Τεχνολογίες για αειφορική παραγωγή υπό κάλυψη σε χώρες της Μεσογειακής λεκάνης

ίκτυο Forum Ανάπτυξης 2017- Ημερίδα Πύργου «Ενεργειακές Εξελίξεις» Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Τεχνολογίες για αειφορική παραγωγή υπό κάλυψη σε χώρες της Μεσογειακής λεκάνης Κ. Κίττας Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας

εὖ μὲν γὰρ φερομένης τῆς γεωργίας ἔρρωνται καὶ αἱ ἄλλαι τέχναι ἅπασαι, Ξενοφώντας, Οικονομικά, 362 BC When tillage begins, other arts follow The farmers, therefore, are the founders of human civilization Daniel Webster, 1840

Αγροτικός Τομέας στην Ελλάδα Κύριος Πυλώνας Εθνικής μας Οικονομίας Η χρησιμοποιούμενη γεωργική γη εκτιμάται το 2012 σε 38,2 εκατ. στρέμματα περίπου, περιλαμβάνοντας 860.000 αγροτικές εκμεταλλεύσεις ο πρωτογενής τομέας απασχολεί κατά το έτος αυτό 537.000 άτομα, μέγεθος που αντιπροσωπεύει το 11,9% του οικονομικά ενεργού πληθυσμού της χώρας (EU, 5%) Η αξία της αγροτικής παραγωγής αναλογεί στο 5,4% του συνόλου της οικονομίας (EU, 2.5%) Αντιπροσωπεύει το 25% του συνόλου των ελληνικών εξαγωγών (ΕU, 6.8 %)

Αγροτικός Τομέας στην Ελλάδα

5

Οι συνολικές καλλιεργήσιμες εκτάσεις είναι σταθερές Οι εκτάσεις που καλλιεργούνται με λαχανοκομικά καλύπτουν το 3% των συνολικών καλλιεργ. εκτάσεων Η αξία των λαχανοκομικών προϊόντων ανέρχεται στο 18% της συνολικής αξίας των παραγόμενων.

Υποβάθμιση εδαφών Προκλήσεις Έως το 2050, υπολογίζεται πως μισή από τη συνολική διαθέσιμη γεωργική έκταση θα είναι διαθέσιμη για καλλιέργειες

Υδατικοί πόροι Προκλήσεις 70% της επιφάνειας της γης καλύπτεται με νερό ~3% από αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί (fresh water) ~70% από αυτό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί καταναλώνεται στη γεωργία Μέχρι 2025, 50% του πληθυσμού της γης θα αντιμετωπίσει σημαντικά προβλήματα έλλειψης νερού

Εξάντληση ενεργειακών πόρων Προκλήσεις Η κατανάλωση ενέργειας αναμένεται, παγκοσμίως, να αυξηθεί κατά 45% από το 2010 2030 Έως το2030 οι εισαγωγές ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση αναμένεται να καλύπτουν το 70% των συνολικών ενεργειακών μας αναγκών

Η κλιματική αλλαγή έχει αναγνωριστεί πλέον ως μία από τις πιο σοβαρές περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονομικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει ο κόσμος μας και έχει ήδη επηρεάσει σημαντικά πολλά φυσικά και βιολογικά συστήματα (νερό, βιό-τοποι, υγεία), τα οποία γίνονται όλο και πιο ευπαθή. Γεωργία & Κλιματική αλλαγή Η γεωργία ανήκει σε εκείνους τους τομείς που επηρεάζονται περισσότερο εξαιτίας της εξάρτησής της από τις καιρικές συνθήκες με αποτέλεσμα να μην είναι πλέον εφικτή η παραγωγή προϊόντων ποιότητας στην ύπαιθρο.

Η αειφορική γεωργία έρχεται ως απάντηση στα αδιέξοδα της συμβατικής ή σύγχρονης ή χημικής γεωργίας την οποία ασκούμε σήμερα. Είναι μια προσπάθεια να διασφαλίσουμε την ικανότητα των γεωργικών πόρων να συνεχίσουν να παράγουν τρόφιμα και άλλες ύλες απαραίτητες για την επιβίωση των ανθρώπων, όχι μόνο για μερικές ακόμα δεκαετίες αλλά εσαεί. Προσπαθεί να εξισορροπήσει την προστασία του περιβάλλοντος, την κοινωνική ισότητα και την οικονομική βιωσιμότητα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων.

