Ερευνητικό Πρόγραμμα FIGARO Παρουσίαση Προγράμματος Άρδευσης Ακριβείας - Πείραμα Εφαρμογής στο Μαγικό Ξάνθης

Ερευνητικό Πρόγραμμα FIGARO Παρουσίαση Προγράμματος Άρδευσης Ακριβείας - Πείραμα Εφαρμογής στο Μαγικό Ξάνθης Γεώργιος Συλαίος Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος Πολυτεχνική Σχολή - Ξάνθη Τηλ: 25410 79398 E-mail: gsylaios@env.duth.gr

Βασικοί Ορισμοί 1. Παραγωγή: το σύνολο του παραγόμενου προϊόντος ανά καλλιεργούμενο αγρό 2. Παραγωγικότητα: το σύνολο του παραγόμενου προϊόντος ανά καλλιεργούμενο στρέμμα 3. Παραγωγικότητα Νερού: το σύνολο του παραγόμενου προϊόντος ανά κυβικό μέτρο νερού που χρησιμοποιήθηκε Slide2

Γιατί Ποτίζουμε? ΑΡΔΕΥΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗ + ΔΙΑΠΝΟΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΑΠΟΡΡΟΗ Slide3 ΚΑΤΕΙΣΔΥΣΗ ΑΝΥΨΩΣΗ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ

Αναγκαιότητα Εξοικονόμησης Αγροτικού Νερού Slide4

Αναγκαιότητα Εξοικονόμησης Αγροτικού Νερού Slide5

Αύξηση της εξατμισοδιαπνοής κατά τη περίοδο 2004-2012, λόγω αύξηση της μέσης θερμοκρασίας αέρα κατά 0,8 ο C και της μείωσης της μέσης υγρασίας αέρα κατά 15% Slide6

Δείκτες Ξηρασίας περιόδων 1956 1983 και 1984-2012 Slide7

Το FIGARO (Flexible and PrecIse IrriGation PlAtform to Improve FaRm Scale Water PrOductivity) αποτελεί ένα ερευνητικό Ευρωπαϊκό πρόγραμμα, υπό την αιγίδα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, στα πλαίσια του FP7 (Seventh Framework Program), για έρευνα και τεχνολογική καινοτομία. Κύριοι στόχοι του προγράμματος είναι : Η βελτίωση της αποδοτικότητας της κατανάλωσης νερού σε υδροβόρες καλλιέργειες Η ανάπτυξη μια οικονομικά αποδοτικής πλατφόρμας άρδευσης ακριβείας Slide8

Άρδευση Ακριβείας Μία νέα στρατηγική άρδευσης κατά την οποία αρδεύουμε το καλλιεργούμενο φυτό ανάλογα με τις ανάγκες του, με στόχο να αυξήσουμε τη παραγωγικότητα του νερού που χρησιμοποιούμε. Στην άρδευση ακριβείας λαμβάνουμε υπόψη: τη τοπική πρόβλεψη της βροχόπτωσης στη περιοχή καλλιέργειας τη τοπική πρόβλεψη της εξατμισοδιαπνοής, δηλ. των απωλειών σε νερό, τα χαρακτηριστικά του εδάφους στη κατακράτηση νερού, τη φάση ανάπτυξης του καλλιεργούμενου φυτού. Slide9

Σημαίνει ποτίζω: τη κατάλληλη στιγμή, τη κατάλληλη ποσότητα, στη κατάλληλη θέση, με το κατάλληλο τρόπο. Έτσι, εξασφαλίζω την «υγεία» των υδατικών πόρων της περιοχής μου, αυξάνω τη παραγωγικότητα του νερού και μειώνω το κόστος άρδευσης και ενέργειας. Άρδευση Ακριβείας Slide10

