Έδαφος και καλλιέργειες της δελταϊκής πεδιάδας του Πηνειού

AGROCLIMA «Συνεργασία 2011- Συμπράξεις παραγωγικών και ερευνητικών φορέων σε εστιασμένους ερευνητικούς και τεχνολογικούς τομείς» (11ΣΥΝ_3_1913) Έδαφος και καλλιέργειες της δελταϊκής πεδιάδας του Πηνειού Χαράλαμπος Παρασκευάς Γεωπόνος, M.Sc. Ινστιστούτο Εδαφοϋδατικών Πόρων (πρώην Ινστιτούτο Εγγείων Βελτιώσεων) Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός - ΔΗΜΗΤΡΑ

Ομάδα Έργου Ινστιτούτου Εδαφοϋδατικών Πόρων Επιστημονικά Υπεύθυνοι Παναγόπουλος Ανδρέας, Υδρογεωλόγος Ph.D., Τακτικός Ερευνητής Ηλίας Ανδρέας, Γεωπόνος Εγγείων Βελτιώσεων M.Sc. Ομάδα Εργασίας Αραμπατζής Γεώργιος, Γεωπόνος Εγγείων Βελτιώσεων, Αναπληρωτής Ερευνητής Δαλαμπάκης Πασχάλης, Γεωλόγος Ph.D. Καλογιάννη Χάιδω, Τεχνολόγος Γεωπόνος Παρασκευάς Χαράλαμπος, Γεωπόνος Εγγείων Βελτιώσεων, M.Sc. Πισινάρας Βασίλειος, Μηχανικός Περιβάλλοντος Ph.D. Σταθάκη Σοφία, Γεωλόγος Τσεκούρα Δήμητρα, Χημικός Μηχανικός Φιλίντας Αγαθός, Τεχνολόγος Γεωπόνος Ph.D. Χατζηγιαννάκης Ευάγγελος, Γεωπόνος Εγγείων Βελτιώσεων Ph.D.

Δομή Παρουσίασης Περιγραφή εδαφολογικών δεδομένων Κατανομή καλλιεργειών κατά ΟΣΔΕ Δυνατότητες που προσφέρει η ερμηνεία δορυφορικών εικόνων Καλλιέργειες περιοχής μελέτης

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Μετεπεξεργασία πρωτογενών δεδομένων εδαφολογικής μελέτης της περιοχής του δέλτα του Πηνειού ποταμού Ν. Λάρισας που πραγματοποιήθηκε για λογαριασμό του Νομαρχιακού Ταμείου Λάρισας από το Ινστιτούτο Χαρτογράφησης και Ταξινόμησης Εδαφών Λάρισας το 1997. Ελήφθησαν ανά 50-200 μέτρα σε συγκεκριμένες θέσεις (τομές) δείγματα εδαφών έως το βάθος του 1.5 m. Η επιλογή των θέσεων αυτών βασίσθηκε σε μακροσκοπικές παρατηρήσεις (ομοιομορφία εδαφών, τύπο εδαφοκάλυψης και μορφή αναγλύφου). Συμπληρωματικά με αυτές τις τομές ανοίχτηκαν σε συγκεκριμένα σημεία εδαφικά προφίλ στα οποία πραγματοποιήθηκε μακροσκοπική παρατήρηση και ελήφθησαν δείγματα.

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Σχήμα. Θέσεις δειγματοληψιών εδαφολογικού χάρτη δέλτα Πηνειού (με Ρ συμβολίζονται οι 26 εδαφοτομές και με Τ τα 23 εδαφικά προφίλ)

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Τα εδάφη της περιοχής του Δέλτα Πηνειού δεν παρουσιάζουν μεγάλη ηλικιακή διαβάθμιση και η ανάπτυξή τους οφείλεται σε αλλουβιακές αποθέσεις της 4 ο -γενούς περιόδου. Τα γεωργικά εδάφη της περιοχής διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες. Η κατηγοριοποίηση αυτή γίνεται : με το τοπογραφικό ανάγλυφο στο οποίο κινήθηκαν τα φερτά υλικά, τη συχνότητα εμφάνισης πλημμυρών, της απόσταση από την κύρια κοίτη καθώς και το χρόνο ηρεμίας Στην μεγάλη πλειοψηφία τους τα εδάφη του Δέλτα Πηνειού έχουν προέλθει από μετασχηματισμένες αλλουβιακές αποθέσεις (φερτά υλικά του Πηνειού ποταμού), ενώ σε ελάχιστες περιπτώσεις έχουν προέλθει από κολλουβιακές αποθέσεις (χημική και μηχανική αποσάθρωση πετρωμάτων από του ορεινούς σχηματισμούς της Όσσας και του Κάτω Ολύμπου).

