Νέα υλικά κάλυψης θερμοκηπίων Επίδραση στο κλίμα και στην παραγωγή Ιδιότητες των υλικών κάλυψης Αξιοποίησή τους για μείωση εισροών Μ.Β. Κυκριλής Γεωπόνος Διευθυντής Marketing και R+D Πλαστικά Κρήτης Α.Β.Ε.Ε. Αθήνα 28-02 02-20082008
ΘΕΜΑΤΟΛΟΓΙΑ Υλικά κάλυψης θερμοκηπίων Πλαστικά φύλλα κάλυψης θερμοκηπίων Ιδιότητες πλαστικών φύλλων Οπτικές Θερμομονωτικές Μηχανικές Διάρκεια ζωής (συστήματα σταθεροποίησης, οδηγίες χρήσης) Κίνδυνος φυτοφαρμάκων Αντισταγονικές/αντιομιχλικές αντιομιχλικές Δροσισμός Έλεγχος ασθενειών Φωτοεπιλεκτικά φύλλα Οικονομική προσέγγιση Κόστος / Ωφέλεια από τη χρήση πολυετών φύλλων Κόστος / Ωφέλεια από τη χρήση και άλλων ιδιοτήτων στα πλαστικά Επιστημονική Συνεργασία Πλ. Κρήτης με Γεωπονικά Πανεπιστήμια και Ερευνητικά Ιδρύματα
Αλμερία - Ισπανία
Ιεράπετρα - Κρήτη
Μελβούρνη - Αυστραλία
Τα θερμοκήπια στην Ελλάδα Έκταση θερμοκηπίων (χιλ. στρ) 50 40 30 20 10 Ήπειρος 5% Αττική & Νήσοι 9% Δυτ. & Κεντ. Μακεδονία 17% Θεσσαλία 4% Κρήτη 39% Ανατ. Μακεδονία & Θράκη 3% Πελοπ/σος & δυτ. Στερεά 23% 0 1960 1970 1980 1990 2000 Χρόνος (έτη) Έκταση θερμοκηπίων: 49.000 στρ. (ΕΣΥΕ, 2006) Λαχανοκομικά: : 45.0004 στρ. Ανθοκομικά: 4.000 στρ. Ηεπέκταση των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην Ελλάδα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον ανταγωνισμό με τα εισαγόμενα προϊόντα και τα προϊόντα υπαίθρου
Σύγχρονο θερμοκήπιο με Hi-tec φύλλο κάλυψης (Long life, IR, EVA, AD/AF, UV-Blocking)
1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΦΥΛΛΩΝ ΓΙΑ ΚΑΛΥΨΗ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ Γυαλί Ιστορικά υπήρξε το πρώτο υλικό κάλυψης Σήμερα στην Ελλάδα τα γυάλινα θερμοκήπια αντιπροσωπεύουν ποσοστό <5%. Κι αυτό γιατί: Με την ανάπτυξη της χημείας και της βιομηχανίας πλαστικού, το γυαλί εγκαταλείπεται και λόγω κόστους (βαρύτερη μεταλλική κατασκευή, ακριβότερο υλικό) και λόγω τεχνικών ζητημάτων, (πτωχότερο σε άλλες επιθυμητές ιδιότητες).
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ Σύγκριση γυάλινων vs πλαστικών θερμοκηπίων Με το γυαλί παρέχουμε μεγάλη διαπερατότητα φωτός (88-92%) και ικανοποιητική θερμομόνωση. Με τα σύγχρονα πλαστικά φθάνουμε στα ίδια επίπεδα φωτισμού και θερμομόνωσης, επί πλέον όμως μπορούμε να προσθέσουμε κι άλλες πολύτιμες ιδιότητες, κάτι που δεν να γίνει στο γυαλί. Δηλαδή
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ Ιδιότητες πλαστικών φύλλων Οπτικές Θερμομονωτικές και δροσιστικές Μηχανικές Αντισταγονικές / αντιομιχλικές Έλεγχος ασθενειών Φωτοεπιλεκτικά φύλλα
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ Πέρα όμως από τις πολύτιμες ιδιότητες, υπάρχουν κι άλλοι σημαντικοί λόγοι: 1. Το κόστος κατασκευής σκελετού είναι 2-32 φορές ακριβότερο (60 vs 25 /τ.μ. και το κόστος γυαλιού 8-108 φορές περισσότερο (6 vs 0,7 /τ.μ. πλαστικού). Βέβαια δεν υπολογίζεται η διαφορετική διάρκεια, αλλά έτσι κι αλλιώς η απόσβεση τόσο ακριβών κατασκευών είναι πολύ δύσκολη σήμερα στη Γεωργία.
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ 2. Οι αποδόσεις των καλλιεργειών ανά στρέμμα είναι παρόμοιες, τόσο κάτω από γυαλί, όσο και κάτω από το πλαστικό. Επομένως αν το κόστος του γυάλινου είναι 3 φορές περισσότερο του πλαστικού, γιατί να μην κατασκευάσει κανείς τριπλάσια έκταση πλαστικών θερμοκηπίων???
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ 3. Επί πλέον θεομηνίες όπως: Σεισμοί, χαλαζόπτωση. Μια τέτοια θεομηνία είναι ικανή να καταστρέψει, όχι μόνο το γυαλί, αλλά και το ίδιο το έδαφος του θερμοκηπίου από τα θραύσματα (π.χ. χαλαζόπτωση 05/12/2002 στο Τυμπάκι)
ΥΛΙΚΑ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ Διάφορα πολυμερή Συνήθως είναι κλασματικά προϊόντα της νάφθας, που υποβάλλονται σε πολυμερισμό. Το πολυαιθυλένιο έχει καταλάβει την πρώτη θέση μεταξύ αυτών, λόγω ιδιοτήτων και κόστους.
