f ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΝΙΑΣ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ, & ΑΓΡΤΙΚΥ ΠΕΡΙΒΜΑ^ΤΣ Αριθμ Πρωτκ - Hiiep iiw>ti --------Ό 3. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΛΗ ΓΕΩΠΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΝΙΑΣ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ & ΑΓΡΤΙΚΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΝΤΣ Πτυχιακή διατριβή «Καταγραφή φυσικών και χημικών ιδιτήτων ΤΤεδαφών της Ελλάδας» ΑΘΑΝΑΣΙΑΑΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ Βόλς 2013 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Πανεπιστήμι Θεσσαλίας ΒΙΒΛΙΘΗΚΗ & ΚΕΝΤΡ ΠΛΗΡΦΡΗΣΗΣ Ειλικη Συλλγή «Γκρίζα Βιβλιγ ραφια» Αριθ. Εισ.: 12209/1 Ημερ. Εισ.: 12/12/2013 Δωρεά: Συγγραφέα Ταξιθετικός Κωδικός: ΠΤ-ΦΠΑΠ 2013 ΑΘΑ Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Περίληψη «Καταγραφή φυσικών και χημικών ιδιτήτων 73 εδαφών της Ελλάδας» Analysis f physical and chemical prperties f 73 sil samples frm Greece Στα πλαίσια της παρύσας εργασίας αναλύθηκαν εργαστηριακά 73 δείγματα εδάφυς από την περιχή τυ Έβρυ και τα πρωτγενή απτελέσματα των αναλύσεων εφαρμόστηκαν σε τρία διαφρετικά εδαφλγικά μντέλα για τη διεξαγωγή συμβυλών λίπανσης ως πρς τα στιχεία Ν, Ρ, Κ στις καλλιέργειες σιταριύ και καλαμπκιύ. Στη συνέχεια πραγματπιήθηκε σύγκριση τυ μντέλυ Ν-WHELM σε σχέση με τ άλλα δύ μντέλα (Alberta και Dakta) ως πρς την συμβατότητα των απτελεσμάτων και η ύπαρξη της συσχέτισης τυ παραπάνω μντέλυ με τις εδαφικές ιδιότητες πυ κατεγράφησαν στ εργαστήρι. Συγκεκριμένα, για κάθε έδαφς αναλύθηκε τ ph, η ργανική υσία, η μηχανική σύσταση και τ ανθρακικό ασβέστι. Τα πρωτγενή απτελέσματα εφαρμόστηκαν στα τρία μντέλα ξεχωριστά όπυ και κατεγράφησαν τα απτελέσματα ως πρς τις συμβυλές λίπανσης Ν, Ρ, Κ, για κάθε καλλιέργεια. Τέλς πραγματπιήθηκε στατιστική ανάλυση των απτελεσμάτων σχετικά με την εκτίμηση της ρθότητας των πρωτγενών εργαστηριακών δεδμένων και την σύγκριση των απτελεσμάτων πυ πρήλθαν από τα τρία μντέλα σχετικά μα τις συμβυλές λίπανσης. Παρατηρήθηκε ότι τ Ν-WHELM, ως πρς την καλλιέργεια τυ σιταριύ πρόβλεψε ικανπιητικά τις δόσεις Ν και Ρ, καθώς δεν είχε καμία σημαντική διαφρά σε σχέση με τα άλλα δύ μντέλα. Ωστόσ εμφανίστηκε διαφρά ανάμεσα στα μντέλα ως πρς τη συμβυλή λίπανσης τυ Κ. Επιπρόσθετα σχετικά με την καλλιέργεια τυ καλαμπκιύ σημειώθηκαν διαφρές ως πρς τις συμβυλές λίπανσης Ν, Ρ και Κ. Για την περαιτέρω σύγκριση των μντέλων έγινε και απλές συσχετίσεις μεταξύ των συμβυλών λίπανσης πυ πρέκυψαν από τα μντέλα N-WHELM, Alberta και Dakta για τ καλαμπόκι και τ σιτάρι, ι πίες επιβεβαίωσαν την εξαιρετική συμφωνία των δύ μντέλων. ι συμβυλές λίπανσης τυ N-WEIELM ήταν κατά μέσ όρ κατά πλύ χαμηλότερες από τις «τιμές βάσης» για τ Ν, γεγνός πυ δηγεί στην εξικνόμηση πόρων και για τα περισσότερα εδάφη δεν υπάρχει ανάγκη πρσθήκης Ρ και Κ σε αυτά λόγω της υπλειμματικότητας των στιχείων. ιι Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Πτυχιακή διατριβή πυ παραδόθηκε στ Τμήμα Γεωπνίας Φυτικής Παραγωγής και Αγρτικύ Περιβάλλντς τυ Πανεπιστημίυ Θεσσαλίας ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΠΗ Αντωνιάδης Βασίλεις Δημήρκυ Ανθύλα Δαναλάτς Νικόλας Λέκτρας Επιβλέπων Καθηγήτρια Μέλς Καθηγητης Μέλς Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Αφιερώνεται Στν συννόματ και πλυαγαπημέν μυ παππύ, Αναστάσι, για τις όμρφες παιδικές μνήμες πυ μυ χάρισε. Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Ευχαριστίες Η παρύσα διπλωματική εργασία έχει τίτλ «Καταγραφή φυσικών και χημικών ιδιτήτων 73 εδαφών της Ελλάδας» και εκπνήθηκε στα πλαίσια των πρπτυχιακών σπυδών τυ τμήματς Γεωπνίας Φυτικής Παραγωγής και Αγρτικύ Περιβάλλντς τυ Πανεπιστημίυ Θεσσαλίας. Κατ αρχάς θα ήθελα να ευχαριστήσω τν εισηγητή μυ κ. Αντωνιάδη Βασίλει, Λέκτρα Τμήματς Γεωπνίας Φυτικής Παραγωγής Και Αγρτικύ Περιβάλλντς Πανεπιστημίυ Θεσσαλίας για την πλύτιμη πρσφρά γνώσεων και εμπειριών τυ κατά την εκπόνηση αυτής της εργασίας. Επίσης, τα υπόλιπα μέλη της εξεταστικής επιτρπής, κ. Ανθύλα Δημήρκυ, Καθηγήτρια Τμήματς Γεωπνίας Φυτικής Παραγωγής Και Αγρτικύ Περιβάλλντς Πανεπιστημίυ Θεσσαλίας και τν κ. Νικόλα Δαναλάτ, Καθηγητή Τμήματς Γεωπνίας Φυτικής Παραγωγής Και Αγρτικύ Περιβάλλντς Πανεπιστημίυ Θεσσαλίας, για τη συμμετχή και την κριτική ανάγνωση της παρύσας εργασίας. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την υπψήφια διδάκτρα Εύα Μπρόζυ για την πλύτιμη βήθεια και την συμπαράστασή της κατά την διάρκεια της συνεργασίας μας αλλά και με τ πέρας αυτής. Επιπρσθέτως θα ήθελα να ευχαριστήσω τυς αγρότες της περιχής τυ Έβρυ, χωρίς την συνεργασία των πίων δεν θα ήταν δυνατή η λκλήρωση της διαδικασίας της συλλγής εδαφικών δειγμάτων από την περιχή. Ένα, ιδιαίτερα, μεγάλ ευχαριστώ στυς φίλυς μυ Πέτρ και Βασιλεία, πυ μυ έδειξαν αμέριστη συμπαράσταση και πλύτιμη βήθεια κατά την εκπόνηση της εργασίας μυ και πυ βρέθηκαν πλάι μυ σε όλη την διάρκεια των φιτητικών μυ χρόνων. Ωστόσ δεν θα ήθελα να παραλείψω να ευχαριστήσω τυς φίλυς, εκείνυς, πυ ήταν δίπλα μυ κατά τη διάρκεια της φιτητικής μυ ζωής, πυ μιραστήκαμε τις αγωνίες και τις χαρές μας. Τέλς, ευχαριστώ περισσότερ από όλυς τυς γνείς μυ, Θεόδωρ και Γενβέφα, για την συμπαράσταση τυς, την κατανόηση τυς και την υπμνή τυς σε όλη τη διάρκεια της ζωής μυ και ιδιαίτερα στις δύσκλες στιγμές. Είμαι ιδιαίτερα ευγνώμων για όσα μυ έχυν πρσφέρει όλα αυτά τα χρόνια και σίγυρα σε αυτύς χρωστάω τα πάντα. Θα ήθελα να τυς ευχαριστήσω για όλες τις θυσίες πυ έχυν κάνει ώστε να μυ δώσυν την δυνατότητα να σπυδάσω την γεωπνική επιστήμη. ν Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Πίνακας περιεχμένων Κεφάλαι 1: Εισαγωγή 1 1.1 Αζωτ 1 1.1.1. κύκλς τυ αζώτυ 1 1.1.2. Διαθέσιμες μρφές αζώτυ 2 1.1.3. ρόλς τυ αζώτυ στη θρέψη των φυτών 3 1.2 Φώσφρς 4 1.2.1. κύκλς τυ φωσφόρυ 4 1.2.3. ρόλς τυ φωσφόρυ στη θρέψη των φυτών 5 1.3 Κάλι 6 1.3.1. κύκλς τυ καλίυ 6 1.3.2. Δέσμευση καλίυ 7 1.3.3. Διαθέσιμες μρφές καλίυ 7 1.3.4. ρόλς τυ καλίυ στη θρέψη των φυτών 9 1.4 Λίπανση 10 1.4.1. Σημασία της λίπανσης 10 1.4.2. Αρχές λίπανσης 11 1.4.3. ρθές λιπαντικές πρακτικές 13 1.4.3.1. Απτελεσματικότητα λίπανσης 14 1.4.3.2. Επχή λίπανσης 14 1.4.4. Η κατάσταση στην Ελλάδα 14 1.4.5. Σκπί της εργασίας 15 Κεφάλαι 2: Υλικά και μέθδι 16 2.1. Πρωτγενή δεδμένα 16 2.1.1. Συλλγή και κατεργασία δειγμάτων 16 2.1.2. ph 16 2.1.3. ργανική υσία 17 2.1.4. Μηχανική σύσταση 17 2.1.5. Ανταλλάξιμ κάλι 18 2.1.6. Φώσφρς εκχυλισμένς κατά lsen 19 2.1.7. Ανθρακικό ασβέστι 20 νι Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