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης [Χαρτογραφικό σύμβολο] Η ταξινόμηση των εδαφών με το σύστημα του Soil Survey Staff (1999). Κατάταξη βάση των: κοκκομετρική σύσταση κατάσταση στράγγισης στην κλίση και το βαθμό διάβρωσης βαθμό και στην κατεύθυνση της εδαφογένεσης παρουσία οργανικών στρωμάτων και χαλικιών στην κατατομή Σχήμα. Χαρτογραφικό σύμβολο

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Τα Typic Xerofluvents συναντώνται στα δυτικά του δέλτα καταλαμβάνοντας την περιοχή πλημμυρών του Πηνειού. Το βάθος της υπόγειας στάθμης ξεπερνά το βάθος των 3 m τους θερινούς μήνες και φτάνει το 1.5 m τους χειμερινούς Δημιουργούνται από αλλουβιακές αποθέσεις μετρίως λεπτόκοκκης κοκκομετρικής σύστασης (ιλυοπηλώδους και αργιλοπηλώδους). Έχουν καλά χουμοποιημένη οργ. ουσία συγκεντρωμένη στα επιφανειακά στρώματα και είναι γόνιμα. Η στράγγιση τους είναι ικανοποιητική έως καλή. Τα εδάφη αυτά είναι βαθιά, γόνιμα, κατάλληλα για αγροτικές εργασίες (άρδευση και εκμηχάνιση), για οποιοδήποτε καλλιέργεια και κάθε αρδευτικό σύστημα. Σχήμα. Εδαφολογικός χάρτης περιοχής μελέτης

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Τα εδάφη back swamps βρίσκονται στα Β και Δ του Δέλτα. Σχετικά υδρομορφικά εδάφη Χαμηλή υπόγεια στάθμη και έχουν υποστεί εξέλιξη παρουσιάζοντας μια διαφοροποίηση οριζόντων. Μέσης έως λεπτόκκοκης κοκκομετρικής σύστασης (αργιλλοπηλώδη, ιλυοπηλώδη και κυρίως αργιλλώδη). Το CaCO3 των ανωτέρων στρώσεων έχει εκπλυθεί και έχει συγκεντρωθεί στα κατώτερα στρώματα του εδάφους. Τα εδάφη αυτά ταξινομούνται ως Xerochrepts. Το βάθος της υπόγειας στάθμης τους δεν ξεπερνά το 1.5 m Τα εδάφη αυτά θεωρούνται γόνιμα λόγω της υψηλής συγκέντρωσης οργ. ουσίας. Σχήμα. Εδαφολογικός χάρτης περιοχής μελέτης

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Τα εδάφη πλησίον της ακτής είναι πάρα πολύ νέα και για το λόγο αυτό δεν έχουν αναπτύξει διαγνωστικούς ορίζοντες. Η υφή τους είναι αδρότερη από λεπτή άμμο, τουλάχιστον στο τμήμα της εδαφικής κατατομής με βάθος μεγαλύτερο από 25 εκ. Ταξινομούνται ως Xeropsamments. Η γειτνίαση με τη θάλασσα παράλληλα με την κακή στράγγιση των εδαφών αυτών που βρίσκονται στο βόρειο τμήμα της περιοχής (Μεσάγγαλα) θεωρείται υπεύθυνη για την αλατότητα και την αλκαλίωση που παρουσιάζουν. Σχήμα. Εδαφολογικός χάρτης περιοχής μελέτης