Τί αναμένεται για τις καλλιέργειες υπό κάλυψη (θερμοκήπια διχτυοκήπια) στο άμεσο μέλλον; Κλιματική αλλαγή Μείωση διαθέσιμου νερού Απαιτήσεις καταναλωτών για ασφαλή ποιοτικά προϊόντα Η καλλιέργεια υπό κάλυψη δίνει τη δυνατότητα για παραγωγή προϊόντων ποιότητας καθ όλη τη διάρκεια του έτους με αποδοτική χρήση των εισροών σε νερό, λιπάσματα, φυτοφάρμακα και εργασία.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Τα θερμοκήπια, ιδιαίτερα αυτά με κάλυψη από πλαστικό, έχουν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο, κυρίωςσεπεριοχέςμεήπιοχειμώνα και θερμές περιοχές. Τρεις βασικοί παράγοντες καθορίζουν τη θέση και την επιλογή του τόπου του θερμοκηπίου: 1. Το κόστος παραγωγής 2. Η ποιότητα των προϊόντων 3. Το κόστος μεταφοράς των προϊόντων στις αγορές.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 ύο ερωτήματα προκύπτουν όταν πρόκειται να εγκατασταθεί μία νέα μονάδα: 1. Πού πρόκειται να πουληθεί η παραγωγή; 2.Τι πρόκειται να παραχθεί; τρόφιμα καλλωπιστικά Εξαγωγή ή τοπική αγορά

Θερμοκήπια Βόρεια και Νότια Αμερική 7.1% Βόρεια Ευρώπη 7.1% Παγκόσμια Μεσογειακές Χώρες 36.5% Ασία και Ωκεανία 49.4% Γαλλία 8.8% Τουρκία 10.4% Μαρόκο 6.3% Μεσογειακές χώρες πρ. Γιουγκοσλαβία 4.9% Ελλάδα Ελλάδα 3.8% Πορτογαλία 2.5% Λοιπές 3.2% Αλγερία 3.4% Ισραήλ 2.4% Συρία 1.9% Τυνησία 1.4% Ιταλία 23.5% Ισπανία 27.4% Παγκόσμια: 3 000 000+6 000 000 στρέμματα Μεσογειακές χώρες: 1 500 000 στρ.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Θερμοκήπια Ισπανία Ιταλία Αλμερία-Ισπανία

Αλμέρια Ισπανία

Pictures from Antalya Province in Kumluca township which has the most intensive greenhouse area in Antalya.

Ιεράπετρα Κρήτη

Εισαγωγές Εξαγωγές τομάτας (αξία) Εισαγωγές από: Γερμανία 25%, FYROM 20%, Ιταλία 11%, Βέλγιο 9%, Αλβανία 8%, Ολλανδία 8%, Άλλες χώρες 15% Εξαγωγές σε: Βουλγαρία 64%, Γερμανία 3%, Αλβανία 5%, Άλλες χώρες 28%

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Δυναμικό παραγωγής Το δυναμικό παραγωγής καλλιέργειας τομάτας στη χώρα μας είναι κατά τους καλοκαιρινούς μήνες 50% υψηλότερο από ότι στην Ολλανδία. Παρόλα αυτά δεν είναι δυνατό να επιτύχουμε ικανοποιητικά επίπεδα παραγωγής και ποιότητας στα θερμοκήπια των Μεσογειακών χωρών κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, όταν στη Βόρεια Ευρώπη κατά την ίδια περίοδο, επιτυγχάνονται υψηλές αποδόσεις και καλή ποιότητα.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Δυναμικό παραγωγής Οι λόγοι της υψηλής παραγωγής στα θερμοκήπια της Βόρειας Ευρώπης είναι δύο: Οι εξωτερικές κλιματικές συνθήκες δεν δημιουργούν ιδιαίτερα προβλήματα στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου γιατί τα θερμοκήπια είναι κατάλληλα εξοπλισμένα. Οι παραγωγοί έχουν αποκτήσει επιδεξιότητα στην διαχείριση του κλίματος, σύγχρονων θερμοκηπίων με τη βοήθεια υπολογιστών.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Εισροές ενέργειας Ελλάδα Τουρκία Υπόστρωμα, φυτικό υλ. & άλλα 3% 18.2% Καύσιμα 52% 32.2% Φυτοφάρμακα 3.1% 7.8% Λιπάσματα 15% 22.7% Νερό 1% 0.4% Ηλεκτρική Ενέργεια 5.2% 7.4% Εργατικά 25% 15.9%

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Αειφορικές τεχνολογίες παραγωγής Η σωστή επιλογή της περιοχής Ο σωστός σχεδιασμός των συστημάτων κλιματισμού των θερμοκηπίων και η ορθολογική διαχείριση του κλίματος. Η εξοικονόμηση ενέργειας και η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η χρήση διχτύων εντομοστεγανότητας και φωτοεκλεκτικών υλικών κάλυψης θερμοκηπίων που περιορίζουν τις εισροές χημικών για φυτοπροστασία και συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος. Η υδροπονική καλλιέργεια φυτών, αφού με την εφαρμογή της είναι δυνατή η ολοκληρωμένη διαχείριση του συστήματος παραγωγής θερμοκήπιο- κλίμα- καλλιέργεια για βελτίωση της ποιότητας των παραγομένων προϊόντων

