ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΟΝ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ
Το «φαινόμενο του θερμοκηπίου» αποτελεί τεράστιο θέμα, γιατί το αναμενόμενο αποτέλεσμα είναι η αλλαγή των κλιματικών συνθηκών, που είναι βέβαιο ότι θα αλλάξει ριζικά τη ζωή σε ολόκληρο τον πλανήτη. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται σε συγκεκριμένα αέρια (διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, οξείδια του αζώτου, τα χλωροφθοριοκαρβονικά-cfcs), που διαφεύγουν από τη γη, διαχέονται στην ατμόσφαιρα και συντελούν στην μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμική.
Η συγκέντρωση αυτών αυξάνει συνεχώς με την πάροδο του χρόνο. Η αύξηση αυτή οφείλεται στην ανθρώπινη δραστηριότητα. Στις δραστηριότητες, που προκαλούν την αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου περιλαμβάνεται αναπόφευκτα και η καλλιέργεια για την παραγωγή γεωργικών προϊόντων.
Παράγοντες που επηρεάζουν την παραγωγή Στο ακόλουθο διάγραμμα φαίνεται ότι η επιθυμητή παραγωγή μιας καλλιέργειας που προκαθορίζεται από το γενετικό της υλικό, (είδος, ποικιλία) είναι συνάρτηση πολλών παραγόντων. Από τους παράγοντες αυτούς ορισμένοι ελέγχονται από τον άνθρωπο, (καλλιεργητικές φροντίδες), άρα μπορούν να βελτιωθούν ή να αλλάξουν, ορισμένοι ελέγχονται μερικώς (η ικανότητα του εδάφους να παρέχει θρεπτικά στοιχεία στα φυτά, και το νερό που συμβάλλει στη μεταφορά τους), και άλλοι, όπως το φως και η θερμοκρασία (κλίμα), σε στενά χρονικά όρια δεν μεταβάλλονται και καθορίζουν συχνά σε ανελαστικό βαθμό και το είδος της καλλιέργειας που πρέπει να επιλέγεται κατά περίπτωση. Όλοι αυτοί οι παράγοντες συμμετέχουν στις μεταβολικές διεργασίες που συμβαίνουν στο φυτό με τελικό αποτέλεσμα την παραγωγή των προϊόντων.
Θρεπτικά στοιχεία και διαθέσιμες μορφές Τα θρεπτικά στοιχεία είναι τα ακόλουθα 17: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Cl, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Mo και Co. Εξ αυτών τα P, K, Ca, Mg, S, Cl, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Mo και Co προσλαμβάνει το φυτό από το έδαφος, το δε Ν, από το έδαφος, αλλά και από την ατμόσφαιρα (βιολογικά δεσμευόμενο-ψυχανθή). Επιπλέον θα πρέπει να προστεθεί το Na που είναι απαραίτητο για ορισμένα μόνο είδη φυτών, όπως τα διάφορα είδη τεύτλων, ενώ σε ορισμένα από τα υπόλοιπα είδη μπορεί να προκαλέσει πρόβλημα (ευαίσθητα). Τα υπόλοιπα, C, H, O, τα φυτά τα προσλαμβάνουν από τον αέρα και το νερό.
Στον επόμενο Πίνακα (1) φαίνονται τα θρεπτικά στοιχεία και τα ιόντα υπό τη μορφή που τα φυτά τα προσλαμβάνουν (διαθέσιμες μορφές).
Χρειάζεται η λίπανση; Στα καλλιεργούμενα εδάφη, είναι αυτονόητο, ότι για κάθε προϊόν που συγκομίζεται αντιστοιχεί ποσότητα θρεπτικών στοιχείων που μετέχει και συμβάλλει στη σύνθεσή του. Ακόμα, και αν, σε μια δεδομένη στιγμή, ένα έδαφος μπορεί να εφοδιάζει τα φυτά με θρεπτικά στοιχεία, τα στοιχεία αυτά προοδευτικά «εξαντλούνται», οπότε η διατήρηση του επιπέδου γονιμότητας επιβάλλει την αναπλήρωσή τους, είτε αναφερόμαστε στην «κλασική» γεωργία, είτε στη βιολογική. Η αναπλήρωση αυτή συνδέεται άμεσα με τη χρήση των λιπασμάτων.
Λιπάσματα και βελτιωτικά Με την κλασική έννοια του όρου, κάθε ουσία, που περιέχει ένα ή περισσότερα θρεπτικά στοιχεία, είναι λίπασμα. Όλα τα λιπάσματα (ανόργανα, οργανικά, οργανο-ανόργανα κλπ.), μπορεί να περιέχουν τα θρεπτικά στοιχεία, είτε με τη διαθέσιμη μορφή, είτε υπό οποιαδήποτε άλλη μορφή, η οποία στο έδαφος «μετατρέπεται» τελικά σε διαθέσιμη. Με την ευρύτερη έννοια, λιπάσματα θεωρούνται και όσες ουσίες είναι βοηθητικές της ανάπτυξης των φυτών. Ουσίες, που βελτιώνουν τις ιδιότητες των εδαφών και, επομένως, συμβάλλουν στην καλύτερη ανάπτυξη, αλλά και απορρόφηση των ήδη υπαρχόντων θρεπτικών στοιχείων του εδάφους, κατατάσσονται στα βελτιωτικά του εδάφους.