Εδαφολογία Περιοχής Μελέτης Τα εδάφη των (ΒΔ) λόφων δεν έχουν αναπτύξει διαγνωστικούς ορίζοντες. Είναι αβαθή και έχουν διαβρωθεί επιφανειακά. Προέρχονται από αλλουβιακές και κολλουβιακές αποθέσεις, περιέχουν αδρομερή υλικά και ταξινομούνται ως Xerorthents. Τα υλικά τους προέρχονται από τη μηχανική και τη χημική αποσάθρωση με τη δράση του νερού των πετρωμάτων του Ολύμπου. Στις αποθέσεις αυτές έχουν σχηματισθεί εδάφη ποικίλης κοκκομετρικής σύστασης. Παρουσιάζουν μικρή διαφοροποίηση στο βαθμό εξέλιξής τους. Η έκταση που καταλαμβάνει αυτή η ομάδα εδαφών είναι μικρή και περιλαμβάνει πρόσφατα εδάφη Xerorthents. Τα εδάφη αυτά είναι αρκετά γόνιμα (κατάλληλα για οποιαδήποτε καλλιέργεια) με σημαντικά ποσοστά οργ. ουσίας στα επιφανειακά κυρίως στρώματα τους και παρουσιάζουν χαμηλή οξύτητα. Πιθανή λόγω κλίσης η δημιουργία φαινομένων διάβρωσης από έντονες βροχοπτώσεις. Σχήμα. Εδαφολογικός χάρτης περιοχής μελέτης

Καλλιέργειες Περιοχής Μελέτης

Καλλιέργειες Περιοχής Μελέτης Η χωρική κατανομή των καλλιεργειών προέκυψε από επεξεργασία των δεδομένων των δηλώσεων των παραγωγών (ΟΣΔΕ) για το έτος 2011 του Οργανισμού Πληρωμών και Ελέγχου Κοινοτικών Ενισχύσεων Προσανατολισμού και Εγγυήσεων (ΟΠΕΚΕΠΕ). Η περιοχή χαρακτηρίζεται από έντονη αγροτική-γεωργική δραστηριότητα. Το μέγεθος της δραστηριότητας αυτής καθώς και ο όγκος νερού που καταναλώνεται στην αγροτική παραγωγή καταδεικνύει και τη σημασία που έχει μια καλύτερη διαχείριση νερού γενικότερα αλλά και ειδικά στον τομέα της γεωργίας.

Καλλιέργειες Περιοχής Μελέτης Σχήμα. Χωρική κατανομή καλλιεργειών και χρήσεων γης (σύμφωνα με τη δήλωση ΟΣΔΕ του έτους 2011)

Καλλιέργειες Περιοχής Μελέτης Σχήμα. Στρεμματική κατανομή καλλιεργειών περιοχής μελέτης Καλλιέργεια Έκταση (στρ.) (%) Σιτηρά 9136.73 17.27 Αραβόσιτος 10639.58 20.11 Ηλίανθος 7265.65 13.73 Ακτινίδια 2704.68 5.11 Βαμβάκι 1594.66 3.01 Ζωοτροφές 5985.40 11.31 Βοσκότοποι 8172.31 15.45 Ελαιώ νες 2891.23 5.46 Σύνολο 52910.65

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Με τον όρο τηλεπισκόπηση η τεχνική παρατήρησης και μελέτης των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας από απόσταση, βάσει της αλληλεπίδρασης των υλικών που βρίσκονται επάνω σε αυτή με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Στην πράξη χρησιμοποιούμε τα επιτεύγματα της τηλεπισκόπησης τόσο στην καθημερινή μας ζωή όσο και σε πολύ εξειδικευμένα πεδία επιστημών. το Κτηματολόγιο υλοποιείται με τις πληροφορίες που λαμβάνονται από αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες, η καθημερινή πρόγνωση του καιρού γίνεται αξιοποιώντας δεδομένα από μετεωρολογικούς δορυφόρους, η παγκόσμια κλιματική αλλαγή τεκμηριώνεται με τη χρήση δορυφόρων που παρακολουθούν τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του πλανήτη, το βαρυτικό πεδίο της Γης χαρτογραφείται με εξειδικευμένα δορυφορικά ζεύγη κ.ά.. Η παρατήρηση της επιφάνειας της Γης είναι δυνατή με τη χρήση ψηφιακών σαρωτών που ανιχνεύουν την ανάκλαση ή την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας της γήινης επιφάνειας και την αποδίδουν ως ψηφιακή εικόνα. Οι σαρωτές μπορεί να είναι εγκατεστημένοι σε τεχνητούς δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη ή να βρίσκονται σε αερομεταφερόμενα μέσα (αεροσκάφη, ελικόπτερα).

