Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ένα συνεχώς αυξανόμενο ενδιαφέρον από τους καταναλωτές για την ποιότητα και την διατροφική αξία των γεωργικών προϊόντων, ενώ μια μεγάλη μερίδα καταναλωτών στις χώρες της Ε.Ε. είναι αρκετά ενήμερη για τις ευεργετικές επιδράσεις των προϊόντων φυτικής κυρίως προελεύσεως στην ανθρώπινη υγεία. Παράλληλα, οι καταναλωτές γίνονται όλο και περισσότερο καχύποπτοι ως προς τα ενδεχόμενα προβλήματα υγείας που πιθανότατα προκαλούνται από κάποια άλλα συστατικά των τροφίμων (π.χ. υπολείμματα γεωργικών φαρμάκων, συντηρητικά, κλπ).
Η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της γης σε συνδυασμό με την μείωση των καλλιεργουμένων εκτάσεων, προσφέρει μια εξαιρετική ευκαιρία για την παραγωγή υψηλής ποιότητας λαχανικών μέσω της υδροπονίας.
Τα επίπεδα της παραγωγής που επιτυγχάνονται στις υδροπονικές καλλιέργειες είναι 4 έως 7 φορές μεγαλύτερα σε σχέση με την παραγωγή των συμβατικών καλλιεργειών, μεγιστοποιώντας την αποδοτικότητα της χρήσεως γης και αρδευτικού νερού.
Υδροπονικό σύστημα επιπλεύσεως
(Floating Τechnique, Deep Flow Τechnique, Raft culture)
Η επέκταση και λειτουργία του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως σε επιχειρηματική μορφή έχει ξεκινήσει εδώ και 20-25 περίπου χρόνια σε παγκόσμιο επίπεδο.
Αποτελεί ένα από τα πλέον εξελιγμένα συστήματα υδατοκαλλιεργειών χαμηλού κόστους και είναι κατάλληλο κυρίως για την καλλιέργεια φυλλωδών λαχανικών υπό κάλυψη. Η μέθοδος αυτή αναπτύχθηκε το 1976 στην Ιταλία και το 1980 στην Αριζόνα των ΗΠΑ με σκοπό την καλλιέργεια μαρουλιού και γενικότερα φυλλωδών λαχανικών. Τα τελευταία χρόνια το σύστημα αυτό εξελίχθηκε μέσω ερευνών που πραγματοποιήθηκαν στο πανεπιστήμιο Cornell των ΗΠΑ το 1998, το οποίο κατέχει και τα δικαιώματα της συγκεκριμένης τεχνογνωσίας. Σήμερα, η μέθοδος αυτή είναι αρκετά δημοφιλής σε χώρες όπως οι ΗΠΑ, ο Καναδάς, η Ιταλία, η Ολλανδία, η Ιαπωνία, η Αυστραλία, το Ταϊβάν, κλπ.
Η χρήση του συστήματος αυτού συνδέει την φυτική παραγωγή με προηγμένες τεχνολογίες και δίνει την δυνατότητα παραγωγής σε περιβάλλοντα που κάτω από άλλες συνθήκες θα ήταν αδύνατον. Στις ΗΠΑ και στον Καναδά το σύστημα αυτό εντάσσεται στην ‘’Γεωργία Ελεγχομένων Συνθηκών’’ (controlledenvironmentagriculture) όπου όλες οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι σχεδόν απόλυτα ελεγχόμενες σε θερμοκήπια εργοστασιακού τύπου (factorygreenhouses) με χώρους συσκευασίας-τυποποιήσεως, αποθήκες, ψυγεία, κλπ.
Η πλέον ευδιάκριτη διαφορά του συστήματος αυτού είναι ότι ο ακριβής έλεγχος του κλίματος και η ενσωμάτωση του συμπληρωματικού φωτισμού (όπου χρειάζεται), εξασφαλίζουν την ταχεία ανάπτυξη των φυτών καθ’ όλη την διάρκεια του χρόνου. Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την μεγαλύτερη παραγωγή του συστήματος επιπλεύσεως σε σχέση με οποιοδήποτε άλλο από τα υπάρχοντα υδροπονικά συστήματα. Για παράδειγμα, η στρεμματική απόδοση του συστήματος αυτού μπορεί να προσεγγίσει τα 900-1000 μαρούλια την ημέρα για 7 ημέρες την εβδομάδα. Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί από τη σπορά μέχρι τη συγκομιδή είναι περίπου 30-35 ημέρες (μέσο βάρος μαρουλιού κατά τη συγκομιδή 250- 350 g).