2.2. Δευτεργενή δεδμένα 20 2.2.1. Περιγραφή τυ μντέλυ Ν-WHELM 20 2.2.2. Περιγραφή τυ μντέλυ Alberta 21 2.2.3. Περιγραφή τυ μντέλυ Dakta 21 2.2.4. Στατιστική ανάλυση δεδμένων 21 Κεφάλαι 3: Απτελέσματα και Συζήτηση 23 3.1. Ανάπτυξη τυ μντέλυ N-WHELM 23 3.1.1. Υπλγισμός αζώτυ 23 3.1.2. Υπλγισμός φωσφόρυ 26 3.1.3. Υ πλγισμός καλίυ 3 0 3.2. Σύγκριση μντέλων 31 3.3. Συμπεράσματα 35 Βιβλιγραφία 68 Λίστα Σχημάτων Συμβυλές λίπανσης αζώτυ, φωσφόρυ και καλίυ για τα 73 Σχήμα 1. εδάφη σύμφωνα με τα μντέλα N-WHELM, Alberta και Dakta, 36 στις καλλιέργειες καλαμπκιύ και σιταριύ νίί Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Παράρτημα Πίνακας 1 Πίνακας 2 Πίνακας 3. Πίνακας 4 Πίνακας 5 Πίνακας 6 Πίνακας 7 Πίνακας 8 Πίνακας 9 Πίνακας 10 Πίνακας 11 Πίνακας 12 Πίνακας 13 Πίνακας 14 Στιχεία πρέλευσης των 73 εδαφικών δειγμάτων Ιδιότητες των 73 εδαφών για τις παραμέτρυς πυ αναλύθηκαν Η ελάχιστη και μέγιστη τιμή, η τυπική απόκλιση, μέσς όρς και γεωμετρικός μέσς των 10 παραμέτρων των 73 εδαφών Πρτάσεις για την αζωτύχ λίπανση σε σχέση με τις παραμέτρυς τυ μντέλυ N-WHELM Συγκεντρωτικά απτελέσματα των εδαφών ως πρς τν φώσφρ. Συγκεντρωτικά απτελέσματα των εδαφών ως πρς τ κάλι. Συμβυλή λίπανσης για την καλλιέργεια τυ καλαμπκιύ για τα 73 εδάφη, για τ Ν, Ρ25 και Κ20 σύμφωνα με τα μντέλα Ν-WHELM και τα άλλα μντέλα (Alberta και Dakta). Συμβυλή λίπανσης για την καλλιέργεια τυ σιταριύ για τα 73 εδάφη, για τ Ν, Ρ25 και Κ2 σύμφωνα με τα μντέλα Ν- WHELM και Dakta. Απλή συσχέτιση όσν αφρά τ Ν για την καλλιέργεια τυ καλαμπκιύ, τυ σιταριύ σύμφωνα με τ μντέλ Ν- WHELM και Alberta Πλλαπλές συσχετίσεις όσν αφρά τ Ρ για την καλλιέργεια τυ καλαμπκιύ σύμφωνα με τα μντέλα Ν-WHELM και Dakta. Πλλαπλές συσχετίσεις όσν αφρά τ Κ για την καλλιέργεια τυ καλαμπκιύ σύμφωνα με τα μντέλα Ν-WHELM και Dakta. Απλή συσχέτιση μεταξύ των μντέλων Ν-WHELM και Alberta ως πρς τις συμβυλές λίπανσης τυ Ν. Απλή συσχέτιση μεταξύ των μντέλων Ν-WHELM και Dakta ως πρς τις συμβυλές λίπανσης τυ Ρ. Απλή συσχέτιση μεταξύ των μντέλων Ν-WHELM και Dakta ως πρς τις συμβυλές λίπανσης τυ Κ. 37 40 43 44 47 50 53 56 59 61 63 65 66 67 viii Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Κεφάλαι 1: Εισαγωγή 1.1. Άζωτ 1.1.1. κύκλς τυ αζώτυ Κύκλς τυ αζώτυ νμάζεται η κυκλική μεταφρά τυ αζώτυ από την ατμόσφαιρα στυς ιστύς των φυτών και των ζώων. Μέσω τυ κύκλυ τυ αζώτυ επιτυγχάνεται η διαδικασία μετατρπής τυ μριακύ αζώτυ της ατμόσφαιρας σε ανόργανη μρφή, κυρίως αμμωνιακή και νιτρική, για να μπρέσει να δεσμευτεί και να χρησιμπιηθεί στις βιλγικές διαδικασίες. Τα απθέματα τυ αζώτυ βρίσκνται σε μέγιστ πσστό στην ατμόσφαιρα, ωστόσ, η κύρια πηγή αζώτυ για τυς αυτότρφυς ργανισμύς είναι ι ανόργανες μρφές τυ εδάφυς και τυ νερύ. Η βιλγική δέσμευση τυ αδρανύς ατμσφαιρικύ Ν (με μρφή Λ^) γίνεται από ργανισμύς πυ είναι είτε συμβιωτικί είτε μη συμβιωτικί και περιέχυν τα ένζυμα νιτργενάση και υδργενάση. Τα φυτά δεσμεύυν με τη βήθεια μικρργανισμών Ν σε ανόργανη μρφή. Τ πρσλαμβανόμεν από τυς ργανισμύς ανόργαν άζωτ, ενσωματώνεται στις ργανικές ενώσεις εντός των ργανισμών και συμμετέχει στις διεργασίες τυ μεταβλισμύ. Επανέρχεται στ αβιτικό περιβάλλν είτε ως παραπρϊόν τυ μεταβλισμύ είτε ως ργανική υσία νεκρών ργανισμών ή τμημάτων ργανισμών. Πλλί ετερότρφι ργανισμί πυ βρίσκνται στ έδαφς ή στ νερό χρησιμπιύν αυτό τ πλύσι σε άζωτ ργανικό υπόστρωμα και τ μετατρέπυν στην ανόργανη αμμωνιακή μρφή. Η διεργασία αυτή νμάζεται ανργανπίηση. Στ έδαφς ή στ νερό η ανόργανη αμμωνιακή μρφή μετατρέπεται σε νιτρική. Η διαδικασία η πία νμάζεται νιτρπίηση, γίνεται από εξειδικευμένυς ργανισμύς και συμβαίνει σε δύ φάσεις: τη μετατρπή της αμμωνιακής μρφής σε νιτρώδη ~, με τη δράση τυ βακτηρίυ Nitrsmnas και τη μετατρπή της νιτρώδυς ρίζας σε νιτρική λ,ηζ ν^3 με τη δράση τυ βακτηρίυ Nitrbacter. Η συνλική αντίδραση νιτρπίησης αμμωνιακύ Ν γράφεται: Λ /ί4 + 20- λ03 + ΣΗ* + Η-0 ι ργανισμί ι πίι πρκαλύν τη νιτρπίηση είναι χημεισυνθετικί αυτότρφι και χρησιμπιύν την ενέργεια της ξείδωσης. Τα νιτρικά ιόντα μπρύν να χρησιμπιηθύν από όλα τα φυτά αμέσως. 1 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Για τα νιτρικά άλατα πυ παραμένυν στ έδαφς υπάρχει και η δός της απνιτρπίησης σε ξείδια τυ αζώτυ Νχ (χ=0,5,1 και 2) και τελικά σε Λ^. Η απνιτρπίηση πραγματπιείται με τη βήθεια βακτηρίων, π.χ. τυ γένυς Pseudmnas κυρίως σε αναερόβιες συνθήκες. ργανικό άζωτ μικρργανισμί αωνιπιηση Δέσμευση Ηλεκτρικές εκκενώσεις Ατμόσφαιρα Ν2, ΝΗ3 Νχ: Αντιδράσεις' διάλυσης Εξαέρωση Απνιτρπίηση Απνιτρπίηση Νιτρπίηση «Ιιτρπιηση (Tchbanglus and Schreder, 1985 U.S. Envirnmental Prtect Agency, 1994) Εικόνα 1. Απεικόνιση τυ κύκλυ τυ αζώτυ. 1.1.2. Διαθέσιμες μρφές αζώτυ Τ άζωτ εμφανίζεται σε ανόργανη και ργανική μρφή στ έδαφς. ι ανόργανες μρφές τυ αζώτυ τυ εδάφυς περιλαμβάνυν τα αέρια: μριακό άζωτ (Λ^), υπξείδι αζώτυ (Λ^), μνξείδι αζώτυ (N), διξείδι αζώτυ (N2), αμμωνία (NHs) και τα ιόντα: νιτρικό (Α*03 ); νιτρώδες ( ν 2 ) και αμμώνι Η/). Τα τρία πρώτα ξείδια βρίσκνται σε πλύ μικρές πσότητες στν εδαφικό αέρα. Τ ιόν βρίσκεται τόσ στ εδαφικό διάλυμα, όσ και ως ανταλλάξιμ ή δεσμευμέν ιόν στα εδαφικά κλλειδή. Τα νιτρικά και νιτρώδη ιόντα υπάρχυν στ εδαφικό διάλυμα, καθώς και στ σώμα των φυτών όπυ ταχέως ανάγνται σε 2 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Ως πρς τη γνιμότητας τυ εδάφυς, τα ιόντα Λ Ή» και ν ^3 είναι τα πι σπυδαία. Παράγνται από την απσύνθεση (ανργανπίηση) της ργανικής υσίας τυ εδάφυς) ή πρστίθενται με αζωτύχα λιπάσματα. ι δύ αυτές μρφές αζώτυ απτελύν συνήθως τ 2-3% τυ λικύ αζώτυ τυ εδάφυς. Τα αέρια απτελύν μρφές αζώτυ πυ χάννται με την απνιτρπίηση. Ως πρς την ργανική μρφή τυ αζώτυ τυ εδάφυς, τ άζωτ υπάρχει με τη μρφή των πρωτεϊνών, αμινξέων και άλλων πλύπλκων αζωτύχων ενώσεων. Η αναλγία τυ λικύ εδαφικύ εδαφικύ αζώτυ σε αυτά τα διάφρα κλάσματα είναι: αμινξέα 20-40%, αμινσάκχαρα 5-10% και παράγωγα πυρίνης και πυριμιδίνης 1% ή λιγότερ. Ελάχιστα είναι γνωστά για τη χημική φύση τυ υπόλιπυ 50% τυ ργανικύ αζώτυ, πυ δεν υπάρχει στα κλάσματα αυτά, καθώς δύσκλες ταυτπιήσιμες χυμικές ενώσεις. 