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Πλεονεκτήματα - χαρακτηριστικά τηλεπισκόπησης -δορυφορικών συστημάτων παρατήρησης της γης: κάλυψη μεγάλων περιοχών δυνατότητα για λήψη εικόνων σε διαφορετικές/πολλαπλές χρονικές στιγμές (WorldView-2, το ελάχιστο ανά 1.1 ημέρες) ταυτόχρονη λήψη εικόνων σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος Τα κύρια χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιούνται : η διακριτική ικανότητα ή ανάλυση οι ζώνες του φάσματος που καταγράφονται η προέλευση από παθητικά ή ενεργητικά συστήματα

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Δυνατότητες που προσφέρει η ερμηνία δορυφορικών εικόνων, συχνά και με τη λήψη ραδιομετρικών δεδομένων πεδίου: έλεγχος-αναγνώριση βλάστησης κατάσταση βλάστησης, αναγνώριση (εξάπλωσης) ασθενειών κατάσταση υδατικού στρες κατάσταση εδάφους πρόβλεψη παραγωγής εφαρμογές γεωργίας ακριβείας

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Στο έργο Agroclima χρησιμοποιήθηκε εικόνα του δορυφόρου WorldView-2: μέγεθος εικονοστοιχείου (pixel) 2m x 2m ημερομηνία λήψης 03/08/2014 αισθητήρας πολύ υψηλής ανάλυσης οχτώ φασματικά κανάλια ένα παγχρωματικό (ελάχιστη παραγγελία ένα ενιαίο πολύγωνο 25km 2 )

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Φασματική μπάντα Μήκος Κύματος (nm) Coastal Blue (400-450) Blue (450-510) Green (510-580) Yellow (585-625) Red (630-690) Red-Edge (705-745) NIR1 (770-895) NIR2 (860-1040)

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Σχήμα. Δορυφορική εικόνα δελταϊκής πεδιάδα Πηνειού ποταμού

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI). Βασίζεται στο γεγονός ότι η χλωροφύλλη στο ζωντανό φυτικό υλικό απορροφά έντονα την ορατή ακτινοβολία (Red) και ανακλά ισχυρά την ακτινοβολία του εγγύς υπέρυθρου (NIR)

Αναγνώριση καλλιεργειών με τηλεπισκόπηση Σχήμα. Σχηματική απεικόνιση υπολογισμού κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης

Επίδραση αλατότητας στις καλλιέργειες Πίνακας. Κατηγορίες νερού αναλόγως με την αλατότητα που παρουσιάζουν Κατηγορία νερού ΕCe (ds/m) Φρέσκο (γλυκό) νερό <0.6 Ελαφρώς υφάλμυρο 0.6-1.5 Υφάλμυρο 1.5-3 Μετρίως αλατούχο 3-8 Αλατούχο 8-15 Υψηλώς αλατούχο 15-45

Επίδραση αλατότητας στις καλλιέργειες Από τις αρχές του 1970 είχε αναγνωριστεί ότι η επίδραση της αλατότητας του εδάφους στα φυτά ήταν ανάλογη του είδους του φυτού και άλλων παραγόντων. Αλατούχο έδαφος θεωρείται ένα έδαφος με ECe >1.5 ds/m για ευαίσθητες καλλιέργειες (ακτινίδια), με ECe >3 ds/m για μέτρια ευαίσθητες (αραβόσιτος), με ECe >6 ds/m για μέτρια ανθεκτικές (ηλίανθος, βαμβάκι, σιτάρι) και με ECe >10 ds/m για ανθεκτικές. Ορισμένοι από τους παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή στην αλατότητα είναι η γονιμότητα, οι φυσικές ιδιότητες του εδάφους, η κατανομή των αλάτων στο έδαφος, οι αρδεύσεις, οι κλιματικές συνθήκες, η ποικιλία και το στάδιο ανάπτυξης (Grieve et al., 2012).