Αέρια του θερμοκηπίου που «σχετίζονται» με την καλλιέργεια. Τα «αέρια του θερμοκηπίου», που σχετίζονται αμεσότερα με την καλλιέργεια της γης, άρα και με τη χρήση των λιπασμάτων, φαίνονται στον επόμενο Πίνακα (2).
Διοξείδιο του άνθρακα Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το αέριο που αποτελεί πηγή του άνθρακα για τα φυτά και ταυτόχρονα περιέχεται στο μεγαλύτερο ποσοστό στην ατμόσφαιρα. Ως «αέριο του θερμοκηπίου», το μεγάλο ενδιαφέρον, εστιάζεται στην αύξησή του, στην οποία αποδίδεται αύξηση του φαινομένου του θερμοκηπίου περισσότερο από το 50% (Loegreid et al., 1999). Σε ότι αφορά στα λιπάσματα, το διοξείδιο του άνθρακα εκπέμπεται άμεσα κατά το στάδιο της παραγωγής τους, α)από τα εργοστάσια παραγωγής αμμωνίας, και β) από τα καυσαέρια των μεταφορικών μέσων, κατά την μεταφορά των πρώτων υλών προς τα εργοστάσια, αλλά των έτοιμων προϊόντων προς την κατανάλωση.
Μεθάνιο Το ενδιαφέρον για το μεθάνιο έγκειται στο ότι, παρότι οι εκπομπές του είναι ποσοτικά πολύ μικρότερες συγκριτικά από αυτές του διοξειδίου του άνθρακα, συμβάλλει α) κατά 20-25% στην αύξηση του φαινομένου και β) στο ότι από τα ποσά που οφείλονται στην ανθρώπινη δραστηριότητα, περίπου το 58% αποδίδεται στη γεωργική δραστηριότητα. Προέρχεται από ορυζώνες, κοπροσωρούς και από την καύση των γεωργικών αποβλήτων, αλλά και από τους υγροτόπους. Επομένως, δεν σχετίζεται, τουλάχιστον άμεσα, με τις λιπάνσεις.
Ν 2 Ο Το Ν 2 Ο ευρίσκεται στη λίστα των αερίων, των οποίων οι εκπομπές υπόκεινται σε έλεγχο (συμφωνία του Kyoto), γιατί αν και βρίσκεται στην ατμόσφαιρα σε πολύ μικρότερες συγκεντρώσεις, συγκριτικά με το διοξείδιο του άνθρακα, ως αέριο που συμμετέχει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, μπορεί να προκαλέσει πρόβλημα, γιατί είναι 310 φορές ενεργότερο αυτού. Το Ν 2 Ο, όταν εισέρχεται στο ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, μετατρέπεται σε ΝΟ, το οποίο, όπως προαναφέρθηκε, συμμετέχει σε αντιδράσεις καταστροφής του όζοντος επιτρέποντας τη διέλευση της υπεριώδους ακτινοβολίας. Επομένως, οποιαδήποτε αύξησή του στην ατμόσφαιρα, μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην καταστροφή του όζοντος (Loegreid et al., 1999). Παρότι συνολικά από τα γεωργικά εδάφη σε παγκόσμια κλίμακα, διαφεύγει το 11% του συνολικού Ν 2 Ο (Griffith and Reetz, 1994, από Σιμώνη, 2007), εν τούτοις, απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στο μέλλον, δεδομένου ότι η αλματώδης αύξηση του Ν 2 Ο στην ατμόσφαιρα κατά τα τελευταία χρόνια συμβαδίζει με την αντίστοιχη των αζωτούχων λιπασμάτων.
Διαχείριση των θρεπτικών στοιχείων με σκοπό τον περιορισμό εκπομπών αερίων θερμοκηπίου Με τον όρο διαχείριση εννοείται ο χειρισμός των θρεπτικών στοιχείων με βάση κανόνες που σχετίζονται αφενός με τη γνώση των μορφών αυτών υπό τις οποίες τα φυτά τα προσλαμβάνουν από το έδαφος, αλλά και της συμπεριφοράς αυτών στο έδαφος και αφετέρου των αερίων που πιθανά διαφεύγουν κατά περίπτωση από το έδαφος προς την ατμόσφαιρα και αποτελούν «αέρια του θερμοκηπίου». Στα πλαίσια, επομένως, αυτής της προσέγγισης, η προσπάθεια, αποβλέπει στο να ελαχιστοποιήσουμε τη διαφυγή αυτών των αερίων.
