14 Ιανουαρίου 2016, Πανεπιστήμιο Πατρών Σύγχρονες τεχνικές και τεχνολογίες για αειφορική παραγωγή προϊόντων σε θερμοκήπια Κ. Κίττας
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 Η περίπτωση του κλειστού θερμοκηπίου www.adapt2change.eu
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 ένας τομέας υπό πίεση Ισχυρός ανταγωνισμός με γειτονικές αναδυόμενες οικονομίες (Βαλκανικές χώρες, Τουρκία) Οικονομική κρίση, αστάθεια των αγορών Υψηλότερες απαιτήσεις καταναλωτών, αυστηροποίηση σχετικών πρωτοκόλλων πιστοποίησης Σημαντική μείωση των τιμών αγροτικών προϊόντων, αδυναμία δανεισμού Υψηλή εξάρτηση από επιδοτήσεις Χαμηλό μορφωτικό επίπεδο, απροθυμία νέων να ασχοληθούν με τον πρωτογενή τομέα
Προκλήσεις Αύξηση του πληθυσμού
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 το 2030 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.
ί αναμένεται για τις καλλιέργειες υπό κάλυψη στο άμεσο μέλλον; Κλιματική αλλαγή Μείωση διαθέσιμου νερού Απαιτήσεις καταναλωτών για ασφαλή ποιοτικά προϊόντα
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Καλλιέργειες υπό κάλυψη: Θερμοκήπια -Διχτυοκήπια 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.
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Τα θερμοκήπια, ιδιαίτερα αυτά με κάλυψη από πλαστικό, έχουν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο, κυρίως σε περιοχές με ήπιο χειμώνα 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.
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Δύο 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
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Θερμοκήπια Παγκόσμια Μεσογειακές χώρες Βόρεια και Νότια Αμερική 7.1% Βόρεια Ευρώπη 7.1% Μεσογειακές Χώρες 36.5% Ασία και Ωκεανία 49.4% Γαλλία 8.8% Τουρκία 10.4% Μαρόκο 6.3% 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.
Θερμοκήπια Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ισπανία Ιταλία Αλμερία-Ισπανία
Αλμέρια Ισπανία
Θερμοκήπια Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ελλάδα Ήπειρος 5% Αττική & Νήσοι 9% Δυτ. & Κεντ. Μακεδονία 17% Θεσσαλία 4% Κρήτη 39% Ανατ. Μακεδονία & Θράκη 3% Πελοπ/σος & δυτ. Στερεά 23% Έκταση θερμοκηπίων: 56 000 στρ. Λαχανοκομικά: 51 000 στρ. Ανθοκομικά: 5 000 στρ.
Ιεράπετρα Κρήτη
Εισαγωγές-Εξαγωγές τομάτας (ποσότητα)
Εισαγωγές-Εξαγωγές τομάτας (αξία)
Τομέας Λαχανοκομικών
Τομέας δρεπτών ανθέων
Τομέας γλαστρικών
Η εικόνα με αριθμούς Ελλάδα Θερμοκήπια: 56 000 στρ Περίπου 4 / 5 των επιχειρήσεων και των εκτάσεων λαχανοκομικά Αριθμός επιχειρήσεων > 10000 Τάση για αύξηση του μέσου μεγέθους (>10 στρ) Προσανατολισμένη παραγωγή σε Μεγάλες ποσότητες Παραγωγή για κάποια τμήματα του έτους Ολλανδία Θερμοκήπια: 100 000 στρ Περίπου 1 / 3 των επιχειρήσεων και ½ των εκτάσεων λαχανοκομικά Αριθμός επιχειρήσεων <3500 Τάση για αύξηση του μέσου μεγέθους (>100 στρ) Προσανατολισμένη παραγωγή σε Μεγάλες ποσότητες Υψηλή ποιότητα Συγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα καθ όλη τη διάρκεια του έτους
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Προοπτική Κλιματική αλλαγή Μείωση διαθέσιμου νερού Απαιτήσεις καταναλωτών για ασφαλή ποιοτικά προϊόντα
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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.
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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.
Παραγωγή προϊόντων ποιότητας Αυξανόμενη ζήτηση για παραγωγή «καθαρών» προϊόντων και έλλειψη φυσικών πόρων (νερό, ενέργεια) Παραγωγή ποιοτικών προϊόντων με όσο το δυνατό λιγότερες εισροές ενέργειας και χημικών.