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Επιλογή Θέσης

Κλιματική καταλληλότητα περιοχής Συνεχής αερισμός και δροσισμός Αερισμός κατά διαστήματα Κλειστό θερμοκήπιο Ηλιακή ακτινοβολία (MJ m -2 day -1 ) 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Λάρισα Βόλος Aug Αλμερία Άμστερτναμ Aug Feb Jan Dec 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Θερμοκρασία αέρα ( o C) Θέρμανση ημέρανύχτα Θέρμανση νύχτα Χωρίς θέρμανση

Κλιμογράφημα

Κλιμογράφημα

Κλιμογράφημα

Κλιμογράφημα

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Σχεδιασμός συστημάτων κλιματισμού

Αριθμός ωρών με ανάγκες για θέρμανση και ψύξη στα μεσογειακά θερμοκήπια 500 400 300 Hours 200 100 0 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Heating Cooling

Hot water from boiler to plant 65 Circuit Heating Group 80 90 Transport Group

Θέρμανση θερμοκηπίων Θέρμανση

Σχεδιασμός συστημάτων με χρήση εργαλείων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής

Μέσα ψύξης του θερμοκηπίου Αερισμός Ψύξη με τεχνητή ομίχλη Ψύξη με βρεγμένη παρειά Σκίαση

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Ψύξη θερμοκηπίων Φυσικός αερισμός Ο αερισμός με χειροκίνητα συστήματα, ενώ πολλά θερμοκήπια δεν έχουν παράθυρα οροφής.

Ανοίγματα εξαερισμού Πλαϊνά

Συνεχή παράθυρα οροφής L h

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Αλλά πρέπει

Βελτίωση του σχεδιασμού των ανοιγμάτων φυσικού αερισμού Κατανομή της ταχύτητας του αέρα στο εσωτερικό του θερμοκηπίου

Αερισμός Επίδραση του τύπου των ανοιγμάτων στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου (Ροή αέρα) Τυλιγόμενα ανοίγματα WD

Αερισμός Επίδραση του τύπου των ανοιγμάτων στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου (Ροή αέρα) Ανοιγόμενα παράθυρα WD

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Ψύξη θερμοκηπίων ροσισμός Υγρή παρειά Ψύξη του εισερχόμενου αέραστοθερμοκήπιομε εξάτμιση νερού από την υγρή παρειά

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Χρήση συστημάτων δροσισμού

Σύστημα υγρής παρειάς

50% 40% 25% 23ºC 27ºC 30ºC

Σύστημα υγρής παρειάς (a) (b) Κατανομή θερμοκρασίας αέρα κατά μήκος θερμοκηπίου Sapounas et al. 2008

Συστήματα χαμηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 5bar) Σταγονίδια νερού μεγέθους >200μm. ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Ψύξη θερμοκηπίων ροσισμός -Τεχνητή ομίχλη Συστήματα υψηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 60 bar) Σταγονίδια νερού της τάξης των 10 30 μm. (Μια τρίχα έχει πάχος από 40 έως 200 μm)

Ψύξη θερμοκηπίων ροσισμός -Τεχνητή ομίχλη

Ψύξη με Σκίαση Σκίαση με άσπρισμα Σκίαση με κουρτίνες εσωτερικές ή εξωτερικές κινούμενες ή σταθερές Εισερχόμενη ακτινοβολία Λανθάνουσα (Υγρασία) ίχτυ Σκίασης Αισθητή (Θερμοκρασία)

Ασβεστωμένο θερμοκήπιο όχι ομοιόμορφη κατανομή του υλικού

Σκίαση Επίδραση σε καλλιέργεια τομάτας Αύξηση φυλλικής επιφάνειας και ύψους φυτών Αύξηση της συνολικής παραγωγής και του αριθμού των καρπών ανά φυτό Βελτίωση των φυσικών ποιοτικών χαρακτηριστικών των καρπών Μείωση των εγκαυμάτων στους καρπούς και τα φυτά από τον ήλιο Προτεινόμενο δίχτυ για σκίαση στα θερμοκήπια είναι το δίχτυ με σκίαση σε ποσοστό 40%.