Διοξείδιο του άνθρακα - Οργανικά λιπάσματα Ενώ η ενσωμάτωση οργανικών υπολειμμάτων στα εδάφη δρα σαν αποθήκη του διοξειδίου του άνθρακα και, επομένως, περιορίζεται η εκπομπή του στην ατμόσφαιρα, εν τούτοις, η ενσωμάτωση οργανικών λιπασμάτων στο έδαφος με σκοπό τον εφοδιασμό του εδάφους με θρεπτικά, άρα με χαμηλό λόγο C/N, μπορεί να επιφέρει αύξηση των εκπομπών στην ατμόσφαιρα (ταχεία ανοργανοποίηση, μέσω της δραστηριότητας των μικροοργανισμών). Οι εκπομπές, όμως, αυτές μπορεί να θεωρηθούν ως μη σημαντικές, συγκριτικά με αυτές που διαφεύγουν από άλλες πηγές.
ΑΖΩΤΟ Από τα θρεπτικά στοιχεία αυτό που προκαλεί διαφυγή αερίων του θερμοκηπίου είναι το άζωτο. Τα οξείδια του αζώτου, μεταξύ των οποίων το Ν 2 Ο, προέρχονται άμεσα α) από τα εργοστάσια παραγωγής νιτρικού οξέος, και β) από όλα τα λιπάσματα που περιέχουν άζωτο, είτε αυτά είναι ανόργανα, είτε οργανικά. Η διαφορά έγκειται στο ότι ένα οργανικό λίπασμα ανοργανοποιείται σχετικά με βραδύ ρυθμό και, αν ο ρυθμός αυτός συμπίπτει με τις ανάγκες των φυτών, η πρόσληψη είναι ιδανική. Αν, όμως, πχ προστεθεί μεγάλη ποσότητα ενός οργανικού λιπάσματος, και τα ποσά των θρεπτικών που προκύπτουν είναι μεγαλύτερα των αναγκών, η περίσσεια θα επιφέρει το ίδιο δυσμενές αποτέλεσμα, στα φυτά και στο περιβάλλον, με οποιαδήποτε κακή χρήση των ανόργανων λιπασμάτων.
Οι ανόργανες-διαθέσιμες μορφές του αζώτου για τα φυτά είναι η νιτρική και η αμμωνιακή. Στα καλώς αεριζόμενα εδάφη, όπως άλλωστε είναι τα καλλιεργούμενα, τα αμμωνιακά μετατρέπονται σε νιτρικά με τη (βιολογική) διεργασία της νιτροποίησης. Το ίδιο συμβαίνει και στο τελικό στάδιο της ανοργανοποίησης της οργανικής ουσίας (οργανική λίπανση). Αυτό σημαίνει ότι υπό οποιαδήποτε μορφή και αν προστεθεί το άζωτο στο έδαφος, η τελική μορφή είναι η νιτρική.
Απώλειες αζώτου 1) Προστιθέμενου αζώτου με τη μορφή ανόργανων λιπασμάτων Στα ασβεστούχα εδάφη, όπως είναι τα περισσότερα των ελληνικών εδαφών, επιβάλλεται η χρήση οξινοποιών λιπασμάτων (διάφορα αμμωνιακά και η ουρία). Η επιφανειακή εφαρμογή των αμμωνιακών και της ουρίας, υπό συνθήκες ξηρασίας, έχει σαν αποτέλεσμα αέριες απώλειες αζώτου κατά την αντίδραση: CaCO 3 + (NH 4 ) 2 SO 4 = CaSO 4 + 2 NH 3 Η αμμωνία διαφεύγει στην ατμόσφαιρα, όπου μαζί με τις άλλες εκπομπές του αζώτου, απονιτροποιείται. Παρότι οι απώλειες αυτές είναι σημαντικές (για τις μη αρδευόμενες καλλιέργειες έως 25% του προστιθεμένου αζώτου για τα αμμωνιακά λιπάσματα( Terman, 1979) και στο 60% για την ουρία (Rossi and Rossi, 1987) και, επομένως επιβαρύνουν το κόστος λίπανσης, κατά τον Σιμώνη (2007) εκτιμάται (IPCC, 1997) ότι μόνο το 1% των συνολικών αερίων του αζώτου που διαφεύγουν στην ατμόσφαιρα μετατρέπεται σε Ν 2 Ο.
2. Απώλειες εδαφικού αζώτου 2.1. Ακινητοποίηση αζώτου Ένα μέρος του ανόργανου αζώτου χρησιμοποιείται από τους μικροοργανισμούς του εδάφους (ακινητοποίηση). Το άζωτο αυτό επανέρχεται στη διάθεση των φυτών, μετά τον «θάνατο» των μικροοργανισμών. 2.2. Απώλειες νιτρικού αζώτου. Τα νιτρικά χαρακτηρίζονται από την κινητικότητα στο έδαφος, δηλαδή «κυκλοφορούν» με το νερό. Σημαντικό, επομένως, είναι να λαμβάνεται πρόνοια, ώστε τα νιτρικά να είναι στις συγκεντρώσεις που τα χρειάζεται το φυτό κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου.