Ανάγκες σε νερό των καλλιεργειών Πίνακας. Συνολικές ανάγκες σε νερό των αρδευόμενων καλλιεργειών της περιοχής μελέτης για τα έτη 2013 και 2014 (σε mm) Καλλιέργεια Ανάγκες σε νερό (mm) 2013 2014 Μέσος όρος Ακτινίδια 732.7 681.43 707.07 Αραβ όσιτος 615.3 581.0 598.15 Βαμβ άκι 585.8 548.17 566.99 Ελαιώνες 321.7 303.91 312.81 Ηλίανθος 554.4 528.2 541.30 Ζωοτροφές (Μ ηδική) 758.0 707.01 732.51 (Ο υπολογισμός των αναγκών της κάθε καλλιέργειας έγινε με χρήση της μεθόδου Penman-Monteith)

Αποδόσεις και αρδεύσεις των καλλιεργειών Πίνακας. Αποδόσεις καλλιεργειών Δέλτα Πηνειού, πλήθος αρδεύσεων που πραγματοποιούνται Καλλιέργεια Απόδοση (kg/στρ) Αρδεύσεις Αραβόσιτος 1100-1300 3-4 Μηδική 2000-2250 (ξηρό βάρος) 5 Ηλίανθος 300-350 0 Σιτηρά 350 0 Βαμβάκι 300-350 0-1 Ακτινίδια 2500-3000 Α ιγάνη, 5000-5500 Πυργετό Σε εβδομαδιαία βάση

Συμβολή υπόγειας στάθμης στην κάλυψη των αναγκών των καλλιεργειών Για όλες τις αρδευόμενες καλλιέργειες παρατηρήθηκε μια σημαντική διαφορά μεταξύ των αναγκών των καλλιεργειών και της ποσότητας του νερού που αυτές λάμβαναν επιφανειακά (άρδευση και βροχόπτωση). Οι αποδόσεις των καλλιεργειών προϋποθέτουν την χορήγηση ποσότητας νερού πλέον από αυτή που τους χορηγείται. Η διαφορά αυτή ξεπερνά τα >200 mm.

Συμβολή υπόγειας στάθμης στην κάλυψη των αναγκών των καλλιεργειών Για την επαλήθευση θεώρησης συμβολής της υπόγειας στάθμης έγιναν εκτελέσεις του μοντέλου Hydrus-1D για διάφορα βάθη υπόγειων σταθμών νερού, για 5 καλλιέργειες και για διάφορους εδαφικούς τύπους. Βροχοπτώσεις 2013-14 (καλλιεργητική περίοδος). Χρήση πεδοσυναρτήσεων για τον προσδιορισμό των υδραυλικών ιδιοτήτων του εδάφους. Αρχική συνθήκη: υγρασία στην υδατοϊκανοτητα σε όλο το εδαφικό προφίλ Στην συντριπτική πλειοψηφία των εκτελέσεων η συμβολή της τριχοειδούς ανύψωσης στην κάλυψη των αναγκών των καλλιεργειών κυμαίνονταν από 230-280 mm. Η συμβολή της τριχοειδούς ανύψωσης φαίνεται εξαιρετικά κρίσιμη και μπορεί να φτάσει το 30% των αναγκών σε νερό των καλλιεργειών. Πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη στην κατάρτιση του μοντέλου υδατικού ισοζυγίου.

Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο του έργου AGROCLIMA (11_ΣΥΝ_3_1913) που υπάγεται στη δράση «Συνεργασία 2011 Συμπράξεις παραγωγικών και ερευνητικών φορέων σε εστιασμένους ερευνητικούς και τεχνολογικούς τομείς» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από Εθνικούς Πόρους

Σας ευχαριστώ πολύ

AGROCLIMA «Συνεργασία 2011- Συμπράξεις παραγωγικών και ερευνητικών φορέων σε εστιασμένους ερευνητικούς και τεχνολογικούς τομείς» (11ΣΥΝ_3_1913) Έδαφος και καλλιέργειες της δελταϊκής πεδιάδας του Πηνειού Χαράλαμπος Παρασκευάς Γεωπόνος, M.Sc. Ινστιστούτο Εδαφοϋδατικών Πόρων (πρώην Ινστιτούτο Εγγείων Βελτιώσεων) Ελληνικός Γεωργικός Οργανισμός - ΔΗΜΗΤΡΑ