Β ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ HYDROSENSE ΤΕΤΑΡΤΗ 5 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2012

ΑΡΔΕΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΒΑΜΒΑΚΟΣ ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ HYDROSENSE Β ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ HYDROSENSE ΤΕΤΑΡΤΗ 5 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2012 ΛΕΥΤΕΡΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΥ ΧΡΙΣΤΟΣ ΤΣΑΝΤΗΛΑΣ ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΓΕΩΡΓΙΚΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ «ΔΗΜΗΤΡΑ» ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΕΔΑΦΩΝ ΛΑΡΙΣΑΣ

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ HYDROSENSE Το πρόγραμμα HydroSense αποσκοπεί στην εφαρμογή των τελευταίων εξελίξεων στη Γεωργία ακριβείας προκειμένου να: 1. Βελτιώσει την αποτελεσματικότητα χρήσης του νερού και των αγροχημικών στις γεωργικές καλλιέργειες σε ξηρικά Μεσογειακά περιβάλοντα. 2. Εφαρμόσει τις αρχές της γεωργίας ακριβείας μέσα από την άρδευση μεταβλητής παροχής, με την αποτελεσματική παρακολούθηση των αναγκών της καλλιέργειας βάμβακος στο χώρο και το χρόνο. 3. Παρουσιάσει έναν υψηλό βαθμό καινοτομίας με τη χρήση της τηλεπισκόπισης και με τη βοήθεια εξελιγμένων αισθητήρων φυλλώματος και 4. Να αξιολογήσει τα αποτελέσματα της μεταβλητής παροχής νερού, λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων και ενέργειας. 5. Να επιδείξει την οικονομική βιωσιμότητα του συστήματος μειώνοντας τις εισροές και αυξάνοντας την απόδοση. 6. Να συμβάλει στη διαμόρφωση της αγροτικής πολιτικής σε κάθε περιοχή. 7. Να δώσει κίνητρα στους παραγωγούς για την εφαρμογή της νέας τεχνολογίας στην ευρύτερη περιοχή.

ΓΕΩΡΓΙΑ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ κάνε τη σωστή κίνηση, στο σωστό χώρο, τη σωστή στιγμή, με τον σωστό τρόπο Η γεωργία ακριβείας αποτελεί ένα σύστημα παραγωγής αγροτικών προϊόντων που στηρίζεται στη διαφοροποίηση των εισροών στον αγρό σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες της καλλιέργειας τόσο στο χώρο όσο και στο χρόνο Με τη γεωργία ακριβείας επιτυγχάνεται: 1) αύξηση των αποδόσεων, 2) βελτίωση της ποιότητας, 3) αποτελεσματικότερη χρησιμοποίηση νερού, λιπασμάτων, φαρμάκων, 4) περιορισμός της κατανάλωσης της ενέργειας και 5) προστασία του περιβάλλοντος Σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία δίνουν τη δυνατότητα στους αγρότες για δράσεις που προηγουμένως δεν ήταν δυνατόν να πραγματοποιηθούν, σε επίπεδο λεπτομέρειας που ποτέ πριν δεν ήταν δυνατόν να υπάρξει, και, όταν γίνονται σωστά, σε επίπεδα ποιότητας που ποτέ πριν δεν μπορούσαν να επιτευχθούν

ΑΡΔΕΥΣΗ ΣΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΓΕΩΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ HYDROSENSE Βασικός πειραματικός σχεδιασμός/ χρήση καινοτόμων τεχνολογιών 1. Εντοπισμός αγρών με διαφοροποίηση των εδαφικών τους ιδιοτήτων. Χρήση δορυφορικών εικόνων. 2. Διαχωρισμός κάθε πειραματικού αγρού σε διαφορετικές ζώνες διαχείρισης ανάλογα της περιεκτικότητας σε οργανική ουσία του εδάφους. Χρήση πολυφασματικών αισθητήρων. 3. Εγκατάσταση αισθητήρων για την παρακολούθηση των αναγκών της καλλιέργειας σε νερό. Χρήση αισθητήρων υπέρυθρης ακτινοβολίας, υγρασίας εδάφους, εξατμισοδιαπνοής 4. Εγκατάσταση συστήματος άρδευσης για την δυνατότητα άρδευσης της κάθε ζώνης διαχείρισης χωριστά. 5. Ολοκληρωμένη παρακολούθηση της καλλιέργειας και εφαρμογή διαφοροποιημένης άρδευσης ανάλογα με τις τιμές των αισθητήρων 6. Δημιουργία χάρτη απόδοσης για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του πειραματισμού. Χρήση «yield monitor»

ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΑΓΡΩΝ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΙΚΩΝ ΤΟΥΣ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ WORLD VIEW 2 Αγροί χωρίς εμφανή διαφοροποίηση του εδάφους Αγροί με εμφανή διαφοροποίηση του εδάφους

ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΓΕΩΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΗΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ 2011 Επιλογή 3 πειραματικών αγρών ΓΕΝΤΙΚΙ ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙ ΓΥΡΤΩΝΗ

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΚΑΘΕ ΑΓΡΟΥ ΣΕ ΖΩΝΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Πραγματοποιήθηκε σάρωση του γυμνού εδάφους (πριν τη σπορά) με πολυφασματικούς αισθητήρες που συνδέονται με σύστημα καταγραφής της ακριβούς θέσης κατά την καταγραφή (σύστημα διαφορικούgps) Vardoulis: pilot area=120m x 50m =0.6 ha Η ανάκλαση της ακτινοβολίας NIR (near infra red) στο γυμνό έδαφος επηρεάζεται από τις ιδιότητες του εδάφους. 2104 Βασικός παράγοντας που επηρεάζει την «απορρόφηση» της προσπίπτουσας ακτινοβολίας από τους αισθητήρες είναι η οργανική ουσία του εδάφους. Δημιουργήθηκε με έμμεσο τρόπο χάρτης εκτίμησης της οργανικής ουσίας του αγρού

ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΚΑΘΕ ΑΓΡΟΥ ΣΕ ΖΩΝΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Χρήση πολυφασματικών αισθητήρων Διαφορικό GPS Vardoulis: pilot area=120m x 50m =0.6 ha Πολυφασματικός αισθητήρας 2104 Σύστημα καταγραφής δεδομένων

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑ ΜΑΡΤΥΡΑΣ Κάθε πειραματικός αγρός χωρίστηκε σε: Πείραμα (10 στρ): Εφαρμογή αρχών γεωργίας ακριβείας Μάρτυρα: Συμβατική διαχείριση σύμφωνα με τις τις συνήθειες του παραγωγού Εισροές που εξετάστηκαν στο πρόγραμμα HydroSense : Αρδευτικό νερό Αζωτούχα λιπάσματα Ζιζανιοκτόνα Χρήση NIR δορυφορικής εικόνας για τον προσδιορισμό ζωνών διαχείρισης (Stamatiadis et al, 2011)

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΝΕΡΟ Σε κάθε αγρό εγκαταστάθηκαν 3 συστήματα παρακολούθησης: 1. Σύστημα αισθητήρων υπέρυθρης ακτινοβολίας για την καταγραφή της θερμοκρασίας του φυλλώματος της καλλιέργειας 2. Σύστημα αισθητήρων καταγραφής της υγρασίας του εδάφους 3. Σύστημα καταγραφής της εξατμισοδιαπνοής 1 2 3

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΣΤΟΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΑΓΡΟ ΤΗΣ ΓΥΡΤΩΝΗΣ

ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΦΥΛΛΩΜΑΤΟΣ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ Επάρκεια νερού στο φυτό: η θερμοκρασία του φυλλώματος μικρότερη από την θερμοκρασία ατμόσφαιρας, ψύξη που προέρχεται από την εξάτμιση του νερού στην επιφάνεια των φύλλων. Μείωση επάρκειας νερού στο φυτό: τα στομάτια των φύλλων αρχίζουν να κλείνουν, λιγότερη θερμοκρασία χάνεται λόγω της εξάτμισης η θερμοκρασία στην επιφάνεια του φυλλώματος αυξάνει Η μέτρηση της θερμοκρασίας του φυλλώματος χωρίς τη φυσική επαφή με το φυτό έγινε δυνατή με την εισαγωγή των θερμομέτρων υπέρυθρης ακτινοβολίας Μεγαλύτερη ακρίβεια στον χρόνο εφαρμογής της άρδευσης μπορεί να επιτευχθεί με την παρακολούθηση των επιπέδων πίεσης λόγω έλλειψής νερού στα φυτά

ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΦΥΛΛΩΜΑΤΟΣ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ «Smart Crop» αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας σταθμός βάσης

ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Η τεχνολογία Smart Crop χρησιμοποιεί το ίδιο το φυτό ως τον βασικό αισθητήρα, προκειμένου να αναγνωρίσει εγκαίρως «στρες» από την έλλειψη νερού. Οι αισθητήρες μετρούν τη θερμοκρασία στο φύλλωμα της καλλιέργειας. Η θερμοκρασία στο φύλλωμα της καλλιέργειας είναι μικρότερη της ατμόσφαιρας τις ημέρες του καλοκαιριού λόγω της εξάτμισης του νερού από τα φύλλα. Όταν η θερμοκρασία του φυλλώματος προσεγγίζει την θερμοκρασία της ατμόσφαιρας το φυτό δε διαθέτει την κατάλληλη ποσότητα νερού για εξάτμιση.

ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΣΤΑΘΜΟΣ ΒΑΣΗΣ Ο σταθμός βάσης συλλέγει τα δεδομένα από τους υπέρυθρους αισθητήρες και τα επεξεργάζεται μαζί με άλλα μετεωρολογικά δεδομένα που καταγράφει Ο σταθμός βάσης διαθέτει αισθητήρες για την καταγραφή: Θερμοκρασίας ατμόσφαιρας Υγρασίας ατμόσφαιρας Βροχόπτωσης Μόλις ο σταθμός συλλέξει και επεξεργαστεί τα δεδομένα, συγκρίνει τις πληροφορίες για την θερμοκρασία με την γνωστή βέλτιστη θερμοκρασία για το φυτό και σε συνδυασμό με τα δεδομένα του χρόνου αναγνωρίζει πότε το φυτό «στρεσάρεται» από την έλλειψη νερού, πριν αρχίσει να επηρεάζεται η απόδοση.

ΣΥΣΤΗΜΑ Smart Crop ΙΣΤΟΣΕΛΙΔΑ ΑΓΡΟΥ http://www.cropinsight.com/users

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Smart Crop 4 αισθητήρες υπέρυθρης ακτινοβολίας εγκαταστάθηκαν σε κάθε ζώνη διαχείρισης Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του φυλλώματος της καλλιέργειας και της ατμόσφαιρας πρόσφερε σημαντικές πληροφορίες για την απόφαση έναρξης της άρδευσης

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΦΥΛΛΩΜΑΤΟΣ ΓΥΡΤΩΝΗ

ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Το σύστημα αποτελείται από αισθητήρες υγρασίας εδάφους (watermark) και από σύστημα καταγραφής των δεδομένων (data logger) Οι αισθητήρες τοποθετούνται κατάλληλα σε διαφορετικά βάθη του εδάφους, και με την παρακολούθηση των δεδομένων τους σε τακτά διαστήματα αποκτούμε μια καλύτερη εικόνα για την πορεία μείωσης του διαθέσιμου νερού στην περιοχή του ριζοστρώματος της καλλιέργειας

ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ 30 57 66

ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗΣ Η συσκευή μέτρησης της εξατμισοδιαπνοής εκτιμά πόσο νερό καταναλώνεται από την καλλιέργεια μέσω της εξάτμισης και της διαπνοής των φύλλων. Αποτελείται από ένα κεραμικό «εξατμιστή» ένα βαθμονομημένο δοχείο με νερό ένα δοχείο που μετρά την βροχόπτωση Ο εξατμιστής, καλυπτόμενος από ειδική μεμβράνη για κάθε καλλιέργεια, τροποποιεί το ρυθμό εξάτμισης του νερού και τον προσομοιάζει με τον ρυθμό εξάτμισης της καλλιέργεια του βάμβακος, στις συγκεκριμένες τοπογραφικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Από την μείωση του βαθμονoμημένου σωλήνα έχουμε μια εικόνα του νερού που χρησιμοποίησε η καλλιέργεια από την προηγούμενη άρδευση

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΝΕΡΟΥ

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΡΔΕΥΣΗ Κάθε είδος αισθητήρα μας δίνει συγκεκριμένες πληροφορίες Για κάθε ζώνη διαχείρισης στους πειραματικούς αγρούς πραγματοποιείται η ανάλυση των αποτελεσμάτων από το σύνολο των αισθητήρων προκειμένου να εφαρμοστεί η σωστή ποσότητα νερού αρδευτικού νερού, τη σωστή χρονική στιγμή Πότε θα ποτίσω ; Σύστημα Smart Crop Έχω νερό στο έδαφος ; Σύστημα καταγραφής υγρασίας εδάφους Πόσο νερό θα ρίξω ; Σύστημα καταγραφής της εξατμισοδιαπνοής

ΑΡΔΕΥΣΗ ΣΤΟ ΠΙΛΟΤΙΚΟ ΑΓΡΟ ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑ ΜΑΡΤΥΡΑΣ

