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, 2014

2 Περιεχόμενα ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΑΡΑΒΟΣΙΤΟΥ Γενικά στοιχεία Λίπανση του καλαμποκιού Εχθροί και ασθένειες ΛΙΠΑΝΣΗ ΜΕ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ Γενικά για τα απόβλητα ελαιοτριβείου Βιβλιογραφική ανασκόπηση λίπανσης με απόβλητα ελαιοτριβείου ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΓΡΟΥ Εγκατάσταση του πειραματικού Μετρήσεις ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ανάπτυξη του καλαμποκιού Συγκομιδή ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Στην παρούσα έκθεση θα παρουσιασθούν τα αποτελέσματα του πρώτου χρόνου (2013) εφαρμογής της υδρολίπανσης στη σοδειά, το έδαφος και τα παραγόμενα προϊόντα 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», με κωδικό 4908 της πράξης με τίτλο «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Θεσσαλίας» και Επιστημονικό Υπεύθυνο τον Δρ. Κωνσταντίνο Πετρωτό. Η δομή της έκθεσης περιλαμβάνει τη βιβλιογραφική ανασκόπηση, στο πρώτο κεφάλαιο με τίτλο: Εισαγωγή στην οποία δίνονται στοιχεία, τόσο για τις ανάγκες σε υδρολίπανση της καλλιέργειας καλαμποκιού, όσο και για τα απόβλητα του ελαιοτριβείου και την αποφαινολοποίησή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο με τίτλο: Υλικά και Μέθοδοι παρουσιάζεται ο τρόπος με τον οποίο οργανώθηκε η Έρευνα 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 3 ο κεφάλαιο 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 (δηλ. επίδραση στην ποιότητα της παραγωγής), ενώ τα συμπεράσματα βρίσκονται στο 4 ο κεφάλαιο. 3

4 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το καλαμπόκι ή αραβόσιτος (Zea Mays) (Σχήμα 1) αποτελεί μια από τις πιο σημαντικές καλλιέργειες σιτηρών παγκοσμίως, τόσο για την ανθρώπινη όσο και για τη ζωική κατανάλωση. Η παγκόσμια παραγωγή σήμερα είναι περίπου 594 εκατομμύρια τόνοι καρπού από έκταση περίπου 139 εκατομμύρια εκτάρια (FAOSTAT, 2000). Σχήμα 1. Καλαμπόκι 1.1 ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΑΡΑΒΟΣΙΤΟΥ Γενικά στοιχεία Το καλαμπόκι απαιτεί ευνοϊκό περιβάλλον ανάπτυξης για να εκδηλώσει το υψηλό παραγωγικό δυναμικό του. Φτάνει στη φυσιολογική ωρίμανση όταν σταματήσει η αύξηση του ξηρού βάρους του σπόρου, οπότε η υγρασία του είναι περίπου 29-40%. Η φυσιολογική ωρίμανση του καλαμποκιού επιτυγχάνεται σε διάστημα ημερών μετά τη γονιμοποίηση. Το διάστημα αυτό είναι περίπου σταθερό για τα διάφορα υβρίδια. Το ευνοϊκό περιβάλλον ανάπτυξης του αραβόσιτου, εξασφαλίζεται με την κατάλληλη τεχνική της καλλιέργειας προσέχοντας τις εξής καλλιεργητικές φροντίδες: 1. Την κατάλληλη προετοιμασία του χωραφιού, η οποία συνήθως εξασφαλίζεται αφενός με ένα βαθύ φθινοπωρινό όργωμα για να παραχωθούν τα υπολείμματα της προηγούμενης καλλιέργειας και να αποθηκευτεί η υγρασία των βροχών του χειμώνα ελαττώνοντας την επιφανειακή απορροή του νερού και αφετέρου έναν καλλιεργητή στο τέλος του χειμώνα, για να καταπολεμηθούν τα ζιζάνια τα οποία πιθανόν να έχουν 4

5 φυτρώσει τον χειμώνα και με ένα ή δυο δισκοσβαρνίσματα πριν από τη σπορά. 2. Την καταπολέμηση των εντόμων του εδάφους (καραφατμέ, σιδηροσκώληκα, κρεμμυδοφάγο), τα οποία προκαλούν σοβαρές ζημιές με την καταστροφή του σπόρου ή των νεαρών φυτών και τη σημαντική μείωση του πληθυσμού των φυτών με αποτέλεσμα την ελάττωση της απόδοσης. Η καταπολέμησή τους γίνεται εφαρμόζοντας στο έδαφος κατά τη σπορά, ένα από τα εντομοκτόνα εδάφους. Ειδικά για την καραφατμέ η καταπολέμηση γίνεται πιο αποτελεσματικά αν γίνει και νυκτερινός ψεκασμός της καλλιέργειας με ένα κατάλληλο εντομοκτόνο, οργανοφωσφορικό, πυρεθρίνη κ.ά. 3. Την πρώιμη σπορά, εφόσον σε βάθος 5-6 cm η θερμοκρασία του εδάφους βρίσκεται πάνω από 10 C. Στην πρώιμη σπορά γίνεται καλύτερη εκμετάλλευση της αποθηκευμένης στο έδαφος υγρασίας του χειμώνα, τα φυτά γίνονται χαμηλότερα και με χονδρότερο στέλεχος, οπότε δεν πλαγιάζουν εύκολα, αποφεύγονται οι μεγάλες θερμοκρασίες του καλοκαιριού κατά την ανθοφορία οπότε η γονιμοποίηση γίνεται καλύτερα και αυτό έχει διπλό όφελος, δηλ. και πρωίμηση της παραγωγής και ο καρπός θα έχει χαμηλή υγρασία άρα καλύτερη τιμή (αποφυγή φθινοπωρινών βροχοπτώσεων). 4. Την κατάλληλη πυκνότητα σποράς, η οποία για τα υβρίδια μεγάλου βιολογικού κύκλου πάνω από 700 FAO θα πρέπει να κυμαίνεται από φυτά/στρ. και για τα υβρίδια κάτω από 600 FAO από φυτά/στρ. Θα πρέπει να τονισθεί ότι μεγαλύτερες πυκνότητες από αυτές, παρά το γεγονός ότι πολλές φορές δεν μειώνουν την απόδοση, έχουν κάποιες δυσμενείς επιπτώσεις. Αυτές είναι ευαισθησία στο πλάγιασμα (γιατί τα φυτά είναι ψηλότερα και λεπτοστέλεχα με τον κύριο σπάδικα σε μεγάλο ύψος), στειρότητα πολλών φυτών, καθυστέρηση ανθοφορίας θηλυκών ταξιανθιών σε σχέση με τις αρσενικές, με συνέπεια κακή γονιμοποίηση, αυξημένες απαιτήσεις της καλλιέργειας σε θρεπτικά στοιχεία και νερό, ενώ η απόδοση όχι μόνο δεν αυξάνει αλλά μπορεί και να ελαττωθεί και τέλος, η παραγωγή σπόρου με χαμηλότερη περιεκτικότητα πρωτεΐνης, που σημαίνει κακή ποιότητα σπόρου. Υπενθυμίζεται ότι τα αναπαραγωγικά όργανα του καλαμποκιού είναι χωριστά, με την αρσενική ταξιανθία στην κορυφή και τη θηλυκή στη μέση του κορμού περίπου (μόνοικο φυτό). Η περίοδος που προηγείται της άνθισης, χαρακτηρίζεται από έντονη μεταβολική δραστηριότητα και καθορίζει τον αριθμό των σειρών και των σταχυδίων ανά σειρά. Κατά τη διάρκεια αυτού του σταδίου ανάπτυξης, το φυτό έχει πολλές απαιτήσεις σε υγρασία και θρεπτικά στοιχεία και πιθανή έλλειψη αυτών, είναι δυνατόν να επηρεάσει δυσμενώς τον σχηματισμό του σπάδικα. Το φυτό είναι κυρίως σταυρογονιμοποιούμενο κατά 90-97% και μόνο κατά 3-7% αυτογονιμοποιούμενο. Η ωρίμανση και διάρρηξη της γύρης γίνεται 2-3 5