Πλαστικά φύλλα κάλυψης θερμοκηπίων α) PVC β) POLYETHYLENE PET γ) EVA δ) PET +
Πλαστικά φύλλα κάλυψης θερμοκηπίων ε) LLDPE BUTENE στ) LLDPE HEXENE ζ) LLDPE OCTENE η) POLYCARBONATE
ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΦΥΛΛΩΝ ΠΟΛΥΑΙΘΥΛΕΝΙΟΥ Τεχνολογία παραγωγής «πολυστρωματικών«πολυστρωματικών» φύλλων (από 3 στρώσεις και πάνω), ώστε να μπορούν να προστίθενται όσο το δυνατό περισσότερα υλικά, χωρίς τον κίνδυνο ασυμβατότητας ή αδρανοποίησης κάποιου. Περίτεχνες συνταγές για το συνδυασμό ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ & ΠΡΟΣΘΕΤΩΝ που να μπορούν να προσδώσουν όσο το δυνατόν περισσότερες επιθυμητές ιδιότητες.
Σχηματική παράσταση μηχανής παραγωγής φύλλου
Σύστημα δοσολόγησης
Σύστημα ελέγχου πάχους Σύστημα ελέγχου πλάτους
Τυπικό «μπαλόνι» παραγωγής φύλλων πολυαιθυλενίου
Σύνθετο τυλικτικό μηχάνημα φύλλων πολυαιθυλενίου
Η τεχνολογία των 3-στρώσεων 3 επιτρέπει την παραγωγή εξαιρετικά περίτεχνων συνδυασμών : LDPE + UV1 EVA1 + UV2 + IR + AD1 + AF1 EVA2 + UV3 + DIF + AD2 + AF2 Δομή φύλλου που περιέχει: 1. Τρία διαφορετικά πολυμερή 2. Τρεις διαφορετικούς συνδυασμούς σταθεροποίησης 3. Παράγοντες IR (θερμομόνωση) 4. Παράγοντες για διάχυση φωτός, 5. Παράγοντες για μη δημιουργία σταγόνων (2) και αποφυγή ομίχλης (2).
Διάγραμμα παραγωγής 3-στρωματικού φύλλου
2 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Το φύλλο πολυαιθυλενίου είναι το μέσον (ή το φίλτρο) εκείνο που παρεμβάλλεται μεταξύ του ήλιου και της καλλιέργειας. Επί πλέον: Επιτρέπει τη μεγαλύτερη δυνατή διαπερατότητα φωτός στο θερμοκήπιο (88-92%). Έχει μεγάλη ευελιξία συνδυασμού με άλλα πολυμερή και πρόσθετα. Διαθέτει πολύ ικανοποιητικές μηχανικές ιδιότητες. Είναι το οικονομικότερο υλικό κάλυψης.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Ο στόχος είναι, με τον κατάλληλο χειρισμό του ηλιακού φάσματος, να προσδώσουμε στο πλαστικό όσο το δυνατόν περισσότερες ιδιότητες που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη, παραγωγή και παραγωγικότητα των θερμοκηπιακών καλλιεργειών. Τα παραπάνω βέβαια απαιτούν βαθιά τεχνογνωσία και σύγχρονη τεχνολογία, για να καταλήξουμε σε αποτελέσματα που μέχρι χθες φάνταζαν ακατόρθωτα. Για το λόγο αυτό, θα αφιερώσουμε σημαντικό μέρος σήμερα στην κατανόηση και το χειρισμό της ηλιακής ακτινοβολίας.
ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Τι είναι το φως? Πως το αντιλαμβάνονται τα φυτά? Ποιες παρεμβάσεις μπορούμε να κάνουμε προς όφελος των καλλιεργειών? Ποιες είναι οι επιθυμητές ιδιότητες των υλικών κάλυψης θερμοκηπίων?
Το φως είναι μέρος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπει ο ήλιος. Διαιρείται σε 3 μέρη: ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ (UV) - ΜΕΧΡΙ ΤΑ 400 NM, ΟΡΑΤΗ 400-700 NM, ΥΠΕΡΥΘΡΗ (IR) ΠΑΝΩ ΑΠΌ ΤΑ 700 NM
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Η υπεριώδης ακτινοβολία αποτελείται: UV-C 200-280 280 nm Θεωρητικά UV-B 280-320 nm Φθάνει UV-A 320-400 nm Ευνοεί Θεωρητικά απορροφάται κατά 100% από τη στρατόσφαιρα. Φθάνει στη γη, επηρεάζοντας το χρωματισμό και το ύψος των φυτών. Προξενεί παλαίωση στα πλαστικά φύλλα κάλυψης. Ευνοεί την σποριοποίηση μυκήτων. Τα έντομα τη χρησιμοποιούν για τον προσανατολισμό τους Προξενεί παλαίωση στα πλαστικά φύλλα κάλυψης
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Η ορατή ακτινοβολία αποτελείται: VIOLET INDIGO ~ 430 BLUE ~ 400 nm - 430 nm ~ 430nm - 450 nm ~ 450nm - 520 nm Επηρεάζει Επηρεάζει τη φωτοσύνθεση Επηρεάζει τη φωτοσύνθεση Επηρεάζει πολύ σοβαρά τη φωτοσύνθεση (θετικός φωτοτροπισμός, αποφυγή εκχλοίωσης φυταρίων, άνοιγμα στοματίων, συμβολή στη δημιουργία κυτοπλάσματος) GREEN ~ 520 YELLOW ~ 565 ORANGE ~ 590 RED ~ 520nm - 565 nm ~ 565nm - 590 nm 590nm - 625 nm RED ~ 625nm - 700 nm Επηρεάζει ελάχιστα τη φωτοσύνθεση Δεν επηρεάζει πρακτικά καμία λειτουργία των φυτών Επηρεάζει ελάχιστα τη φωτοσύνθεση και τον φωτοπεριοδισμό Επηρεάζει πολύ σημαντικά τη φωτοσύνθεση και τη φωτομορφογένεση (βλαστικότητα σπόρων, άνθηση, ωρίμανση-γηρασμός, κοίμισμα)
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Η υπέρυθρη ακτινοβολία αποτελείται: FAR RED 700-800 nm Επηρεάζει τη φωτομορφογένεση, επομένως επιδρά στην ανάπτυξη των φυτών NEAR INFRA- RED FAR INFRA- RED 800-1300 nm Άχρηστη για τα φυτά. Μεταφέρει όμως θερμότητα μέσα στο θερμοκήπιο κατά τη διάρκεια της ημέρας > 1300 nm Μεταφέρει θερμότητα. Η ακτινοβολία από 7-147 mic και πάνω είναι υπεύθυνη για τις απώλειες θερμότητας κατά τις νυκτερινές ώρες
