοκηπίου και συνεπώς εμποδίζουν τη μετακίνηση του καλλιεργητή. Οι πλαστικές σακούλες μετά από 3-4 χρόνια χρειάζονται αντικατάσταση. Η ανάπτυξη των φυτών πρέπει να είναι μικρή κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου, ώστε να μη σκιάζονται οι σακούλες. Έτσι π.χ. το σύστημα είναι αποτελεσματικό για καλλιέργεια τομάτας που ξεκινά τον Ιανουάριο αλλά όχι για καλλιέργεια που άρχισε το Σεπτέμβριο, γιατί κατά την ψυχρή περίοδο (Δεκέμβριο - Φεβρουάριο) τα φυτά έχουν αναπτυχθεί πολύ και σκιάζουν το σύστημα.

90 Παθητικό ηλιακο σύστημα

91

92 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ

93 Θερμοκήπια Φιλικά στο Περιβάλλον Κ. Κίττας, Φάρσαλα, Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ Κλαδοδέματα Ξύλο Άχυρο Στελέχη βαμβακιού Κότσαλα καλαμποκιού Στελέχη καλαμποκιού Πυρηνόξυλο Περικάρπιο αμυγδάλων Πυρήνες ροδακίνων

94 Υποκατάσταση θέρμανσης θερμοκηπίων με βιομάζα: Μελέτη για την περιοχή της Μαγνησίας Σε έρευνα του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας (ΑLTENER II/ ) διαπιστώθηκε ότι η καθαρή ενέργεια που θα μπορούσε να παραχθεί, θεωρητικά, από την καύση των γεωργικών υπολειμμάτων, στην περιοχή της Μαγνησίας, ανέρχεται σε GJ ανά έτος, όταν για τη θέρμανση των θερμοκηπίων απαιτείται ενέργεια GJ ανά έτος. Το 12% των κλαδοδεμάτων καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες των θερμοκηπίων της Μαγνησίας

95 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Φυτοφάρμακα

96 Ο προβληματισμός Κάθε μέρα όλο και περισσότεροι πολίτες προτιμούν προϊόντα τα οποία παράγονται με φιλικές προς το περιβάλλον τεχνικές και μεθόδους. Οι τεχνικές αυτές προϋποθέτουν την ελάχιστη ή καθόλου χρήση χημικών στο θερμοκήπιο. Τα χημικά χρησιμοποιούνται στο θερμοκήπιο κυρίως για τον έλεγχο εντόμων και ασθενειών. Safer food?

97 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Δίχτυ εντομοστεγανότητας Άμεση παρεμπόδιση επιζήμιων εντόμων Μείωση του αερισμού του θερμοκηπίου

98

99 Δίχτυα εντομοστεγανότητας

100 Έντομα Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Άτομα θρίπα ανά παγίδ Έξω Μάρτυρας Δίχτυ Αριθμός εβδομάδας έτους Κανονικοποιημένη ταχύτητα του αέρα Αερισμός Χωρίς δίχτυ Με δίχτυ Πλάτος θερμοκηπίου, m

101 Διαστάσεις οπών και αποκλεισμός εντόμων Μείωση του πληθυσμού των εντόμων από 30% 70%

102 Mεγιστοποίηση της επιφάνειας αερισμού

103 Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης Πλαστικά υλικά τα οποία τροποποιούν την ποιότητα του φωτός, δηλαδή το μήκος κύματος των ακτινοβολιών που απαρτίζουν το φυσικό φως Τα φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης με φυτοπροστατευτικό ενδιαφέρον προκαλούν παρεμπόδιση των ακτινοβολιών στο φάσμα της Υπεριώδους Ακτινοβολίας (UV 280 έως 400 nm) Περιορίζουν τη δραστηριότητα των επιζήμιων εντόμων

104 Ευφυής Έλεγχος και Διαχείριση Αειφορικών Θερμοκηπίωνν Κ. Κίττας, Ι.Γ.Ε., Κύπρος, Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης Απορρόφηση Υπεριώδους Ακτινοβολίας (UV)