6 μέρες, νωρίτερα από τότε που μπορεί το στίγμα του θηλυκού άνθους να τη δεχτεί και μεταφέρεται με τον άνεμο σε απόσταση 6-15 m. Τα έντομα δεν παίζουν κανένα ρόλο στην επικονίαση. Η γύρης που εκτινάσσεται κατά τις πρωινές ώρες διατηρεί τη ζωτικότητά της για hr, ενώ τα στίγματα των στύλων είναι επιδεκτικά επικονίασης για μέρες. Η ατμοσφαιρική ξηρασία και οι ψηλές θερμοκρασίες κατά την επικονίαση, επηρεάζουν την ικανότητα των στύλων να συγκρατήσουν και να προωθήσουν τη βλάστηση των γυρεόκοκκων. Αυτός είναι και ο σημαντικότερος λόγος που πολλές φορές οι σπάδικες δεν γεμίζουν. 5. Την ορθολογική λίπανση, από την οποία εξαρτάται κατά μεγάλο μέρος η τελική διαμόρφωση της παραγωγής του καλαμποκιού. Το καλαμπόκι λόγω της μεγάλης ποσότητας βιομάζας που παράγει, απορροφά μεγάλες ποσότητες θρεπτικών στοιχείων. Τουλάχιστον 12 θρεπτικά στοιχεία χρειάζεται να είναι διαθέσιμα στο έδαφος, σε επαρκείς ποσότητες, στα διάφορα στάδια ανάπτυξης του φυτού, για να μπορέσει να τα απορροφήσει, να αναπτυχθεί φυσιολογικά και να αποδώσει το μέγιστο παραγωγικό δυναμικό του υβριδίου. Βασικά στοιχεία θρέψης καλαμποκιού είναι το Άζωτο (Ν), ο Φώσφορος (Ρ), το Κάλιο (Κ) και δευτερεύοντα είναι τα: Ca, Mg, Mn, Zn, Fe, B και Cu. Ελλειμματική παρουσία αυτών στο έδαφος σε αφομοιώσιμη μορφή, δημιουργεί τροφοπενίες, με συνέπεια τη μείωση των αποδόσεων. Η ευχέρεια απορρόφησης αυτών των θρεπτικών στοιχείων, εξαρτάται από τη χημική και μηχανική σύσταση του εδάφους και την αλληλεπίδραση αυτών Λίπανση του καλαμποκιού Η λίπανση του αραβοσίτου για να είναι επιτυχής, πρέπει να λαμβάνει υπόψη τους παρακάτω παράγοντες: 1. Το έδαφος με τη χημική και μηχανική του σύσταση. 2. Την προηγούμενη καλλιέργεια και λίπανση. 3. Την πρωιμότητα του υβριδίου και την αναμενόμενη απόδοση. 4. Την καλλιέργεια για καρπό ή ενσίρωση. Ο ρυθμός πρόσληψης των θρεπτικών από το φυτό, διαφέρει ανάλογα με το θρεπτικό στοιχείο και ανάλογα με το υβρίδιο. Γενικά, είναι βραδύς στα πρώτα βλαστικά στάδια ανάπτυξης, επιταχυνόμενος κατά μέσο όρο μετά την 50η μέρα από τη σπορά μέχρι το αναπαραγωγικό στάδιο. Κατά το γέμισμα του σπόρου ο ρυθμός απορρόφησης μειώνεται βαθμιαία. Εκτός από τις απαιτήσεις του φυτού και η περιεκτικότητα του εδάφους σε θρεπτικά στοιχεία θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη με αναλύσεις του εδάφους, ώστε να διατηρηθεί η γονιμότητα του. 6

7 Γενικά, για κάθε θρεπτικό στοιχείο και για αναμενόμενη απόδοση kg καρπού ανά στρέμμα παρέχονται οι ακόλουθες συστάσεις λίπανσης: Άζωτο (Ν): Συνολική λίπανση kg/στρ, 50% βασικά και 50% επιφανειακά σε 2-3 ίσες δόσεις μέχρι την εμφάνιση των ταξιανθιών. Βασικό άζωτο σε αμιδική ή αμμωνιακή μορφή. Επιφανειακό άζωτο σε νιτρική αμμωνία, είτε σε στερεά μορφή, είτε με υδρολίπανση. Στην τελευταία περίπτωση ο αριθμός των δόσεων αυξάνεται (4-5) με αναλογική μείωση των ποσοτήτων. Φωσφόρος (Ρ 2 Ο 5 ): 4-10 kg /στρ, βασικά σε μορφή φωσφορικής αμμωνίας, ή τριπλού ΝΡΚ λιπάσματος. Η λίπανση με φωσφόρο διακόπτεται όταν η ανάλυση του εδάφους δείξει P > 20 ppm, ή περιορίζεται στα 4 κιλά/στρ όταν η εδαφοανάλυση δείξει Ρ > 15 ppm. Κάλι (Κ 2 Ο): 6-12 kg/στρ βασικά σε μορφή χλωριούχου καλίου. Δεν υπάρχει επιχειρηματολογία υπέρ της χρησιμοποίησης του (κατά πολύ ακριβότερου) θειϊκού καλίου στον αραβόσιτο. Η καλιούχος λίπανση είναι περιττή σε αργιλώδη εδάφη με ανταλλάξιμο κάλιο > 250 ppm. Mαγνήσιο (MgΟ): 4-6 kg/στρ. Μόνο σε χοδρόκοκκα, εκπλυμένα και όξινα εδάφη. Για τη βασική λίπανση του αραβοσίτου χρησιμοποιούνται, ανάλογα και με τα αποτελέσματα της εδαφοανάλυσης, κατά κανόνα διάφοροι τύποι ΝΡ, ή ΝΡΚ λιπασμάτων. Σε ειδικές περιπτώσεις, π.χ. με ισχυρή νιτρορρύπανση, χρησιμοποιούνται ως βασικά λιπάσματα τύποι ΡΚ (φωσφοροκαλιούχα) με προσθήκη του αζώτου μόνο επιφανειακά σε στερεά μορφή, ή με υδρολίπανση σε πολλές μικρές δόσεις. Το ερώτημα που τίθεται συχνά είναι αν η βασική λίπανση πρέπει να γίνεται με γενική ενσωμάτωση του λιπάσματος, ή με γραμμική (εντοπισμένη) εφαρμογή. Και τούτο γιατί ορισμένοι υποστηρίζουν ότι με την εντοπισμένη εφαρμογή γίνεται εξοικονόμηση, δηλαδή καλύτερη αξιοποίηση, του βασικού. Εντοπισμένη προσθήκη φωσφωρικής αμμωνίας κοντά (αλλά όχι σε επαφή) με τη ρίζα, πιθανό να δώσει ώθηση στην πρώτη ανάπτυξη των φυτών λόγω συνεργισμού μεταξύ ορθοφωσφορικών και αμμωνιακών ιόντων. Όμως η ενδεικνυόμενη δόση γραμμικού λιπάσματος είναι πολύ μικρή (π.χ kg/στρ.) και σε καμία περίπτωση δεν καλύπτει τις συνολικές απαιτήσεις της καλλιέργειας. Ο αραβόσιτος με το θυσσανώδες ριζικό σύστημα που διαθέτει, «εξερευνά» σχετικά μεγάλο μέρος της εδαφικής μάζας. Εξάλλου με τη λίπανση πρέπει να επιδιώκεται η διαχείριση της εδαφικής γονιμότητας συνολικά και όχι μόνο ενός μικρού τμήματος του καλλιεργούμενου εδάφους. Κατά συνέπεια, το μεγαλύτερο μέρος (ή το σύνολο) του βασικού λιπάσματος πρέπει να διασπείρεται και να ενσωματώνεται σε όλη τη μάζα του εδάφους, σε βάθος 6-10 cm. 7

8 Οι ανάγκες του αραβοσίτου σε θείο (S) υπερκαλύπτονται κατά κανόνα λόγω περιεκτικότητας στο στοιχείο αυτό των βασικών λιπασμάτων και της θειϊκής αμμωνίας. Σε ότι αφορά στο ασβέστιο (Ca), μία εσφαλμένη αντίληψη που παρασύρει πολλούς καλλιεργητές είναι ότι στα όξινα εδάφη η τροφοπενία ασβεστίου «προλαμβάνεται» με τη χρήση ασβεστούχων λιπασμάτων, όπως η ασβεστούχος νιτρική αμμωνία. Αυτό όμως δεν ισχύει καθώς ακόμη και στα όξινα εδάφη οι ποσότητες ανταλλάξιμου ασβεστίου είναι κατά κανόνα επαρκείς για την κάλυψη των αναγκών της καλλιέργειας. Επιπλέον, όπου υπάρχει πρόβλημα αυξημένης οξύτητας του εδάφους (δηλαδή πολύ όξινου ph) αυτό δεν αντιμετωπίζεται με τη λίπανση, αλλά με την ασβεστούχο μετάπλαση, η οποία απαιτεί ποσότητα ασβεστούχου υλικού (ανθρακικού, ή οξειδίου ασβεστίου) τουλάχιστο 500 kg/στρ, δηλ. πολλαπλάσια από εκείνη που μπορεί να προστεθεί με τα λιπάσματα. Βέβαια, από το άλλο μέρος είναι γεγονός ότι σε όξινα εδάφη η χρήση φυσιολογικά όξινων λιπασμάτων, όπως η θειϊκή αμμωνία, πρέπει να αποφεύγεται διότι οδηγεί στην ταχύτερη παραπέρα οξίνιση του εδάφους. Σε ασβεστούχα εδάφη αναφέρονται αρκετές περιπτώσεις τροφοπενίας βαρέων μετάλλων, και κυρίως ψευδαργύρου, σιδήρου και μαγγανίου, με κατά πολύ συχνότερη την τροφοπενία ψευδαργύρου, η οποία αποτελεί καλλιεργητικό πρόβλημα του αραβοσίτου σε πολλές περιοχές της χώρας. Η τροφοπενία αυτή αντιμετωπίζεται, είτε με χρήση βασικών λιπασμάτων κατάλληλα εμπλουτισμένων με ψευδάργυρο, είτε με ψεκασμούς (θειϊκού Zn, ή οργανομεταλλικού Zn- ZnDTPA, ZnEDTA) κατά την εποχή εκδήλωσης της τροφοπενίας. Και οι δύο μέθοδοι αν εφαρμοσθούν σωστά είναι αποτελεσματικές, η δέ επιλογή εξαρτάται από το κόστος, λαμβανομένου υπόψη ότι η ενσωμάτωση αρκετού ψευδαργύρου στο βασικό λίπασμα (π.χ. 1,5% ZnO) αυξάνει κατά πολύ το κόστος του λιπάσματος Εχθροί και ασθένειες Το καλαμπόκι έχει πολλούς εχθρούς και ασθένειες που είναι δυνατόν να μειώσουν αισθητά την παραγωγή. Παρόλα αυτά μέχρι πριν λίγα χρόνια η καλλιέργεια δεν αντιμετώπιζε σοβαρά προβλήματα, λόγω του ότι επεκτείνονταν σε παρθένες περιοχές και εδάφη της χώρας. Όσο όμως θα συνεχίζει να επεκτείνεται και να καλλιεργείται στις ίδιες περιοχές, όλο και περισσότερα είδη εντόμων και ασθενειών θα προκαλούν ζημιές στο καλαμπόκι, με αποτέλεσμα να αυξάνουν το κόστος της καλλιέργειας. Ανάλογα με το στάδιο που εμφανίζονται, αναφέρονται παρακάτω πολύ περιληπτικά μόνο τα κυριότερα έντομα και ασθένειες που προκαλούν προβλήματα στην Ελλάδα. 8