Διάγραμμα σιγμοειδούς καμπύλης Οποιαδήποτε μεγαλύτερη συγκέντρωση, που μπορεί να συμβαίνει στα διάφορα στάδια ανάπτυξης, μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα είτε την έκπλυση αυτών, είτε την απονιτροποίηση. Τέτοιες συγκεντρώσεις μπορεί να προκύψουν: α) με μεγάλες προσθήκες αζωτούχων λιπασμάτων, β) με μικρότερες που εφαρμόζονται «εκτός εποχής» πχ στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου, ή πλησίον της συγκομιδής, γ) μεγάλης ποσότητας οργανικής ουσίας, και δ) όταν υπάρχει κάποιος περιοριστικός παράγοντας της ανάπτυξης (έλλειψη ενός άλλου θρεπτικού, δυσμενείς συνθήκες ανάπτυξης (ph, δομή κλπ), και τα φυτά δεν μπορούν να ανακτήσουν το άζωτο. 2.2.α. Έκπλυση Σημαντικά ποσά νιτρικών εκπλύνονται, με συνέπεια, όπως δείχνουν μετρήσεις επιφανειακών, αλλά και υπόγειων νερών με πολύ υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικών. Κατά τον Σιμώνη (2007) εκτιμάται (IPCC, 1997) ότι το 2.5% των συνολικών αερίων του εκπλυνόμενου αζώτου μετατρέπεται σε Ν 2 Ο.
2.2.β. Απονιτροποίηση Στο έδαφος και μέσω της δράσης βακτηρίων, τα νιτρικά μετατρέπονται σε οξείδια του αζώτου και τελικά σε μοριακό άζωτο. ΝΟ 3 ---ΝΟ 2 ---ΝΟ---Ν 2 Ο---Ν 2 Οι απώλειες αυτές, κάτω από συνθήκες μη ορθής διαχείρισης μπορεί να προσεγγίζουν το 50% του προστιθεμένου αζώτου. Κακή, επομένως, διαχείριση του αζώτου μπορεί να συμβάλλει στη διαφυγή αερίων του θερμοκηπίου. Κατά μ.ο. περίπου το 1,25% του συνολικού αζώτου, που ενσωματώνεται στο έδαφος από τα λιπάσματα, τη βιολογική δέσμευση και τα οργανικά λιπάσματα μετατρέπεται σε Ν 2 Ο (Loegreid et al., 1999). Όμως, η ανησυχία έγκειται στην αναμενόμενη αύξηση της λίπανσης για παραγωγή τροφής.
Διαχείριση του προστιθέμενου αζώτου Για την ελαχιστοποίηση των απωλειών του εδαφικού αζώτου θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι ο υπολογισμός της αζωτούχου λίπανσης δεν θα πρέπει να γίνεται εμπειρικά, αλλά με βάση το ισοζύγιο του αζώτου που αποτελεί τη διαφορά αυτού μεταξύ των εισροών και των εκροών. Ν-λίπανση + Ν ανοργαν. + Ν βροχ+αρδ. + Ν υπολ. = Ν απομ.από καλ.+ Ν απώλ. (1) (εισροές-inputs) = (εκροές-outputs) Το ισοζύγιο δίνει τη δυνατότητα υπολογισμού της ολικής ποσότητας του αζώτου που απαιτείται για την ικανοποίηση των αναγκών μιάς καλλιέργειας. Υπολογισμός του απαιτουμένου Ν-λιπάσματος. Από τη σχέση (1) προκύπτει ότι: Ν-λίπανση = ( Ν απομ από καλλ.+ν απώλ.) - (Ν ανοργ. + Ν βροχ.+αρδ. + Ν υπολ. ). (2) Από την ανωτέρω σχέση (2) προκύπτει ότι, το Ν που πρέπει να προστεθεί υπό μορφή λιπάσματος, ισούται με τα ποσά που απομακρύνονται με τις καλλιέργειες και αυτά που απομακρύνονται με τις διάφορες απώλειες, μειωμένα κατά τα ποσά τα οποία «συνεισφέρει» το καλλιεργούμενο έδαφος.
Επίλυση του ισοζυγίου Για τον υπολογισμό του απαιτούμενου να προστεθεί αζώτου, εξυπακούεται, ότι όλα τα ποσά που συμμετέχουν στη σχέση του ισοζυγίου, όπως το υπολειμματικό άζωτο, η συγκέντρωση του νερού άρδευσης, πρέπει να εκφρασθούν σε ίδιες μονάδες, πχ σε κιλά αζώτου/στρέμμα, όπως είναι οι διαθέσιμοι πίνακες των αναγκών των καλλιεργειών, που είναι συνάρτηση του ύψους της παραγωγής που τίθεται ως στόχος, και οι πίνακες του ανοργανοποιούμενου αζώτου.
Πίνακας 3. Απομάκρυνση Αζώτου από διάφορες καλλιέργειες. * τα ψυχανθή μπορούν να προσλαμβάνουν το πλείστο των αναγκών τους σε άζωτο από την ατμόσφαιρα (βιολογική δέσμευση).