H ετήσια παραγωγή του συστήματος αυτού ανά μονάδα επιφάνειας είναι περίπου 56 kg ανά m2 με 10-17 καλλιέργειες ανά έτος. H παραγωγή αυτή είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με τα άλλα υδροπονικά συστήματα.
Επιπροσθέτως, πέραν της υψηλότερης παραγωγής και καλύτερης ποιότητας, το σύστημα αυτό έχει και πολλά άλλα πλεονεκτήματα όπως:
Βασικά πλεονεκτήματα του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως
Εύκολη εγκατάσταση, μικρό κόστος λειτουργίας, ταχύτατη απόσβεση.
Χαμηλό κόστος εργατικών (σπορά, φύτευση, συγκομιδή, τυποποίηση).
Οι απαιτήσεις συντηρήσεως είναι μικρές και η πραγματοποίηση των εργασιών είναι εύκολη.
Παρέχεται η δυνατότητα αναβαθμίσεως.
Είναι αποτελεσματικότερο και ασφαλέστερο από το ΝFT ή και από άλλα υδροπονικά συστήματα, σε περιοχές με θερμό κλίμα.
Πρωίμιση της καλλιέργειας (πχ μαρούλι σε 20-35 ημέρες από την σπορά ή την μεταφύτευση).
Παρέχεται η δυνατότητα αρίστου προγραμματισμού της παραγωγής (πολύ σημαντική παράμετρος διαθέσεως των προϊόντων), ο οποίος είναι σταθερότερος σε σχέση με άλλα υδροπονικά συστήματα, εξαλείφοντας την διακύμανση στην αγορά λόγω πλεονασμάτων ή ελλειμμάτων.
Παρέχεται η δυνατότητα αυτοματοποιήσεως πολλών διαδικασιών (σποράς, μεταφυτεύσεως, συλλογής, κλπ) γεγονός το οποίο επιτρέπει την διατήρηση του λειτουργικού κόστους σε χαμηλά επίπεδα.
Επιτυγχάνονται πολύ υψηλές πυκνότητες φυτεύσεως. Για παράδειγμα, στην επίπλευση, η καλλιεργούμενη επιφάνεια μπορεί να προσεγγίζει το 95% της συνολικής, ενώ στο έδαφος ή σε άλλα υδροπονικά συστήματα το αντίστοιχο ποσοστό είναι γύρω στο 60%-70%.
Δίνει την δυνατότητα πλήρους ελέγχου της συστάσεως και της θερμοκρασίας του θρεπτικού διαλύματος. Ο έλεγχος αυτός είναι αδύνατος για τις καλλιέργειες στο έδαφος, αλλά και πολλές φορές αρκετά δύσκολος για τις υπόλοιπες υδροπονικές μεθόδους που εμφανίζουν συχνά προβλήματα λόγω υψηλών θερμοκρασιών ή κακής οξυγονώσεως του θρεπτικού διαλύματος.
Αποτελεί ένα εξαιρετικό σύστημα παραγωγής φυταρίων λαχανοκομικών αλλά και ανθοκομικών φυτών.
Η πλήρης ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος μηδενίζει την ρύπανση του περιβάλλοντος σε αντίθεση με τις συμβατικές καλλιέργειες στο έδαφος, ή με τις καλλιέργειες σε ανοικτά υδροπονικά συστήματα, στα οποία μέσω της απορροής των πλεοναζόντων λιπασμάτων μολύνεται ο επιφανειακός ή ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας λόγω της επιφανειακής απορροής ή της κατακόρυφης διηθήσεως.
Αριστοποίηση της χρήσεως νερού. Στο σύστημα αυτό δεν υπάρχουν απώλειες νερού (πέρα από τις αναγκαίες ποσότητες που απαιτούνται για την αύξηση των φυτών), αφ’ ενός λόγω της πλήρους ανακυκλώσεως του θρεπτικού διαλύματος και αφ’ ετέρου λόγω της πλήρους καλύψεως της επιφανείας της καλλιέργειας με τις πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης.
Σύμφωνα με ερευνητικά δεδομένα:
στο έδαφος οι ανάγκες του μαρουλιού σε νερό ανέρχονται περίπου σε 336 m3 ανά στρέμμα.