9 Έντομα και εχθροί που προκαλούν ζημιές στον σπόρο και στα μικρά φυτά Τέτοια έντομα είναι μερικά είδη κολεοπτέρων κυρίως της οικογενείας Elateridae, γνωστά στις περισσότερες περιοχές σαν σιδηροσκώληκες που αρχικά τρέφονται από τον σπόρο και αργότερα επιτίθενται στο υπόγειο τμήμα του βλαστού. Σοβαρές ζημιές προκαλεί ένα λεπιδόπτερο του γένους Agrotis (Σχήμα 2α), του οποίου η προνύμφη είναι γνωστή σαν μαύρο σκουλήκι ή καραφατμέ (Σχήμα 2β) και τρέφεται από το υπόγειο τμήμα των νεαρών φυτών τα οποία αποξηραίνει διαδοχικά. Το επιστημονικό του όνομα είναι Agrotis segetum, Agrotis ypsilon και συναντάται σε πολλές καλλιέργειες (τεύτλα, αραβόσιτο, πατάτα, καπνό, ψυχανθή). Οι κάμπιες κόβουν τα νεαρά φυτά στον "λαιμό", συνήθως επάνω από το έδαφος (Σχήμα 2γ). Τα φύλλα στην αρχή παρουσιάζουν δυσδιάκριτα φαγώματα, τα οποία στη συνέχεια εξελίσσονται σε τρύπες, σχισίματα ή περιφερειακά φαγώματα από τη συνεχιζόμενη δραστηριότητα των προνυμφών. Οι μεγαλύτερης ηλικίας προνύμφες είναι περισσότερο αδηφάγες και συνήθως κατατρώγουν ολοκληρωτικά τις ρίζες και τα νεαρά φυτά. Παρόμοιες ζημιές, δηλαδή απώλειες σπόρων και νεαρών φυτών και μάλιστα διαδοχικά στην ίδια σειρά, μπορεί να οφείλονται και σε τρωκτικά ή ακόμη και σε πτηνά. Οι ζημιές μπορεί να είναι σημαντικές και να οδηγήσουν σε αποτυχία της καλλιέργειας από την αρχή. Η καταπολέμηση των εντόμων εδάφους γίνεται με εφαρμογή εντομοκτόνου σε κοκκώδη μορφή ή με νυκτερινούς ψεκασμούς ή δολώματα. Τα τρωκτικά καταπολεμούνται επίσης με δολώματα. Σχήμα 2. α) Λεπιδόπτερο Agrotis spp. (αριστερά), β) καραφατμέ (κέντρο), γ) προσβολή σε νεαρό φυτάριο καλαμποκιού (δεξιά) Έντομα που τρέφονται από το υπέργειο τμήμα του στελέχους και τα φύλλα Οι αφίδες ή μελίγκρες κλπ., (Rhopalosiphum maidis) κίτρινο-πράσινες που αργότερα γίνονται ερυθρωπές σκούρες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν ευνοηθούν από τις συνθήκες, είναι δυνατόν να προκαλέσουν μεγάλη μείωση της απόδοσης. Οι πρώτες αποικίες του εντόμου εμφανίζονται τον Ιούνιο πριν την άνθιση στα κορυφαία φύλλα. Κατά την άνθιση προκαλούν ζημιές στις φούντες, με αποτέλεσμα την πιθανή 9

10 αποτυχία της γονιμοποιήσεως. Οι μεγαλύτερες ζημιές όμως οφείλονται στην ανάπτυξη της κάπνας πάνω στο μελίτωμα που αφήνουν στα φύλλα των προσβεβλημένων φυτών, η οποία κάπνα εμποδίζει τη φωτοσύνθεση και την κανονική ανάπτυξη του σπάδικα. Επίσης είναι φορείς ιώσεων. Ένας ψεκασμός με αφιδοκτόνο προληπτικά πριν την ανθοφορία, όταν η άνοιξη είναι ευνοϊκή για το έντομο, μπορεί να αποδειχθεί αρκετά επιτυχής. Άλλος εχθρός είναι οι τετράνυχοι (Tetranychus spp., Paratetranychusspp.) οι οποίοι μπορεί επίσης να προκαλέσουν αδυνάτισμα των φυτών και σχηματισμό σπαδίκων μικρού μεγέθους. Είναι αραχνίδια που εμφανίζονται Ιούλιο-Αύγουστο στην κάτω επιφάνεια των φύλλων και δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα. Όταν εμφανισθούν τα συμπτώματα (δηλαδή μια αρχική φωτεινότητα του φυλλώματος που γρήγορα μετατρέπεται σε γκρίζο (εικόνα 2), αφυδατωμένο και τελικά καφετί η ζημιά είναι μη αναστρέψιμη. Η καταπολέμηση είναι δύσκολη, αλλά και η σοβαρή προσβολή είναι σπάνια (ευνοούνται από ζεστό και ξηρό καιρό). Καταπολεμούνται και με θειάφι Έντομα που τρέφονται από το στέλεχος, τα φύλλα και το σπάδικα Το ρόδινο σκουλήκι του καλαμποκιού (Ostrinia nubilalis), έχει συνήθως τρεις γενεές που επιτίθενται σε όλα τα υπέργεια τμήματα του φυτού κάνοντας έναρξη από το στάδιο που το φυτό έχει ύψος cm όπου συναντιέται να τρέφεται από τα νέα φύλλα που εκπτύσσονται από τη στεφάνη (Σχήμα 3). Αργότερα οι μεγαλύτερες προνύμφες εισχωρούν στο στέλεχος και τρέφονται από την εντεριώνη, προκαλώντας έτσι το αδυνάτισμα του στελέχους και το πλάγιασμα μετά από έντονο άνεμο. Στο στάδιο αυτό μπορούμε εύκολα να διαπιστώσουμε το μέγεθος της ζημιάς από τα απορρίμματα του εντόμου που βρίσκονται πάνω στα φύλλα και εξέρχονται από την οπή εισόδου του εντόμου στο στέλεχος. Ακόμη, το έντομο προκαλεί ζημιές στις αρσενικές ταξιανθίες και στους σπάδικες. Μεγάλες είναι η ζημιές στις επίσπορες καλλιέργειες και κυρίως όταν οι συνθήκες ευνοήσουν την εμφάνιση και τέταρτης γενεάς, πληθυσμού. Η καταπολέμηση θα πρέπει να γίνεται προληπτικά κατά την εμφάνιση της πρώτης γενεάς, γιατί τότε είναι ευκολότερη και η είσοδος των μηχανημάτων στον αγρό. Το Πράσινο σκουλήκι (Heliothis armigera), αν και δεν αποκλείεται να βρίσκεται και σε άλλα μέρη του καλαμποκιού, συνήθως ξεκινάει να τρέφεται από τα στίγματα του νεαρού σπάδικα και παράλληλα με την άμεση ζημιά που προκαλεί σ' αυτόν, οδηγεί και σε δευτερεύουσες προσβολές του σπάδικα από διάφορα παθογόνα που προκαλούν σήψεις. 10

11 Σχήμα 3: Σκουλήκι του καλαμποκιού (Ostrinia nubilalis). Προσβολές από νεαρές προνύμφες στα φύλλα. Δεξιά προνύμφη σε μεταγενέστερο στάδιο Κυριότερες ασθένειες του καλαμποκιού Διάφορα παθογόνα εδάφους προκαλούν ζημιές στις ρίζες και τα στελέχη των νεαρών φυτών. Τα παθογόνα αυτά ανήκουν στα γένη Rhizoctonia, Pythium, Penicillium και Fuzarium. Ειδικότερα το είδος Fuzarium maydis και η αγενής μορφή του Gibberella zea, είναι δυνατόν να προκαλέσουν μεγάλες ζημιές στην Ελλάδα κάθε έτος. Η αρχική προσβολή γίνεται τόσο από τα υπολείμματα της προηγούμενης καλλιέργειας, όσο και από προσβεβλημένους σπόρους. Ανάλογα με τις συνθήκες της χρονιάς, η προσβολή προχωρεί στο στέλεχος είτε διεισδύοντας άμεσα από τη βάση του κολεού των φύλλων, είτε προσβάλλοντας το φυτό από τραύμα που προήλθε από χαλάζι ή έντομο. Αρχικά εγκαθίσταται στα κάτω μεσογονάτια, όπου η εντεριώνη παίρνει ένα πολύ ανοικτό ροζ μεταχρωματισμό. Αργότερα το φυτό φαίνεται να ωριμάζει πριν την ώρα του, οπότε τα φύλλα ξαφνικά αλλάζουν όψη γίνονται γκριζοπράσινα και νεκρώνονται. Το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός μικρού σπάδικα και μεγάλες απώλειες στην απόδοση (Σχήμα 4). Αλλά και στην περίπτωση που προλάβει το φυτό να σχηματίσει ικανοποιητικό σπάδικα, τα στελέχη γίνονται εύθραυστα και το φυτό πλαγιάζει με τον αέρα και τη βροχή. Σχήμα 4. Ζημιές του καλαμποκιού από Φουζάριο στα στελέχη (δεξιά) και στον σπάδικα (αριστερά). 11