Ανοργανοποιούμενο άζωτο Στην επίλυση του ισοζυγίου, το πρόβλημα εστιάζεται κυρίως στο ανοργανοποιούμενο άζωτο, ο προσδιορισμός του οποίου είναι αρκετά πολύπλοκος. Τα διαθέσιμα στοιχεία της διεθνούς βιβλιογραφίας είναι ελλιπή. Η τάξη μεγέθους και μόνο δίνεται κατά προσέγγιση στον επόμενο πίνακα (4), με βάση δεδομένα που αφορούν σε συγκεκριμένη διάρκεια καλλιεργητικής περιόδου (τομάτα, διάρκειας 3 μηνών), αλλά προέρχονται από μεγάλο αριθμό εδαφών της ΕΕ (Καραγιάννη- Χρήστου, 2004), αναφορικά με τη μηχανική σύσταση, την οργανική ουσία του εδάφους % και τον λόγο C/N. Πίνακας 4. Τάξη μεγέθους ανοργανοποιούμενου Αζώτου (σε kg N/στρ.). Έδαφος Οργανική ουσία (%) Σχέση C/N Τύπος 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 Αμμώδες 3,6 7,2 9,8 14,4 18,0 <9 Μέσης σύστασης 2,4 4,8 7,2 9,6 12,0 Αργιλώδες 0,9 3,6 5,4 7,2 9,0 Αμμώδες 1,8 3,5 5,3 7,0 8,8 9 έως 12 Μέσης σύστασης 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0 Αργιλώδες 0,6 1,2 1,8 2,4 3,6 Αμμώδες 1,2 2,4 3,6 4,8 6,0 >12 Μέσης σύστασης 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Αργιλώδες 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 Στη διαφοροποίηση των αποτελεσμάτων αυτών από τα πραγματικά, σημαντικότερη αναμένεται να είναι η επίδραση των συνθηκών που επικρατούν, (διαφορές στην ανοργανοποίηση μεταξύ ξηρικών-αρδευόμενων εκτάσεων, μεταξύ χειμερινών-θερινών καλλιεργειών, κλπ).
Ν απώλ. Ένα μέρος του ποσοστού των απωλειών οφείλεται σε λάθος χειρισμούς, ή άγνοια (λάθος εφαρμογή του λιπάσματος, μη γνώση του βάθους του ριζοστρώματος, υπερβολική άρδευση κλπ) και θα πρέπει να ελαχιστοποιείται, προκειμένου ο συντελεστής αξιοποίησης του λιπάσματος να αυξάνεται και να μειώνονται οι δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον. Για την επίλυση του ισοζυγίου του αζώτου, θα μπορούσε να συνυπολογισθεί ένα ποσοστό (πχ 50%) και, επομένως, να αυξηθεί ανάλογα το ποσό του αζώτου. Αντί, όμως, αυτής της λογικής είναι ορθότερη η αντιμετώπιση του προβλήματος, με παρακολούθηση της καλλιέργειας με φυλλοδιαγνωστική και εδαφοαναλύσεις, αλλά και με το Νιτροτεστ, υπό την προϋπόθεση της ύπαρξης αντίστοιχων βαθμονομήσεων, και με συμπληρωματικές λιπάνσεις π.χ. με νιτρική αμμωνία.
Επίδραση των εδαφικών ιδιοτήτων στα απαιτούμενα ποσά του αζώτου. Από επίλυση του ισοζυγίου σε πειράματα στον αγρό διαπιστώθηκε ότι στα αργιλώδη εδάφη η απαιτούμενη άριστη λίπανση είναι μεγαλύτερη από ότι στα αμμώδη (για το βαμβάκι, Αγγελάκης, 2002). Η αύξηση μπορεί να αποδοθεί στις αυξημένες απώλειες απονιτροποίησης λόγω της παρατεταμένης συγκράτησης νερού, ή και στην ακινητοποίηση του αζώτου από την αύξηση του πληθυσμού των μικροοργανισμών, που ευνοείται σε αυτά τα εδάφη.
Θρέψη των φυτών Οργανική θρέψη Τα οργανικά υλικά που (πρέπει να) ενσωματώνονται στο έδαφος (φυσική βλάστηση, κόπρος, οργανικά λιπάσματα) με τη δράση των μικροοργανισμών, ανοργανοποιούνται. Η δράση αυτών και, επομένως, η πορεία της ανοργανοποίησης εξαρτάται από τις συνθήκες που επικρατούν στα εδάφη (θερμοκρασία, νερό, ph κλπ). Κατά την πορεία της ανοργανοποίησης προκύπτουν ως ενδιάμεσα προϊόντα χουμικές ενώσεις, που συμβάλλουν στη βελτίωση της δομής του εδάφους και στην αύξηση της Ι.Α.Κ. Στο τελικό στάδιο αυτής προκύπτουν οι ανόργανες μορφές των θρεπτικών. Η περιεκτικότητα και η αναλογία αυτών εξαρτάται από το είδος της οργανικής ουσίας, άρα από τα θρεπτικά που την έχουν συνθέσει. Το είδος αυτής προκαθορίζει και το ρυθμό της ανοργανοποίησης (λόγος C/N) και, επομένως, τα διαθέσιμα ποσά που θα προκύψουν στη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Η διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος που προκύπτει από τα οργανικά υλικά, πρέπει να εκτιμάται με κάθε δυνατή ακρίβεια, ώστε στη συνέχεια να μπορεί να υπολογισθεί η τυχόν διαφορά μεταξύ των συνολικών θρεπτικών αναγκών των φυτών και αυτών που προκύπτουν κατά την ανοργανοποίηση. Πρακτικά, η διαφορά θα πρέπει να καλύπτεται με την προσθήκη ανόργανων λιπασμάτων. Η προσθήκη καθίσταται πλέον αναγκαία, όταν τα οργανικά εφαρμόζονται σε καλλιέργειες μικρού βιολογικού κύκλου.