1.1.3. ρόλς τυ αζώτυ στη θρέψη των φυτών Τ άζωτ απτελεί ένα από τα σπυδαιότερα στιχεία για τυς φυτικύς ργανισμύς και είναι τ τέταρτ σε περιεκτικότητα στιχεί στα φυτά μετά τ C, Η και. Είναι απαραίτητ για τν σχηματισμό αμινξέων, πρωτεϊνών και πλλών άλλων ργανικών ενώσεων πυ απτελύν τ 40-50% της ξηράς υσίας τυ πρωτπλάσματς. Τ ίδι τ Ν απτελεί τ 0,5-4% των φυτών, συνεπώς τ άζωτ είναι απαραίτητ για τη φυσιλγική λειτυργία τυ φυτύ επειδή είναι: α) συστατικό της χλωρφύλλης β) συστατικό των αμινξέων (δηλαδή των πρωτεϊνών), γ) απαραίτητ στ μεταβλισμό των υδατανθράκων (σάκχαρα), δ) συστατικό πλλών ενζύμων, ε) υπβηθάει την πρόληψη άλλων θρεπτικών στιχείων και στ) διεγείρει την ανάπτυξη και τη λειτυργία των ριζών των φυτών. ι αζωτύχες ενώσεις μεταφέρνται στα σημεία όπυ τα φυτό παρυσιάζει έντνη κυτταρδιαίρεση και αυτός είναι και λόγς πυ τα συμπτώματα έλλειψης τυ αζώτυ παρατηρύνται στα παλαιότερα φύλλα των φυτών και σχεδόν πάντα στις κρυφές των βλαστών. Συγκεκριμένα, η τρφπενία αζώτυ χαρακτηρίζεται από άτυπες χλωρώσεις και κιτρινίσματα, στα κατώτερα φύλλα. Χαρακτηριστικά επίσης συμπτώματα της τρφπενίας αζώτυ είναι τα κιτρινίσματα στις νευρώσεις των φύλλων και η καχεκτική ανάπτυξη των βλαστών. ι μεγάλες πσότητες αζώτυ στ φυτό δεν είναι τξικές, εκτός αν χρηγηθεί διαλυτό άλας τυ στιχείυ σε μεγάλη συγκέντρωση κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδυ. Τέλς η υπερβλική αζωτύχς λίπανση ενδέχεται να επιτείνει τα συμπτώματα άλλων τρφπενιών, όπως για παράδειγμα της τρφπενίας καλίυ. 3 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
1.2. Φώσφρς 1.2.1. κύκλς τυ φωσφόρυ Εικόνα 2. Σχηματική αναπαράσταση τυ κύκλυ τυ φωσφόρυ στ έδαφς. Στ έδαφς φώσφρς συναντάται σε διάφρες μρφές. Μπρεί να είναι μέρς ργανικών ή ανόργανων ενώσεων. Επιπλέν, η σύσταση των χημικών ενώσεων πυ περιέχυν φώσφρ αλλάζει στ έδαφς. Η διαθέσιμτητα τυ εδαφικύ φωσφόρυ στα φυτά εξαρτάται από τις αντιδράσεις των διαφρετικών χημικών μρφών τυ φωσφόρυ στ έδαφς. Η εισρή φωσφόρυ στ έδαφς γίνεται κατά κύρι λόγ από την εφαρμγή φωσφρικών λιπασμάτων και ργανικών πηγών ι πίες περιέχυν φώσφρ, όπως η κπριά. Μικρότερες πσότητες μπρύν να πρστεθύν λόγω της απόθεσης από την ατμόσφαιρα και της διεργασίας της ιζηματγένεσης. εδαφικός φώσφρς μπρεί να κατηγριπιηθεί σε τρεις μρφές: διαλυτός ασταθής και σταθερός φώσφρς. Σε γενικές γραμμές κύκλς τυ φωσφόρυ μπρεί να απλπιηθεί στην εξής σχέση: Διαλυτός φώσφρς, ασταθής φώσφρς και σταθερός φώσφρς. Η κατηγρία τυ διαλυτύ φωσφόρυ καταλαμβάνει ένα πλύ μικρό πσστό τυ συνλικύ φωσφόρυ στ έδαφς, αλλά είναι τ κλάσμα πυ μπρεί να απρρφηθεί από τα 4 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
φυτά. βιλγικά δεσμευμένς φώσφρς στυς ιστύς των φυτών και των ζώων, μετά την λκλήρωση τυ βιλγικύ κύκλυ τυς, επιστρέφει στ έδαφς μέσω της διαδικασίας της απσύνθεσης από τυς μικρργανισμύς. Σε περίπτωση μεταφράς τυ με την επιφανειακή απρρή των υδάτων, μπρεί να δηγήσει σε αύξηση τυ πληθυσμύ των υδρόβιων ργανισμών. ευκίνητς (labile) εδαφικός φώσφρς εμφανίζεται σε μεγαλύτερες πσότητες σε σύγκριση με τν διαλυτό, αλλά εξακλυθεί να είναι μόν ένα μικρό κλάσμα τυ συνόλυ τυ εδαφικύ φωσφόρυ. ασταθής φώσφρς δεν δεσμεύεται εύκλα από τ έδαφς και μπρεί να μεταβεί στη διαλυτή φάση σχετικά γρήγρα ως αναπληρωτής τυ διαλυτύ φωσφόρυ. Ένα μέρς τυ όμως συγκρτείται ισχυρά από την άργιλ τυ εδάφυς και έτσι ένα πσστό από τ φώσφρ παραμένει και στ έδαφς. Τέλς, δυσκίνητς (nn labile) φώσφρς βρίσκεται σε μη διαθέσιμη μρφή για τα φυτά και απτελεί τ μεγαλύτερ μέρς τυ εδαφικύ φωσφόρυ. Όπως συμβαίνει με τα περισσότερα θρεπτικά στιχεία, κατά την κυκλική αυτή διαδικασία λαμβάνει χώρα η έκπλυση, δηλαδή φώσφρς μεταφέρεται από την ξηρά στη θάλασσα και χάνεται από τα χερσαία ικσυστήματα. Η βαθμιαία απώλεια τυ φωσφόρυ από τα ικσυστήματα αντισταθμίζεται πλύ αργά στη φύση με την απελευθέρωση τυ στιχείυ από τα φωσφρικά πετρώματα με χημικές αντιδράσεις πυ τν μετατρέπυν τελικά σε ασταθή και διαλυτό φώσφρ. Αυτό πραγματπιείται, κατά κύρι λόγ, με τη διαδικασία της διάβρωσης και της απσάθρωσης και αυξάνεται με την ηφαιστειακή δράση. ργανικός φώσφρς μέσω των διεργασιών της ανργανπίησης και ακινητπίησης πυ είναι παρόμιες με αυτές τυ κύκλυ τυ αζώτυ μετατρέπεται στην ανόργανη μρφή Η-Ρΐ,ΗΡ$~. 1.2.3. ρόλς τυ φωσφόρυ στη θρέψη των φυτών φώσφρς είναι από τα σημαντικότερα θρεπτικά στιχεία στην γεωργία. Η χρήση τυ φωσφόρυ έχει αυξηθεί δραματικά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της απαίτησής τυ από τις καλλιέργειες. Είναι απαραίτητς σε σημαντικές λειτυργίες των φυτών, με σημαντικότερη την απθήκευση και τη μεταφρά ενέργειας στ φυτό. ι ενώσεις adense diphsphate (ADP) και adense triphsphate (ATP) είναι φωσφρικές ενώσεις και περιέχυν υψηλές πσότητες ενέργειας, ενώ ελέγχυν και τις περισσότερες διεργασίες στα φυτά, συμπεριλαμβανμένυ της φωτσύνθεση, της αναπνής, της πρωτεϊνσύνθεσης, της 5 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
σύνθεσης νυκλεϊκών ξέων καν της μεταφράς των θρεπτικών υσιών μέσω των κυττάρων τυ φυτύ. Επίσης φώσφρς συμβάλει στην ανάπτυξη τυ ριζικύ συστήματς τυ φυτύ και βηθά στην ενδυνάμωση τυ μίσχυ. Ωστόσ παρά τα πρφανή φέλη πυ απφέρει φώσφρς στα φυτά, μπρεί εύκλα να γίνει ρύπς. Η κυριότερη ανησυχία είναι μετακίνηση τυ από τ έδαφς σε πτάμια, λίμνες, ρέματα και τελικά στις θάλασσες και στυς ωκεανύς. Συνέπεια της διαφυγής τυ σε υδάτινυς πόρυς είναι η όξυνση τυ φαινμένυ τυ ευτρφισμύ, δηλαδή τυ εμπλυτισμύ τυ δέκτη πυ δηγεί σε υπερμεγέθη αύξηση των άλγων και μείωση τυ διαλυμένυ ξυγόνυ, γεγνός πυ δηγεί στν θάνατ της πανίδας τυ υδάτινυ απδέκτη. 1.3. Κάλι 1.3.1. κύκλς τυ καλίυ Τ κάλι απτελεί τ 2,4% τυ στερεύ φλιύ της γης και βρίσκεται στα ρυκτά μσχβίτης, βιτίτης και άλλα πρωτγενή ρυκτά όπως άστριι. Η περιεκτικότητα σε κάλι των παραπάνω ρυκτών ακλυθεί τη σειρά: Βιτίτης > Μσχβίτης > Άστριι. Τα παραπάνω απτελύν πρωτγενή ρυκτά, στ έδαφς όμως τ κάλι υπάρχει και σε δευτεργενή ρυκτά της αργίλυ, όπως βερμικυλίτης και χλωρίτης. Τ κάλι πυ απελευθερώνεται από τα ρυκτά α) χάνεται με έκπλυση, β) χρησιμπιείται από τυς μικρργανισμύς, γ) συγκρατείται στην εναλλακτική φάση τυ εδάφυς ή δ) μετατρέπεται σε διαθέσιμη μρφή. Πίνακας 1. ρυκτά πυ περιέχυν Κ και η % περιεκτικότητα τυς σε Κ20 και Κ. ρυκτό κ2% K% Συλβίτης KCI 63,17 52,44 Καρναλίτης KCl.Mg Cl2 16,95 14,07 Πλυαλίτης K2S04. MgS04.2CaS04.2H20 - - Λενίτης K2S04.MgS04.4H20 23,39 19,42 Νιτρικό κάλι KN} 46,5 38,6 Συλβινίτης KCI + NaCl 10-35 8-29 6 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