12 Χαρακτηριστικό της προσβολής του σπάδικα, είναι ο ρόδινος μέχρι ερυθρός μεταχρωματισμός των σπόρων της κορυφής. Αργότερα εμφανίζεται ροζ μούχλα πάνω στον σπάδικα που έχει κονιώδη ή βαμβακώδη όψη. Η προσβολή αρχίζει συνήθως από εισόδους που άνοιξαν έντομα στην κορυφή του σπάδικα. Τελικά κατά την ωρίμανση, το προσβεβλημένο φυτό είναι καχεκτικό, με μικρό ή καθόλου σπάδικα, ξεριζώνεται εύκολα και εμφανίζει παντού τη χαρακτηριστική ροζ μούχλα. Η επιλογή ανθεκτικών ποικιλιών, η παρακολούθηση της γονιμότητας του εδάφους και ειδικά της αναλογίας Ν προς Κ (υψηλή αναλογία ευνοεί την ασθένεια), η προσοχή στην πυκνότητα σποράς να μην υπερβαίνει τη συνιστούμενη, η εναλλαγή καλλιεργειών και το βαθύ παράχωμα, η απομάκρυνση των υπολειμμάτων της προηγούμενης καλλιέργειας, ο έλεγχος των προσβολών από έντομα, η έγκαιρη συγκομιδή ώστε να αποφευχθούν απώλειες πλαγιάσματος και συνέχιση των αρδεύσεων μέχρι μέρες από την άνθιση εφ όσον απαιτείται, είναι μερικά από τα μέτρα που πρέπει να ληφθούν για την πρόληψη των ζημιών από τις ασθένειες που προσβάλουν τα στελέχη Καταπολέμηση ζιζανίων Το καλαμπόκι είναι μεν φυτό ταχείας ανάπτυξης, χρειάζεται όμως υψηλές θερμοκρασίες για να αναπτυχθεί. Έτσι κατά τα πρώτα στάδια της καλλιέργειας τα ζιζάνια ανταγωνίζονται το καλαμπόκι και μάλιστα είναι σε θέση να οδηγήσουν σε αποτυχία της καλλιέργειας αν δεν καταπολεμηθούν έγκαιρα. Η συνήθης πρακτική που εφαρμόζεται σήμερα από τους καλλιεργητές καλαμποκιού είναι μία επέμβαση με ζιζανιοκτόνο στην αρχή της καλλιέργειας και ένα φρεζοσκάλισμα το οποίο συνδυάζεται με την επιφανειακή λίπανση όταν το καλαμπόκι έχει ύψος cm. Τα ζιζάνια διακρίνονται σε ετήσια και πολυετή. Ο πολλαπλασιασμός των πολυετών, που είναι και τα πιο δυσεξόντωτα, γίνεται με σπόρους, ριζώματα, στόλωνες, κονδύλους και βολβούς, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5. Χρειάζεται προσοχή στον τρόπο εφαρμογής του ζιζανιοκτόνου που θα επιλεχθεί. Τα προφυτρωτικά ζιζανιοκτόνα, εφόσον πετύχουν, δεν επιτρέπουν καμία ανάπτυξη ζιζανίου. Στα μεταφυτρωτικά, θα πρέπει να μη καθυστερήσει η επέμβαση, γιατί θα έχει γίνει ήδη η ζημία. Γενικότερα, η αντιμετώπιση των ζιζανίων είναι επιτυχής, εφόσον τηρούνται οι παρακάτω οδηγίες: Αναγνώριση ζιζανίων και του τρόπου πολλαπλασιασμού αυτών. Επιλογή του κατάλληλου ζιζανιοκτόνου και του σωστού χρόνου εφαρμογής. Η υπολειμματικότητα του ζιζανιοκτόνου και το είδος της επόμενης καλλιέργειας λαμβάνονται υπόψη. Χρησιμοποίηση κατάλληλου ακροφυσίου τύπου σκούπας, σωστός έλεγχος και ρύθμιση για ομοιόμορφο ψεκασμό και εφαρμογή των οδηγιών. 12

13 Σχήμα 5. 1) ρίζωμα και 2) στόλωνας αγριάδας (Cynadon dactylon). 3) κόνδυλοι πορφυρής κύπερης (Cyperus rotundus). 4) βολβοί αγριοκρέμμυδου (Allium spp.) 1.2 ΛΙΠΑΝΣΗ ΜΕ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ Γενικά για τα απόβλητα ελαιοτριβείου Η Ελλάδα αποτελεί μια από τις σημαντικές χώρες της Μεσογείου όσον αφορά στην παραγωγή ελαιολάδου. Για το 2012 η παραγωγή παρθένου ελαιολάδου στην Ελλάδα προσδιορίζεται στους τόνους, πίσω από την Ισπανία και την Ιταλία με παραγωγή και τόνους, αντίστοιχα (FAOSTAT 2014). Στοιχεία για την αντίστοιχη παραγωγή υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) δεν υπάρχουν διαθέσιμα. Παγκοσμίως, η ετήσια παραγωγή ΥΑΕ εκτιμάται από 7 έως και περισσότερο από 30 εκατομμύρια m 3. Παρόλο που η παραγόμενη ποσότητα ΥΑΕ είναι μικρότερη από άλλους τύπους αποβλήτων (π.χ. αστικών λυμάτων), καθώς και περιοδική (διαρκεί συνήθως από τον Οκτώβριο έως και τον Φεβρουάριο, με την μεγαλύτερη ποσότητα αποβλήτων να παράγεται συνηθέστερα το δίμηνο Νοέμβριο - Δεκέμβριο), η συνεισφορά των ΥΑΕ στην ρύπανση του περιβάλλοντος είναι σημαντική λόγω του υψηλού ρυπαντικού τους φορτίου. Τα κυριότερα χαρακτηριστικά των αποβλήτων των ελαιοτριβείων είναι το ιδιαίτερα υψηλό οργανικό φορτίο τους, το οποίο δεν βιοαποικοδομείται εύκολα, και η υψηλή περιεκτικότητά τους σε πολυφαινολικές ενώσεις, οι οποίες προκαλούν την εμφάνιση βιοτοξικών και φυτοτοξικών φαινομένων, αλλά παράλληλα αποτελούν σημαντικά αντιοξειδωτικά. Ο Πίνακας 1 συνοψίζει ποιοτικά χαρακτηριστικά υγρών αποβλήτων των ελαιοτριβείων. 13

14 Πίνακας 1. Φυσικοχημικές ιδιότητες των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων. Παράμετρος Εύρος τιμών ph 4,7-5,7 Αγωγιμότητα (ms/cm) 5-41 COD (g/l) 16,5-190 BOD 5 (g/l) 41,3-46 Ξηρό υπόλειμμα (g/l) 11,5-102,5 Οργανική ουσία (g/l) 16,7-81,6 Λιπίδια (g/l) 1,64-9,8 Πολυφαινόλες (g/l) 0,002-11,5 Σάκχαρα (g/l) 1,3-8,79 Οργανικά οξέα (g/l) 0,78-1 Ολικό άζωτο (g/l) 0,06-0,95 Η ανεξέλεγκτη διάθεση των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου σε φυσικούς αποδέκτες προκαλεί αφενός αισθητική υποβάθμιση των φυσικών συστημάτων (Σχήμα 6), λόγω της έντονης οσμής και του σκούρου χρώματος των ΥΑΕ, αλλά κυρίως επιβάρυνσή τους με μεγάλες συγκεντρώσεις οργανικών και ανόργανων ενώσεων. Σχήμα 6. Ρύπανση από υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου. Στην Ελλάδα, για την επεξεργασία και διάθεση των ΥΑΕ έχουν δοκιμαστεί διάφορες μέθοδοι σε εργαστηριακή και πραγματική κλίμακα. Έως και σήμερα όμως δεν έχει 14