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Πως αντιλαμβάνονται τα φυτά τη φωτεινή ακτινοβολία? Τα φυτά διαθέτουν ειδικά συστήματα χρωστικών, που προσλαμβάνουν την ακτινοβολούμενη ενέργεια από τις διάφορες περιοχές του ηλιακού φάσματος. Η χλωροφύλλη προσλαμβάνει την PAR (Photo synthetically Active Radiation) από 400-700 nm,, με την οποία ενεργοποιείται η φωτοσύνθεση, η λειτουργία δηλαδή που μετατρέπει CO2 & Η20 σε οξυγόνο και υδατάνθρακες. Άλλοι φωτοϋποδοχείς λειτουργούν σαν μεταφορείς μηνυμάτων που παρέχουν στιγμιαίες πληροφορίες για τον έλεγχο μορφολογικών και φυσιολογικών λειτουργιών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Φωτοϋποδοχείς που έχουν πιστοποιηθεί μέχρι σήμερα: PHYTOCHROMS: Φυτοχρωμικές πρωτεϊνες που απορροφούν κυρίως το ερυθρό, μακράν ερυθρό και μπλε φως. CRYPTOCHROMES: Ομάδα χρωστικών που απορροφούν το μπλε και υπεριώδες φως. PHOTOTROPINS: : Messengers για την κατεύθυνση που θα πάρουν τα φυτά προς την ανεύρεση μπλε φωτός. UV-B B PHOTORECEPTORS: Απορροφητές της UV-B ακτινοβολίας.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Τα Phytochroms ελέγχουν τη φωτομορφογένεση: : Η λειτουργία με την οποία τα φυτά αντιλαμβάνονται το φως, τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά και με βάση αυτή την ικανότητα ρυθμίζουν τις διαδικασίες ανάπτυξης, άνθησης, έκπτυξης οφθαλμών, ανάπτυξης των ριζών και βλαστών, επιμήκυνση μίσχων κ.α. Τα Phytochroms μεταπίπτουν ανάλογα με την απορρόφηση Red ή Far Red σε δύο καταστάσεις, Pr & Pfr, αντίστοιχα. Ο λόγος R/FR - και ειδικά στο τέλος της ημέρας - προσδιορίζει το μήκος των βλαστών και πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά της ανάπτυξης των φυτών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΑΝΘΗΣΗ: Πως λειτουργούν πρακτικά τα Phytochroms? Φυτά βραχείας ημέρας: R/FR υψηλό Μείωση της άνθησης R/FR χαμηλό Αύξηση της άνθησης Φυτά μεγάλης ημέρας (τα περισσότερα φυτά): R/FR υψηλό Αύξηση της άνθησης R/FR χαμηλό Μείωση της άνθησης Ουδέτερα φυτά: Καμία επίδραση από το λόγο R/FR ΒΛΑΣΤΗΣΗ ΣΠΟΡΩΝ: R/FR υψηλό Αύξηση
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Πως λειτουργούν πρακτικά τα Phytochroms? ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΛΑΣΤΩΝ : R/FR υψηλό Μείωση (Νανισμός - Dwarfing) [FR FILTERS] R/FR χαμηλό Ανάπτυξη (υψηλότερα στελέχη) Επίσης τα Chryptochroms παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των στελεχών : B/R (BLUE / RED) υψηλό Μείωση (Νανισμός - Dwarfing)
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Εφαρμογές Πρακτικά οι καταναλωτές προτιμούν τα γλαστρικά ανθοφόρα φυτά να είναι πιο συμπαγή compact. Τα Compact γλαστρικά βοηθούν επίσης τους παραγωγούς, γιατί καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο, επιτρέποντας την παραγωγή περισσότερων φυτών, αλλά και διευκολύνοντας τη μεταφορά τους (παράδειγμα οι καλλιεργητές νάνων φυτών γαρδένιας και άλλων καλλωπιστικών). Με τη μετατροπή του λόγου BLUE/RED και RED/FAR RED (ειδικά μπλε φύλλα), μπορούμε να πετύχουμε πιο compact φυτά, υψηλότερης εμπορικής αξίας για τον καλλιεργητή.
Μπλε φύλλο νανισμού (dwarfing) 100 90 80 70 %Transmission 60 50 40 30 20 10 0 300 400 500 600 700 800 Wavelength (nm)
Μπλε φύλλο - Ιεράπετρα
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Δυσκολίες εφαρμογής: Η διαδικασία νανισμού ποικίλλει σημαντικά από φυτό σε φυτό (Δες πίνακα στην επόμενη διαφάνεια - Παραδείγματα πειραματισμού μας για φυτάρια τομάτας, αγγουριού). Ο μετασχηματισμός του λόγου R/FR ή/και B/R με τη χρήση εμπορικών χρωστικών μειώνει το συνολικό φως (PAR), με συνέπεια μικρότερη φυλλική επιφάνεια, μικρότερο αριθμό φύλλων, λιγότερο ξηρό βάρος και λιγότεροι βοηθητικό βλαστοί. Πρακτικά μια αποδεκτή λύση είναι η χρήση κουρτινών είτε προς το τέλος της ημέρας, είτε σε περιόδους με πλούσια ακτινοβολία, οπότε η μείωση της PAR δεν έχει σημαντική επίπτωση στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα και ανάπτυξη. Κόστος : Μόνο πολύ εξειδικευμένες πανάκριβες χρωστικές μπορούν να πετύχουν τη διαφοροποίηση του λόγου R/FR & B/R.
ΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΥΨΟΥΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΚΑΤΩ ΑΠΌ FR FILTERS Gardenia Easter lily Geranium Poinsettia Impatiens Lettuce Pansy ΘΕΤΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ Pepper Miniature roses Petunia Exacum Salvia Vinca Tomato ΚΑΜΙΑ ΑΠΟΚΡΙΣΗ Azalea Tulip Hyacinth Narcissus Chrysanthemum Marigold
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Άλλες ενδιαφέρουσες ιδιότητες του μπλε Υπάρχουν πολλές ερευνητικές εργασίες που αποδεικνύουν ότι το μπλε φως, με ένα peak στα 480 nm, δρα απαγορευτικά στην παραγωγή σποραγγείων του περονοσπόρου. Ήδη πολλές βιομηχανίες πλαστικού διαθέτουν παρόμοια φύλλα. Τα μπλε φύλλα με υψηλό λόγο BLUE/RED και χαμηλό R/FR (RED- INTERCEPT FILMS) προκαλούν αύξηση του νωπού βάρους και της φυλλικής επιφάνειας στο αγγούρι (λιγότερο όμως στην τομάτα). Γενικά τα φυτά ανταποκρίνονται στην ένταση του μπλε φωτός. Μειώνοντας το μπλε, βοηθάμε την επιμήκυνση των φυτών. Επομένως η απόλυτη παρουσία του μπλε φωτός επηρεάζει το ύψος και την ποιότητα των φυτών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας (1) Οι ΑΝΘΟΚΥΑΝΙΝΕΣ (ANTHOCYANS( ANTHOCYANS), δηλ. οι χρωστικές που είναι υπεύθυνες για το χρωματισμό των ανθέων σχηματίζονται από φλαβονοειδή.. Για να δημιουργηθεί ο χρωματισμός, πρέπει να υπάρχει optimum ph μέσα στα χυμοτόπια των κυττάρων. Η UV-B αυξάνει την ποσότητα των φλαβονοειδών,, δημιουργώντας έτσι το optimum ph μέσα στα χυμοτόπια, με αποτέλεσμα καλύτερο χρωματισμό. Η παρουσία UV-B μπορεί να μειώσει το μήκος των μεσογονατίων διαστημάτων έως 10-15 15%,, καθώς και να τα κάνει πιο σκληραγωγημένα (ειδικά σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού). Στα φυτώρια, τα μικρά φυτάρια προσλαμβάνοντας UV-A γίνονται πιο εύρωστα, με περισσότερο φύλλωμα και βαθύτερο χρωματισμό. Επίσης γίνονται πιο ανθεκτικά στη UV ακτινοβολία μετά τη μεταφύτευση.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας (2) 1. Τα έντομα βλέπουν (σε αντίθεση με τον άνθρωπο), αλλά και χρειάζονται το υπεριώδες φως για να προσανατολισθούν (δες σχετικό γράφημα). Απουσία UV ακτινοβολίας, ο πληθυσμός των εντόμων όπως αλευρώδης, αφίδες, θρίπας μειώνεται δραστικά. Αυτό έχει σαν συνέπεια τη μείωση και πολλών ιολογικών ασθενειών, μια και τα έντομα αυτά είναι ξενιστές πολλών ιών. 2. Η σποριοποίηση των μυκήτων απαιτεί UV ακτινοβολία. Με τη μείωση της, ο ρυθμός σποριοποίησης μειώνεται δραματικά και είναι δυνατόν να ελεγχθούν καλύτερα πολλές μυκητολογικές ασθένειες προκαλούμενες από φυκομύκητες π.χ. βοτρύτιδα. Εχει επίσης αποδειχθεί ότι υψηλός λόγος R/FR & B/FR βοηθά στη μείωση της σποριογένεσης.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Hypericum calycinum όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι (αριστερά) και όπως το βλέπουν τα έντομα στο φάσμα UV (δεξιά) Thomas Eisner Cornell University
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ 100 EYE SENSITIVITY OF A BUMBLE BEE 90 80 70 Sensitivity (%) 60 50 40 30 20 10 0 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700 Wavelength (nm)
ΦΑΣΜΑ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ UV-BLOCKING ΦΥΛΛΩΝ ΣΤΟΝ ΠΛΗΘΥΣΜΟ ΕΝΤΟΜΩΝ H. S. COSTA,1 K. L. ROBB & C. A. WILEN J. Econ. Entomol. 95(1): 113-120 (2002)
ΣΥΛΛΗΨΕΙΣ ΑΛΕΥΡΩΔΩΝ ΣΕ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟ ΤΟΜΑΤΑΣ
ΑΘΡΟΙΣΤΙΚΕΣ ΜΟΛΥΝΣΕΙΣ ΤΟΥ ΙΟΥ TYLCV Y. Antignus, S. Cohen, N. Mor, Y. Masika, M. Lapidot, Plasticulture 112: 1996
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας Έχει αποδειχθεί ακόμη ότι η παρουσία UV ακτινοβολίας, σε συνθήκες υψηλής σχετικής υγρασίας και χαμηλής θερμοκρασίας τα κόκκινα τριαντάφυλλα υποφέρουν από την παρουσία μαύρων στιγμάτων (black( spots) που τα καθιστούν αντιεμπορικά. Η λύση με τα UV blocking φύλλα έχει επιφέρει σημαντική βελτίωση στο μεγάλο πρόβλημα των τριανταφυλλοπαραγωγών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ UV-OPEN FILMS ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΥΟ ΑΝΤΙΘΕΤΕΣ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΕΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑΚΩΝ ΦΥΛΛΩΝ Φύλλα που επιτρέπουν όλη τη UV-A A & UV-B ακτινοβολία να εισέλθουν στο θερμοκήπιο. Χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση του χρωματισμού, τη σκλήρυνση και μικρότερη επιμήκυνση των στελεχών. Μερικές καλλιέργειες παράγουν το χαρακτηριστικό τους χρώμα, μόνο κάτω από UV-OPEN φύλλα (π.χ. κόκκινη σαλάτα, μερικές ποικιλίες τριαντάφυλλων). Τα UV-OPEN OPEN φύλλα είναι απολύτως φιλικά στους βομβίνους.
ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΚΑΤΩ ΑΠΌ UV OPEN (ΑΡΙΣΤΕΡΑ)( ΚΑΙ UV BLOCKING (ΔΕΞΙΑ)( With normal Film With UV-Blocking Film
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ UV-BLOCKING FILMS ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΥΟ ΑΝΤΙΘΕΤΕΣ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΕΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑΚΩΝ ΦΥΛΛΩΝ Φύλλα τα οποία απορροφούν όλη τη UV ακτινοβολία, τουλάχιστον έως τα 370/380 nm (μέχρι( 390 nm έχουμε πολύ καλύτερα αποτελέσματα) Μειώνουν τον πληθυσμό των εντόμων και ιώσεων Μειώνουν τη σποριογένεση μυκήτων Μειώνουν δραματικά τη χρήση αγροχημικών Μειώνουν τη δημιουργία μαύρων στιγμάτων στα κόκκινα τριαντάφυλλα
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΕΠΙΦΥΛΑΞΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ UV-BLOCK FILMS A. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΒΟΜΒΙΝΩΝ (BUMBLE-BEES) Πρόσφατες έρευνες στην Ελλάδα, Ισραήλ, Ισπανία δείχνουν ότι δεν υπάρχει αρνητική συμπεριφορά Οι κλιματικές συνθήκες, το γένος και η «ποιότητα» των βομβίνων παίζουν καθοριστικό ρόλο Οπωσδήποτε πριν την εφαρμογή πρέπει να γίνεται δοκιμή
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΕΠΙΦΥΛΑΞΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ UV-BLOCK FILMS Β. Δραστηριότητα των ωφέλιμων εντόμων που χρησιμοποιούνται στην ολοκληρωμένη ή βιολογική καλλιέργεια (δεν υπάρχουν ακόμη ασφαλή συμπεράσματα, αλλά φαίνεται ότι δεν επηρεάζονται αρνητικά). Γ. Πιθανός μεταχρωματισμός ορισμένων ανθέων, καρπών, φρούτων με ιώδες χρώμα (μελιτζάνα, μωβ άνθη).
ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ 3 ΦΥΛΛΩΝ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΗ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ UV UV SPECTRUM 400-300 nm 100 90 UV-OPEN 80 70 Trasmission (%) 60 50 40 NORMAL 30 20 UV-BLOCK 10 0 300 320 340 360 380 400 Wavelength (nm)
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΔΙΑΧΥΣΗ ΦΩΤΟΣ Διάχυση ονομάζεται το φαινόμενο, όπου η προσπίπτουσα ακτινοβολία συναντώντας το υλικό κάλυψης διασπάται σε μικρότερες ακτίνες. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι το διαχέον φως είναι πολύ πιο χρήσιμο στις καλλιέργειες από το απευθείας προσπίπτον, διότι δημιουργεί μεγαλύτερη ομοιομορφία φωτός και σχεδόν εκμηδενίζει τη σκίαση στα κατώτερα μέρη του φυτού. Επίσης μειώνει το σοκ στα φυτά και τα εγκαύματα που προξενούνται από την απευθείας προσπίπτουσα δυνατή ηλιακή ακτινοβολία. Τα πλαστικά φύλλα με μεγάλο ποσοστό διάχυσης (> 60%) αντανακλούν την NIR ακτινοβολία, προσφέροντας ήπιες συνθήκες δροσισμού, με τη μείωση της εισερχόμενης θερμότητας.
Σχηματική παράσταση διάχυσης του φωτός
ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Ανάλογα με το υλικό έχουμε μεγαλύτερη διάθλαση (refract) και μικρότερη ανάκλαση
ΦΑΣΜΑ ΠΟΥ ΑΠΟΔΕΙΚΝΥΕΙ ΌΤΙ Η ΔΙΑΧΥΣΗ ΔΕΝ ΜΕΙΩΝΕΙ ΤΟ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΦΩΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΔΙΑΧΥΣΗ ΦΩΤΟΣ - ΕΠΙΦΥΛΑΞΕΙΣ Η διάχυση του φωτός δεν ενδείκνυται σε περιοχές όπου υπάρχει πολύ νεφώδης ουρανός στο μεγαλύτερο μέρος του χρόνου, διότι ήδη η ηλιακή ακτινοβολία διαχέεται από την ατμόσφαιρα. Στα διπλά φουσκωτά θερμοκήπια πρέπει να αποφεύγονται τα εντόνως διαχέοντα φύλλα, διότι δημιουργούν συνθήκες μειωμένου φωτός. Συνιστάται η χρήση δύο διάφανων (clear)( φύλλων.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ INTERFERENCE EFFECT (παρεμπόδιση συγκεκριμένου μήκους ακτινοβολίας) Ειδικές χρωστικές βασισμένες στη Mica (είδος πέρλας) μπορούν να προκαλέσουν αντανάκλαση του πράσινου και & NIR φωτός, προσφέροντας έτσι αξιοσημείωτο δροσισμό και διάχυση του φωτός. Παρά το υψηλό κόστος (λόγω πατέντας) των χρωστικών αυτών (Mica), αυτή η κατηγορία αξίζει να προωθηθεί σε ειδικές καλλιέργειες, διότι μειώνει το στρες της καλλιέργειας από τις υψηλές θερμοκρασίες και ταυτόχρονα επιτρέπει την είσοδο περισσότερου μπλε και ερυθρού φωτός, που αναλύθηκε η χρησιμότητά τους.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΠΛΑΣΤΙΚΑ ΠΟΥ ΤΡΟΠΟΠΟΙΟΥΝ ΤΟ ΦΩΣ (LUMINESCENCE( LUMINESCENCE) Πλαστικά φύλλα που περιέχουν ειδικές χρωστικές μπορούν να μετατρέψουν μέρος της απορροφούμενης UV ακτινοβολίας σε ερυθρά ακτινοβολία, αυξάνοντας έτσι το ποσοστό της χρήσιμης ακτινοβολίας για τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Ο λόγος R/FR αυξάνεται σημαντικά. Συνιστώνται κυρίως για δρεπτά άνθη. Οι κατασκευαστές τέτοιων PIGMENTS αναφέρουν ότι σε σχετικά πειράματα σε Ευρώπη, Αμερική, Αφρική, Ασία παρατηρήθηκε αύξηση της παραγωγής κόκκινων τριαντάφυλλων 25-5-% (!!!???)?) Βεβαίως είναι πολύ ακριβά για την ώρα (2-3 3 φορές περισσότερο από τα συμβατικά φύλλα).