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Εξοικονόμηση ενέργειας

Ορθολογική επιλογή υλικού κάλυψης

Χρήση διπλού καλύματος Μείωση ενεργειακών απωλειών έως και 50%

Σκίαση εξοικονόμηση ενέργειας

Κατανομή Θερμοκρασίας Σύγκριση 2.0 1.5 Με θερμοκουρτίνα Χωρίς θερμοκουρτίνα Ύψος (m) 1.0 0.5 Kittas et al., 2003 0.0 12 14 16 18 Θερμοκρασία (ºC)

Θερμοκρασία Φύλλου Air and leaf temperature (ºC) 20 16 12 8 Air Temp (0.8 m) Air Temp (0.3 m) Leaf Temp (0.8 m) Leaf Temp (0.3 m) 20:30 23:00 1:30 4:00 6:30 Time (h) Kittas et al., 2003 Χωρίς Θερμοκουρτίνα Air and leaf temperature (ºC) 20 16 12 8 Με θερμοκουρτίνα Air Temp (0.8 m) Air Temp (0.3 m) Leaf Temp (0.8 m) Leaf Temp (0.3 m) 20:30 23:00 1:30 4:00 6:30 Time (h)

Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων: Αποτελείται από πλαστικές σακούλες με νερό, που τοποθετούνται στο έδαφος ανάμεσα στα φυτά του θερμοκηπίου.

Παθητικό ηλιακο σύστημα

Παθητικό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό Ημέρα Ηλιακή ακτινοβολία Νύχτα Θερμική ακτινοβ. Συναγωγή

Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Οι σακούλες με το νερό πρέπει να καλύπτουν το 35 40% του εδάφους του θερμοκηπίου και να περιέχουν 80 100 m 3 νερού για κάθε στρέμμα θερμοκηπίου.

Παθητικό ηλιακο σύστημα

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ

Υποκατάσταση θέρμανσης θερμοκηπίων με βιομάζα: Μελέτη για την περιοχή της Μαγνησίας Σε έρευνα του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας (ΑLTENER II/99 088 ) διαπιστώθηκε ότι η καθαρή ενέργεια που θα μπορούσε να παραχθεί, θεωρητικά, από την καύση των γεωργικών υπολειμμάτων, στην περιοχή της Μαγνησίας, ανέρχεται σε 340.000 GJ ανά έτος, όταν για τη θέρμανση των θερμοκηπίων απαιτείται ενέργεια 43.000 GJ ανά έτος. Το 12% των κλαδοδεμάτων καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες των θερμοκηπίων της Μαγνησίας

Το «κλειστό» θερμοκήπιο

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Φυτοφάρμακα

ίχτυ εντομοστεγανότητας Άμεση παρεμπόδιση επιζήμιων εντόμων Μείωση του αερισμού του θερμοκηπίου

ίχτυα εντομοστεγανότητας

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Έντομα Άτομα θρίπα ανά παγίδ 900 750 600 450 300 150 0 Έξω Μάρτυρας ίχτυ 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Αερισμός Αριθμός εβδομάδας έτους Κανονικοποιημένη ταχύτητα του αέρα 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Με δίχτυ Χωρίς δίχτυ 0 4 8 12 Πλάτος θερμοκηπίου, m

Mεγιστοποίηση της επιφάνειας αερισμού

Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης Πλαστικά υλικά τα οποία τροποποιούν την ποιότητα του φωτός, δηλαδή το μήκος κύματος των ακτινοβολιών που απαρτίζουν το φυσικό φως Τα φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης με φυτοπροστατευτικό ενδιαφέρον προκαλούν παρεμπόδιση των ακτινοβολιών στο φάσμα της Υπεριώδους Ακτινοβολίας (UV 280 έως 400 nm) Περιορίζουν τη δραστηριότητα των επιζήμιων εντόμων

Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης Απορρόφηση Υπεριώδους Ακτινοβολίας (UV) Υπεριώδες Ορατό φάσμα UV C B A 200 300 400 Υπέρυθρο 1 10 100 1.000 10.000 Μήκος κύματος, νανόμετρα (nm)

Hypericum calycinum όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι (αριστερά) και όπως το βλέπουν τα έντομα στο φάσμα UV Thomas Eisner Cornell University

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Επίδραση φωτοεκλεκτικών υλικών στη δραστηριότητα βομβύνων σε καλλιέργεια τομάτας Μεταχειρίσεις Γονιμοποιημένα Αγονιμοποίητα 1 Μάρτυρας (7%UV) 515 (86%) a * 84 (14%) 2 3%UV 584 (87%) a 86 (13%) 3 0%UV 638 (85%) a 110 (15%)

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Νερό Λιπάσματα

Εισροές σε νερό και λιπάσματα Στις μεσογειακές χώρες, οι ετήσιες εκροές στα θερμοκήπια είναι περίπου 325 kg αζώτου, 220 kg φωσφόρου, 550 kg καλίου και 4.500 λίτρα νερού ανά εκτάριο. Αυτό σημαίνει, για την περιοχή της Μεσογείου, μια συνολική ετήσια απώλεια 42.000 τόνων αζώτου και 600.000 τόνων νερού. Για να εξασφαλισθεί η βέλτιστη παραγωγή ποιοτικών προϊόντων, ένας υψηλός δείκτης αποτελεσματικότητας χρήσης νερού και μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος θα πρέπει να αποφευχθούν οι μεγάλες αυτέςαπώλειεςνερού.