15 προταθεί μία ολοκληρωμένη λύση, αλλά έχουν εφαρμοστεί διάφορες τεχνικές κατά περίπτωση που παρουσιάζουν ορισμένα μειονεκτήματα τεχνικής ή οικονομικής φύσεως και δεν έχουν επιλύσει ικανοποιητικά το πρόβλημα. Συγκεκριμένα: Έχει εφαρμοστεί η διάθεση των ΥΑΕ σε λίμνες εξάτμισης (Κρήτη), σε λάκκους (Χίος) ή στο έδαφος (Κύπρος), μέθοδοι που απαιτούν μεγάλες εκτάσεις για τη διάθεση των αποβλήτων και συχνά δημιουργούν αισθητικά προβλήματα εξαιτίας κακής διαστασιολόγησης και κατασκευής. Σε πιλοτική κλίμακα έχει δοκιμαστεί η παραγωγή υγρού εδαφοβελτιωτικού (Καλαμάτα) ή κομπόστας από τα ΥΑΕ (Κρήτη, Καλαμάτα), διαδικασία που προϋποθέτει την ύπαρξη επαρκούς αγοράς για τη διάθεση του παραγόμενου υλικού. Έχουν εφαρμοστεί η χημική οξείδωση (Κρήτη) και η αναερόβια χώνευση των ΥΑΕ (Κρήτη), τεχνικές με υψηλό λειτουργικό και κατασκευαστικό κόστος, αντίστοιχα. Έχει δοκιμαστεί επίσης, η συνεπεξεργασία των ΥΑΕ με αστικά λύματα σε τεχνητούς υγρότοπους ή σε μονάδες ενεργού ιλύος (Κρήτη), τεχνική που προαπαιτεί σημαντική αραίωση των ΥΑΕ. Επίσης, έχει δοκιμαστεί ο διαχωρισμός των ΥΑΕ σε κλάσματα με τη βοήθεια φυσικής καθίζησης (Σάμος), τεχνική που απαιτεί συνδυασμό με κάποια από τις προαναφερθείσες μεθόδους, για να δώσει ικανοποιητικό βαθμό καθαρισμού των αποβλήτων. Τα τελευταία χρόνια έχει επιτευχθεί σε εργαστηριακή κλίμακα η ανάκτηση των πολυφαινολών από τον κατσίγαρο με χρήση μεμβρανών, ώστε να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία αρωμάτων και φαρμάκων. Η εκμετάλλευση των αποβλήτων με την παραπάνω μέθοδο φαίνεται ότι είναι τεχνικά δυνατή, αλλά είναι νωρίς για να είναι εφικτή η εφαρμογή της σε μεγάλη κλίμακα. Πρέπει να σημειωθεί ότι, εξαιτίας, της μεγάλης διακύμανσης τόσο στα χαρακτηριστικά των ελαιουργείων (γεωγραφική θέση, δυναμικότητα, τοποθεσία, χρήση νερού και άλλα), όσο και στα χαρακτηριστικά της ελιάς (ποικιλία, στάδιο ωρίμανσης, μέθοδος συγκομιδής, συνθήκες αποθήκευσης), τα οποία επηρεάζουν την ποιότητα και ποσότητα των παραγόμενων αποβλήτων, δεν φαίνεται να υπάρχει μία λύση που να είναι άμεσα εφαρμόσιμη σε όλα τα ελαιουργεία μιας Περιφέρειας Βιβλιογραφική ανασκόπηση λίπανσης με απόβλητα ελαιοτριβείου Η έρευνα γύρω από τη λιπασματική δυνατότητα των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου (YAE) εστιάζεται κυρίως σε εφαρμογή μη επεξεργασμένων ΥΑΕ στη γεωργία. Γενικά η εφαρμογή των ΥΑΕ σε γεωργικό έδαφος αναμένεται να αυξήσει 15

16 την περιεκτικότητα του εδάφους σε βασικά θρεπτικά στοιχεία, αλλά πιθανώς και την αλατότητά του, αναλόγως και της ποσότητας εφαρμογής των ΥΑΕ. Η φυτική παραγωγή, αναλόγως την καλλιέργεια, την ποσότητα εφαρμογής των ΥΑΕ και τον εδαφικό τύπο, συνήθως δεν φαίνεται να επηρεάζεται αρνητικά από την εφαρμογή των ΥΑΕ, αλλά αντίθετα σε περιπτώσεις φαίνεται και να βελτιώνεται. Φαινόμενα φυτοτοξικότητας παρατηρήθηκαν κυρίως σε βραχυπρόθεσμη βάση. Έρευνα από τους Montemurro et al. (2011) έδειξε ότι η εφαρμογή ΥΑΕ σε ποσότητες 8 και 12 m 3 ανά στρέμμα, σε ιλυοαργιλώδες έδαφος, μπορεί να βελτιώσει την παραγωγή των καλλιεργειών: ήρα και κτηνοτροφικό μπιζέλι, και ταυτόχρονα να βελτιώνεται η ποιότητα του εδάφους, όσον αφορά στην περιεκτικότητα σε οργανικό άνθρακα, φώσφορο, άζωτο και κάλιο. Έρευνα για την εφαρμογή των ΥΑΕ στην καλλιέργεια του καλαμποκιού σε αργιλώδες έδαφος έδειξε ότι η αύξηση της ποσότητας εφαρμογής των ΥΑΕ (από 0,5 ως και 5 m 3 ανά στρέμμα) είχε ως αποτέλεσμα αυξημένη περιεκτικότητα του εδάφους σε οργανικό άνθρακα, φώσφορο, άζωτο και κάλιο, αλλά και σε αλατότητα, καθώς και αυξημένο στρες στο μεταβολισμό των φυτών, ο οποίος εκφράστηκε με την αυξημένη περιεκτικότητα των φυτών σε πολυφαινόλες (Belaqziz et al. 2008). Η εφαρμογή μεγάλων ποσοτήτων ΥΑΕ (ως και 20 m 3 ανά στρέμμα) σε αμμώδες έδαφος είχε επίσης ως αποτέλεσμα την αύξηση της οργανικής ουσίας του εδάφους καθώς και της αλατότητάς του και της περιεκτικότητάς του σε φαινολικές ενώσεις. Επίσης παρατηρήθηκε φυτοτοξικότητα του εδάφους στους τέσσερις μήνες μετά την εφαρμογή των ΥΑΕ, και επιπλέον σύνθεση ενός νέου φαινολικού κλάσματος, το οποίο δεν προϋπήρχε ούτε στα ΥΑΕ ούτε στο έδαφος, το οποίο συνετέθη και παρέμεινε στο έδαφος ένα χρόνο μετά την εφαρμογή των ΥΑΕ, με οικοτοξικές επιδράσεις (Mekki et al. 2007). Οι Chartzoulakis et al. (2010) παρατήρησαν αύξηση της περιεκτικότητας του εδάφους σε ανταλλάξιμο κάλιο μετά από τριετή εφαρμογή ΥΑΕ (με μέγιστη ποσότητα εφαρμογής 42 m 3 ανά στρέμμα) σε ελαιώνες με πηλώδες έδαφος. Αύξηση της αλατότητας του εδάφους δεν παρατηρήθηκε. Αυξημένη βρέθηκε και η συγκέντρωση του εδάφους σε πολυφαινόλες, οι οποίες όμως αποσυνθέτονταν γρήγορα με αποτέλεσμα να μην υπάρχει τάση συσσώρευσης των στο έδαφος. Η φυτική παραγωγή δεν επηρεάστηκε από την εφαρμογή των ΥΑΕ. Οι Di Bene et al. (2013) μελέτησαν τις επιδράσεις της εφαρμογής ΥΑΕ σε ποσότητα 8 m 3 ανά στρέμμα, σε δύο τύπους εδαφών (αμμοπηλώδη και ιλυοαργιλοπηλώδη) και παρατήρησαν ότι αν και βραχυπρόθεσμα σημειώθηκαν μεταβολές, δεν υπήρχε υπολειμματική δράση ή αρνητικές συνέπειες στις χημικές και βιοχημικές ιδιότητες των εδαφών. Σε παραπλήσια συμπεράσματα οδηγήθηκαν και οι Saadi et al. (2007), οι οποίοι μελέτησαν την εφαρμογή 3,6 και 7,2 m 3 ΥΑΕ ανά στρέμμα αργιλώδους εδάφους, και βρήκαν ότι βραχυπρόθεσμα σημειώθηκε φυτοτοξικότητα στο 16

17 κάρδαμο (ενδιάμεσα των διαδοχικών εφαρμογών), αλλά σε διάστημα 3 μηνών από την εφαρμογή το έδαφος είχε αποκατασταθεί πλήρως. Πρόσφατη βιβλιογραφική ανασκόπηση της εφαρμογής ΥΑΕ στη γεωργία (Barbera et al. 2013) έδειξε ότι η άμεση εφαρμογή των ΥΑΕ εξασκεί μια προσωρινή θετική επίδραση επί των φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους. Στα αργιλώδη εδάφη όμως, η συσσώρευση των αλάτων μπορεί να οδηγήσει στην επιδείνωση της εδαφικής δομής, ιδίως όσον αφορά στην υδραυλική αγωγιμότητα του εδάφους. Λόγω της εξαιρετικά μεταβλητής χημικής σύστασης των ΥΑΕ, οι εισροές μακροθρεπτικών στοιχείων (ιδιαίτερα φωσφόρου και καλίου) είναι μεταβλητές, αλλά να μειώσουν τις απαιτούμενες εισροές λιπασμάτων. Οι πολυφαινόλες είναι ο πιο περιοριστικός παράγοντας για τη διαδεδομένη χρήση των ΥΑΕ στη γεωργία, λόγω των αντιμικροβιακών και φυτοτοξικών επιδράσεων τους. Παρόλα αυτά οι πολυφαινόλες φαίνεται να αποικοδομούνται γρήγορα, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Όσον αφορά στη μικροχλωρίδα του εδάφους, η εφαρμογή των ΥΑΕ έχει αντικρουόμενες δράσεις. Από τη μία τονώνει την ανάπτυξη της μικροχλωρίδας μέσω του προσωρινού εμπλουτισμού με άνθρακα, αλλά από την άλλη αναστέλλει την ανάπτυξη ορισμένων μικροοργανισμών και φυτοπαθογόνων παραγότων με την προσθήκη αντιμικροβιακών ουσιών στο έδαφος. Τέλος, η εφαρμογή των ΥΑΕ φαίνεται να βελτιώνει την απόδοση πολλών καλλιεργειών, αλλά από την άλλη έχει δειχθεί ότι μπορεί να βλάψει τη βλάστηση των σπόρων. Έτσι, η εφαρμογή των μη επεξεργασμένων ΥΑΕ θα πρέπει να προηγείται της σποράς. Η έρευνα για τη γεωργική εφαρμογή επεξεργασμένων ΥΑΕ είναι πιο περιορισμένη, και αφορά κυρίως σε ΥΑΕ που έχουν επεξεργασθεί με τη μέθοδο των δεξαμενών σταθεροποίησης. Οι Cereti et al. (2004) εφάρμοσαν μικροβιολογικά επεξεργασμένα ΥΑΕ στην καλλιέργεια του σιταριού σε αργιλώδες έδαφος υπό ελεγχόμενες συνθήκες και παρατήρησαν βελτίωση της παραγωγής. Εφαρμογή ΥΑΕ, τα οποία είχαν παραμείνει σε δεξαμενή σταθεροποίησης, σε καλλιέργεια καλαμποκιού σε αμμοπηλώδες έδαφος είχε επίσης ως αποτέλεσμα την αύξηση της φυτικής παραγωγής (Moraetis et al., 2011). Η ίδια έρευνα έδειξε ότι η προσθήκη των επεξεργασμένων ΥΑΕ στο έδαφος αύξησε τα επίπεδα αζώτου, φωσφόρου και καλίου στο έδαφος. Οι Sierra et al. (2007) προσέθεσαν μεγάλες ποσότητες ΥΑΕ, τα οποία είχαν παραμείνει σε δεξαμενή σταθεροποίησης, σε αργιλοπηλώδες έδαφος όπου καλλιεργούνταν ελιές και παρατήρησαν ότι σε διάστημα έως και τέσσερις μήνες από την εφαρμογή των ΥΑΕ, αυξήθηκε η γονιμότητα του εδάφους όσον αφορά την περιεκτικότητα σε οργανική ουσία, άζωτο και φώσφορο, ενώ παράλληλα αυξήθηκε και η αλατότητα του εδάφους, καθώς και η περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες. 17