SPECIAL LUMINESCENT (RED) FILM
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΑΣΠΡΑ ΠΛΑΣΤΙΚΑ ΦΥΛΛΑ ΣΚΙΑΣΗΣ Τα άσπρα φύλλα μειώνουν συνολικά τη διαπερατότητα φωτός, καθ όλο το φάσμα του (όχι μόνο το φάσμα του ορατού) Δεν διαφοροποιούν το λόγο μεταξύ των διαφόρων χρωμάτων. Λειτουργούν τόσο σαν φύλλα δροσισμού, όσο και σαν φύλλα σκίασης, επιθυμητή ιδιότητα ειδικά για τα σκιόφυλλα φυτά. ΟΜΩΣ: Ο ρυθμός ανάπτυξης μειώνεται. Πρακτικά χρησιμοποιούνται σε φυτώρια καλλωπιστικών (φτέρες κ.α.) και κωνοφόρων που είναι ευαίσθητα σε εγκαύματα.
ΣΥΓΚΡΙΣΗ «ΠΕΡΛΕ» ΦΥΛΛΟΥ COMPARISON OF INTERFERENCE VS WHITE FILM ΜΕ ΑΣΠΡΟ ΦΥΛΛΟ ΣΚΙΑΣΗΣ 100 90 80 TUV 3963-150 mic 70 % Transmission 60 50 40 WHITE 6514-150 mic 30 20 10 0 300 400 500 600 700 800 Walength (nm)
3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΦΥΛΛΩΝ ΚΑΛΥΨΗΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ
ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ ΠΛΑΣΤΙΚΟΥ Παράγοντες που την επηρεάζουν 1.- Σταθεροποίηση 2.- Πάχος του φύλλου 3.- Διάφοροι εξωτερικοί παράγοντες 4.- Φυτοφάρμακα και θειούχες ενώσεις
1.- Σταθεροποίηση Τι σημαίνει σταθεροποίηση ; Προστασία από τη UV ακτινοβολία του ήλιου. Πως βοηθά η σταθεροποίηση στο χρόνο ζωής του φύλλου ; Όσο μεγαλύτερο το ποσοστό σταθεροποίησης, τόσο μεγαλύτερη η διάρκεια ζωής των φύλλων. Συστήματα σταθεροποίησης φύλλων: (α) Σταθεροποίηση με Νικέλιο + UV-Aπορροφητές. (β) Σταθεροποίηση με HALS + UV-Aπορροφητές.
Μηχανισμός φωτο-οξείδωσης οξείδωσης ROO. = ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΡΙΖΑ, ΔΡΑΣΤΙΚΗ, ΣΗΜΕΙΟ ΕΚΚΙΝΗΣΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ
Αλληλεπίδραση σταθεροποιητών με φυτοφάρμακα Αριστερά: : Δράση Hals ή Ni-Q όπου φαίνεται η ανασύνθεση του πολυμερούς Δεξιά: Η καταστροφή Hals από θείο και κατιόντα
(α) Σύστημα σταθεροποίησης «Ni-Quenchers + UV απορροφητών» Δίνει φύλλα με μικρότερη διαπερατότητα στο φως. Το Νικέλιο είναι βαρύ μέταλλο και περιορίζεται η χρήση του για περιβαλλοντολογικούς λόγους. Τα προϊόντα καύσης του είναι επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία.
(β) Σύστημα σταθεροποίησης «HALS«+ UV απορροφητών» Πλεονεκτήματα Φύλλα μεγαλύτερης διάρκειας ζωής. Φωτεινότερο θερμοκήπιο (μεγάλη διαπερατότητα φωτός). Μειονέκτημα Ο σταθεροποιητής Hals επηρεάζεται σημαντικά από διάφορα φυτοφάρμακα και ιδιαίτερα το θειάφι, το χλώριο και τις χημικές ενώσεις τους. Επομένως χρειάζεται κάποιου είδους προστασία για να δουλεύει.
Φύλλα σταθεροποιημένα με Hals (αριστερά)( και Νικέλιο (δεξιά)
Φύλλο με Hals,, που προσδίδει τη μεγαλύτερη δυνατή διαπερατότητα φωτός
2.- Πάχος φύλλου Σταθεροποίηση vs Πάχος : Ανάμεσα στους δυο παράγοντες τη μέγιστη σημασία (>80%) παίζει το ποσοστό σταθεροποίησης. Επομένως, ο παραγωγός δεν πρέπει να παρασύρεται από πλαστικά που διαφημίζονται σαν πιο ανθεκτικά, επειδή είναι παχύτερα, ενώ υστερούν σε σταθεροποίηση.
3.- Εξωτερικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη ζωή του φύλλου Ο σκελετός του θερμοκηπίου. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται (μέταλλο, ξύλο, καρφιά, κ.λ.π.)..). Ο τρόπος απλώματος του πλαστικού (χαλαρό ή υπερβολικά τεντωμένο). Ο αερισμός και η υγρασία, ειδικά το καλοκαίρι. Το βάψιμο του πλαστικού στα σημεία επαφής με το σκελετό. Η χρήση υλικών για δροσισμό και σκίαση του θερμοκηπίου. Και περισσότερο από όλα το θείο, το χλώριο καθώς και φυτοφάρμακα που τα περιέχουν.