στην επίπλευση σύμφωνα με μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο ΤΕΙ Καλαμάτας οι ανάγκες ανέρχονται περίπου σε 200-250 m3 ανά στρέμμα.
Η απουσία οποιουδήποτε υποστρώματος περιορίζει στο ελάχιστο την εμφάνιση φυτοπαθολογικών προβλημάτων, τα οποία ακόμη και εάν εμφανισθούν αντιμετωπίζονται αποτελεσματικά πολλές φορές και χωρίς την χρήση φυτοπροστατευτικών προϊόντων μέσω της μεγάλης ευχέρειας ελέγχου των συνθηκών στην περιοχή της ρίζας.
Δεν απαιτείται αντικατάσταση του θρεπτικού διαλύματος κατά την εναλλαγή των καλλιεργειών, τουλάχιστον για ένα χρόνο, παρά μόνο στις περιπτώσεις που η ποιότητα του νερού αρδεύσεως είναι κακή με αποτέλεσμα την συσσώρευση ανεπιθυμήτων ιόντων.
Τα λαχανικά που παράγονται είναι καθαρά και απαλλαγμένα από υπολείμματα εδάφους.
Τα φυτά μεταφέρονται μέσω της πλεύσεως, χρησιμοποιώντας το θρεπτικό διάλυμα σαν μεταφορικό μέσο, προσφέροντας κατ’ αυτόν τον τρόπο άριστη οικονομία, ταχύτητα συγκομιδής, αλλά και γενικότερα ευχέρεια κατά την διαχείριση των φυτών.
Μειονεκτήματα:
Απαιτείται νερό αρκετά καλής ποιότητας.
Είναι απαραίτητη η οξυγόνωση του θρεπτικού διαλύματος ειδικά σε περιπτώσεις λαχανικών μεγάλου βιολογικού κύκλου.
Σε περιπτώσεις κακής οξυγονώσεως (ιδιαίτερα όταν επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες), παρατηρούνται έντονα φαινόμενα υποξίας με αρνητικές συνέπειες στην ανάπτυξη των φυτών.
Περιγραφή
Το σύστημα που περιγράφεται παρακάτω προσφέρει την δυνατότητα της παραγωγής μαρουλιού καθ’ όλη την διάρκεια του χρόνου με ημερήσια συγκομιδή για 6 ημέρες την εβδομάδα για 52 εβδομάδες τον χρόνο. Θα πρέπει να αναφερθεί στο σημείο αυτό ότι τα δεδομένα του συστήματος σε χώρες όπως ο Καναδάς και οι ΗΠΑ, αναφέρονται σε σχεδόν απόλυτο έλεγχο των συνθηκών του περιβάλλοντος όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, ο φωτισμός, ο εμπλουτισμός με CO2 κλπ.
Στην Ελλάδα, η εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων ελέγχου πιθανόν να μην δικαιολογείται σε πολλές περιπτώσεις. Το σύστημα αυτό μπορεί να δουλεύει θαυμάσια και με μικρότερο έλεγχο και παρεμβάσεις στις συνθήκες του περιβάλλοντος, (πχ συμπληρωματικός φωτισμός, θέρμανση) ιδιαίτερα κατά την χειμερινή περίοδο σε νότιες περιοχές της χώρας μας, ενώ θα παρουσίαζε ενδιαφέρον και η υπαίθρια εφαρμογή του.
Σε ότι αφορά το μαρούλι, μπορούν να καλλιεργηθούν όλες ποικιλίες, με πλέον κατάλληλες τις τύπου λείου κεφαλωτού (Boston) και τις τύπου Ρωμάνα, αλλά και του κατσαρού κεφαλωτού (Iceberg) υπό προϋποθέσεις.
Το πλέον βασικό χαρακτηριστικό του συστήματος επιπλεύσεως είναι η χρήση μεγάλου όγκου θρεπτικού διαλύματος γεγονός το οποίο δημιουργεί μεγάλες ανοχές σε ότι αφορά τον έλεγχο των λιπασμάτων και του οξυγόνου. Συγκρινόμενο με άλλα υδροπονικά συστήματα, είναι το πλέον συνδεδεμένο με το νερό.