Μεγάλες εισροές σε ενέργεια, νερό και Λύσεις Ορθολογική διαχείριση Υδροπονία λιπάσματα Έλεγχος με τη βοήθεια αυτοματοποιημένων συστημάτων με γνώμονα την εξοικονόμηση ενέργειας και την μεγιστοποίηση της παραγωγής Materials and Methods WPn : 1, Task n : 4 Delta Τ, ThetaProbe Decagon Devices, EC5 Decagon Devices, 10HS και Grodan WCM-Control

Αειφορική διαχείριση νερού Υδροπονία Στόχος: Μείωση των απωλειών με ταυτόχρονη διατήρηση/ αύξηση της παραγωγής

65% Ροή νερού και λιπασμάτων σε ένα θερμοκήπιο

Στόχος: Μείωση των απωλειών με ταυτόχρονη διατήρηση/ αύξηση της παραγωγής

Αποτελεσματικότητα χρήσης νερού Συνθήκες Χώρα WUE ανάπτυξης (kg/m 3 ) Ανοιχτός αγρός Ισραήλ (έδαφος) 17 Μη θερμαινόμενο θερμοκήπιο Πλήρως ελεγχόμενο θερμ. Υδροπονία Γαλλία (έδαφος) 14 Ισπανία (έδαφος) 25 Γαλλία (έδαφος) 24 Ισραήλ (έδαφος) 33 Γαλλία (ανοιχτό) 39 Ολλανδία (ανοιχτό) 45 Ολλανδία (κλειστό) 66

ίκτυο Forum Ανάπτυξης, Τ.Ε.Ε. υτικής Ελλάδας Κ. Κίττας, Πύργος, ευτέρα 3 Ιουλίου 2017 Εξοικονόμηση νερού Ανοιχτός Κλειστό αγρός υδροπονικό Ανοικτό υδροπονικό σύστημα σύστημα Θερμοκήπιο οικονομία50% 70% οικονομία 85%

Επένδυση θερμ. 21000m 2, τομάτα. 20% ίδια κεφάλαια, 40% δανεισμός, 40% επιδότηση Ανάλυση κόστους/οφέλους Πλαστικό θερμοκ. χαμηλής τεχνολογίας Πλαστικό θερμοκ. Μέσης τεχνολογίας Πλαστικό θερμοκ. Υψηλής τεχνολογίας Γυάλινο θερμοκ. υψηλής τεχνολογίας Κλειστό θερμοκήπιο Αρχική επένδυση 630,000 1,412,500 1,799,700 2,805,600 3,142,272 Κόστος επένδυσης ανά m2 30.0 67.3 85.7 133.6 149.6 Ποσοστό ίδιας συμμετοχής 20% 20% 20% 20% 20% Ίδια συμμετοχή 126,000 282,500 359,940 561,120 628,454 Ποσοστό επιδότησης 40% 40% 40% 40% 40% ανεισμός 252,000 565,000 719,880 1,122,240 1,256,909 Επιτόκιο δανεισμού 5% 5% 5% 5% 5% Έτη αποπληρωμής 10 10 10 10 10 Ετήσιο τοκοχρεολύσιο 32,074 71,912 91,625 142,837 159,978 Σύνολο τοκοχρεολυσίων 320,742 719,124 916,253 1,428,372 1,599,776 ιαφορά συν. Τοκοχρεωλυσίων από αρχικό ύψος επένδυσης 68,742 154,124 196,373 306,132 342,867 Ετήσιο κόστος λειτουργίας 207,800 319,693 319,693 351,662 404,412 Ετήσιο κόστος (τοκοχρ. + λειτουργεία) 239,875 391,605 411,318 494,499 564,389 Μέση τιμή πώλησης (Α + Β) 0.60 0.72 0.75 0.78 0.80 Παραγωγή που απαιτείται για ισοσκελισμένο προϋπ. 19.0 kg 25.9 kg 26.1 kg 30.2 kg 33.6 kg Προσδοκώμενη παραγωγή 27.0 kg 42.0 kg 47.0 kg 52.0 kg 63.0 kg Κέρδη προ φόρων 100,325 243,435 328,932 357,261 494,011 Κέρδη προ φόρων ανά m2 4.8 /m2 11.6 /m2 15.7 /m2 17.0 /m2 23.5 /m2 Απόσβεση επένδυσης 6.3 έτη 5.8 έτη 5.5 έτη 7.9 έτη 6.4 έτη Απόδοση επένδυσης 15 9% 17 2% 18 3% 12 7% 15 7%