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΡΟΩΡΩΝ ΠΑΛΑΙΩΣΕΩΝ ΑΠΌ ΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΘΕΙΟΥ-ΧΛΩΡΙΟΥ Γιατί τόσο πολλή κουβέντα για τον κίνδυνο από τα φυτοφάρμακα? Όπως αναφέρθηκε τα περισσότερα θερμοκηπιακά φύλλα είναι UV σταθεροποιημένα με σταθεροποίητές HALS (Hindered Amine Light Stabilizers). Οι HALS είναι ενώσεις αλκαλικής συμπεριφοράς, επομένως όταν έλθουν σε επαφή με όξινης αντίδρασης αγροχημικά,, κυρίως όσων περιέχουν ΘΕΙΑΦΙ ΚΑΙ ΑΛΟΓΟΝΑ, εξουδετερώνονται. Σαν αποτέλεσμα το πλαστικό παραμένει απροστάτευτο και ο χρόνος ζωής του μπορεί να μειωθεί στο μισό και περισσότερο.
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΡΟΩΡΩΝ ΠΑΛΑΙΩΣΕΩΝ ΑΠΌ ΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΘΕΙΟΥ-ΧΛΩΡΙΟΥ Τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότερο οι καταναλωτές ζητούν λιγότερα υπολείμματα φαρμάκων, οι κυβερνήσεις επιβάλλουν περιορισμούς και απαγορεύσεις χρήσης πολλών αγροχημικών. Παράλληλα, οι παραγωγοί εμπιστεύονται το θείο σε διάφορες μορφές, σαν πιο αποτελεσματικό, φθηνό και οικολογικά αποδεκτό. Ταυτόχρονα, νέα ή παλιότερα απολυμαντικά έχουν αντικαταστήσει το βρωμιούχο μεθύλιο (VAPAM, BASAMIDE, TELON, CHLOROPICRINE),, τα περισσότερα των οποίων αποδεσμεύουν θείο ή/και χλώριο. Τα ποσοστά πρόωρων παλαιώσεων έχουν αυξηθεί δραματικά διεθνώς εξ αιτίας της αλληλεπίδρασης των χημικών με τους σταθεροποιητές HALS.
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΡΟΩΡΩΝ ΠΑΛΑΙΩΣΕΩΝ ΑΠΌ ΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΘΕΙΟΥ-ΧΛΩΡΙΟΥ Διάφορες καλλιεργητικές τεχνικές (πολλές από αυτές σχετικά νέες, λόγω των προηγούμενων) μπορεί να δημιουργήσουν προβλήματα πρόωρης παλαίωσης στα φύλλα με τις κλασσικές συνταγές σταθεροποίησης.
Ποιες συνθήκες δημιούργησαν την ανάγκη για νέες λύσεις (1) Αυξανόμενη χρήση του θείου σε διάφορες μορφές : - καύση θείου (θειωτήρες( θειωτήρες) - εξάχνωση (κανόνι) - επίπαση (σκόνισμα) - ψεκασμοί με βρέξιμο θειάφι - ψεκασμοί με ισχυρά θειούχα φυτοφάρμακα
Ποιες συνθήκες δημιούργησαν την ανάγκη για νέες λύσεις (2) Απολυμάνσεις θερμοκηπίων με φάρμακα που περιέχουν - Θειάφι (Vapam( Vapam, Basamid) ή - Χλώριο (Χλωροπικρίνη( Χλωροπικρίνη, Condor) και γίνονται χωρίς κάλυψη. Αλλαγές στις καλλιεργητικές συνθήκες.
Γαλλία Παραδοσιακά η φράουλα καλλιεργείτο στο έδαφος. Με τα νέα υδροπονικά συστήματα και για την αποδοτικότερη συγκομιδή, η καλλιέργεια υψώθηκε, με αποτέλεσμα τα φυτά να βρίσκονται πολύ κοντά στο πλαστικό και ο ψεκασμός τους να το επηρεάζει περισσότερο από παλιά.
Ελλάδα Σε πολλά παραδοσιακά θερμοκήπια, μικρού ύψους, η καλλιέργεια φθάνει μέχρι το πλαστικό, επομένως το ψεκαζόμενο υλικό έρχεται σε άμεση επαφή με το πλαστικό κάλυψης
Ποιες συνθήκες δημιούργησαν την ανάγκη για νέες λύσεις (3) Είναι από χρόνια γνωστή η αρνητική επίδραση του θείου και χλωρίου στα διάφανα πλαστικά λόγω αδρανοποίησης των σταθεροποιητών HALS. Λιγότερο γνωστό είναι ότι το χλώριο αδρανοποιεί και το σταθεροποιητή Νικελίου - κίτρινα φύλλα που είναι ανθεκτικός στο θειάφι.