18 Σύμφωνα με έρευνα των Komnitsas & Zaharaki (2012), παρατηρήθηκε καθυστέρηση στη βλάστηση σπόρων σπανακιού και παντζαριού, αλλά και στην γενικότερη ανάπτυξη των φυτών με την εφαρμογή μεγάλων ποσοτήτων επεξεργασμένων ΥΑΕ (20 L m -2 ), με το παντζάρι να είναι πιο ευαίσθητο στην εκβλάστηση. Η ίδια έρευνα έδειξε ότι το ρη και η ηλεκτρική αγωγιμότητα του εδάφους αυξήθηκαν αρκετά, καθώς επίσης και η περιεκτικότητα του εδάφους σε οργανική ουσία, πολυφαινόλες, ολικό άζωτο, ανταλλάξιμο κάλιο και διαθέσιμο φώσφορο. Η επεξεργασία των ΥΑΕ με μεμβράνες δίνει τη δυνατότητα της ανάκτησης των συστατικών των αποβλήτων με υψηλή προστιθέμενη αξία. Επίσης, το διήθημα μπορεί να αποφαινολοποιηθεί ώστε να μειωθεί ο κίνδυνος εμφάνισης προβλημάτων φυτοτοξικότητας, και να χρησιμοποιηθεί για την υδρολίπανση καλλιεργειών. Έρευνα των Paraskeva et al. (2007) έδειξε ότι η επεξεργασία των ΥΑΕ με υπερδιήθηση, νανοδιήθηση, ή/και αντίστροφη ώσμωση παράγει διήθημα το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άρδευση. Η επεξεργασία των ΥΑΕ με μικροδιήθηση είχε ως αποτέλεσμα τον διαχωρισμό των πολυφαινολών (Petrotos et al. 2014). Σε όμοιο συμπέρασμα κατέληξαν και οι Cassano et al. (2011) με τη χρήση υπερδιήθησης, οι οποίοι συμπέραναν επιπλέον ότι το αποφαινολοποιημένο τμήμα των ΥΑΕ (κατακράτημα) θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα. Επιτυχή αποφαινολοποίηση των ΥΑΕ επιτεύχθηκε και με τη χρήση της μακροπορώδους ρητίνης XAD4 (Petrotos et al., 2013). Η μελέτη των επιδράσεων της εφαρμογής των επεξεργασμένων ΥΑΕ (με μικροδιήθηση και ρητίνες) στην καλλιέργεια αραβοσίτου αποτελεί το αντικείμενο της παρούσας έρευνας. 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 2.1 ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΟΥ Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) που χρησιμοποιήθηκαν συλλέχθηκαν από το ελαιοτριβείο «Αλεβίζος», το οποίο εδρεύει στον Πυργετό Λάρισας, σε ποσότητα περίπου 10 τόνων. Τα ΥΑΕ υπέστησαν την εξής επεξεργασία: 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 18

19 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. Περισσότερες λεπτομέρειες για τη διαδικασία επεξεργασίας των ΥΑΕ περιλαμβάνονται στις μελέτες των αντίστοιχων ΠΕ του υποέργου. Ορισμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων ΥΑΕ αναφέρονται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2. Ποιοτικά χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων ΥΑΕ που χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα αγρού της 1 ης καλλιεργητικής περιόδου. Παράμετρος Τιμή ph 4,73 Ηλεκτρική αγωγιμότητα (ms/cm) 9,91 Salinity % 8,9 Στερεό Υπόλειμμα (105 C) (%) 4,15 Ανταλλάξιμο Κάλιο (Κ) (mg/l) 1440 Διαθέσιμος Φώσφορος (Ρ) (mg/l) 1680 Αμμωνιακό άζωτο (Ν-ΝΗ 4 ) (mg/l) 86 Από εδώ και στο εξής, όπου στην μελέτη αναφέρεται ο όρος «απόβλητο» εννοείται το απόβλητο ελαιοτριβείου που έχει επεξεργαστεί με την παραπάνω αναφερόμενη διαδικασία. 2.2 ΠΕΙΡΑΜΑ ΑΓΡΟΥ Εγκατάσταση του πειραματικού Στο πλαίσιο της υλοποίησης του Πακέτου Εργασίας Π.Ε.8.8, έγινε εκτέλεση πειραμάτων για την 1 η καλλιεργητική περίοδο (2013), σε αγροτεμάχιο του Αγροκτήματος του ΤΕΙ Θεσσαλίας (Σχήμα 7). Πραγματοποιήθηκε εφαρμογή των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου στην καλλιέργεια του καλαμποκιού. Έγινε εγκατάσταση αυτοματοποιημένου συστήματος στάγδην άρδευσης εξοπλισμένου με διάταξη υδρολίπανσης για την εφαρμογή των επεξεργασμένων αποβλήτων στα καλλιεργούμενα εδάφη. 19

20 Σχήμα 7. Η θέση των πειραματικών τεμαχιδίων έχει σημανθεί με το κίτρινο ορθογώνιο. Τα πειραματικά τεμάχια επιλέχθηκαν τυχαία σε έναν χώρο 1000 m 2 του ΤΕΙ Θεσσαλίας, στον οποίο υπήρχε δυνατότητα τοποθέτησης του υδρολιπαντήρα και των λοιπών εξαρτημάτων της εφαρμογής του αποβλήτου στην καλλιέργεια. Για τον σωστό πειραματικό σχεδιασμό οι 4 μεταχειρίσεις με διαφορετικά λιπασματικά σχέδια έγιναν σε 4 πλήρως τυχαιοποιημένες επαναλήψεις. Επομένως υπήρξαν συνολικά 16 πειραματικά τεμάχια. Οι τέσσερις λιπασματικές μεταχειρίσεις που επιλέχθηκαν για το 2013 περιγράφονται αναλυτικά παρακάτω: 1. Στον μάρτυρα (Μεταχείριση 1) ο οποίος είχε δεχθεί μόνο τη συνήθη λίπανση για καλλιέργεια καλαμποκιού που εφαρμόζεται, αφού ληφθεί υπόψη η κατάσταση του εδάφους και η τρέχουσα παρουσία των ποσοτήτων σε μακροστοιχεία τα οποία έχει στη διάθεσή της η καλλιέργεια που πρόκειται να εγκατασταθεί. Η επέμβαση λοιπόν για τον μάρτυρα, περιλάμβανε την εφαρμογή λιπάσματος , σε ποσότητα 20 kg ανά στρέμμα. 2. Η δεύτερη μεταχείριση (Μεταχείριση 2) αφορούσε στην εφαρμογή 2.5 ton αποβλήτου ανά στρέμμα σε συνδυασμό με τη βασική λίπανση που είχε και ο μάρτυρας, 3. Η τρίτη μεταχείριση (Μεταχείριση 3) αφορούσε στην εφαρμογή 5.0 ton αποβλήτου ανά στρέμμα σε συνδυασμό με τη βασική λίπανση, και 20

21 4. η τελευταία μεταχείριση (Μεταχείριση 4) αφορούσε στην εφαρμογή 5.0 ton αποβλήτου ανά στρέμμα μόνο, χωρίς τη βασική λίπανση που είχε ο μάρτυρας και όλα τα άλλα τεμάχια. Οι 4 μεταχειρίσεις που περιγράφηκαν παραπάνω επαναλήφθηκαν 4 φορές (4 μεταχειρίσεις Χ 4 επαναλήψεις = 16 πειραματικά τεμάχια). 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 3. Πίνακας 3. Ποιοτικά χαρακτηριστικά του εδάφους του αγρού. Παράμετρος Τιμή Άμμος (%) 41 Ιλύς (%) 20 Άργιλος (%) 39 ph 7.3 EC (ms/cm) Οργ. Ουσία (%) 1.4 CaCO 3 (%) 1.8 Total N (%) 0.08 Διαθέσιμος P (mg/kg) 6,5 Ανταλλάξιμο K (g/kg) Ανταλλάξιμο Mg (g/kg) Η σπορά του καλαμποκιού πραγματοποιήθηκε στις 26/05/2013. Επιλέχθηκε ποικιλία γλυκού καλαμποκιού (Sweet corn Shinerock, Syngenta), με κύκλο 3 μηνών. Η πυκνότητα φύτευσης ήταν 9,4 φυτά/m 2. Η σπορά έγινε με τη σπαρτική μηχανή ΜΟΝΟSEM (Σχήμα 8). Σε κάθε πειραματικό τεμάχιο αντιστοιχούσαν 8 γραμμές. H απόσταση μεταξύ των γραμμών σποράς ήταν 70 cm, ενώ στην ίδια γραμμή η απόσταση μεταξύ 2 διαδοχικών φυτών καλαμποκιού ήταν 17 cm. Στο Σχήμα 9 φαίνεται η σπορά του καλαμποκιού. Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών πειραματικών τεμαχίων ήταν 1 m. Μετά την ολοκλήρωση της σποράς ακολούθησε άρδευση με αυτοκινούμενο αρδευτή (Σχήμα 10). Με την ανάπτυξη των φυτών επί της γραμμής, διαπιστώθηκε η ανάγκη αραίωσης (σκάλισμα), η οποία έγινε στις 18/6/2013, 19/6/2013, 20/6/2013 και 21/6/