105 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Hypericum calycinum όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι (αριστερά) και όπως το βλέπουν τα έντομα στο φάσμα UV Thomas Eisner Cornell University

106 UV SPECTRUM nm UV-OPEN Trasmission (%) NORMAL UV-BLOCK Wavelength (nm)

107 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Επίδραση φωτοεκλεκτικών υλικών στη δραστηριότητα βομβύνων σε καλλιέργεια τομάτας Μεταχειρίσεις Γονιμοποιημένα Αγονιμοποίητα 1 Μάρτυρας (7%UV) 515 (86%) a * 84 (14%) 2 3%UV 584 (87%) a 86 (13%) 3 0%UV 638 (85%) a 110 (15%)

108

109 Αντισταγονικά υλικά AD+AF AD PE 4,1m 2,9m 8m 20m

110 Θερμοκήπιο Συνολική παραγωγή kg/φυτό Συνολικός αριθμός καρπός ανά φυτό Μέσο βάρος καρπών (g) AD+AF 2.8a 10.1a 374a AD 2.4a 9.2a 345a PE 2.6a 10.3a 358a Ωστόσο, οι ψεκασμοί για αποφυγή ασθενειών ήταν 50% λιγότεροι στο νέο υλικό AD+ AF

111 Μέθοδοι αντιμετώπισης εχθρών φιλικές στο περιβάλλον Διασπορά φυτοπροστατευτικών

112 Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών Νερό-Λιπάσματα

113 Εισροές σε νερό και λιπάσματα Στις μεσογειακές χώρες, οι ετήσιες εκροές στα θερμοκήπια είναι περίπου 325 kg αζώτου, 220 kg φωσφόρου, 550 kg καλίου και λίτρα νερού ανά εκτάριο. Αυτό σημαίνει, για την περιοχή της Μεσογείου, μια συνολική ετήσια απώλεια τόνων αζώτου και τόνων νερού. Για να εξασφαλισθεί η βέλτιστη παραγωγή ποιοτικών προϊόντων, ένας υψηλός δείκτης αποτελεσματικότητας χρήσης νερού και μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος θα πρέπει να αποφευχθούν οι μεγάλες αυτές απώλειες νερού.

114 Μεγάλες εισροές σε ενέργεια, νερό και Λύσεις Ορθολογική διαχείριση Υδροπονία λιπάσματα Έλεγχος με τη βοήθεια αυτοματοποιημένων συστημάτων με γνώμονα την εξοικονόμηση ενέργειας και την μεγιστοποίηση της παραγωγής Materials and Methods WPn : 1, Task n : 4 Delta Τ, ThetaProbe Decagon Devices, EC5 Decagon Devices, 10HS και Grodan WCM-Control

115 Αειφορική διαχείριση νερού Υδροπονία Στόχος: Μείωση των απωλειών με ταυτόχρονη διατήρηση/ αύξηση της παραγωγής

116 65% Ροή νερού και λιπασμάτων σε ένα θερμοκήπιο στη Βόρεια Ευρώπη

117 Στόχος: Μείωση των απωλειών με ταυτόχρονη διατήρηση/ αύξηση της παραγωγής

118 Αποτελεσματικότητα χρήσης νερού Αύξηση της αποτελεσματικότητας χρήσης νερού επιτυγχάνεται: Με τη χρήση νέων τεχνολογιών Με κατάλληλη διαχείριση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου και των συστημάτων άρδευσης

119 Εξοικονόμηση νερού Ανοιχτός Κλειστό αγρός υδροπονικό Ανοικτό υδροπονικό σύστημα σύστημα Θερμοκήπιο οικονομία 50% οικονομία 70% οικονομία 85%