Σχέση Επένδυσης- Κέρδους Σχέση Επένδυσης κέρδους Κέρδος (Ευρώ/m2) 30 25 20 15 10 5 0 y = 0,7338x + 1,2387 R 2 = 0,9314 0 5 10 15 20 25 30 35 Επένδυση (Ευρώ/ m2)

Νέες Τάσεις Σύγχρονες τάσεις στα υλικά κάλυψης Θερμοκήπιο μεγάλου ύψους Αυτοματισμοί συγκομιδής και μετακίνησης καλλιέργειας Μετρήσεις κατανομής μικροκλίματος Αισθητήρες ελέγχου κατάστασης φυτών

Σύγχρονες τάσεις στα υλικά κάλυψης των θερμοκηπίων

ιάρκεια ζωής του πλαστικού Για τους παραγωγούς το πρώτιστο μέλημα είναι ο χρόνος ωφέλιμης ζωής του, τόσο λόγω αξίας πλαστικού, όσο και λόγω εργατικών αντικατάστασης. Προς την κατεύθυνση αυτή η Χημεία και η σύγχρονη τεχνολογία έχουν καταφέρει να παράγονται φύλλα με χρόνο ζωής 3,4,5 και ακόμη περισσότερων ετών.

Οικονομικά Στοιχεία Ανάλυση κόστους 3ετη 2ετη Εγγυημένη διάρκεια (σαιζόν) 3 2 Πραγματική διάρκεια (σαιζόν) 3-5 2-3 Κόστος πλαστικού/στρ στρ. 1100 800 Κόστος τοποθέτησης + αναλώσιμα 450 450 Μέσος κόστος /έτος 390 500 ΩΦΕΛΕΙΑ : 28%

Αντισταγονικά- Αντιομιχλικά

Σχηματική παράσταση αντισταγονικής ιδιότητας

Aνάπτυξη ασθενειών Προκειμένου να ελεγχθεί η ανάπτυξη των μυκήτων, τα θερμοκήπια τα οποία ήταν καλυμμένα με Μ-ΡΕ και με AD-ΡΕ υλικό κάλυψης χρειάστηκαν διπλάσιο αριθμό εφαρμογών με μυκητοκτόνα, απ ότι το θερμοκήπιο που ήταν καλυμμένο με το AD+AF-ΡΕ υλικό

Πλαστικά Κρήτης: double inflated PE ιπλό PE 2*3στρωματικό ιπλό PE 6στρωματικό Απλό PE 4,1 m 2,9 m 8m 20m

Φωτοεκλεκτικά φύλλα Με κατάλληλη τροποποίηση του ηλιακού φάσματος παρεμβαίνουμε στους μηχανισμούς της «φυτομορφογένεσης», επιτυγχάνοντας διαφοροποίηση των φυσιολογικών λειτουργιών των φυτών. Τα φύλλα αυτά έχουν χρώμα μπλε ή κόκκινο ανάλογα με το αποτέλεσμα που επιθυμούμε να πετύχουμε :

Υλικά και Μέθοδοι Σε θερμαινόμενο ριζωτήριο μονάδας εξοπλισμένο με αναπτύχθηκαν μοσχεύματα jasminoides) κάτω από: Απλό φύλλο πολυαιθυλενίου εμπορικής θερμοκηπιακής σύστημα υδρονέφωσης, γαρδένιας (Gardenia Φύλλο πολυαιθυλενίου με αυξημένο συντελεστή σκίασης Έγχρωμο φωτοεκλεκτικό φύλλο πολυαιθυλενίου

Μοσχεύματα που αναπτύχθηκαν κάτω από φωτοεκλεκτικό υλικό Μοσχεύματα που αναπτύχθηκαν κάτω από φύλλο πολυαιθυλενίου με αυξημένο συντελεστή σκίασης Μοσχεύματα που αναπτύχθηκαν κάτω από απλό φύλλο πολυαιθυλενίου

Ψηλά Θερμοκήπια

Project Budget 2.576.548 50% EC Contribution Project Duration 01/09/2010 31/08/2016 LIFE 09 ENV/GR/000296 Adapt2change Adapt agricultural production to climate change and limited water supply www.adapt2change.eu

Λειτουργία Κλειστού Θερμοκηπίου Αβαθής Γεωθερμία

Αεραγωγοί

Φωτοσύνθεση Χλωροφύλλη Φως Γλυκόζη ιοξείδιο του άνθρακα Οξυγόνο Νερό

Βέλτιστη τιμή CO 2 Αξία παραγωγής Κόστος CO 2 Κόστος CO 2 Παραγωγή Οικονομικά βέλτιστη τιμή CO 2 [CO 2 ] 136