22 Σχήμα 8. Ο χώρος του ΤΕΙ Θεσσαλίας, στον οποίο εγκαταστάθηκαν τα πειραματικά τεμάχια και η σπαρτική μηχανή (MONOSEM). Σχήμα 9. H σπορά της καλλιέργειας (Μάιος 2013). 22

23 Σχήμα 10. Πάνω: Άρδευση των πειραματικών τεμαχίων μετά τη σπορά με αυτοκινούμενο αρδευτή για τη διευκόλυνση του φυτρώματος της καλλιέργειας. Κάτω: Αραίωση των φυτών επί των γραμμών. Για να προστεθεί το απόβλητο σε κάθε μεταχείριση απαιτήθηκαν 5 εφαρμογές μεταξύ 1 Ιουλίου και 8 Αυγούστου 2013, 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. Κάθε δύο γραμμές φυτών τροφοδοτούνταν από ένα μόνο σωλήνα στάγδην άρδευσης. Το ανόργανο λίπασμα αζώτου ήταν νιτρική αμμωνία και εφαρμόστηκε χρησιμοποιώντας τη δεξαμενή λιπάσματος σε ποσότητα εφαρμογής 20 g N m -2. Όλες οι μεταχειρίσεις αρδεύτηκαν στο 100% της εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας (ET c ) καθόλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Ένας αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός στο πειραματικό πεδίο μετρούσε την ηλιακή ακτινοβολία, τη θερμοκρασία, την υγρασία, και την ταχύτητα του αέρα. Οι μετρήσεις αυτές χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς (ET o ). Η 23

24 άρδευση που εφαρμόστηκε από το σύστημα στάγδην άρδευσης προγραμματίστηκε χρησιμοποιώντας την εξατμισοδιαπνοή αναφοράς και το συντελεστή ανάπτυξης της καλλιέργειας, που βασίζεται στο στάδιο ανάπτυξης του καλαμποκιού, σύμφωνα με τη μεθοδολογία κατά FAO-56 (Allen et al., 1998). Κατά τη διάρκεια του πειράματος, το ύψος βροχής ήταν ίσο με 108 mm. Η συνολική άρδευση κατά την καλλιεργητική περίοδο ήταν 500 mm νερού, με τα 310 mm να εφαρμόζονται με το σύστημα της στάγδην άρδευσης για όλες τις μεταχειρίσεις Μετρήσεις Η έναρξη των μετρήσεων ανάπτυξης των φυτών ξεκίνησε με την φύτρωση της καλλιέργειας και εντάθηκε με την εφαρμογή των διαφορετικών μεταχειρίσεων. Συνολικά σε κάθε πειραματικό τεμάχιο μετρούνταν η ανάπτυξη 10 φυτών τα οποία επιλέχθηκαν τυχαία στις 4 κεντρικές γραμμές κάθε τεμαχίου. Πιο συγκεκριμένα, 2 φυτά από τις γραμμές Νο 3 και 6, και 3 φυτά από τις γραμμές Νο 4 και 5. Η ανάπτυξη του φυτού προσδιορίστηκε με τις εξής παραμέτρους: 1) αριθμός πλήρως αναπτυγμένων φύλλων, 2) εμφάνιση εναέριων ριζών, 3) εμφάνιση αρσενικής ταξιανθίας και 4) αριθμός καρπών ανά φυτό. Η συγκομιδή της καλλιέργειας έγινε στις 20/09/2013. Συγκομίστηκαν οι καρποί των φυτών, των οποίων είχε προηγουμένως μετρηθεί η ανάπτυξή τους. Μετρήθηκαν τα βάρη των καρπών που συγκομίστηκαν (νωπό βάρος) (Σχήμα 11). Έπειτα οι καρποί ξηράνθηκαν σε αεριζόμενο φούρνο στους 55 C μέχρι σταθερού βάρους, οπότε και προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος καρπού. Μετά την ξήρανση, οι σπόροι του καλαμποκιού χωρίστηκαν από τον υπόλοιπο καρπό και αλέστηκαν (διάμετρος οπής 2 mm). Προσδιορίστηκε το περιεχόμενο των καρπών σε πρωτεΐνη, άμυλο, τέφρα και φυτικές ίνες. Οι ποσοτικές και ποιοτικές αναλύσεις των καρπών πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Μεταποίησης Γεωργικών Προϊόντων του Τμήματος Μηχανικής Βιοσυστημάτων, ΤΕΙ Θεσσαλίας. Επίσης, μετά τη συγκομιδή λήφθηκε δείγμα εδάφους από κάθε πειραματικό τεμάχιο, το οποίο και αναλύθηκε για τις εξής παραμέτρους: 1) ρη, 2) EC, 3) οργανική ουσία, 4) περιεχόμενο ολικό άζωτο, 5) νιτρικό άζωτο, 6) αμμωνιακό άζωτο, 7) ανταλλάξιμο κάλιο, 8) ανταλλάξιμο ασβέστιο, 9) ανταλλάξιμο νάτριο, 10) ανταλλάξιμο μαγνήσιο, και 11) αφομοιώσιμος φώσφορος, προκειμένου να προσδιοριστεί η επίδραση της υδρολίπανσης στην ποιότητα του εδάφους. 24

25 Σχήμα 11. Δειγματοληψία των καρπών στον αγρό (πάνω). Μέτρηση νωπού βάρους καρπών στο εργαστήριο (κάτω). 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.1 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΣΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ανάπτυξη του καλαμποκιού Κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο (2013), η ανάπτυξη του καλαμποκιού δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις διάφορες μεταχειρίσεις. Η επίδραση της υδρολίπανσης στην ανάπτυξη του καλαμποκιού όπως προσδιορίστηκε με τη μέτρηση του αριθμού των πλήρως αναπτυγμένων φύλλων των φυτών παρουσιάζεται στο Σχήμα 12 για τις διάφορες μεταχειρίσεις. Μετά τη 12 η εβδομάδα από τη σπορά, ο αριθμός των πλήρως αναπτυγμένων φύλλων παρέμεινε σταθερός. Ήδη κατά τη 10 η εβδομάδα από τη σπορά τα φυτά είχαν αναπτύξει πλήρως την αρσενική ταξιανθία και εναέριες ρίζες, χωρίς να φαίνεται να επηρεάζονται από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις. Οι σπάδικες εμφανίστηκαν στα φυτά από την 10 η εβδομάδα. Στα περισσότερα φυτά υπήρχε τουλάχιστον ένας σπάδικας, ενώ υπήρχαν και λίγα φυτά με έως και 3 σπάδικες. Συνήθως ένας σπάδικας ήταν καλά αναπτυγμένος, ενώ οι υπόλοιποι αν υπήρχαν, ήταν μικρότεροι. Παρά την εμφάνιση περισσοτέρων του ενός σπαδίκων σε ορισμένα φυτά, στην πλειονότητα των περιπτώσεων γονιμοποιήθηκε μόνο ένας 25

26 σπάδικας ανά φυτό, για αυτό και στην συγκομιδή ο μέσος αριθμός καρπών ανά φυτό είναι 0,91, καθώς υπήρχαν και φυτά χωρίς κανένα καρπό. Οι διαφορετικές μεταχειρίσεις δεν φαίνεται να επηρέασαν τον αριθμό των καρπών ανά φυτό (Σχήμα 13). Σχήμα 12. Αριθμός πλήρως αναπτυγμένων φύλλων ανά μεταχείριση κατά την περίοδο από 24/7/2013 έως και 20/8/2013. Σχήμα 13. Αριθμός καρπών ανά φυτό για κάθε μεταχείριση στις 20/9/2013 (συγκομιδή) Συγκομιδή Η επίδραση των τεσσάρων μεταχειρίσεων στην παραγωγή παρουσιάζεται στο Σχήμα 14, ως νωπό και ξηρό βάρος του καρπού του καλαμποκιού. Όπως φαίνεται και από στο Σχήμα 14, η περιεχόμενη υγρασία των καρπών δεν επηρεάστηκε από 26

27 τις διαφορετικές μεταχειρίσεις. Στο Σχήμα 15 παρουσιάζεται η μέση απόδοση της καλλιέργειας σε ξηρή ουσία για κάθε μεταχείριση. Σχήμα 14. Νωπό και ξηρό βάρος καρπού καλαμποκιού ανά μεταχείριση. Σχήμα 15. Απόδοση της καλλιέργειας σε καρπό, εκφρασμένη ως ξηρή ουσία, σε kg ανά στρέμμα για κάθε μεταχείριση. Από τα Σχήματα 14 και 15 φαίνεται ότι η υδρολίπανση με το επεξεργασμένο απόβλητο ελαιοτριβείου κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο του καλαμποκιού δεν επηρέασε σημαντικά την απόδοση της καλλιέργειας, αν και υπάρχει μια τάση 27