T K στ έδαφς βρίσκεται ως α) ευκόλως διαθέσιμη (υδατδιαλυτή και ανταλλάξιμη) μρφή (0,1-2%), β) λίγ διαθέσιμη (ενδστιβαδικό στα φυλλόμρφα ρυκτά) (1-10%) καιγ) μη διαθέσιμη (90-98%). Τ μη διαθέσιμ Κ απτελεί μέρς της κρυσταλλικής δμής των πρωτγενών και δευτεργενών ρυκτών της αργίλυ. Τ βραδέως διαθέσιμ (όπως αυτό στν ιλλίτη) δεν εκχυλίζεται με διεργασίες πυ χρησιμπιύνται για τν πρσδιρισμό τυ εναλλακτικύ Κ. 1.3.2. Δέσμευση καλίυ T fc δεσμεύεται στν ενδστιβαδικό χώρ στα 2:1 ρυκτά της αργίλυ και κυρίως στν ιλλίτη. Στν ίδι χώρ μπρεί να δεσμευτεί ΝΗ*. Η παρυσία τυ Vj^4 επηρεάζει τη δέσμευση ή απελευθέρωση τυ Κ, καθώς η παρυσία Κ μπλκάρει την απελευθέρωση τυ δεσμευμένυ ν^4. Τα 2:1 ρυκτά τύπυ μπεντνίτη συστέλλνται όταν στεγνώσυν και διαστέλλνται (διγκώννται) όταν υγραίννται (όχι όμως συγχρόνως σε όλα τα στρώματα). Έτσι τ δεσμευμέν Κ δεν απελευθερώνεται όλ μαζί μετά από ενυδάτωση. Αύξηση της θερμκρασίας αυξάνει τη συγκέντρωση τυ ανταλλάξιμυ Κ. Επίσης η αύξηση τυ ph από την τιμή 4,5 σε 6,5 μειώνει την απώλεια Κ με έπλυση. Η δέσμευση Κ ασκεί και τις εξής ευνϊκές επιδράσεις: 1) Μείωση των απωλειών Κ με έκπλυση σε αμμώδη εδάφη. 2) Τ δεσμευμέν Κ γίνεται διαθέσιμ βραδέως, με την πάρδ τυ χρόνυ. Συνεχής πρσθήκη Κ μειώνει τη δεσμευτική ικανότητα τυ εδάφυς και αυξάνει τ Κ στ διάλυμα και την εναλλακτική φάση, με συνέπεια την αύξηση της απόδσης των καλλιεργειών. κύκλς τυ Κ είναι ανιχτός και μεγάλα πσά Κ χάννται κάθε χρόν στυς ωκεανύς. 1.3.3. Διαθέσιμες μρφές καλίυ Στ έδαφς υπάρχυν απθέματα καλίυ σε μεγάλες πσότητες στα ρυκτά της αργίλυ, ιδιαίτερα στα βαριάς συστάσεως εδάφη (αργιλώδη εδάφη). Η πσότητα τυ ανταλλαξίμυ καλίυ είναι μεταξύ 10 και 1 φρές μεγαλύτερη από τη πσότητα τυ καλίυ στ εδαφικό διάλυμα. Έτσι η πσότητα τυ καλίυ στ εδαφικό διάλυμα ρυθμίζεται από τ ανταλλάξιμ κάλι. 7 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Τα ανταλλάξιμ κάλι πυ απδεσμεύεται με βραδείς ρυθμύς (συγκρτείται από τις ακμές τυ ιλλίτη) και έχει ιδιότητες μεταξύ τυ ανταλλαξίμυ καλίυ και τυ ενδστιβαδικύ καλίυ (μη ανταλλάξιμ κάλι). Η πσότητα τυ καλίυ πυ απδεσμεύεται από τα ρυκτά και πρσλαμβάνεται από τα φυτά εξαρτάται από τ είδς των ρυκτών, από την απσάθρωση των ρυκτών, τ είδς των φυτών και από τ στάδι ανάπτυξης των φυτών. Η διαθεσιμότητα τυ καλίυ εκφράζει την ικανότητα τυ εδάφυς να εφδιάζει τα φυτά με tc κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδυ. Διαθέσιμ κάλι είναι η πσότητα τυ καλίυ πυ πρσλαμβάνεται από τις ρίζες των φυτών. Η πσότητα αυτή εξαρτάται από την πσότητα τυ καλίυ στ εδαφικό διάλυμα, από την πσότητα τυ ανταλλαξίμυ καλίυ, από την πσότητα τυ ανταλλαξίμυ καλίυ πυ απδεσμεύεται με αργύς ρυθμύς και από τη δεκτικότητα (πρόσληψη) τυ καλίυ από τις ρίζες των φυτών. Με τν όρ διαθέσιμ κάλι εννείται η πσότητα τυ καλίυ πυ εκχυλίζεται από τ έδαφς με τη χρήση συνηθισμένων χημικών ενώσεων. Υπάρχυν πλλές μέθδι πυ χρησιμπιύνται. Όλες ι χημικές ενώσεις εκχυλίζυν ανταλλάξιμ κάλι και υδατδιαλυτό κάλι μαζί με πικίλες πσότητες από ανταλλάξιμ κάλι πυ απδεσμεύεται με αργύς ρυθμύς. Στν όρ δεκτικότητα τυ καλίυ από τις ρίζες διακρίννται δύ πλευρές: υπάρχυν φυσικά εμπόδια στην ανάπτυξη των ριζών όπως η ζώνη άρσης και η περιδική εμφάνιση πλημμυρικών συνθηκών στ έδαφς ή συνθηκών κρεσμύ τυ εδάφυς με νερό. η καννική κατανμή τυ ριζικύ συστήματς σημαίνει ότι τ if πρέπει να κινηθεί διαμέσυ τυ εδάφυς στην επιφάνεια των ριζών. Αυτό απαιτεί χρόν και επμένως η δεκτικότητα αυτή εξαρτάται από την πυκνότητα τυ ριζικύ συστήματς, από την ευκλία κίνησης τυ καλίυ διαμέσυ τυ εδάφυς και από την περίδ ανάπτυξης των φυτών. Η πρόσληψη τυ καλίυ από τις ρίζες των φυτών περιρίζεται σημαντικά όταν τ έδαφς είναι ξηρό, επειδή είναι απαραίτητη η ύπαρξη επαρκύς πσότητας ύδατς για να κινηθεί τ κάλι με ευκλία. Σε πλύ συμπαγή εδάφη, ι ρίζες είναι μακριά από τ έδαφς με απτέλεσμα να εμπδίζεται σημαντικά η πρόσληψη τυ καλίυ από τις ρίζες. Η πρόσληψη όμως τυ φωσφόρυ από τις ρίζες απτελεί ένα μεγάλ πρόβλημα διότι φώσφρς κινείται με αργύς ρυθμύς στ έδαφς. 8 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
1.3.4. ρόλς τυ καλίυ στη θρέψη των φυτών Τ κάλι απρρφάται από τα φυτά σχεδόν περισσότερ από όλα τα θρεπτικά στιχεία εκτός από τ Ν. Η πρόσληψη της μεγαλύτερης πσότητας Κ πυ θα χρειαστεί ένα φυτό, πραγματπιείται κατά τν πρώτ μισό κύκλ ανάπτυξής τυ και σε συγκεκριμένες περιόδυς, όπως η άνθηση ή η ανάπτυξη καρπών, η απρρόφηση καλίυ είναι εντνότερη. Η πρόσληψη Κ από τ φυτό μέσω των ριζών πραγματπιείται κυρίως μέσω διάχυσης τυ εδαφικύ διαλύματς και εξαρτάται από τη στάθμη ξυγόνυ στ έδαφς και από την παρυσία ιόντων πυ διευκλύνυν την είσδό τυ στις ρίζες. Μετά την είσδό τυ στ φυτό, τ Κ κινείται μέσω τυ εσωτερικύ των πλασματικών μεμβρανών πρς τα ανώτερα μέρη. ι κυτταρικές μεμβράνες είναι εύκλα διαπερατές για τ κάλι γι αυτό και η κίνησή τυ στ φυτό είναι εύκλη. Η μετακίνηση τυ if μέσα στυς βλαστύς καθρίζεται από τη ρή νερύ πυ απβάλλεται κατά τη διαπνή και από τη συγκέντρωση τυ if, διότι ελαφρά έλλειψη τυ καλίυ ενεργπιεί τις διαδικασίες διάχυσής τυ στυς φυτικύς ιστύς. Τα ιόντα if πρσδέννται πάνω σε διάφρα ένζυμα, μεταβάλλυν τ σχηματισμό τυς και τα ενεργπιύν. Τ Κ είναι απαραίτητ σε όλες τις μεταβλικές διεργασίες τυ κυττάρυ. Συγκεκριμένα, συμμετέχει στην ενεργπίηση ενζύμων σε λειτυργίες όπως η αναπνή, η σύνθεση πρωτεϊνών και η φωτσύνθεση. Επίσης, είναι τ πι σημαντικό ιόν πυ συμμετέχει σε ωσμωτικές διεργασίες και μπρεί να σταθερπιήσει τη στματική κίνηση και τν φωττρπισμό των ργάνων. Τ κάλι δρα υσιαστικά στη σταθερπίηση και τη μεταφρά φρτίυ στ κύτταρ και ακόμη επηρεάζει ιδιαίτερα τη μεταφρά Η στα διάφρα όργανα τυ κυττάρυ κι έτσι λειτυργεί και ως σταθερπιητής τυ ph τυ κυτπλάσματς Σε συνθήκες έλλειψης Κ στ φυτό, η ανάπτυξη τυ φυτύ επιβραδύνεται, η φυλλική επιφάνεια μειώνεται και περιρίζεται η φωτσύνθεση, κάτι πυ δηγεί σε μικρότερη παραγωγή βιμάζας, η πία είναι εντνότερη στυς καρπύς. Σε συνθήκες μεγαλύτερης έλλειψης, τα φυτά συσσωρεύυν βασικές αμίνες (π.χ. αργινίνη), ι πίες υπκαθιστύν τ Κ στη σταθερπίηση φρτίυ και ι βλαστί αρχίζυν να κιτρινίζυν και σταδιακά μαραίννται. Τ Κ μετακινείται από τα παλαιότερα στα νεότερα φύλλα κι έτσι τα πρώτα εμφανίζυν συμπτώματα χλώρωσης και νέκρωσης. Επίσης, όταν η έλλειψη καλίυ είναι εκτεταμένη, τα μιτχόνδρια και ι χλωρπλάστες καταρρέυν, η ενεργειακή κατάσταση τυ φυτύ υπβαθμίζεται και ι συνθετικές διεργασίες πυ απαιτύν ενέργεια υπλειτυργύν. Έτσι η ανάπτυξη τυ φυτύ σταματά και τ φυτό νεκρώνεται. 9 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