Ελληνική Συμμετοχή Η Ελλάδα συμμετέχει στο FIGARO μέσω: του τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος του Δ.Π.Θ. (Φορέας Τεχνολογίας), και της Περιφερειακής Ένωσης Δήμων (ΠΕΔ) Ανατολικής Μακεδονίας Θράκης (Φορέας διασύνδεσης και μεταφοράς τεχνολογίας). Η καλλιέργεια που επιλέχθηκε προς μελέτη είναι το βαμβάκι, διότι : Είναι φυτό με αυξημένες απαιτήσεις νερού, Είναι μία ευρέως διαδεδομένη καλλιέργεια στην Ελλάδα και τη περιοχή μας. Slide11

Η καλλιέργεια βαμβακιού καταλαμβάνει το 13% της συνολικά καλλιεργούμενης έκτασης στην Ελλάδα. Με τη καλλιέργεια ασχολούνται 80.000 100.000 αγροτικές οικογένειες. Στα διάφορα στάδια παραγωγής και κατεργασίας απασχολούνται πάνω από 150.000 άτομα Slide12 Cotton cultivation spatial distribution for year 2007 (after Karamanos and Vodoulakis 2011)

Στρατηγικές Άρδευσης Βαμβακιού στην Ελλάδα Slide13

Πεδίο Μελέτης - Αγρός Ως πεδίο μελέτης επιλέχθηκε ένα αγροτεμάχιο έκτασης είκοσι (20) στρεμμάτων το οποίο βρίσκεται στο χωριό Μαγικό σε απόσταση δώδεκα (12) χιλιομέτρων από την πόλη της Ξάνθης. Slide14

Χωροθέτηση πεδίου μελέτης Προκειμένου να εξεταστεί η χρήση νερού από έναν τυπικό αγρότη, οι διαφορές ανάμεσα στην άρδευσης με καταιονισμό και άρδευση με σταγόνα αλλά και η αποδοτικότητα της ελλειμματικής άρδευσης, το αγροτεμάχιο χωρίστηκε σε έξι (6) υπο-τεμάχια (Plots). Σε κάθε τεμάχιο φυτεύτηκαν 17 γραμμές βαμβακιού (καρίκια). Slide15

6 υπο-τεμάχια 17 καρίκια σε καθένα Πειραματικός Αγρός 1 2 3 4 5 6 Τεμάχιο 1 : Στάγδην άρδευση Ελλειμματική άρδευση Τεμάχιο 2 : Στάγδην άρδευση Άρδευση Ακριβείας FIGARO Τεμάχιο 3 : Στάγδην άρδευση Εμπειρική Άρδευση Τεμάχιο 4 : Καταιονισμός Ελλειμματική άρδευση Τεμάχιο 5 : Καταιονισμός Άρδευση Ακριβείας FIGARO Τεμάχιο 6 : Καταιονισμός Slide16 Εμπειρική Άρδευση

4 Βήματα για την Άρδευση Ακριβείας Βήμα 1: Εδαφολογική ανάλυση για το προσδιορισμό των εδαφικών χαρακτηριστικών από την επιφάνεια έως το 1 μ (μέγιστο βάθος ριζών βαμβακιού), Χημική ανάλυση εδάφους για το προσδιορισμό της απαιτούμενης λίπανσης. Slide17

4 Βήματα για την Άρδευση Ακριβείας Βήμα 2: Μαθηματική προσομοίωση για τη πρόβλεψη καιρού τοπικά για τις επόμενες 48 ώρες. Έτσι προβλέπουμε τοπικά τη βροχόπτωση, πληροφορία αναγκαία για την άρδευση ακριβείας. Slide18

4 Βήματα για την Άρδευση Ακριβείας Βήμα 3: Με βάση τη μετεωρολογική πρόβλεψη υπολογίζουμε την εξατμισοδιαπνοή, δηλ. τις απώλειες του εδάφους και του φυτού σε νερού. Με εδαφικούς αισθητήρες υγρασίας μετράμε την υγρασία σε πραγματικό χρόνο σε διάφορες θέσεις και βάθη. Slide19