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ CONTROL EXPERIMENT ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙ 700 600 500 400 300 200 100 0 Κατανάλωση αρδευτικού νερού (m 3 /στρ) (-9,8%) (-16,3%) 653 (-26%) 594,5 518,2 561,5 Zone A Zone B Zone C Control ΓΕΝΤΙΚΙ 700 600 500 400 300 200 100 0 (-4,8%) 642 612,5 (-34,23%) (-26,7%) 478,2 506,7 Zone A Zone B Zone C Control ΓΥΡΤΩΝΗ 700 600 500 400 300 200 100 0 (-18,4%) (-28,1%) 619,5 523,11 483,6 Zone A Zone B Control

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΧΑΡΤΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΜΟΥ Χρήση«yield monitor» Διαφορικό GPS Αισθητήρες ροής βάμβακος Υπολογιστής/οθόνη Χειρισμού

ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΒΑΜΒΑΚΙ - ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ - Αγωγός συλλεκτικής μηχανής με τους αισθητήρες Αισθητήρας παραγωγής ακτινοβολίας Τοίχωμα αγωγού Δέσμη ακτινοβολίας Μπάλες Βάμβακος Αισθητήρας συλλογής ακτινοβολίας

ΑΠΟΔΟΣΕΙΣ (kg/ha) ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΑΓΡΟΣ ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙ 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 (+ 31 %) (+ 14,5 %) (+ 8,7 %) 3988 3678 3437 3162 3210 3044 Zone A Zone B Zone C CONTROL EXPERIMENT

ΑΠΟΔΟΣΕΙΣ (kg/ha) ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΑΓΡΟΣ ΓΥΡΤΩΝΗ 5000 4000 3000 4154 (-10,9%) 4664 (-18%) 3710 3824 2000 1000 0 Zone A CONTROL Zone B EXPERIMENT

ΑΠΟΔΟΣΕΙΣ (kg/ha) ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΑΓΡΟΣ ΓΕΝΤΙΚΙ 3500 3000 2500 2000 1500 2024 (+17,5%) 2378 (+11,2%) 2985 2685 2775 (-1,4%) 2736 1000 500 0 Zone A Zone B Zone C CONTROL EXPERIMENT

IRRIGATION WATER USE EFFICIENCY CONTROL EXPERIMENT kg βάμβακος /m 3 αρδευτικού νερού 0,8 (+35,2%) (+27,3%) (+19,7%) 0,6 0,71 0,66 0,61 0,48 0,49 0,4 0,46 ΟΜΟΡΦΟΧΩΡΙ 0,2 0 Zone A Zone B Zone C ΓΕΝΤΙΚΙ 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 (+30,5%) (+38%) 0,59 (+2,2%) 0,5 0,41 0,44 0,43 0,31 Zone A Zone B Zone C 0,8 (+5%) 0,75 0,7 0,65 (+4,9%) 0,7 0,67 0,79 0,75 ΓΥΡΤΩΝΗ 0,6 Zone A Zone B

ΣΥΜΠEΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΣΤΟ ΒΑΜΒΑΚΙ ΜΕ ΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΑΣ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ Στη περιοχή της Θεσσαλίας υπάρχουν σημαντικά περιθώρια μείωσης της κατανάλωσης αρδευτικού νερού στην καλλιέργεια βάμβακος Η χρήση των αισθητήρων υγρασίας για τον προσδιορισμό έναρξης της άρδευσης και των συσκευών μέτρησης της εξατμισοδιαπνοής για την εκτίμηση της δόσης άρδευσης θα μπορούσαν να αποτελέσουν τα αρχικά στάδια χρήσης τεχνολογιών στον αγρό για την υιοθέτηση αποδοτικότερων αρδεύσεων λόγο της σχετικά απλής χρήσης τους και του μικρού κόστους απόκτησής τους Η παρακολούθηση της θερμοκρασίας του φυλλώματος με τη χρήση υπέρυθρων αισθητήρων σε διαφορετικές ζώνες διαχείρισης αν και μπορεί να προσφέρει μια πιο αποτελεσματική μέθοδο άρδευσης, προϋποθέτει μια σχετική εξοικείωση του χρήστη με την τεχνολογία. Περισσότερα έτη πειραματισμού θα καθορίσουν τις πραγματικές δυνατότητες των νέων τεχνολογιών για αποδοτικότερες αρδεύσεις του βάμβακος στη Θεσσαλία

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