ι περιπτώσεις υπεραφθνίας καλίυ είναι σπάνιες, καθώς η πρόσληψη Κ+ ελέγχεται από τ φυτό. Παρόλα αυτά, αν υπάρχει αφθνία Κ στ φυτό, αυτό θα έχει ως απτέλεσμα την επιβράδυνση της ανάπτυξης. Κι αυτό, διότι τ Κ' δρα ανταγωνιστικά πρς κάπια άλλα κατιόντα, όπως τ Να+, τ Mg2' και τ Ca2 και περιρίζει την πρόσληψή τυς από τ φυτό. Τ κάλι συσσωρεύεται κυρίως στ κυτταρόπλασμα και στα χυμτόπια των κυττάρων αλλά η συγκέντρωση τυ στ κυτταρόπλασμα τείνει να είναι σταθερή υπό πιεσδήπτε συνθήκες. Έτσι, βρίσκεται σε όλα τα μέρη τυ φυτύ αλλά κυρίως στα νεαρά φύλλα, τις νεαρές ρίζες ή τα φρέσκα φρύτα. Σε υγιή πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα η συγκέντρωση τυ Κ κυμαίνεται από 1,5-4% επί βάσης ξηρύ. 1.4. Λίπανση 1.4.1. Σημασία Η πλύσια λίπανση τυ επιφανειακύ εδάφυς και ι καλλιεργητικές εργασίες παίζυν σημαντικό ρόλ στην ανάπτυξη τυ ριζικύ συστήματς, καθώς και τυ υπέργειυ τμήματς. Η χρήγηση τυ λιπάσματς σε λωρίδες, σε φτωχά εδάφη, πράγει την ανάπτυξη τυ ριζικύ συστήματς στη ζώνη πυ λιπάνθηκε. Η αύξηση της συγκέντρωσης Ρ και Ν πράγει την κυτταρδιαίρεση, την τάνυση και τη διακλάδωση τυ ριζικύ συστήματς. Τα φυτά απρρφύν θρεπτικά στιχεία μόν από περιχές όπυ τ ριζικό σύστημα είναι ενεργό και όχι από ξηρές. Έτσι ριζικό σύστημα πυ είναι αβαθές, λόγω επιφανειακής χρήγησης λιπασμάτων, είναι ευπαθές σε περιόδυς ξηρασίας. Τα λιγότερ ευκίνητα στιχεία συγκεντρώννται στ αρτριαί στρώμα τυ εδάφυς. Επειδή η απρρόφηση των περισστέρων θρεπτικών στιχείων είναι ενεργητική, η ταχεία απρρόφηση τυς (αερόβις αναπνή) μπρεί πρσωρινά να μειώσει τη συγκέντρωση ι στ έδαφς. Έτσι κατά τη λίπανση είναι απαραίτητη η γνώση της φυσιλγίας των φυτών, και της χημείας των λιπασμάτων και τυ εδάφυς. πι σημαντικός παράγντας για πρσδιρισμό της πσότητας λιπάσματς και τυ τρόπυ λίπανσης, είναι τ πσό των θρεπτικών στιχείων πυ αφαιρύνται από μια καλλιέργεια. Η ανάλυση εδάφυς και φυτών και η εμφάνιση των φυτών μπρεί να καθρίσυν την ικανότητα τυ εδάφυς να εφδιάζει με θρεπτικά στιχεία. Επίσης η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων τυ εδάφυς, μερικές φυσικές ιδιότητες, πυ επηρεάζυν 10 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
την κίνηση τυ νερύ στ έδαφς και κλιματικί παράγντες, επηρεάζυν τη θέση τπθέτησης τυ λιπάσματς. Η απτελεσματικότητα της λίπανσης επηρεάζεται από τη θέση όπυ τπθετείται τ λίπασμα, σε σχέση με τ φυτό. Η θέση και τρόπς τπθέτησης τυ λιπάσματς έχει μεγάλη σημασία για τυς παρακάτω λόγυς: 1. Εξασφάλιση απτελεσματικής απρρόφησης των θρεπτικών στιχείων από τη φύτρωση τυ φυτύ ως την ωρίμανση. Η χρήγηση τυ λιπάσματς δεν πρϋπθέτει ότι πωσδήπτε θα απρρφηθεί από τα φυτά. Έτσι, πρέπει μικρό μέρς τυ λιπάσματς να τπθετηθεί πλησίν των ριζών και η μεγαλύτερη πσότητα τυ βαθύτερα στ έδαφς, όπυ υπάρχει υγρασία τ μεγαλύτερ μέρς τυ χρόνυ. 2. Απφυγή τξικότητας από υψηλή συγκέντρωση λιπασμάτων. Τα στιχεία Ν, Ρ, Κ σε μεγάλη συγκέντρωση κντά στ φυτό μπρεί να δράσυν τξικά. 3. Τα λιπάσματα πρέπει να χρηγύνται κατά τρόπ πυ εξασφαλίζει ικνμία εργατικών και ταχύτητα εφαρμγής. Χρήγηση μεγάλων πστήτων λιπάσματς μπρεί να μην εξασφαλίσει μέγιστη απόδση αν αυτό τπθετείται κντά στα φυτά, λόγω των τξικών επιδράσεων. 1.4.2. Αρχές λίπανσης Σκπός της ρθλγιστικής λίπανσης είναι εφδιασμός των απαραίτητων πστήτων θρεπτικών στιχείων πυ δίνυν την άριστη απόδση, η πία απτελεί και την απτελεσματική χρησιμπίηση των λιπασμάτων. Η πσότητα τυ λιπάσματς πυ αφαιρείται από τ έδαφς εξαρτάται από τυς εξής παράγντες: α. Μέγεθς παραγωγής: όσ μεγαλύτερη είναι η παραγωγή τόσ μεγαλύτερη πσότητα λιπάσματς χρηγείται στ έδαφς. β. Πικιλία: ι πικιλίες χαρακτηρίζνται από διαφρετική ικανότητα πρόσληψης θρεπτικών στιχείων. γ. Μρφλγία ρίζας: Σημαντικό ρόλ διαδραματίζει η ταχύτητα και η έκταση ανάπτυξης τυ ριζικύ συστήματς. δ. Γνιμότητα εδάφυς: Αυτή καθρίζει την πσότητα των διαθέσιμων θρεπτικών στιχείων. 11 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
ε. Ιδιότητες τυ εδάφυς: T ph τυ εδάφυς επηρεάζει τη διαλυτπίηση των ρυκτών και αυξάνει ή μειώνει τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στιχείων. Επίσης σημαντικό ρόλ διαδραματίζει η μηχανική σύσταση τυ εδάφυς. στ. Βρχόπτωση και θερμκρασία: Επηρεάζυν τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στιχείων. ζ. Αρδευση: Ρυθμίζει τ ξειδαναγωγικό δυναμικό και τη θερμκρασία τυ εδάφυς. η. ργάνωση γεωργικής επιχείρησης: ΕΙ άριστη ργάνωση της επιχείρησης συνεπάγεται μεγαλύτερη απόδση για την ίδια πσότητα λιπάσματς. Επίσης, όταν όλι ι παράγντες είναι στ άριστ επίπεδ, επιτυγχάνεται μεγάλη απόδση με περιρισμένη λίπανση. τρόπς συγκμιδής καθρίζει τα πσά των θρεπτικών στιχείων πυ αφαιρύνται από τ χωράφι. Σε καλλιέργειες από τις πίες συγκμίζεται μόν καρπός πλύ λιγότερες πσότητες θρεπτικών στιχείων αφαιρύνται, σε σύγκριση με την περίπτωση όπυ γίνεται συγκμιδή όλυ τυ υπέργειυ τμήματς. Έτσι, σε καλλιέργειες χρτδτικών ψυχανθών, όπως η μηδική, αφαιρείται 6 φρές περισσότερ Κ και Ρ. ι ανάγκες σε θρεπτικά στιχεία κυμαίννται στα διάφρα στάδια αύξησης και ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η αύξηση και η εμφάνιση τυ υπέργειυ τμήματς των φυτών πικίλλει από τ ένα φυτικό είδς στ άλλ, ακόμη ανάλγα και με τ περιβάλλν. Επίσης τ ριζικό σύστημα πικίλλει στην ταχύτητα και στην έκταση ανάπτυξης. ΕΙ γνώση της μρφλγίας και τυ τρόπυ ανάπτυξης τυ ριζικύ συστήματς βηθά στν καθρισμό της πι απτελεσματικής μεθόδυ τπθέτησης τυ λιπάσματς. Έτσι αν αναπτύσσεται γρήγρα τ πλάγι ριζικό σύστημα, τότε η πλευρική τπθέτηση τυ λιπάσματς είναι η ενδεδειγμένη. Η σχετική απρρόφηση κατιόντων ή ανιόντων από τη ρίζα καθρίζει αν η ρίζα θα απελευθερώσει ιόντα Η ή λέ 03 Αν π.χ. τ φυτό απρρφά περισσότερα ml ν λζ από ότι ν^3, η ρίζα απβάλλει Η πυ κάνει τ έδαφς πι όξιν. Αντίθετα, με απρρόφηση περισσότερων ml ^3 από ότι ; η ρ{ζα απβάλλει και Χ0 έδαφς γίνεται πι αλκαλικό. ι μεταβλές αυτές τυ ph στη ριζόσφαιρα επηρεάζυν τη διαλυτότητα στιχείων όπως Ρ, Β, Ζη και Μη. Επίσης τ ριζικό σύστημα μερικών φυτών φέρει μυκόρριζες πυ αυξάνυν τη διαθεσιμότητα μερικών στιχείων, όπως Ρ και Ζη. Δυσμενή χαρακτηριστικά τυ εδάφυς όπως η παρυσία σκληρών στρωμάτων, περιρίζυν την ανάπτυξη τυ ριζικύ 12 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