Ανάγκες σε CO2 ΗποσότηταCO 2 που απαιτείται για να διατηρηθείησυγκέντρωσητουco 2 σε ένα στρέμμα θερμοκήπιο στα 1000 ppm είναι περίπου 10 kg h 1 Η παραπάνω αύξηση της συγκέντρωσης του CO 2 σε ένα θερμοκήπιο με καλλιέργεια τομάτας στην Ελλάδα αναμένεται να οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής κατά 13%. Η συνολική ποσότητα που θα απαιτηθεί για την διατήρηση του CO2 στα παραπάνω επίπεδα είναι 43 kg m 2 yr 1

Αυτοματισμοί

Χρήση Υψηλής Τεχνολογίας Έλεγχος της επάρκειας του νερού στο φυτό 85 % H 2 O 78 % H 2 O

GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Θερμοκρασία φύλλων Θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα

GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρω

OpIRIS: Online professional irrigation scheduling expert system Προσομοιώμ ατα για υπολογισμό αναγκών σε νερό Μετρήσεις Πρόγραμμ α άρδευσης

Διχτυοκήπια Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της καλλιέργειας κηπευτικών είναι η υψηλή κατανάλωση νερού κατά τη θερμή περίοδο και η υποβάθμιση της ποιότητας των καρπών (εγκαύματα, σκισίματα κλπ).

Προβλήματα από την Υψηλή Ένταση Ηλιακής Ακτινοβολίας Ποιοτική Υποβάθμιση Παραγωγής & Φυσιολογικές ιαταραχές Καρπών Ηλιακό έγκαυμα: Σχίσιμο ή σχάσιμο:

Διχτυοκήπια Διχτυοκήπια: Αγροτικές κατασκευές θερμοκηπιακού τύπου Κάλυψη από δίχτυ (σκίασης ή εντομοστεγανότητας) Χαμηλού κόστους (σε σχέση με τα συμβατικά θερμοκήπια) Απουσία αυτοματισμών/τεχνολογίας ελέγχου περιβάλλοντος Εφαρμογές: Προστασία από αντίξοες καιρικές συνθήκες Υπερβολική ηλιακή ακτινοβολία (καλοκαιρινή περίοδο) ( ίχτυα Σκίασης) Χαλάζι (Αντιχαλαζικά ίχτυα) Άνεμο (μηχανική καταπόνηση καλλιεργειών) Βροχή (μηχανική καταπόνηση καλλιεργειών) Προστασία εχθρούς (έντομα) ( ίχτυα Εντομοστεγανότητας) Τροποποίηση της ποιότητας της ακτινοβολίας (Έγχρωμα δίχτυα)

ιχτυοκήπιο με καλάμια στο Βελεστίνο

ιχτυοκήπιο μπανάνας στο Ισραήλ Banana Screenhouse Meteor Agriculture Nets. Ltd http://www.israelexporter.com/index2.php?id=204&lang=eng

ιχτυοκήπιο στην Ισπανία http://www.rufepa.com/img/umbraculo/fotos_invernaderos_z.jpg

ιχτυοκήπιο με χρωματιστά δίχτυα για μελέτη συμπεριφοράς εντόμων στο Ισραήλ Μελέτες με δίχτυα της Polysack από τους: Shahak Y. et al. (xxxx) And Ben-Yakir D. et al.(xxxx) και προφανώς και άλλους

Color Nets- Light Spectrum

ιχτυοκήπιο με χρωματιστά δίχτυα για ρύθμιση του ύψους της καλλιέργειας Lupinus Lupinus Flowers

ιχτυοκήπια στο Αγρόκτημα Βελεστίνου

ιχτυοκήπια στο Αγρόκτημα Βελεστίνου

ιχτυοκήπια στο Αγρόκτημα Βελεστίνου

ιχτυοκήπια Καλλιέργεια γλυκιάς πιπεριάς

Σκίαση Φύλλο : 34 C Φύλλο: 28 C 50% σκίαση Αέρας : 32 C Αέρας: 29 C

Επίδραση σκίασης στις ανάγκες της καλλιέργειας σε νερό Η σκίαση προκαλεί μείωση της κατανάλωσης νερού συνήθως ανάλογη της μείωσης της ηλιακής ακτινοβολίας ETc = Kc EΤo ETo = f 1 (ηλιακή ακτινοβολία) f 2 (ταχύτητα, θερμοκρασία και υγρασία αέρα) Χωρίς σκίαση με σκίαση Ηλιακή ακτινοβολία > Ηλιακή ακτινοβολία Ταχύτητα αέρα > Ταχύτητα αέρα Θερμοκρασία και υγρασία > Θερμοκρασία και υγρασία ETo χωρίς σκίαση > ΕΤο υπόσκιά Μείωση από 20-40% στην κατανάλωση νερού