120 Αποτελεσματικότητα χρήσης Συνθήκες ανάπτυξης νερού Χώρα WUE (kg/m 3 ) Ανοιχτός αγρός Ισραήλ (έδαφος) 17 Μη θερμαινόμενο θερμοκήπιο Πλήρως ελεγχόμενο θερμ. Υδροπονία Γαλλία (έδαφος) 14 Ισπανία (έδαφος) 25 Γαλλία (έδαφος) 24 Ισραήλ (έδαφος) 33 Γαλλία (ανοιχτό) 39 Ολλανδία (ανοιχτό) 45 Ολλανδία (κλειστό) 66

121 Νέες Τάσεις Θερμοκήπιο μεγάλου ύψους Κλειστό θερμοκήπιο Αυτοματισμοί συγκομιδής και μετακίνησης καλλιέργειας Μετρήσεις κατανομής μικροκλίματος Αισθητήρες ελέγχου κατάστασης φυτών

122

123

124

125

126

127 GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Θερμοκρασία φύλλων Θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα

128 GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων

129 OpIRIS: Online professional irrigation scheduling expert system Προσομοιώμ ατα για υπολογισμό αναγκών σε νερό Μετρήσεις Πρόγραμμα άρδευσης

130 GreenSense: Phytomonitoring Έλεγχος με βάση τις Θέρμανσ ανάγκες των φυτών η

131 GreenSense: Χρήση αισθητήρων μέτρησης από απόσταση διάφοροι τύποι αισθητήρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση της ανακλώμενης από την καλλιέργεια ακτινοβολίας

132 GreenSense: Ανάκλαση ακτινοβολίας συσχέτιση με καταπόνηση Αύξηση της υδατικής καταπόνησης οδηγεί σε αύξηση της ανάκλασης στη θερμική ακτινοβολία

133 Πλαστικά Κρήτης: double inflated PE Διπλό PE 2*3στρωματικό Διπλό PE 6στρωματικό Απλό PE 4,1 m 2,9 m 8m 20m

134 Έλεγχος κλίματος θερμοκηπίου Αερισμός Έλεγχος κλίματος ανάκλαση Αφύγρανση Διαπνοή Διαπερατότητα Ηλιακή ενέργεια θέρμανση Παροχή ενέργειας Όσο αυξάνεται ο εξοπλισμός του θερμοκηπίου τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάγκη για αυτόματο έλεγχο των συστημάτων

135 Παραγωγή τομάτας Παραγωγή kg/(m 2 year) ανοιχτός αγρός τοξωτό θερμ. τοξωτό θερμ. γυάλινο θερμ. γυάλινο θερμ. με CO 2 με CO 2 & φωτ. Έλεγχος συντελεστών παραγωγής

136 Το «κλειστό» θερμοκήπιο

137 Project Budget % EC Contribution Project Duration 01/09/ /08/2016 LIFE 09 ENV/GR/ Adapt2change Adapt agricultural production to climate change and limited water supply

138 Το Adapt2Change είναι ένα πρόγραμμα του LIFE+ (LIFE09 ENV/GR/000296) που στοχεύει στην παρουσίαση της προσαρμογής της αγροτικής παραγωγής στην κλιματική αλλαγή και τον περιορισμό των διαθέσιμων υδάτινων πόρων. Το πρόγραμμα adapt2change ξεκίνησε επίσημα την 1η Σεπτεμβρίου 2010 και είναι προγραμματισμένο να διαρκέσει 72 μήνες. Κυριότεροι στόχοι του έργου είναι: Η μείωση της κατανάλωσης νερού και λιπασμάτων σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας Η παραγωγή οπωροκηπευτικών προϊόντων ποιότητας

139 Πειραματικό Θερμοκήπιο

140 Κλειστό Θερμοκήπιο

141 Κάτοψη

142 Πειραματικά θερμοκήπια

143 Πειραματικά θερμοκήπια

144 Πειραματικά θερμοκήπια

145 Πειραματικά θερμοκήπια

146 Λάρισα

147 Καλλιέργειες

148

149

150 Συμπερασματικά Ζητάμε: Καθαρά και ποιοτικά προϊόντα Προστασία του περιβάλλοντος Εξοικονόμηση ενέργειας και νερού Οι τεχνολογίες υπάρχουν, για να εφαρμοσθούν πρέπει να διαδοθούν με εκπαίδευση και να υιοθετηθούν με πολιτική βούληση.