Ανόργανη αζωτούχος θρέψη - Προτεινόμενη ορθή πρακτική διαχείρισης των αζωτούχων λιπασμάτων (Τρόπος και χρόνος εφαρμογής των αζωτούχων λιπασμάτων στο έδαφος). Α) Τμηματική προσθήκη Η τμηματική προσθήκη απαιτεί τη γνώση όχι μόνο των συνολικών αναγκών των καλλιεργειών, αλλά και εκείνων κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Συνήθως προτείνονται 2-3 τμηματικές προσθήκες, ή και περισσότερες στα αμμώδη εδάφη (Assimakopoulos et al., 2003), αλλά το ερώτημα είναι πώς θα πρέπει να «μοιράζεται» το συνολικό ποσό σε δόσεις (πχ ισόποσα, ή όχι). Με βάση την τιμή του Νυπολ., μπορούμε κατ αρχάς να εκτιμήσουμε ότι η πρώτη δόση της τμηματικής λίπανσης θα είναι μικρή σε σχέση με το συνολικό ποσό που απαιτείται, ή ακόμα και μηδενική. Οι μεγαλύτερες δόσεις θα πρέπει να προστεθούν σε χρόνο που θα αντιστοιχεί με την έντονη ανάπτυξη, ή λίγο πριν, ανάλογα με το είδος του λιπάσματος. Λιπάσματα που περιέχουν το Ν υπό νιτρική μορφή θα πρέπει να προστίθενται με την έναρξη του σταδίου αυτού, ενώ η ουρία και τα αμμωνιακά 2-3 εβδομάδες ενωρίτερα. Λίπανση σε χρόνο που πλησιάζει στο στάδιο που έχει ολοκληρωθεί η ανάπτυξη και η παραγωγή θα πρέπει να αποκλείεται.
2) Με λιπάσματα βραδείας αποδέσμευσης (SRF). Τα λιπάσματα αυτά είναι κοκκοποιημένα (συνήθως κοκκοποιημένη ουρία, ή κόκκοι και άλλων θρεπτικών) και, εκτός του πρώτου ίσως SRF (της ουρίας της επικαλυμμένης με θείο), είναι επικαλυμμένα με μεμβράνη διαφορετικής κατά περίπτωση σύστασης. Για να δράσουν αποτελεσματικά, είναι απαραίτητη η ενσωμάτωσή τους στο έδαφος, όπου το νερό εισέρχεται στους κόκκους του λιπάσματος, οι κόκκοι μεγενθύνονται και το περιεχόμενο διαχέεται στο έδαφος, με βραδύ ρυθμό. Ανάλογα με τον τύπο του λιπάσματος μπορεί να καλυφθούν ανάγκες μικρότερης ή μεγαλύτερης καλλιεργητικής περιόδου. Προστίθενται στο έδαφος πριν τη σπορά, ή την μεταφύτευση.
3) Με λιπάσματα που περιέχουν παρεμποδιστές της νιτροποίησης. Στα αζωτούχα αυτά λιπάσματα προστίθενται ουσίες, όπως DCD, DMPP, οι οποίες παρεμποδίζουν την νιτροποίηση για μεγάλο διάστημα, πχ περίπου 10 εβδομάδων. Η κάλυψη των αναγκών στα πρώτα στάδια επιτυγχάνεται με την περιεκτικότητα και σε νιτρικό άζωτο. Τα λιπάσματα αυτά προστίθενται κατά κανόνα, στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου. 4) Με λιπάσματα μειωμένης διαλυτότητας. Λιπάσματα, στα οποία έχουν σχηματισθεί σύμπλοκα (ανόργανα ή οργανικά), η μίγματα με ρητίνες, που μειώνουν την διαλυτότητα.