Αισθητήρες Υγρασίας Εδάφους Θέσεις Diviner για Προφίλ Υγρασίας Εδάφους Slide20

On-line δίκτυο αισθητήρων υγρασίας Slide21

On-line δίκτυο αισθητήρων υγρασίας Slide22

Δεδομένα Εδαφικής Υγρασίας Slide23

Ηλεκτρική Διασκόπηση για μέτρηση Εδαφικής Υγρασίας Slide24

4 Βήματα για την Άρδευση Ακριβείας Μετρήσεις ρυθμού ανάπτυξης φυτού με το SunScan όργανο προσδιορισμού LAI Slide25

4 Βήματα για την Άρδευση Ακριβείας Slide26

Πρόβλεψη Παραγωγής και Παραγωγικότητας Νερού Slide27

Τελικά Αποτελέσματα 1 ης Καλλιεργητικής Περιόδου Διαχείριση Τρόπος Άρδευσης Άρδευση (m 3 /στρ) Πραγματική Παραγωγή (kg/στρέμμα) 1 ο χέρι 2 ο χέρι Σύνολο Προβλεπόμενη Παραγωγή (kg/στρέμμα) Ελλειμματική Σταγόνα 227 303 36,4 340 425,3 Ακριβείας Σταγόνα 271 363,6 66,7 430 452,1 Εμπειρική Σταγόνα 368 394 54,5 448 482,6 Ελλειμματική Καταιονισμός 341 321 73 394 377,5 Ακριβείας Καταιονισμός 351 285 61 345,5 377,5 Εμπειρική Καταιονισμός 400 321 73 394 434,6 Slide28

Τελικά Αποτελέσματα 1 ης Καλλιεργητικής Περιόδου Διαχείριση Τρόπος Άρδευσης Άρδευση (m 3 /στρ) Πραγματική Παραγωγή (kg/στρ) Παραγωγικότητα Νερού (kg/m 3 ) Μεταβολή (%) Σύνολο Ελλειμματική Σταγόνα 227 340 0,84 28.72 Ακριβείας Σταγόνα 271 430 0,96 46.84 Εμπειρική Σταγόνα 368 448 0,82 25.81 Ελλειμματική Καταιονισμός 341 394 0,76 16.40 Ακριβείας Καταιονισμός 351 345,5 0,65 0.00 Εμπειρική Καταιονισμός 400 394 0,68 4.52 Slide29

Συμπεράσματα 1 ης Καλλιεργητικής Περιόδου Το πείραμα έδειξε ότι: είναι δυνατή η διαχείριση της άρδευσης με βάση τη βραχυπρόθεσμη μετεωρολογική πρόβλεψη, τις μετρήσεις εδαφικής υγρασίας και την εκτιμώμενη απαίτηση του φυτού με βάση τη φάση ανάπτυξής του, η άρδευση με σταγόνα συμβάλει σημαντικά στην αύξηση της παραγωγικότητας του νερού, και ο συνδυασμός της με άρδευση ακριβείας αυξάνει περαιτέρω την αποδοτικότητα του συστήματος, και η εμπειρική άρδευση έδωσε περίπου την ίδια παραγωγή με την άρδευση ακριβείας χρησιμοποιώντας όμως 100 κ.μ. νερό ανά στρέμμα παραπάνω. Slide30

Συμπεράσματα 1 ης Καλλιεργητικής Περιόδου Θεωρώντας ότι: στην ευρύτερη Αν. Μακεδονία Θράκη καλλιεργούνται 500.000 στρ ποτιστικό βαμβάκι, η εξοικονόμηση 100 κ.μ. νερού ανά στρέμμα για την ίδια παραγωγή, αντιστοιχεί σε 50 εκατομμύρια κ.μ. ανά περίοδο, με δεδομένο ότι για την άρδευση 100 στρ βαμβάκι απαιτείται μία μέση άντληση 60.000 κ.μ., η εξοικονόμηση νερού που επιτεύχθηκε αντιστοιχεί στο νερό 850 γεωτρήσεων. Slide31

Ευχαριστώ για τη προσοχή σας Slide32