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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%
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Επιλογή Θέσης
Κλιματική καταλληλότητα περιοχής υνεχής αερισμός αι 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
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Σχεδιασμός συστημάτων κλιματισμού
Θέρμανση Θερμοκηπίων Ακτινοβολία Συναγωγή- Αγωγή στο κάλυμμα 20ºC 5ºC Διαφυγές αέρα
Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου Νύχτα Συναγωγή- Αγωγή και Ακτινοβολί Διαφυγές Θέρμανση= Q= H r + H v
Θέρμανση θερμοκηπίων Θέρμανση
Σχεδιασμός συστημάτων με χρήση εργαλείων υπολογιστικής ρευστοδυναμικής
Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου Την ημέρα Αερισμός H v =U v ΔΤ Αισθητή H= (1-a) R n Συναγωγή και Ακτινοβολία H r =U r ΔΤ Καθαρή ακτινοβολία (R n ) Λανθάνουσα λe= a R n
Υπολογισμός των απαιτήσεων αερισμού Ενεργειακό ισοζύγιο θερμοκηπίου προκειμένου να έχουμε σταθερή θερμοκρασία στο χώρο του θερμοκηπίου θα πρέπει: Αισθητή θερμότητα = Θερμότητα που χάνεται με συναγωγή και ακτινοβολία + Θερμότητα που χάνεται με αερισμό Rn (1-a) = =[(Ac/Ag) U (Ti-To)] + [ρcpn (V/Ag) (Ti-To )]
Τρόποι μείωσης της θερμοκρασίας T i = T o + Μείωση T με : U (A c /A ( 1 α) R g + ρc 1. Μείωση Rn (σκίαση, άσπρισμα,...); 2. Αυξάνοντας τον a, fog system; 3. Αυξάνοντας τον αερισμό, N; ) n p N 4. Αυξάνοντας τον όγκο του θερμοκηπίου, V 5. Μειώνοντας την T 0 (cooling pads); V A g
Μέσα ψύξης του θερμοκηπίου Αερισμός Ψύξη με τεχνητή ομίχλη Ψύξη με βρεγμένη παρειά Σκίαση
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ψύξη θερμοκηπίων Φυσικός αερισμός Ο αερισμός με χειροκίνητα συστήματα, ενώ πολλά θερμοκήπια δεν έχουν παράθυρα οροφής.
Ανοίγματα εξαερισμού Πλαϊνά
Συνεχή παράθυρα οροφής L h
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Αλλά πρέπει
Αερισμός Φυσικός αερισμός Roll-up vent Flap vent
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
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ψύξη θερμοκηπίων Δυναμικός αερισμός
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Δυναμικός αερισμός
Fidaros et al. 2008
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός Υγρή παρειά Ψύξη του εισερχόμενου αέρα στο θερμοκήπιο με εξάτμιση νερού από την υγρή παρειά
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Χρήση συστημάτων δροσισμού
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Σύστημα υγρής παρειάς
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016
50% 40% 25% 23ºC 27ºC 30ºC
Σύστημα υγρής παρειάς (a) (b) Κατανομή θερμοκρασίας αέρα κατά μήκος θερμοκηπίου Sapounas et al. 2008
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός -Τεχνητή ομίχλη Συστήματα χαμηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 5 bar) Σταγονίδια νερού μεγέθους >200μm. Συστήματα υψηλής πίεσης (Πίεση λειτουργίας 60 bar) Σταγονίδια νερού της τάξης των 10-30 μm. (Μια τρίχα έχει πάχος από 40 έως 200 μm)
Ευφυής Έλεγχος και Διαχείριση Αειφορικών Θερμοκηπίωνν Κ. Κίττας, Ι.Γ.Ε., Κύπρος, 17-162015 Ψύξη θερμοκηπίων Δροσισμός -Τεχνητή ομίχλη
Ψύξη με Σκίαση Σκίαση με άσπρισμα Σκίαση με κουρτίνες εσωτερικές ή εξωτερικές κινούμενες ή σταθερές Εισερχόμενη ακτινοβολία Λανθάνουσα (Υγρασία) Δίχτυ Σκίασης Αισθητή (Θερμοκρασία)
Σκίαση με άσπρισμα + Χαμηλό κόστος - Δεν είναι δυνατή η καθημερινή ρύθμιση της σκίασης - Επηρεάζεται από τη βροχή - Εμφανίζονται προβλήματα στο θερμοκήπιο αν γίνει καθυστερημένα η εφαρμογή του - Απαιτεί εργασία προκειμένου να αφαιρεθεί στο τέλος της περιόδου - Δεν απομακρύνεται τελείως και μειώνει τη διαπερατότητα του θερμοκηπίου
Ασβεστωμένο θερμοκήπιο όχι ομοιόμορφη κατανομή του υλικού
Σκίαση με δίχτυα
Σκίαση με δίχτυα + Ομοιογένεια ακτινοβολίας + Εφαρμογή μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας με υπερβολική ακτινοβολία + Αύξηση του χρόνου ζωής του υλικού κάλυψης του θερμοκηπίου + Αντιχαλαζική προστασία - Κόστος - Μείωση αερισμού
Σκίαση Επίδραση στη θερμοκρασία Όσο αυξάνεται το ποσοστό σκίασης τόσο μειώνεται η θερμοκρασία του αέρα στο θερμοκήπιο
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
Συγκριτικά Προτεινόμενο δίχτυ για σκίαση στα θερμοκήπια είναι το δίχτυ με σκίαση σε ποσοστό 40%. Όταν χρησιμοποιήθηκε έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα στην παραγωγή και ποιότητα των καρπών
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Εξοικονόμηση ενέργειας
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 Χωρίς Θερμοκουρτίνα Με θερμοκουρτίνα Kittas et al., 2003
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.
Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Τα πλεονεκτήματα του συστήματος αυτού είναι: Η απλότητα στην κατασκευή του και το χαμηλό κόστος του. Μπορεί να κατασκευαστεί από τον καλλιεργητή. Έχει μηδενικό κόστος λειτουργίας και συνεπώς εξοικονομείται καύσιμο, που διαφορετικά θα απαιτείτο για τη θέρμανση του θερμοκηπίου
Παθητικά συστήματα Παθητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης με αποθήκευση θερμότητας σε νερό εντός των θερμοκηπίων Τα μειονεκτήματα του συστήματος αυτού είναι: Δεν μπορεί να επιτύχει τη ρύθμιση της θερμοκρασίας εντός του χώρου του θερμοκηπίου αλλά μόνο την ανύψωση της θερμοκρασίας λίγους βαθμούς Κελσίου. Οι σακούλες καταλαμβάνουν μεγάλη έκταση εντός του χώρου του θερμοκηπίου και συνεπώς εμποδίζουν τη μετακίνηση του καλλιεργητή. Οι πλαστικές σακούλες μετά από 3-4 χρόνια χρειάζονται αντικατάσταση. Η ανάπτυξη των φυτών πρέπει να είναι μικρή κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου, ώστε να μη σκιάζονται οι σακούλες. Έτσι π.χ. το σύστημα είναι αποτελεσματικό για καλλιέργεια τομάτας που ξεκινά τον Ιανουάριο αλλά όχι για καλλιέργεια που άρχισε το Σεπτέμβριο, γιατί κατά την ψυχρή περίοδο (Δεκέμβριο - Φεβρουάριο) τα φυτά έχουν αναπτυχθεί πολύ και σκιάζουν το σύστημα.
Παθητικό ηλιακο σύστημα
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ
Θερμοκήπια Φιλικά στο Περιβάλλον Κ. Κίττας, Φάρσαλα, 11-11-2014 Ορθολογική διαχείριση ενέργειας χρήση ΑΠΕ Κλαδοδέματα Ξύλο Άχυρο Στελέχη βαμβακιού Κότσαλα καλαμποκιού Στελέχη καλαμποκιού Πυρηνόξυλο Περικάρπιο αμυγδάλων Πυρήνες ροδακίνων
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
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Φυτοφάρμακα
Ο προβληματισμός Κάθε μέρα όλο και περισσότεροι πολίτες προτιμούν προϊόντα τα οποία παράγονται με φιλικές προς το περιβάλλον τεχνικές και μεθόδους. Οι τεχνικές αυτές προϋποθέτουν την ελάχιστη ή καθόλου χρήση χημικών στο θερμοκήπιο. Τα χημικά χρησιμοποιούνται στο θερμοκήπιο κυρίως για τον έλεγχο εντόμων και ασθενειών. Safer food?