Διαχείριση των υπολοίπων θρεπτικών στοιχείων Από τα υπόλοιπα θρεπτικά, το θείο μπορεί να διαφύγει στην ατμόσφαιρα, κάτω από αναερόβιες συνθήκες, όπως αυτές που επικρατούν στους ορυζώνες, υπό τη μορφή υδροθείου (Η 2 S). Το αέριο αυτό δεν ενέχεται ως αέριο του θερμοκηπίου και από τα μικρά ποσά, όταν οξειδωθούν στην ατμόσφαιρα, μπορεί να σχηματισθεί SΟ 2 που ανήκει στα αέρια που προκαλούν όξινη βροχή. Τα υπόλοιπα θρεπτικά στοιχεία δεν σχετίζονται με οποιαδήποτε εκπομπή αερίων. Όμως, η εφαρμογή της πληθώρας των λιπασμάτων που κυκλοφορούν στο εμπόριο, χρήζει ιδιαίτερης γνώσης που σχετίζεται με την «συμπεριφορά» ενός εκάστου των στοιχείων στο έδαφος, αλλά και το επίπεδο της διαθέσιμης μορφής του που θα ικανοποιεί τις ανάγκες των καλλιεργειών προκειμένου να υπάρχει ισόρροπη θρέψη των φυτών, αλλά και να επιτυγχάνεται και σημαντική μείωση του κόστους λίπανσης.
Φώσφορος Είναι το κατ εξοχήν μη κινητικό στοιχείο στο έδαφος και, επομένως, δεν μπορεί η ανάγκη λίπανσης να στηρίζεται στην επίλυση ισοζυγίου. Η κάλυψη των αναγκών των φυτών με φώσφορο στηρίζεται σε επάρκεια του προσροφημένου (διαθεσίμου) φωσφόρου, ο οποίος εφοδιάζει το εδαφικό διάλυμα, μέσω του οποίου τα φυτά τον προσλαμβάνουν. Το επίπεδο επάρκειας προκύπτει από τα δεδομένα πειραμάτων αγρού (βαθμονόμηση). Τέτοια δεδομένα δίνουν την ευχέρεια της εδαφοανάλυσης, ως κριτηρίου για την αντιμετώπιση της αντίστοιχης λίπανσης, και οι τιμές που προκύπτουν για κάθε καλλιέργεια, αποτελούν και τον «στόχο» της φωσφορικής λίπανσης (Καραγιάννη-Χρήστου, 2001). Οι τιμές αυτές εξαρτώνται και από το αν το έδαφος είναι όξινο, (πχ κατά Bray 15 ppm για το καλαμπόκι, 20 ppm για το σιτάρι), ή ασβεστούχο (κατά Olsen πχ 20-25 ppm, για όλες σχεδόν τις υπαίθριες καλλιέργειες). Σε καμμία περίπτωση δεν αποτελούν, πάντως, σύσταση για λίπανση οι μονάδες του φωσφορικού λιπάσματος που έχουν προκύψει από τα πειράματα αυτά. Τα φωσφορικά ιόντα, που ενοχοποιούνται για τον ευτροφισμό των νερών, κατά κανόνα οδηγούνται σε αυτά μαζί με τα εδαφικά τεμαχίδια στα οποία είναι προσροφημένα. Στην περίπτωση αυτή, όσο ο προσροφημένος φώσφορος είναι μεγαλύτερος τόσο μεγαλύτερος είναι και ο ευτροφισμός που προκαλείται (Carter and Gregorich, 2008).
Κάλιο Το στοιχείο αυτό εκτός των αμμωδών εδαφών, συμπεριφέρεται ως μη κινητικό. Τα ιόντα του Καλίου προσροφούνται στα αρνητικά σθένη (ΙΑΚ) του εδάφους, «δεσμεύονται» από τα αργιλικά ορυκτά. Στόχο της καλιούχου λίπανσης αποτελεί η επίτευξη ενός επιπέδου ανταλλαξίμου Καλίου που θα ικανοποιεί τις ανάγκες των καλλιεργειών. Σύμφωνα με δεδομένα της διεθνούς βιβλιογραφίας (Marx et al., 1999), συγκεντρώσεις <150 ppm θεωρούνται χαμηλές, 150-250 ppm, μέσες και >των 250 ppm θεωρούνται υψηλές.
Μαγνήσιο Το στοιχείο αυτό είναι, συνήθως, ελλειμματικό στα όξινα εδάφη, αλλά και στα ασβεστούχα, λόγω του ανταγωνισμού του με το ασβέστιο. Στόχο της μαγνησιούχου λίπανσης αποτελεί η επίτευξη ενός επιπέδου ανταλλαξίμου μαγνησίου. Σύμφωνα με τα ανωτέρω (Marx et al., 1999), συγκεντρώσεις <60 ppm θεωρούνται χαμηλές, 60-180 ppm, μέσες και >των 180 ppm, ως υψηλές. Το ασβέστιο και το θείο συνήθως δεν αποτελούν πρόβλημα, γιατί, ακόμα και αν στο έδαφος βρίσκονται σε χαμηλά επίπεδα, προστίθενται ως συνοδά στοιχεία άλλων λιπασμάτων, πχ το ασβέστιο ως συνοδό των φωσφορικών λιπασμάτων και το θείο ως συνοδό της θειικής αμμωνίας και του θειικού Καλίου, που χρησιμοποιούνται ευρέως. Για τα ιχνοστοιχεία, επίσης, αναφέρονται ορισμένα επίπεδα (Marx et al., 1999), με βάση τα οποία η εδαφοανάλυση μπορεί να οδηγήσει στην ανάγκη ή μη προσθήκης. Ως όρια επάρκειας τίθενται τιμές που εκχυλίζονται με DTPA πχ για τον Zn το 1.0 ppm, για το Mn 1.5 ppm, για τον Cu 0.6 ppm κλπ. Για το Βόριο, που εκχυλίζεται με ζεστό νερό, τίθενται όρια <0.5 ppm ως χαμηλά, 0.5-2 ppm ως μέσα και >2.0 ppm, ως υψηλά.