Επίδραση θείου σε συμβατικούς HALS stabilizers και HALS resistant stabilizers Normalized Carbonyl Content [%] 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05-0,10 Σύγκριση παλαίωσης TUV 2 ΧΡΟΝΙΑ 3945 με ΤUV 3942/3998/3999 υπό την επίδραση TUV 3942/3998/3999 θείου 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000 UV Exposure [Hours] TUV 3945 4,5 ΧΡΟΝΙΑ
STATISTICAL ANALYSIS OF SULPHUR & CHLORINE TRACES IN GREENHOUSE FILMS AND THEIR RELATION TO PREMATURE AGEING M.V. Kykrilis, K. Vertoudakis CIPA Congress Algeria, December 2003
FARMERS AROUND THE WORLD DEMAND LONGER LIFE FOR THEIR PLASTIC COVER INCREASED COST OF RECOVERING SAFETY CONCERNS DURING THE CULTIVATING YEARS
SYSTEMS OF UV-STABILIZATION NI-QUENCHER + UVA (70s/80s) HALS + UVA (90s/00s /00s) * More economic * Colorless (better agronomic results) * Environmental concerns
INTERACTION OF HALS WITH PESTICIDES MAJOR INFLUENCING FACTORS THE KIND AND AMOUNT OF HALS THE OTHER HEAT & LIGHT STABILIZERS & CO- ADDITIVES THE KINDS & DOSAGES OF AGROCHEMICALS, ESPECIALLY SULPHUR & CHLORINE CONTAINING ONES AND THEIR WAY OF APPLICATION THE TYPE OF THE GREENHOUSES THE UV RADIATION AND TEMPERATURE
SOLUTIONS FOR IMPROVED RESISTANCE TO PESTICIDES USE OF CO-STABILIZERS PROVED INEFFICIENT AGAINST SULPHUR NEW HALS MOLECULES & COMBINATIONS MUCH HIGHER COST LEVEL OF EFFICIENCY STILL UNDER TRIAL (POSITIVE INITIAL RESULTS) LIMITED AVAILABILITY
NI-QUENCHER SYSTEMS VERY STABLE AGAINST SULPHUR BUT, CAN BE DEACTIVATED BY CHLORINE
WHY FAILURE RATE INCREASES? THE COINCIDENCE MORE WIDESPREAD USE OF HALS BASED FILMS MORE USE OF SULPHUR, NEW PESTICIDES & FUMIGANTS CONSUMER PRESSURE FOR HEALTHIER CROPS INCREASE OF ORGANIC OR BIO CULTIVATIONS RESTRICTIONS ON OLD PESTICIDES
HOW SHOULD THE FILM INDUSTRY FACE THIS SITUATION? FILMS STABILIZED WITH CHEMICAL RESISTANT HALS OR OTHER COMBINATIONS SIGNIFICANT COST INCREASE FOR 100% OF FARMERS, WHILE ONLY SMALL PART MEETS PROBLEMS QUESTIONABLE AVAILABILITY OF NEW STABILIZERS FOR 100% OF MARKET NEEDS RESTRICTIONS ON WARRANTY VALIDITY IN CASE TRACES OF CHEMICALS ABOVE CERTAIN LIMITS ARE FOUND IN DEGRADED FILMS
INVESTIGATION OF SULPHUR & CHLORINE TRACES METHOD USED : TOX 100 TOTAL SULPHUR/CHLORINE ANALYSER 150 FAILED FILMS FROM DIFFERENT MEDITER- RANEAN COUNTRIES, OF DIFFERENT FILM PRODUCERS, ALL HIGHLY STABILIZED BEFORE EXPOSURE, BY HALS & NI-QUENCHER SYSTEMS 75 FILMS THAT SUCCESSFULLY COMPLETED 3-53 SEASONS LIFE IN MEDITERRANEAN
GRAPH 1. Frequency distribution of failed and non-failed films, stabilized with HALS + UVA + co-stabilizers, relative to their concentration of Sulphur 50% 45% 40% 35% Failed Non-Failed 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% <100 100-300 300-500 500-700 700-900 900-1100 1100-1300 1300-1500 1500-1700 1700-1900 1900-2100 2100-2300 2300-2500 2500-2700 2700-2900 2900-3100 3100-3300 3300-3500 3500-3700 3700-3900 >3900 Frequency (%) Sulphur Concentration (ppm)
DISCUSSION SULPHUR EFFECT ON HALS + CO-STAB AVERAGE SULPHUR CONTENT OF FAILED SAMPLES = 1820 PPM AVERAGE SULPHUR CONTENT OF NORMALLY AGED SAMPLES = 500 PPM (NONE > 1000 PPM) 95 % OF FAILED SAMPLES HAD OVER THAN 730 PPM OF SULPHUR (*) 66 % OF FAILED SAMPLES < 2000 PPM (*) SAMPLES WITH < 500 PPM EXCL.
CONCLUSION SAFE LIMIT FOR HIGHLY STABILIZED 3-53 SEASON FILMS (180-200 MIC.) WITH HALS + CO-STAB = 700 PPM FOR THINNER FILMS DESIGNED FOR SHORTER LIFETIME A LOWER LIMIT SHOULD BE SET
Graph 2. Frequency distribution of failed and non-failed films, stabilized with HALS + UVA + co-stabilizers, relative to their concentration of Chlorine 60% 50% Failed HALS Non-Failed 40% 30% 20% 10% 0% <50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500 500-550 550-600 >600 Frequency (%) Chlorine concentration (ppm)
DISCUSSION EFFECT OF CHLORINE ON HALS + CO-STAB NON-FAILED FILMS HAD AVERAGE CHLORINE CONTENT OF 223 PPM LIMITED NUMBER OF FAILED SAMPLES (*) DID NOT PERMIT DRAWING OF STATISTICALLY SIGNIFICANT CONCLUSION CO-STABILIZERS SEEM TO OFFER GOOD LEVEL OF PROTECTION FROM CHLORINE (ACID-SCAVENGING) CURRENT LIMIT OF 150 PPM IS SAFE (*) EXCL. SAMPLES WITH > 500 PPM S & < 100 PPM CL
Graph 3. Frequency distribution of failed and non-failed films, stabilized with Ni-quencher + UVA, relative to their concentration of Chlorine. 60% 50% Failed Ni Non-Failed 40% 30% 20% 10% 0% <50 50-100 100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500 500-550 550-600 >600 Frequency (%) Chlorine concentration (ppm)
DISCUSSION EFFECT OF CHLORINE ON NI-Q EVEN 150 PPM OF CHLORINE SEEMS TO BE ABLE TO DEACTIVATE THE NI-COMPLEX LIMIT SET IN SPAIN SEEMS REASONABLE AND SAFE
FINAL CONCLUSION (1) ADDITIVE PRODUCERS, RESIN PRODUCERS AND FILM MANUFACTURERS MUST COOPERATE, SO THAT CLEAR AND SAFE LIMITS OF CHEMICAL TRACES IN FAILED GREENHOUSE FILMS BE ESTABLISHED AND ENFORCED