Μελέτη της επίδρασης της μεθόδου διαχείρισης των απορροών στην ανάπτυξη υδροπονικής καλλιέργειας τομάτας

Abstract

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών επιχειρήσεων στην Ελλάδα έχει μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης, αφού θεωρείται κλάδος με συγκριτικό πλεονέκτημα εξαιτίας των ευνοϊκών κλιματικών συνθηκών της. Τα τελευταία χρόνια όμως, οι επενδύσεις σε θερμοκηπιακές μονάδες στη χώρα μας παρουσιάζουν μια προοδευτική στασιμότητα λόγω του έντονου ανταγωνισμού στη διεθνή αγορά και του υψηλού κόστους παραγωγής προϊόντων εκτός εποχής σε περιοχές όπου οι κλιματικές συνθήκες δεν είναι ιδιαίτερα ευνοϊκές. Η μέθοδος της υδροπονίας και η σωστή διαχείριση των απορροών αποτελούν λύση ώστε να καθίστανται οι θερμοκηπιακές επιχειρήσεις ανταγωνιστικές και βιώσιμες. Η ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος στα συστήματα υδροπονικών καλλιεργειών στα θερμοκήπια, είναι μια φιλική προς το περιβάλλον τεχνική, αφού η περίσσεια του νερού και η έκθεση των θρεπτικών στοιχείων στο περιβάλλον μειώνεται δραστικά ή ελαχιστοποιείται. Όμως η μακροπρόθεσμη ανακύκλωση των απορροοόν έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση Na+ και C1- στο ανακυκλούμενο θρεπτικό διάλυμα. Από προηγούμενη έρευνα έχει διαπιστωθεί ότι η συγκέντρωση Na+ και C1- στο ανακυκλούμενο θρεπτικό διάλυμα μπορεί να προβλεφθεί από μοντέλα ισοζυγίου μάζας και από την παρακολούθηση της κατανάλωσης νερού από τα φυτά. Ο κύριος στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η αξιολόγηση του μοντέλου όταν αυτό λειτουργεί ενσωματωμένο σε ένα σύστημα λήψης αποφάσεων για την ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος σε κλειστό υδροπονικό σύστημα. Έτσι, για τους σκοπούς της εργασίας χρησιμοποιήθηκαν τρεις μεταχειρίσεις: α) ανοιχτό σύστημα, όπου η απορροή του θρεπτικού διαλύματος δεν ανακυκλώνονταν, β) κλειστό σύστημα όπου η απορροή του θρεπτικού διαλύματος ανακυκλωνόταν πλήρως και γ) ημίκλειστο σύστημα όπου η απορροή του θρεπτικού διαλύματος ανακυκλωνόταν όταν η συγκέντρωση Na+ στο σύστημα ήταν μεγαλύτερη από 15mmol L . Για τη μελέτη της επίδρασης των μεταχειρίσεων έγιναν μετρήσεις της αύξησης των φυτών τομάτας στο κλειστό, ημίκλειστο και ανοιχτό υδροπονικό σύστημα καθώς επίσης της θρέψης και παραγωγής των φυτών στα παραπάνω συστήματα. Τα φυτά τομάτας μεταφυτεύτηκαν στο θερμοκήπιο το Δεκέμβριο του 2010 και η περίοδος καλλιέργειας τερματίστηκε τον Ιούλιο του 2011 και αρδεύονταν με θρεπτικό διάλυμα το οποίο περιείχε 2mM NaCl προερχόμενο από το νερό άρδευσης. Κατά τη διάρκεια του βλαστικού σταδίου ανάπτυξης των φυτών, τα νεαρά φυτά τομάτας εκτίθονταν σε υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών στο περιβάλλον της ρίζας σε σχέση με αυτές που προτείνονταν για τη βόρεια Ευρώπη. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα, η ηλεκτρική αγωγιμότητα στη ζώνη της ρίζας για τα φυτά που καλλιεργούνταν στο κλειστό και ημίκλειστο υδροπονικό σύστημα διατηρούνταν σε χαμηλά επίπεδα από ότι στη καλλιέργεια των φυτών με ελεύθερη απορροή (ανοιχτό σύστημα), για πολλές εβδομάδες μετά τη μεταφύτευση. Όμως σταδιακά η ηλεκτρική αγωγιμότητα EC στο κλειστό και ημίκλειστο σύστημα αυξανόταν σε υψηλότερα επίπεδα από ότι στο ανοιχτό εξαιτίας της συσσώρευσης Na+ και C1-. Επίσης το μοντέλο υπολόγιζε με επιτυχία τη συγκέντρωση του Na+ στο νερό της απορροής. ΕΙ ικανότητα του μοντέλου να ελαχιστοποιήσει την απόρριψη του θρεπτικού διαλύματος σε ημίκλειστα υδροπονικά συστήματα και ως εκ τούτου να μεγιστοποιήσει την αποτελεσματικότητα χρήσης νερού, είναι ακόμα υπό συζήτηση.