συστήματς. Επίσης άλλι παράγντες όπως η ργανική υσία, η ξύτητα τυ εδάφυς, και η περιεκτικότητα σε θρεπτικά στιχεία, ρυθμίζυν την ανάπτυξη τυ ριζικύ συστήματς. 1.4.3. ρθές λιπαντικές πρακτικές Τα πρβλήματα της υπερλίπανσης μπρύν να απφευχθύν με ρθλγιστική λίπανση, η πία είναι συνάρτηση τυ είδυς της καλλιέργειας και μπρεί να εξασφαλιστεί με τυς εξής τρόπυς: 1. Καθρισμός των λιπαντικών αναγκών των καλλιεργειών με τη βήθεια της φυλλδιαγνωστικής και εδαφικής ανάλυσης. 2. Επιλγή της επχής λίπανσης, με χρήγηση της μέγιστης πσότητας την περίδ πυ παρατηρείται μέγιστη ανάγκη της καλλιέργειας. 3. Επιλγή τυ είδυς τυ λιπάσματς. 4. Θέση τπθέτησης τυ λιπάσματς, σε σχέση με την περιχή ανάπτυξης τυ ριζικύ συστήματς. 5. Μείωση της διαθέσιμης πσότητας λιπάσματς στ εδαφικό διάλυμα με χρήση: α. Αναστλέων νιτρπίησης, πυ διατηρύν τ ν^4 μεγαλύτερ χρόν στα κλλειδή τυ εδάφυς και μειώνυν τις απώλειες νιτρπίησης. β. Λιπάσματα βραδείας απελευθέρωσης των θρεπτικών στιχείων και χρήση λιπασμάτων για ειδικές απαιτήσεις των καλλιεργειών. Τα λιπάσματα βραδείας απελευθέρωσης παρέχυν ένα νέ μέσ ρύθμισης της διαθεσιμότητας των ανόργανων στιχείων και εξασφάλισης επαρκύς θρέψης, για μακρά σχετικά περίδ. Επίσης με τα λιπάσματα αυτά η συχνότητα εφαρμγής μπρεί να μειωθεί στ 50% σε σχέση με τα υδατδιαλυτά λιπάσματα, χωρίς να ελαττωθεί η αύξηση και χωρίς να επηρεαστεί η πιότητα παραγωγής. 6. Χρήση απτελεσματικών γεντύπων, έχει μεγαλύτερη ικανότητα απρρόφησης και χρήσης των ανόργανων θρεπτικών στιχείων. Ως απτελεσματικότητα χρήσης μπρεί να θεωρηθεί η μεγαλύτερη παραγωγή ξηράς υσίας ανά μνάδα λιπάσματς. Γενότυπι με υψηλή απτελεσματικότητα χρήσης Ν έχυν μεγάλη σημασία για μείωση τυ κόστυς παραγωγής, λόγω των υψηλών τιμών των λιπασμάτων σήμερα και της ανάγκης για ικνμία ενέργειας. 13 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
1.4.3.1. Απτελεσματικότητα λίπανσης Η απτελεσματικότητα λίπανσης μπρεί να ριστεί ως η παραγόμενη πσότητα πρϊόντων ανά μνάδα λιπάσματς. Η λίπανση θεωρείται απτελεσματική, όταν εξασφαλίζει τ μέγιστ της απόδσης με την ελάχιστη λίπανση. Η απτελεσματικότητα λίπανσης εξαρτάται από: 1. Τ είδς τυ λιπάσματς, την επχή λίπανσης και την θέση τπθέτησης τυ λιπάσματς. 2. Χρήση λιπασμάτων βραδείας απελευθέρωσης ή αναστλέων νιτρπίησης. 3. Πλλές λιπάνσεις με μικρή πσότητα λιπάσματς, κάθε φρά. 1.4.3.2. Επχή λίπανσης Η επχή καθρίζεται από τυς εξής παράγντες: 1) Επχή πυ τ φυτό έχει τις μεγαλύτερες απαιτήσεις σε λίπασμα. 2) Μέγιστ βρχμετρικό ύψς μεταξύ της επχής χρήγησης και της επχής χρησιμπίησης τυ λιπάσματς. 3) Τύπς εδάφυς: τύπς εδάφυς καθρίζει την ταχύτητα κίνησης τυ νερύ και τυ λιπάσματς και τη δέσμευση των θρεπτικών στιχείων. Η λίπανση συνήθως γίνεται τ φθινόπωρ ή την άνιξη. Για βαριά εδάφη πρτιμάται η φθινπωρινή λίπανση, ενώ για αμμώδη γίννται περισσότερες λιπάνσεις με μικρές δόσεις. Τα καλιύχα και φωσφρικά λιπάσματα δίννται σε μία δόση τ φθινόπωρ- χειμώνα ετησίως (Κ) ή κάθε 2-3 χρόνια (Ρ) σε σιτηρά και πλυετείς καλλιέργειες. Η λίπανση διακρίνεται όσ αφρά τ Ν σε βασική (αμμωνιακή, υρία) πυ χρηγείται είτε τ φθινόπωρ, ενώ η επιφανειακή ( ν^3 ) την άνιξη. 1.4.4. Η κατάσταση στην Ελλάδα Στην Ελλάδα η λίπανση πραγματπιείται σε μεγάλη κλίμακα σύμφωνα με γενικές κατευθυντήριες γραμμές ι πίες βασίζνται σε ασαφείς και ακαθόριστες εμπειρικές πρακτικές, με απτέλεσμα να γίνεται εφαρμγή μια ενιαίας λιπαντικής τακτικής σχεδόν σε λόκληρη τη χώρα, παραλείπντας τν παράγντα της «εξατμίκευσης» της λίπανσης, πίς είναι απαραίτητς λόγω της μεγάλης παραλλακτικότητας της γνιμότητας τυ 14 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
εδάφυς. Ακόμη η μη ρθλγική χρήση των λιπασμάτων δημιυργεί πλλά, μικρύ ή μεγάλυ βαθμύ πρβλήματα, όπως η εναλάτωση των εδαφών, η πστική και πιτική υπβάθμιση της παραγωγής, ευτρφισμός των επιφανειακών νερών και η υπβάθμιση της πιότητας ζωής. Και ενώ, αυτή τη στιγμή στη χώρα υπάρχυν αρκετά εδαφλγικά εργαστήρια πυ πρσφέρυν τις αναλυτικές τυς υπηρεσίες για τη σωστή χρήση και εφαρμγή των λιπασμάτων, επικρατεί η άπψη στυς περισσότερυς γεωργύς ότι η λίπανση είναι μια στατική γεωργική πρακτική πυ επαναλαμβάνεται από χρόν σε χρόν, με τν ίδι τρόπ. Ωστόσ στην πραγματικότητα, η λίπανση απτελεί μια γεωργική πρακτική πυ εξελίσσεται πστικά και πιτικά ανάλγα με τις μεταβλές τυ επιπέδυ της γνιμότητας τυ εδάφυς. 1.4.5. Σκπί της εργασίας Σκπί αυτής της εργασίας είναι καταρχήν να μελετηθύν τα 73 δείγματα εδάφυς, πυ συλλέχθηκαν από την περιχή τυ Έβρυ, μέσω της ανάλυσης πυ πρηγήθηκε στ εργαστήρι μετέπειτα να γίνει σύγκριση ως πρς τις πρτεινόμενες συμβυλές λίπανσης μεταξύ τυ μντέλυ N-WHELM και των μντέλων Alberta και Dakta σχετικά με τα στιχεία Ν, Ρ, Κ και να τνιστεί η συμφωνία ή ασυμφωνία αυτών ως πρς τις συνιστώμενες πσότητες πυ εμφανίζει τ καθένα. Ακόμη η εργασία απσκπεί και στην μελέτη της ύπαρξης συσχέτισης των συμβυλών λίπανσης τυ μντέλυ Ν-WHELM με τις εδαφικές ιδιότητες. Παράλληλα διαλέξαμε ι συμβυλές να αφρύν δύ καλλιέργειες ευρέως διαδεδμένες στη χώρα (σιτάρι και καλαμπόκι), ι πίες να είναι κινές και στα τρία μντέλα πυ δκιμάζνται και συζητύνται στην παρύσα εργασία. Τελικός στόχς απτελεί να διαπιστωθεί αν υπάρχει ωφελιμότητα και χρησιμότητα από την εφαρμγή τυ εδαφλγικύ πργράμματς Ν-WHELM στν ελληνικό χώρ από περιβαλλντικής και ικνμικής άπψης. 15 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Κεφάλαι 2: Υλικά και μέθδι 2.1. Πρωτγενή δεδμένα 2.1.1. Συλλγή και κατεργασία δειγμάτων Η συλλγή εδαφών ήταν τ πρώτ και βασικό βήμα πυ έγινε, πρκειμένυ να μελετηθύν και να αναλυθύν μετέπειτα τα εδάφη. Τόσ η ανάλυση των εδαφών, όσ και η ερμηνεία των απτελεσμάτων των αναλύσεων βασίζνται στη δειγματληψία. Επμένως τα δείγματα ήταν όσ τ δυνατό περισσότερ αντιπρσωπευτικά. Η αντιπρσωπευτικότητα των τελικών δειγμάτων εξασφαλίστηκε με τη λήψη πλλών μικρών δειγμάτων, με τ ίδι βάρς τ καθένα και από τ ίδι βάθς. Τα δείγματα λήφθηκαν κατά τυχαί τρόπ και τα τεμάχια αγρών από τα πία έγινε η δειγματληψία ήταν μιγενή. Αρχικά χωρίστηκε τ κάθε χωράφι σε μιόμρφα τμήματα εδάφυς και συλλέχθηκαν δείγματα σε πλαστικό κυβά με τυχαία σειρά. Στ μικτό δείγμα λήφθηκε δείγμα από δέκα σημεία. Η συλλγή τυ δείγματς έγινε με ειδικό δειγματλήπτη σε βάθς 0-30 cm. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι δεν έχυν αναμιχθεί δείγματα από διαφρετικά αγρτεμάχια ύτε από διαφρετικά βάθη. Μετά τη συλλγή τυς τα δείγματα ανακατεύθηκαν πλύ καλά ώστε να γίνυν μιόμρφα. Τέλς τ τελικό δείγμα βάρυς 5 g συσκευάστηκε σε καθαρή σακύλα και τπθετήθηκε μέσα σε αυτή η καρτέλα με τα στιχεία τυ δείγματς. 2.1.2. ph Για τν υπλγισμό τυ ph, από κάθε δείγμα ζυγίστηκαν 10 g εδάφυς, σε ζυγό με τη χρήση πλαστικύ κυταλιύ. Έπειτα τα ζυγισμένα εδάφη τπθετήθηκαν σε μπυκαλάκια τύπυ falcn, όπυ πρστέθηκαν 25 ml απινισμένυ νερύ και τπθετήθηκαν στν αναδευτήρα, ώστε να αναδευτύν για 15 λεπτά. Μετά την ανάδευση τα μπυκαλάκια τπθετήθηκαν σε κάθετη θέση, στν εργαστηριακό πάγκ για 30 λεπτά, ώστε να καθιζάνει τ έδαφς και μετέπειτα έγινε η μέτρηση με τη χρήση τυ πεχαμέτρυ. 16 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