151 Ευχαριστώ για την προσοχή σας

152 Διχτυοκήπια G36 Σκίαση = 36% W3 4 Εντομοστεγανότητα και Σκίαση = 34% W1 3 Εντομοστεγανότητα και Σκίαση = 20%

153 Θερμοκήπιο υψηλής τεχνολογίας πλήρως εξοπλισμένο Παράδειγμα εφαρμογής: Θερμοκήπιο γοτθικού τύπου με ύψους πάνω από 4.5m, υλικό κάλυψης απλό πολυαιθυλένιο με θερμοκουρτίνα και υδροπονία. Θέρμανση με βιομάζα και με σύστημα σωλήνων ζεστού νερού και συμπληρωματικά με αερόθερμο Κόστος: ανά στρέμμα Επιδότηση (σχ. Βελτίωσης: 40% = Για 5 στρέμματα κόστος ευρώ Ιδία συμμετοχή 20% = Κόστος θέρμανσης: ΔΤ = 20 o C, kcal/h, 1500 hours Κόστος βιομάζας = 60 Ευρώ / τόννο, για μάζουτ = 600 Ευρώ / τόννο Έσοδα παραγωγής Τομάτα, 50kg/m 2 ήτοι 50 τόννοι το στρέμμα ή 250 τόννοι τα 5 στρέμμα Τιμή πώλησης = 1Ευρώ το κιλό ήτοι Ευρώ έσοδα από τα 5 στρέμματα Δάνειο από τράπεζα 40% = Ένα μέσο ποσοστό καθαρού κέρδους είναι 10-12% επί της συνολική επένδυσης. Συνεπώς για τη συγκεκριμένη μονάδα των 5 στρεμμάτων το καθαρό κέρδος ετησίως θα κυμαίνεται από Ευρώ

154 Θερμοκήπιο χαμηλής τεχνολογίας Παράδειγμα εφαρμογής: Θερμοκήπιο τροποποιημένο τοξωτό ύψους όχι πάνω από 3m, υλικό κάλυψης απλό πολυαιθυλένιο και υδροπονία. Θέρμανση με βιομάζα και με σύστημα σωλήνων ζεστού νερού και συμπληρωματικά με αερόθερμο Κόστος: ανά στρέμμα Επιδότηση (σχ. Βελτίωσης: 40% = Για 5 στρέμματα κόστος ευρώ Ιδία συμμετοχή 20% = Κόστος θέρμανσης: ΔΤ = 20 o C, kcal/h, 1500 hours Κόστος βιομάζας = 60 Ευρώ / τόννο, για μάζουτ = 600 Ευρώ / τόννο Έσοδα παραγωγής Τομάτα, 25 kg/m 2 ήτοι 25 τόννοι το στρέμμα ή 125 τόννοι τα 5 στρέμμα Τιμή πώλησης = 1Ευρώ το κιλό ήτοι Ευρώ έσοδα από τα 5 στρέμματα Δάνειο από τράπεζα 40% = Το ποσοστό καθαρού κέρδους παραμένει το ίδιο 10-12% επί της συνολική επένδυσης. Συνεπώς για τη συγκεκριμένη μονάδα των 5 στρεμμάτων το καθαρό κέρδος ετησίως θα κυμαίνεται από Ευρώ

155 Ιχνηλασιμότητα προϊόντων Σύστημα Cold- Chain Management: RFID Tags με Αισθητήρες Θερμοκρασίας Σύστημα Cold- Chain Management: Ενδοεταιρική Διαχείριση Αποθεμάτων Εφαρμογή σε κάθετη θερμοκηπιακή μονάδα παραγωγής τομάτας