Εδαφοανάλυση και Φυλλοδιαγνωστική Η εδαφοανάλυση αποτελεί χρήσιμο εργαλείο για την διαπίστωση της ανάγκης ή μη προσθήκης λιπασμάτων που περιέχουν τα θρεπτικά για τα οποία διαπιστώνεται η έλλειψη, ή όλα τα θρεπτικά. Επειδή όμως το έδαφος δεν συντίθεται από αδρανή υλικά, προσθήκη ανάλογη της έλλειψης, κατά κανόνα δεν οδηγεί σε ανάλογη αύξηση των διαθεσίμων μορφών. Μετά την προσθήκη, επιβάλλεται να γίνονται νέες εδαφοαναλύσεις, για τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας της λίπανσης. Η αποτελεσματικότητα της λίπανσης ορθότερα ελέγχεται με αναλύσεις φυτικών ιστών (φυλλοδιαγνωστική), τα αποτελέσματα των οποίων οδηγούν σε εκτιμήσεις των αναγκών κατά είδος φυτού. Για τις εκτιμήσεις αυτές υπάρχουν πίνακες, στους οποίους τα αποτελέσματα αυτών των αναλύσεων, κατά στάδιο ανάπτυξης, έχουν καταχωρηθεί τα όρια των τιμών που αντιστοιχούν σε τροφοπενία, σχετική έλλειψη, επάρκεια κλπ.
Διαφυλλικά λιπάσματα Η προσθήκη ιχνοστοιχείων υπό μορφή ανόργανων αλάτων, ιδιαίτερα στα ασβεστούχα εδάφη, δεν είναι, συνήθως, αποτελεσματική, γιατί τα στοιχεία «αδρανοποιούνται». Επομένως, και η χρήση μικτών λιπασμάτων, με διάφορες και διαφορετικές περιεκτικότητες σε ιχνοστοιχεία είναι αμφίβολο αν θα έχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Το πρόβλημα μπορεί εν μέρει να αντιμετωπισθεί με τη χρήση μεμονωμένα αντίστοιχων χηλικών ενώσεων. Η αποτελεσματικότητα όλων των λιπάνσεων, είναι πολύ μεγάλη, όταν γίνεται χρήση διαφυλλικών λιπασμάτων, δεδομένου ότι αποφεύγεται οποιαδήποτε επίδραση των εδαφικών συστατικών. Παρά τις δυσκολίες εφαρμογής των διαφυλλικών λιπασμάτων, οι λιπάνσεις αυτές υπερτερούν σημαντικά έναντι των εφαρμογών από εδάφους.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Από τα θρεπτικά στοιχεία των φυτών, το άζωτο, υπό οποιαδήποτε μορφή και αν προστεθεί στο έδαφος, είναι αυτό που εκπέμπει Ν 2 Ο, αέριο που ενέχεται στην καταστροφή του όζοντος και περιλαμβάνεται στα αέρια των οποίων η διαφυγή στην ατμόσφαιρα θα πρέπει να περιορισθεί (συμφωνία του Kyoto). Στο μέλλον, η αλματώδης αύξηση των αναγκών των ανθρώπων θα έχει ως συνέπεια την ανάγκη αύξησης των καλλιεργειών για παραγωγή τροφής και ως εκ τούτου και την ανάγκη αύξησης της χρήσης των λιπασμάτων. Επιβάλλεται, επομένως, η ορθή διαχείρισή του, διαφορετικά αντί της μείωσης του εκπεμπόμενου Ν 2 Ο, θα υπάρξει αύξηση. Χρειάζεται, επομένως, γνώση και αλλαγή νοοτροπίας. Η κακή διαχείριση, άλλωστε έχει σαν αποτέλεσμα την πρόκληση σημαντικών απωλειών (έκπλυσης, απονιτροποίησης), που επιβαρύνουν σημαντικά το κόστος λίπανσης. Γενικότερα, το όλο θέμα του χειρισμού των λιπασμάτων, θα πρέπει να αντιμετωπίζεται από γνώστες του αντικειμένου. Διαφορετικά, η πληθώρα όλων των λιπασμάτων που κυκλοφορούν, ενώ έχουν τύχει έγκρισης κυκλοφορίας που συναρτάται με την μη ύπαρξη περιοριστικών παραγόντων (πχ ως προς την χαμηλή περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα), θα εφαρμόζεται σε μεγάλο βαθμό χωρίς πραγματικό όφελος, ή ακόμα και επιζήμια.
Σας ευχαριστώ!