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Δίχτυ εντομοστεγανότητας Άμεση παρεμπόδιση επιζήμιων εντόμων Μείωση του αερισμού του θερμοκηπίου
Δίχτυα εντομοστεγανότητας
Έντομα Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Άτομα θρίπα ανά παγίδ 900 750 600 450 300 150 0 Έξω Μάρτυρας Δίχτυ 40 41 42 43 44 45 46 47 48 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 Αερισμός Χωρίς δίχτυ Με δίχτυ 0 4 8 12 Πλάτος θερμοκηπίου, m
Διαστάσεις οπών και αποκλεισμός εντόμων Μείωση του πληθυσμού των εντόμων από 30% 70%
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
Ευφυής Έλεγχος και Διαχείριση Αειφορικών Θερμοκηπίωνν Κ. Κίττας, Ι.Γ.Ε., Κύπρος, 17-162015 Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψης Απορρόφηση Υπεριώδους Ακτινοβολίας (UV)
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 Hypericum calycinum όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι (αριστερά) και όπως το βλέπουν τα έντομα στο φάσμα UV Thomas Eisner Cornell University
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)
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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%)
Αντισταγονικά υλικά AD+AF AD PE 4,1m 2,9m 8m 20m
Θερμοκήπιο Συνολική παραγωγή kg/φυτό Συνολικός αριθμός καρπός ανά φυτό Μέσο βάρος καρπών (g) AD+AF 2.8a 10.1a 374a AD 2.4a 9.2a 345a PE 2.6a 10.3a 358a Ωστόσο, οι ψεκασμοί για αποφυγή ασθενειών ήταν 50% λιγότεροι στο νέο υλικό AD+ AF
Μέθοδοι αντιμετώπισης εχθρών φιλικές στο περιβάλλον Διασπορά φυτοπροστατευτικών
Adapt2Change Κ. Κίττας, Ν. Κατσούλας, Θ. Μπαρτζάνας, Ε. Κίττα, Πανεπιστήμιο Πατρών 11-01- 2016 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 αυτές απώλειες νερού.
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 στη Βόρεια Ευρώπη
Στόχος: Μείωση των απωλειών με ταυτόχρονη διατήρηση/ αύξηση της παραγωγής
Αποτελεσματικότητα χρήσης νερού Αύξηση της αποτελεσματικότητας χρήσης νερού επιτυγχάνεται: Με τη χρήση νέων τεχνολογιών Με κατάλληλη διαχείριση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου και των συστημάτων άρδευσης
Εξοικονόμηση νερού Ανοιχτός Κλειστό αγρός υδροπονικό Ανοικτό υδροπονικό σύστημα σύστημα Θερμοκήπιο οικονομία 50% οικονομία 70% οικονομία 85%
Αποτελεσματικότητα χρήσης Συνθήκες ανάπτυξης νερού Χώρα WUE (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
Νέες Τάσεις Θερμοκήπιο μεγάλου ύψους Κλειστό θερμοκήπιο Αυτοματισμοί συγκομιδής και μετακίνησης καλλιέργειας Μετρήσεις κατανομής μικροκλίματος Αισθητήρες ελέγχου κατάστασης φυτών
GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων Θερμοκρασία φύλλων Θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα
GreenSense: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
OpIRIS: Online professional irrigation scheduling expert system Προσομοιώμ ατα για υπολογισμό αναγκών σε νερό Μετρήσεις Πρόγραμμα άρδευσης
GreenSense: Phytomonitoring Έλεγχος με βάση τις Θέρμανσ ανάγκες των φυτών η
GreenSense: Χρήση αισθητήρων μέτρησης από απόσταση διάφοροι τύποι αισθητήρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μέτρηση της ανακλώμενης από την καλλιέργεια ακτινοβολίας
GreenSense: Ανάκλαση ακτινοβολίας συσχέτιση με καταπόνηση Αύξηση της υδατικής καταπόνησης οδηγεί σε αύξηση της ανάκλασης στη θερμική ακτινοβολία
Πλαστικά Κρήτης: double inflated PE Διπλό PE 2*3στρωματικό Διπλό PE 6στρωματικό Απλό PE 4,1 m 2,9 m 8m 20m
