Διερεύνηση της μεταβολής της συγκέντρωσης Ca2+, Mg2+, K+ σε φυτικά μέρη υδροπονικής καλλιέργειας τριανταφυλλιάς για την ανάπτυξη στρατηγικών διαχείρισης ελέγχου θρεπτικού διαλύματος σε κλειστά υδροπονικά συστήματα

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η τεχνική της υδροπονίας εφαρμόζεται ολοένα και περισσότερο στην παραγωγή θερμοκηπιακών καλλιεργειών λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων που εμφανίζει. Την τελευταία δεκαετία υπήρξε σημαντική στροφή προς τα κλειστά υδροπονικά συστήματα, κυρίως λόγω της ευαισθητοποίησης των ενδιαφερομένων φορέων για την προστασία του περιβάλλοντος (μείωση των ρύπων) αλλά και λόγω δυνατότητας βελτιστοποίησης των συντελεστών παραγωγής (εξοικονόμηση νερού, λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών προϊόντων). Το σημαντικότερο μειονέκτημα που εμφανίζουν τα κλειστά κλειστά συστήματα είναι η δυσκολία στη διαχείριση και στον έλεγχο του θρεπτικού διαλύματος, όσον αφορά αφενός μεν τη διατήρηση των συγκεντρώσεων των απαραίτητων στοιχείων στα βέλτιστα επίπεδα για την ανάπτυξη των φυτών, αφετέρου δε τη διατήρηση των παραμέτρων του θρεπτικού διαλύματος στην περιοχή της ρίζας (EC, pH) σε ένα εύρος τιμών ανεκτών από την καλλιέργεια. Η μέχρι τώρα πρακτική ρύθμισης της σύνθεσης του θρεπτικού διαλύματος βασίζεται στη ρύθμιση των βασικών παραμέτρων του θρεπτικού διαλύματος: pH και EC, στην τακτική εργαστηριακή ανάλυση του απορρέοντος θρεπτικού διαλύματος και του νερού που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για την άρδευση (όσον αφορά τη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων). Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται διεθνώς, η τάση ανάπτυξης και εφαρμογής έμπειρων συστημάτων τα οποία ενσωματώνουν μοντέλα προσομοίωσης ανάπτυξης της καλλιέργειας και μοντέλα που περιγράφουν τη συμπεριφορά των υποστρωμάτων. Με τα συστήματα αυτά επιχειρείται η καλύτερη παρακολούθηση της αύξησης και ανάπτυξης των φυτών και ο προσδιορισμός των αναγκών της καλλιέργειας σε θρεπτικά στοιχεία και νερό σύμφωνα με τις μεταβαλλόμενες ανάγκες της καλλιέργειας. Επιτρέπουν δε τη ρύθμιση της σύνθεσης του θρεπτικού διαλύματος με απ’ ευθείας έλεγχο της συγκέντρωσης των θρεπτικών στοιχείων στο θρεπτικό διάλυμα και όχι έμμεσα με τον έλεγχο της EC. Στα συστήματα αυτά είναι μεγάλης σημασίας η εισαγωγή του χρόνου ως παράμετρο ελέγχου του θρεπτικού διαλύματος, όσον αφορά τη χρονική κλίμακα του ελέγχου, καθώς και ο καθορισμός του χρόνου απόκρισης (διαστημάτων μεταξύ δυο διαδοχικών ελέγχων) των συστημάτων, προκειμένου η εκτέλεση των αποφάσεων από τη μονάδα ελέγχου να γίνεται στο βέλτιστο χρόνο. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να διερευνήσει τη συμπεριφορά φυτών τριανταφυλλιάς ανεπτυγμένα σε υδροπονική καλλιέργεια, ως προς τη δυνατότητα ή μη, επανάκτησης των βέλτιστων επιπέδων Ca2+, Mg2+ και Κ+ ύστερα από έκθεσή τους σε συνθήκες έλλειψης των τριών στοιχείων και κατ’ επέκταση ο προσδιορισμός του χρόνου επέμβασης για την διόρθωση των τιμών των παραπάνω στοιχείων στο θρεπτικό διάλυμα. Για το σκοπό αυτό φυτά τριανταφυλλιάς αναπτύχθηκαν σε θρεπτικά διαλύματα με έλλειψη Ca2+, Mg2+ και Κ+ και μετρήθηκε η περιεκτικότητά (% Ξ.Β) των παραπάνω θρεπτικών στοιχείων στα διάφορα φυτικά μέρη (φύλλα, άνθη, βλαστοί, ρίζες), ύστερα από 1, 3 και 7 ημέρες έλλειψης και μετά από 1, 3 και 7 ημέρες επανατροφοδότησης με πλήρες θρεπτικό διάλυμα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν ότι φυτά τριανταφυλλιάς ανεπτυγμένα σε υδροπονική καλλιέργεια, είναι σε θέση να ανακτήσουν τα βέλτιστα επίπεδα Ca2+, Mg2+ και Κ+, ακόμα και μετά από 7 ημέρες έλλειψης των παραπάνω θρεπτικών στοιχείων.