2.1.3. ργανική υσία Αρχικά ζυγίστηκαν σε ζυγό ακρίβειας από κάθε δείγμα περίπυ 0,5 g και τπθετήθηκαν σε πτήρια ζέσεως. Έπειτα πρστέθηκαν 10 ml K^rjy 0,166 Μ και στη συνέχεια τπθετήθηκαν τα πτήρια ζέσεως σε πάγκ όπυ υπήρχε απρρφητήρας και πρστέθηκαν πρσεκτικά 10 ml H2S4. Αφύ τα δείγματα αφέθηκαν για 30 περίπυ λεπτά σε ηρεμία, μεταφέρθηκαν με χωνιά σε κωνικές φιάλες όπυ πρστέθηκαν 2 ml Hy και 10 ml πυκνύ Η3Ρ4. Κατόπιν πρστέθηκαν πέντε σταγόνες δείκτη διφαινυλαμίνης και έγινε γκμέτρηση με 0,5 Μ FeSC>4 Η ίδια διαδικασία έγινε και σε «λευκό» δείγμα (χωρίς έδαφς). υπλγισμός της ργανικής υσίας έγινε με τν τύπ C% = 0,195 ( Α-Β)/Γ, Μ% = C% /0,58. Όπυ A = γκμέτρηση λευκύ δείγματς, Β = γκμέτρηση άγνωστυ δείγματς, και Γ = βάρς δείγματς σε γραμμάρια. 2.1.4. Μηχανική σύσταση Αρχικά ζυγίστηκαν 50 g από τ κάθε δείγμα σε πτήρια ζέσεως των 6 ml και πρστέθηκαν στ καθένα 50 ml 5% διασπρικύ διαλύματς τυ έξα-μεταφωσφρικύ νατρίυ. Μετά από δύ ώρες πρστέθηκε νερό βρύσης μέχρι τα 5 ml. Έπειτα τ δείγμα αναδεύτηκε με μια ράβδ και παρέμεινε για 24 ώρες σε σταθερές συνθήκες για να λκληρωθεί η χημική διασπρά. Στη συνέχεια τ δείγμα μεταφέρθηκε στν μηχανικό αναδευτήρα για μηχανική διασπρά, η ανάδευση διήρκησε 10 λεπτά της ώρας. Τ δείγμα μεταφέρθηκε από τν μηχανικό αναδευτήρα στ γυάλιν κυλινδρικό Βυγιύκυ και συμπληρώθηκε με νερό βρύσης μέχρι τη χαραγή τυ 1 L (μέχρι τη χαραγή 1130 ml). Έπειτα ακλύθησε ανάδευση με χειρκίνητ αναδευτήρα 20 φρές, με δυνατές παλινδρμικές κατά τν άξνα τυ κυλίνδρυ κινήσεις, μέχρι να μιγενπιηθεί τ αιώρημα. Αμέσως μετά από 40 δευτερόλεπτα, χρόνς κατά τν πί θεωρύμε ότι η άμμς έχει ήδη καθιζάνει, καταγράφτηκε η μέτρηση Α. Η θερμκρασία μετρήθηκε με θερμόμετρ και η πυκνότητα με πυκνόμετρ. Έπειτα από 2 ώρες μετρήθηκαν εκ νέυ η πυκνότητα τυ αιωρήματς (μέτρηση Β), χρνική στιγμή κατά την πία και η ιλύς τυ δείγματς έχει καθιζάνει. Επίσης γίννταν καταγραφή της θερμκρασίας τυ αιωρήματς για να διρθώσυμε τις τιμές Α και Β στην τιμή θερμκρασίας αναφράς και αυτό επειδή τ ιξώδες τυ αιωρήματς, και άρα και η ταχύτητα καθίζησης των εδαφικών κλασμάτων, εξαρτάται από τη θερμκρασία. Η διόρθωση γίνεται με τν τύπ: 17 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
A' = A + ΣΘ και Β' = Β + ΣΘ όπυ A και B είναι ι αντίστιχες τιμές πυ παίρννται ως ανάγνωση από τ πυκνόμετρ Βυγιύκυ, ΣΘ συντελεστής διόρθωσης της θερμκρασίας και Α' και Β' ι διρθωμένες τιμές. ΣΘ δίνεται από τν τύπ: ΣΘ = (Θερμκρασία - 20) / 2,5. Κατόπιν έγιναν ι υπλγισμί τυ πσστύ άμμυ, ιλύς και αργίλυ με τυς παρακάτω τύπυς: Άργιλς% = 1 x Β' / Γ Ιλύς% = 1 χ (A' - Β') / Γ Άμμς% =1- (Άργιλς% + 1λύς%) όπυ Γ είναι τ βάρς εδάφυς πυ χρησιμπιήθηκε στη ανάλυση (εδώ, 50 g). 2.1.5. Ανταλλάξιμ κάλι Αρχικά ζυγίστηκαν από τα δείγματα, σε ζυγό ακρίβειας περίπυ 3 g εδάφυς από τ καθένα και έπειτα τπθετήθηκαν σε μπυκαλάκια των 30 ml τύπυ Falcn και πρστέθηκε 20 ml, 1 Μ CH3CH4 ph 7. Τα μπυκαλάκια τπθετήθηκαν στν αναδευτήρα για 1 ώρα και αφύ έγινε η ανακίνηση τπθετήθηκαν στη φυγόκεντρ για 10 λεπτά. Τέλς πραγματπιήθηκε διήθηση. Από τη διήθηση κρατήθηκαν 10 ml εκχυλίσματς χρησιμπιώντας σιφώνι μέτρησης 10 ml. Στη συνέχεια τπθετήθηκαν σε γκμετρικές φιάλες των 1 ml όπυ και συμπληρώθηκαν μέχρι την χαραγή με απινισμέν νερό (Η:0), έτσι έγινε αραίωση κατά 10 φρές. Τέλς τπθετήθηκαν στ φλγφωτόμετρ και καταγράφηκαν ι ενδείξεις. 18 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
2.1.6. Φώσφρς εκχυλισμένς κατά lsen Από κάθε έδαφς ζυγίστηκε σε ζυγό ακρίβειας περίπυ 1 g σε πλαστικά μπυκαλάκια τύπυ falcn των 30 ml. Έπειτα πρστέθηκαν 20 ml 0,5 Μ NaHCs και έγινε ανακίνηση για 30 λεπτά. Τέλς ακλύθησε διήθηση με τη χρήση διηθητικύ χαρτιύ. Αντιδραστήρια Παρασκευή Αντιδραστηρίυ A 1. Μλυβδαινικό αιιιιώνι, Η4)6Μθ7θ24.2Η20: Διαλύνται 12 g μλυβδαινικύ αμμωνίυ σε περίπυ 250 ml απσταγμένυ νερύ. 2. Τρυνικό κάλι-αντιιινύλι, KSb0.C4H40: Διαλύνται 0,2908 g σε περίπυ 1 ml απσταγμέν νερό. 3. Θειικό ύ, H2S4: Σε γκμετρική φιάλη τυ 1 L πρστίθενται 140 ml πυκνό θειικό ξύ και συμπληρώνεται μέχρι τη χαραγή με απσταγμέν νερό. Κατόπιν σε γκμετρική φιάλη των 2 L μεταφέρνται τα αντιδραστήρια 1, 2 και 3, συμπληρώνεται η φιάλη μέχρι την χαραγή με απσταγμέν νερό, ανακινείται καλά και απθηκεύεται σε πλαστική φιάλη σε δρσερό και σκτεινό μέρς. Τ μείγμα αυτό είναι τ Αντιδραστήρι Α. Παρασκευή Αντιδραστηρίυ Β Σε 2 ml τυ Αντιδραστηρίυ Α διαλύνται 1,056 g ασκρβικύ ξές. Αυτό είναι τ Αντιδραστήρ Β, τ πί έχει κίτριν χρώμα. Ανάπτυξη χρώματς στα δείγματα: Αναπτύχθηκε κυανό χρώμα στα δείγματα με των παρακάτω τρόπ: Σε γκμετρικές φιάλες των 50 ml τπθετήθηκαν 5 ml εκχυλίσματς και αντίστιχα σε γκμετρικές φιάλες των 25 ml τπθετήθηκαν 2,5 ml εκχυλίσματς. Στη συνέχεια πρστέθηκε περίπυ 1 ml αραιό HCI σε κάθε φιάλη και αναδεύτηκαν ελαφριά μέχρι την παύση τυ αφρισμύ. Ύστερα πρστέθηκαν αντίστιχα 8 ml αντιδραστηρίυ Β στις γκμετρικές των 50 ml ή 4 ml αντιδραστηρίυ Β στις γκμετρικές των 25 ml και συμπληρώθηκαν ι φιάλες πρσεκτικά με απινισμέν νερό μέχρι την χαραγή. Ακλύθησε αναμνή μισής ώρας, πρκειμένυ να αναπτυχθεί τ χρώμα. Επίσης σε γκμετρικές φιάλες των 50 ml αναπτύχθηκε χρώμα σε διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης 1 mg L'1, με σκπό τη 19 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
χάραξη της καμπύλης βαθμλόγησης. Για την παρασκευή τυ διαλύματς γνωστής συγκέντρωσης 1 mg L"1, πρστέθηκαν 10 ml από διάλυμα 5 mg L'1 φωσφόρυ και ύστερα πρστέθηκαν 5 ml NaHCi, 1 ml αραιό H2S4 και 8 ml αντιδραστηρίυ Β και αναδεύτηκαν ελαφρά μέχρι την παύση τυ αφρισμύ. Τέλς συμπληρώθηκε η φιάλη με απινισμέν νερό μέχρι την χαραγή και έγινε αναμνή 30 λεπτών μέχρι να αναπτυχθεί τ χρώμα. Τα δείγματα μεταφέρθηκαν στ φασματφωτόμέτρ και έγινε μέτρηση στα 882 nm. 2.1.7. Ανθρακικό ασβέστι Η μέτρηση τυ ισδύναμυ ανθρακικύ ασβεστίυ γίνεται σε ασβεστόμετρ Bernard, και η εκτίμησή τυ βασίζεται στη μέτρηση τυ όγκυ τυ C2 πυ παράγεται από την αντίδραση τυ ανθρακικύ ασβεστίυ με ξύ (2 Μ HCI), σύμφωνα με την αντίδραση: CaC03 + 2HCI = CaCl2 + Η20 + C02. Τ ισδύναμ ανθρακικύ ασβεστίυ υπλγίζεται από τν τύπ: % CaCi = 0,045 Α/Β όπυ Α είναι όγκς τυ C02 πυ εκλύεται και Β τ βάρς τυ εδάφυς σε γραμμάρια. Συγκεκριμένα, ζυγίστηκαν από κάθε δείγμα 1 έως 5 g εδάφυς και μεταφέρθηκαν σε κωνική φιάλη των 250 ml, όπυ και πρστέθηκε HC1 2 Μ σε ειδικό δχεί μέσα στην κωνική. 2.2. Δευτεργενή δεδμένα 2.2.1. Περιγραφή μντέλυ N-WHELM Τ μντέλ N-WHELM απτελεί μια απλπιημένη μρφή τυ ήδη υπάρχντς μντέλυ τυ Δρ. Κυκυλάκη (Κυκυλάκης και Παπαδόπυλς, 21). Εκτενέστερες λεπτμέρειες αυτύ, όπως και η φιλσφία βάσει της πίας αναπτύχθηκαν ι παράμετρί τυ, θα συζητηθύν παρακάτω, στα Απτελέσματα και Συζήτηση. 20 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