Μείωση Κατανάλωσης Νερού υπό Σκίαση Αποτελεσματικότητα Χρήσης Νερού (WUE) WUE (kg m -3 ) Treatment 2011 2012 Cont 6,6 7,4 IP-13 15,2 16,7 IP-34 15,5 17,5 S-36 13,9 13,2

Παραγωγή Πιπεριάς Άσπρο IP-13IP 59 Άσπρο IP 78 Πράσινο Ανοικτός αγρός

Επίδραση στην παραγωγή Δίχτυα + ανοικτός αγρός Fruit yield (kg m -2 Fruit yield (kg m -2 ). ). 8 8 6 6 4 4 2 2 A C Στα διχτυοκήπια η παραγωγή αυξάνει γραμμικά με τη διαπερατότητα PAR. Όταν προσθέτουμε την παραγωγή του ανοικτού αγρού ( ιαπερατότητα= 100%), η σχέση γίνεται καμπυλόγραμμη (R 2 = 0,74) AC= stress λόγω κλίματος έξω 0 0 40 60 80 100 40 60 80 100 PAR-transmittance (%) PAR-transmittance (%) Το μέγιστο γύρω στο 80%. Ο βέλτιστος βαθμός σκίασης είναι γύρω στο 20%

Επίδραση στην εμπορεύσιμη παραγ 12000 Βάρος παραγωγής (g m -2 ) 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Εβδομάδα Συγκομιδής (Cont) (Gr 34) (B&Gr 40) (B 40) (B 49)

Διχτυοκήπια Κλίμα: Μείωση της θερμοκρασίας της καλλιέργειας περίπου 3 ο C Καλλιέργεια: Αύξηση της εμπορεύσιμης παραγωγής κατά 100% μέσω της αύξησης της παραγωγής και της βελτίωση της ποιότητας Κατανάλωση νερού: Μείωση κατά 20-40% Το δίχτυ με 15-20 % σκίαση έχει δώσει τα καλύτερα αποτελέσματα

Κόστος κατασκευής διχτυοκηπίων (ανά στρέμμα)

Σκελετός διχτυοκηπίων (δεν υπάρχουν σχετικές προδιαγραφές, βασίζονται σε αυτές των θερμοκηπίων): από 4000 έως 7000 ευρώ Δίχτυ κάλυψης: 1000 ευρώ Πλαστικό εδαφοκάλυψης: 1000 ευρώ Σύστημα άρδευσης: 1000 ευρώ Σχοινιά-σύρματα και εξαρτήματα δεσίματος καλλιέργειας 500 ευρώ Ενδεικτικό Σύνολο= 8500 ευρώ

Αναμενόμενα αποτελέσματα (ανά στρέμμα) Καλλιέργεια πιπεριάς, παραγωγή: 8 000 κιλά Έσοδα (τιμή πώλησης 0.7 ευρώ/κιλό): 5600 ευρώ Έξοδα: Εργατικά, λιπάσματα, φυτοφάρμακα, φυτά = 3000 ευρώ Υπόλοιπο 2600 ευρώ

Αναμενόμενα αποτελέσματα (ανά στρέμμα) Καλλιέργεια τομάτας, παραγωγή: 10 000 κιλά Έσοδα (τιμή πώλησης 0.5 ευρώ/κιλό): 5000 ευρώ Έξοδα: Εργατικά, λιπάσματα, φυτοφάρμακα, φυτά = 2500 ευρώ Υπόλοιπο 2500 ευρώ

Συμπεράσματα Τα διχτυοκήπια αποτελούν ένα εναλλακτικό σύστημα καλλιέργειας υπό κάλυψη με εξαιρετικά αποτελέσματα (παραγωγής και ποιότητας) κατά τη θερμή περίοδο του έτους. Υπάρχουν επιλογές χρήσης διχτυοκηπίων για σκίαση, εντομοπροστασία και έλεγχο του μήκους (φωτομορφογένεση). Το κόστος κατασκευής δεν είναι απαγορευτικό ενώ με τα σημερινά δεδομένα παραγωγής και τιμής προϊόντος η καλλιέργεια σε διχτυοκήπια παρουσιάζεται ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα.

Συμπερασματικά Ζητάμε: Καθαρά και ποιοτικά προϊόντα Προστασία του περιβάλλοντος Εξοικονόμηση ενέργειας και νερού Οι τεχνολογίες υπάρχουν, για να εφαρμοσθούν πρέπει να διαδοθούν με εκπαίδευση και να υιοθετηθούν με πολιτική βούληση.

Ευχαριστώ για την προσοχή σας