28 για μεγαλύτερη απόδοση με την εφαρμογή του αποβλήτου. Λαμβάνοντας υπόψη για παράδειγμα, την απόδοση σε ξηρή ουσία της καλλιέργειας (Σχήμα 15), η μικρότερη απόδοση μετρήθηκε για τη μεταχείριση της εφαρμογής 2,5 τόνων απόβλητου σε συνδυασμό με την προσθήκη του ανόργανου λιπάσματος αζώτου (νιτρική αμμωνία), ενώ η μεγαλύτερη για την εφαρμογή μόνο του αποβλήτου σε ποσότητα 5 τόνων. Η διαφορά των δύο τιμών είναι της τάξης του 11-12%. Η επίδραση των διαφόρων μεταχειρίσεων ενδεχομένως να είναι πιο εμφανής την δεύτερη καλλιεργητική περίοδο. Σε κάθε περίπτωση, τα αποτελέσματα της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου σαφώς αποκλείουν το ενδεχόμενο φυτοτοξικών επιδράσεων λόγω της εφαρμογής του αποβλήτου. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι η απόδοση του καλαμποκιού φαίνεται να είναι μεγαλύτερη στην περίπτωση της εφαρμογής των 5 τόνων απόβλητου ανά στρέμμα σε σχέση με την προσθήκη μόνο του ανόργανου λιπάσματος αζώτου, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει ενδεχόμενο για την πλήρη αντικατάσταση του ανόργανου λιπάσματος από το απόβλητο. Επιπλέον, αν λάβει κανείς υπόψη το γεγονός ότι στην περίπτωση της εφαρμογής των 5 τόνων απόβλητου το στρέμμα, η προσθήκη της νιτρικής αμμωνίας δεν αύξησε την παραγωγή, αλλά η απόδοση της καλλιέργειας ήταν σχεδόν ίδια, φαίνεται ότι οι ανάγκες της καλλιέργειας σε άζωτο είχαν καλυφθεί από την εφαρμογή του αποβλήτου και η προσθήκη του ανόργανου λιπάσματος πιθανώς να ήταν περιττή. Η προσθήκη λιπάσματος καθ υπέρβαση των αναγκών της καλλιέργειας σε θρεπτικά, συνεπάγεται ρύπανση του περιβάλλοντος, αλλά και οικονομικές απώλειες για τους αγρότες. Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι η παραγωγή των καρπών κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο επηρεάστηκε από την προσβολή της καλλιέργειας από το σκουλήκι του καλαμποκιού (Ostrinia nubilalis). Ενδεικτικές φωτογραφίες της προσβολής παρουσιάζονται στο Σχήμα 16. Η προσβολή ήταν καθολική σε όλο το πείραμα κατά τον μήνα Αύγουστο, αλλά ευτυχώς δεν ήταν τόσο εκτεταμένη ώστε να καταστρέψει την καλλιέργεια. Πιθανώς όμως η απόδοση να είναι μειωμένη, ενδεχόμενο που θα αξιολογηθεί σε σύγκριση με τα αποτελέσματα της δεύτερης καλλιεργητικής περιόδου. 28

29 Σχήμα 16. Ενδεικτικές φωτογραφίες προσβολής της καλλιέργειας από το σκουλήκι του καλαμποκιού (Ostrinia nubilalis). 3.2 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Η ποιότητα του καρπού επηρεάστηκε από την εφαρμογή του απόβλητου. Στα Σχήματα 17, 18 και 19 που ακολουθούν παρουσιάζεται η επί τοις εκτατό (%) περιεκτικότητα των σπόρων του καρπού σε πρωτεΐνη και τέφρα, άμυλο, και φυτικές ίνες, αντίστοιχα. Σχήμα 17. Περιεκτικότητα των σπόρων του καρπού καλαμποκιού σε πρωτεΐνη και τέφρα για κάθε μεταχείριση. 29

30 Σχήμα 18. Περιεκτικότητα των σπόρων του καρπού καλαμποκιού σε άμυλο για κάθε μεταχείριση. Σχήμα 19. Περιεκτικότητα των σπόρων του καρπού καλαμποκιού σε φυτικές ίνες για κάθε μεταχείριση. Η περιεκτικότητα των σπόρων σε φυτικές ίνες δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες και τέφρα φαίνεται αυξημένη για τη μεταχείριση που συνδυάζει την εφαρμογή 2,5 τόνων αποβλήτου και 200 kg N ανά στρέμμα, ενώ αντίθετα για την ίδια μεταχείριση φαίνεται μειωμένη η περιεκτικότητα σε άμυλο. Η εφαρμογή μόνο 5 τόνων αποβλήτου οδήγησε σε αυξημένη περιεκτικότητα αμύλου, αλλά μειωμένη περιεκτικότητα πρωτεΐνης και τέφρας. Γενικά, αυτή η διαφορετική ανταπόκριση της περιεκτικότητας των σπόρων του καρπού σε άμυλο, σε σχέση με την περιεκτικότητα 30

31 σε πρωτεΐνη και τέφρα έχει βρεθεί και σε άλλες ερευνητικές εργασίες (Uribelarrea et al., 2004; Riedell, 2014). Η περιεκτικότητα των σπόρων του καλαμποκιού σε άμυλο διαφοροποιείται στις τέσσερις μεταχειρίσεις κατά την ίδιο τρόπο όπως και η απόδοση της καλλιέργειας. Δηλαδή, η μέγιστη περιεκτικότητα σε άμυλο αντιστοιχεί στην εφαρμογή των 5 τόνων απόβλητου, όπως και η απόδοση, ενώ η ελάχιστη περιεκτικότητα σε άμυλο αντιστοιχεί στην εφαρμογή των 2,5 τόνων απόβλητου με την προσθήκη της νιτρικής αμμωνίας, όπως και η απόδοση. Επομένως η απόδοση της καλλιέργειας σε άμυλο (σε kg ανά στρέμμα) είναι μεγαλύτερη για την μεταχείριση με μόνο το απόβλητο. Από την άλλη, η περιεκτικότητα των σπόρων του καλαμποκιού σε πρωτεΐνη και τέφρα, διαφοροποιείται στις τέσσερις μεταχειρίσεις κατά αντίθετο τρόπο από την απόδοση της καλλιέργειας, με αποτέλεσμα πιθανόν η επίδραση των διαφόρων μεταχειρίσεων στην απόδοση της καλλιέργειας σε πρωτεΐνη και τέφρα (σε kg ανά στρέμμα) να είναι περιορισμένη. Κατά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο θα προσδιοριστεί επιπλέον η απόδοση της καλλιέργειας σε σπόρο καλαμποκιού, ώστε να μπορέσουμε να έχουμε πιο σαφή εικόνα όσον αφορά στην επίδραση των μεταχειρίσεων στην ποιότητα της καλλιέργειας. 3.3 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΥΔΡΟΛΙΠΑΝΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Η επίδραση της εφαρμογής του αποβλήτου στην ποιότητα του εδάφους απεικονίζεται στα Σχήματα 20 και 21 που ακολουθούν. Όπως φαίνεται, το απόβλητο, ή/και η ανόργανη λίπανση (νιτρική αμμωνία), δεν φαίνεται να έχουν επηρεάσει με σαφή τρόπο την ποιότητα του εδάφους. Οι διαφορές που παρουσιάζονται στα Σχήματα 20 και 21 δεν δείχνουν κάποια τάση για βελτίωση της ποιότητας του εδάφους λόγω της εφαρμογής κάποιας εκ των μεταχειρίσεων. Η οργανική ουσία του εδάφους ήταν παραπλήσια για όλες τις μεταχειρίσεις. Ενδεχομένως η επίδραση των διαφορετικών μεταχειρίσεων στην ποιότητα του εδάφους να είναι πιο εμφανής μετά τη δεύτερη καλλιεργητική περίοδο. 31

32 Σχήμα 20. Ποιοτικές παράμετροι του εδάφους στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου για την κάθε μεταχείριση: ολικό άζωτο (Total N), αμμωνιακό άζωτο (NH 4 -N), νιτρικό άζωτο (NO 3 -N), ασβέστιο (Ca), μαγνήσιο (Mg), νάτριο (Na), φώσφορος (Ρ) και κάλιο (Κ). 32

33 Σχήμα 20. Ποιοτικές παράμετροι του εδάφους στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου για την κάθε μεταχείριση: ρη (αριστερά), και EC (δεξιά). [5+Ν: εφαρμογή 5 τόνων αποβλήτου και 200 kg N ανά στρέμμα, 2,5+Ν: εφαρμογή 2,5 τόνων αποβλήτου και 200 kg N ανά στρέμμα, 5: εφαρμογή 5 τόνων αποβλήτου ανά στρέμμα, και Ν: εφαρμογή 200 kg N ανά στρέμμα] 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Κατά την πρώτη καλλιεργητική περίοδο (2013), η ανάπτυξη του καλαμποκιού δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις διαφορετικές μεταχειρίσεις που χρησιμοποιήθηκαν (σαφέστερη εικόνα θα λάβουμε με τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων της πρώτης καλλιεργητικής περιόδου 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 είναι ότι υπό τις συνθήκες της παρούσας 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 33