Έλεγχος κλίματος θερμοκηπίου Αερισμός Έλεγχος κλίματος ανάκλαση Αφύγρανση Διαπνοή Διαπερατότητα Ηλιακή ενέργεια θέρμανση Παροχή ενέργειας Όσο αυξάνεται ο εξοπλισμός του θερμοκηπίου τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάγκη για αυτόματο έλεγχο των συστημάτων
Παραγωγή τομάτας Παραγωγή kg/(m 2 year) ανοιχτός αγρός τοξωτό θερμ. τοξωτό θερμ. γυάλινο θερμ. γυάλινο θερμ. με CO 2 με CO 2 & φωτ. Έλεγχος συντελεστών παραγωγής
Το «κλειστό» θερμοκήπιο
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
Το Adapt2Change είναι ένα πρόγραμμα του LIFE+ (LIFE09 ENV/GR/000296) που στοχεύει στην παρουσίαση της προσαρμογής της αγροτικής παραγωγής στην κλιματική αλλαγή και τον περιορισμό των διαθέσιμων υδάτινων πόρων. Το πρόγραμμα adapt2change ξεκίνησε επίσημα την 1η Σεπτεμβρίου 2010 και είναι προγραμματισμένο να διαρκέσει 72 μήνες. Κυριότεροι στόχοι του έργου είναι: Η μείωση της κατανάλωσης νερού και λιπασμάτων σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας Η παραγωγή οπωροκηπευτικών προϊόντων ποιότητας www.adapt2change.eu
Πειραματικό Θερμοκήπιο
Κλειστό Θερμοκήπιο
Κάτοψη www.adapt2change.eu
Πειραματικά θερμοκήπια www.adapt2change.eu
Πειραματικά θερμοκήπια www.adapt2change.eu
Πειραματικά θερμοκήπια www.adapt2change.eu
Πειραματικά θερμοκήπια www.adapt2change.eu
Λάρισα www.adapt2change.eu
Καλλιέργειες www.adapt2change.eu
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
Διχτυοκήπια G36 Σκίαση = 36% W3 4 Εντομοστεγανότητα και Σκίαση = 34% W1 3 Εντομοστεγανότητα και Σκίαση = 20%
Θερμοκήπιο υψηλής τεχνολογίας πλήρως εξοπλισμένο Παράδειγμα εφαρμογής: Θερμοκήπιο γοτθικού τύπου με ύψους πάνω από 4.5m, υλικό κάλυψης απλό πολυαιθυλένιο με θερμοκουρτίνα και υδροπονία. Θέρμανση με βιομάζα και με σύστημα σωλήνων ζεστού νερού και συμπληρωματικά με αερόθερμο Κόστος: 80.000 100.000 ανά στρέμμα Επιδότηση (σχ. Βελτίωσης: 40% = 200.000 Για 5 στρέμματα κόστος 500.000 ευρώ Ιδία συμμετοχή 20% = 100.000 Κόστος θέρμανσης: ΔΤ = 20 o C, 100.000 kcal/h, 1500 hours Κόστος βιομάζας = 60 Ευρώ / τόννο, για μάζουτ = 600 Ευρώ / τόννο Έσοδα παραγωγής Τομάτα, 50kg/m 2 ήτοι 50 τόννοι το στρέμμα ή 250 τόννοι τα 5 στρέμμα Τιμή πώλησης = 1Ευρώ το κιλό ήτοι 250.000 Ευρώ έσοδα από τα 5 στρέμματα Δάνειο από τράπεζα 40% = 200.000 Ένα μέσο ποσοστό καθαρού κέρδους είναι 10-12% επί της συνολική επένδυσης. Συνεπώς για τη συγκεκριμένη μονάδα των 5 στρεμμάτων το καθαρό κέρδος ετησίως θα κυμαίνεται από 50.000-60.000 Ευρώ
Θερμοκήπιο χαμηλής τεχνολογίας Παράδειγμα εφαρμογής: Θερμοκήπιο τροποποιημένο τοξωτό ύψους όχι πάνω από 3m, υλικό κάλυψης απλό πολυαιθυλένιο και υδροπονία. Θέρμανση με βιομάζα και με σύστημα σωλήνων ζεστού νερού και συμπληρωματικά με αερόθερμο Κόστος: 40.000 ανά στρέμμα Επιδότηση (σχ. Βελτίωσης: 40% = 80.000 Για 5 στρέμματα κόστος 200.000 ευρώ Ιδία συμμετοχή 20% = 20.000 Κόστος θέρμανσης: ΔΤ = 20 o C, 100.000 kcal/h, 1500 hours Κόστος βιομάζας = 60 Ευρώ / τόννο, για μάζουτ = 600 Ευρώ / τόννο Έσοδα παραγωγής Τομάτα, 25 kg/m 2 ήτοι 25 τόννοι το στρέμμα ή 125 τόννοι τα 5 στρέμμα Τιμή πώλησης = 1Ευρώ το κιλό ήτοι 125.000 Ευρώ έσοδα από τα 5 στρέμματα Δάνειο από τράπεζα 40% = 80.000 Το ποσοστό καθαρού κέρδους παραμένει το ίδιο 10-12% επί της συνολική επένδυσης. Συνεπώς για τη συγκεκριμένη μονάδα των 5 στρεμμάτων το καθαρό κέρδος ετησίως θα κυμαίνεται από 20.000-24.000 Ευρώ
Ιχνηλασιμότητα προϊόντων Σύστημα Cold- Chain Management: RFID Tags με Αισθητήρες Θερμοκρασίας Σύστημα Cold- Chain Management: Ενδοεταιρική Διαχείριση Αποθεμάτων Εφαρμογή σε κάθετη θερμοκηπιακή μονάδα παραγωγής τομάτας