2.2.2. Περιγραφή μντέλυ Alberta Τ μντέλ αυτό δημιυργήθηκε και εφαρμόστηκε στ τπικό Πανεπιστήμι της Alberta τυ δυτικύ Καναδά. Η εφαρμγή τυ είναι απλή αφύ υσιαστικά χρήστης επιλέγει μόν τ βάθς εδάφυς τυ δείγματς, τα νιτρικά, τ ph, την ργανική υσία και την καλλιέργεια. Με την εισαγωγή των δεδμένων δίννται και τα απτελέσματα για τη συμβυλή λίπανσης της εκάσττε καλλιέργειας. Χρησιμπιώντας τ μντέλ της Alberta, κατά την διεξαγωγή της πτυχιακής εργασίας, μπρέσαμε να αξιλγήσυμε και να συγκρίνυμε τα απτελέσματα πυ έχυμε υπλγίσει με τ Ν-WHELM σχετικά με τ άζωτ. Ωστόσ, επειδή τ μντέλ Alberta απευθύνεται κυρίως σε χρήστες της περιχής εκεί και επειδή ι εδαφλγικές συνθήκες της περιχής είναι τέτιες ώστε να υπάρχει σχετική επάρκεια σε φώσφρ και κάλι, διαπιστώσαμε ότι ι συμβυλές πυ έδινε τ μντέλ για αυτά τα δύ στιχεία ήταν ιδιαίτερα χαμηλές, και βρίσκνταν εκτός ελληνικής πραγματικότητας. Για αυτό τ λόγ αναλύσαμε τ φώσφρ και τ κάλι με τ μντέλ Dakta. 2.2.3. Περιγραφή μντέλυ Dakta Τ μντέλ αυτό αναπτύχθηκε από τ Πανεπιστήμι της Nrth Dakta και είναι τ πι απλπιημέν στη χρήση τυ μντέλ από τα τρία. Αναφέρεται σε μια σειρά από απλές εξισώσεις πρώτυ βαθμύ (y=ax+b), όπυ y είναι η συμβυλή λίπανσης σε φώσφρ και κάλι, χ είναι ι τιμές τυ εκχυλιζόμενυ φωσφόρυ κατά lsen ή τυ ανταλλάξιμυ καλίυ και a και b συντελεστές ι πίι δίννται για καθεμιά από τις καλλιέργειες πυ αναφέρνται. 2.2.4. Στατιστική ανάλυση δεδμένων Για την αρχική εκτίμηση της ρθότητας των πρωτγενών δεδμένων (αυτών πυ πρέρχνται από τις εδαφλγικές αναλύσεις στ εργαστήρι) χρησιμπιήσαμε απλές συσχετίσεις, ι πίες συνέδεαν τις εδαφικές ιδιότητες μεταξύ τυς. Κατόπιν, για την σύγκριση των δευτεργενών απτελεσμάτων (αυτών πυ πρέρχνται από τα τρία μντέλα και αφρύν τις συμβυλές λίπανσης), έγιναν απλές και πλλαπλές συσχετίσεις μεταξύ τυς και με σχετικές εδαφικές παραμέτρυς. Όλες ι συσχετίσεις (απλές και πλλαπλές) έγιναν με 21 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
τ στατιστικό πακέτ STATGRAPHICS. Τα Σχήματα χαράχθηκαν στ MS Excel, και ι ράβδι λάθυς (errr bars), πυ εκφράζυν τ τυπικό σφάλμα (standard errr) υπλγίστηκαν από τη σχέση Τυπικό σφάλμα = Τυπική απόκλιση / Λ/0 75 όπυ Ν είναι αριθμός των μετρήσεων (εδώ, Ν= 73). 22 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Κεφάλαι 3: Απτελέσματα και Συζήτηση 3.1. Ανάπτυξη τυ μντέλυ N-WHELM Απτελεί ένα απλπιημέν και ανεπτυγμέν μντέλ τυ ήδη υπάρχντς μντέλυ τυ Δρ. Κυκυλάκη. ι πράξεις πυ αναφέρνται παρακάτω μπρύν να εφαρμστύν εύκλα και γρήγρα, κάνντας χρήση μόν τυ πίνακα απμάκρυνσης Ν, Ρ, Κ από τις καλλιέργειες (όπως αυτός παρατίθεται στυς Κυκυλάκη και Παπαδόπυλς, 21), τ τρίγων μηχανικής σύστασης τυ εδάφυς και τα απτελέσματα πυ καταγράφηκαν κατά την διεξαγωγή των εδαφλγικών αναλύσεων. Τ μντέλ έχει αναπτυχθεί σε μρφή εύχρηστη για τ περιβάλλν των Wdws (εύχρηστη γιατί δεν απαιτείται εγκατάσταση κάπιυ λγισμικύ και γιατί ζητύνται ως puts μόν τα εντελώς απαραίτητα εργαστηριακά δεδμένα). Η ανάπτυξη τυ sftware πυ βασίζεται τ μντέλ πραγματπιήθηκε από τν Δρ. Θεδώρυ, επίκυρ καθηγητή Πανεπιστημίυ Αιγαίυ. 3.1.1. Υπλγισμός αζώτυ Τα πρωτγενή δεδμένα πυ χρειάζνται για τν υπλγισμό τυ αζώτυ, είναι η κκκμετρίκή σύσταση, η ργανική υσία, Ν3-Ν (σε περίπτωση μη εργαστηριακύ υπλγισμύ σημειώνεται ίσ με τ μηδέν), ph, CaCs (σε περίπτωση όπυ τ ρη<7 τότε καταγράφεται μηδέν) και κκκμετρίκή σύσταση τυ εδάφυς. Τέλς απαιτείται η γνώση των αναγκών μιας δσμένης καλλιέργειας σε άζωτ (ή της απμάκρυνσης Ν από την καλλιέργεια) (δίννται από τυς Κυκυλάκη και Παπαδόπυλς, 21). Αφύ πρώτα εκτιμήθηκε η εδαφική σύσταση ως πρς τ αν τ έδαφς είναι ελαφρύ, μέσ ή βαρύ από τ τρίγων της κκκμετρικής σύστασης υπλγίζνται ι δύ παράμετρι από τις πίες εξαρτώνται ι εδαφικές συνθήκες, ι εισρές Ν στ έδαφς και η απδτικότητα τυ λιπάσματς. Η συμβυλή λίπανσης σε άζωτ (Σ.Λ.Α.) ακλυθεί τη σχέση: Σ.Λ.Α. = (Ανάγκες καλλιέργειας - Εισρές Ν) / Απδτικότητα λιπάσματς, όπυ «Ανάγκες καλλιέργειας», όπως αναφέρθηκε παραπάνω, δίννται από σχετικύς Πίνακες και υπλγίζνται αυτόματα με την επιλγή της καλλιέργειας στ sftware τυ Ν- WHELM, και «Εισρές Ν» και «Απδτικότητα λιπάσματς» υπλγίζνται από τ μντέλ μας με βάση τα απαιτύμενα πρωτγενή εδαφλγικά δεδμένα. 23 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly
Όσν αφρά τις εισρές Ν, αυτές λαμβάνυν υπόψη την ργανική υσία και τ Ν3-Ν, πυ απτελύν τυς κυριότερυς παράγντες εισρής διαθέσιμυ αζώτυ στ έδαφς εκτός των λιπασμάτων, και άρα πρέπει να αφαιρύνται για να απφεύγεται η σπατάλη πόρων. Πρώτα υπλγισμός της ργανικής υσίας (..): Αν τ πσστό πυ εκτιμήθηκε στ εργαστήρι είναι Α%, τότε έχυμε A g.. ανά 1 g εδάφυς = 10 χ A g.. kg"1 εδάφυς = 0,58 x 10 x A g C kg'1 εδάφυς, γιατί ργανικός C απτελεί τ 58% της ργανικής υσίας 0,58 χ 10 χ Α χ ΦΕΒ (σε g cm'3) x βάθς (σε m) χ 106 g C ανά στρέμμα, γιατί τ βάρς τυ εδάφυς σε ένα στρέμμα υπλγίζεται ως ΦΕΒ (σε g cm" ) χ βάθς (σε m) χ 10, όπυ ΦΕΒ είναι τ φαινόμεν ειδικό βάρς τυ εδάφυς, και βάθς είναι τ ισδύναμ βάθς τυ εδάφυς, πυ υπλγίζεται συνήθως ίσ με 15 cm = 0,1 χ 0,58 χ 10 χ Α χ ΦΕΒ (σε g cm'3) χ βάθς (σε m) χ Ι6 g Ν ανά στρέμμα, γιατί στην καλά χυμπιημένη ργανική υσία τυ εδάφυς, λόγς C/N= 10 0.87 χ Α χ ΦΕΒ χ Ανργανπίηση % kg διαθέσιμυ Ν ανά στρέμμα («ανργανπίηση %» είναι τ πσστό τυ ργανικύ Ν πυ ανργανπιείται, και άρα καθίσταται διαθέσιμ στα φυτά, κατά τη διάρκεια ενός έτυς ή μιας καλλιεργητικής περιόδυ) (τα διάφρα πσστά, όπως και λόγς C/Ν λαμβάννται σύμφωνα με τυς Myers, 1983) Στα ελαφριά εδάφη θεωρύμε μία μέση τιμή ΦΕΒ = 1,50 g cm και πσστό ανργανπίησης ίσ με 3%. Στα μέσης σύστασης εδάφη θεωρύμε ΦΕΒ = 1,30 g cm και πσστό ανργανπίησης ίσ με 2,5%. Στα βαριά εδάφη θεωρύμε ΦΕΒ = 1,10 g cm'3 και πσστό ανργανπίησης ίσ με 2% (τα πσστά ανργανπίησης, όπως και ι τυπικές τιμές ΦΕΒ, λαμβάννται σύμφωνα με τυς smnd et al, 1992). Έτσι έχυμε, όσ αφρά τις εισρές Ν από την ργανική υσία: Ελαφρύ έδαφς: Εισρή Ν = 3,91 χα Μέσ έδαφς: Εισρή Ν= 3,83χΑ Βαρύ έδαφς: Εισρή Ν = 1,91 χα 24 Institutal Repsitry - Library & Infrmat Centre - University f Thessaly