Τα φυτά ουσιαστικά καλλιεργούνται σε επιπλέουσες ‘’σχεδίες’’ που είναι κατασκευασμένες από ελαφρά συνθετικά υλικά (πχ εξηλασμένη πολυστερίνη). Οι σχεδίες αυτές επιπλέουν στο θρεπτικό διάλυμα μέσα σε ειδικά κατασκευασμένες δεξαμενές (Εικ. 1). Οι δεξαμενές στεγανοποιούνται μέσω της επιστρώσεως φύλλων πολυαιθυλενίου και γεμίζονται με θρεπτικό διάλυμα. Το ύψος πληρώσεως των δεξαμενών με θρεπτικό διάλυμα, ποικίλει ανάλογα με το ακολουθούμενο σύστημα και τις απαιτήσεις της καλλιέργειας (συνήθως από 5- 30 cm ).
Τα σπορόφυτα αναπτύσσονται με τους κλασσικούς τρόπους σε δίσκους με διάφορα υποστρώματα (πετροβάμβακας, περλίτης, βερμικουλίτης, ή οργανικά υποστρώματα).
Όταν τα φυτά φθάσουν το στάδιο της μεταφυτεύσεως, τοποθετούνται στις ‘’σχεδίες’’ στις οποίες έχουν δημιουργηθεί οι αντίστοιχες υποδοχές (Εικ. 2). Οι ‘’σχεδίες’’ αποτελούν ουσιαστικά το μέσο στηρίξεως των φυτών και οι ρίζες ‘’κολυμπούν’’ στο θρεπτικό διάλυμα το οποίο ελέγχεται και αναπροσαρμόζεται διαρκώς μέσω των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου (όπως και στα κλασσικά υδροπονικά συστήματα) (Εικ.3).
Παράλληλα, μέσω της συνεχούς ή διακοπτόμενης ανακυκλώσεως του θρεπτικού διαλύματος, ή μέσω ειδικών αεροσυμπιεστών (ή με άλλους τρόπους) πραγματοποιείται η απαραίτητη οξυγόνωση του διαλύματος. Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί ότι σε μια από τις παραλλαγές του συστήματος αυτού το θρεπτικό διάλυμα παραμένει στάσιμο χωρίς αναπροσαρμογές στην σύστασή του ή ακόμη και χωρίς οξυγόνωση σε περιπτώσεις που παράγονται φυλλώδη λαχανικά με μικρή διάρκεια παραμονής στο θρεπτικό διάλυμα μόλις 10-15 ημέρες.
Απαραίτητες προϋποθέσεις για την μέγιστη αποδοτικότητα του συστήματος:
Αυξημένη ηλιοφάνεια, ήπιο κλίμα
Σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες κατά την νύκτα
Ευχέρεια ελέγχου της σχετικής υγρασίας
Καλή ποιότητα αρδευτικού νερού
Διαθέσιμη επιστημονική και εργαστηριακή υποστήριξη
Αποτελεσματική διαχείριση
Απαραίτητες πληροφορίες για την κατασκευή του συστήματος:
Στατιστικά δεδομένα του κλίματος της περιοχής για τον καθορισμό της τοποθεσίας εγκαταστάσεως του θερμοκηπίου καθώς και για την επιλογή του εξοπλισμού. Για παράδειγμα, στις περισσότερες περιοχές της χώρας μας δεν τίθεται θέμα συμπληρωματικού φωτισμού ή της υπάρξεως ισχυρού συστήματος θερμάνσεως.
Είναι απαραίτητη η ύπαρξη αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου
του κλίματος του θερμοκηπίου
των χαρακτηριστικών του θρεπτικού διαλύματος
Η ελάχιστη έκταση δημιουργίας αυτού του συστήματος για μια μικρή οικογενειακή επιχείρηση είναι κατά την γνώμη μας γύρω στα 1.000-1.500 m2 .
Κατάλληλα φυτά για καλλιέργεια στο σύστημα επιπλεύσεως
Το σύστημα αυτό ενδείκνυται κυρίως για την καλλιέργεια φυλλωδών λαχανικών και αρωματικών φυτών. Σε εμπορική κλίμακα καλλιεργούνται οι περισσότεροι τύποι μαρουλιού, η ρόκα (άγρια και ήμερη), ο μαϊντανός, ο άνηθος, ο βασιλικός, το σέσκουλο, διάφορα αρωματικά φυτά, κλπ. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η καλλιέργεια της φράουλας για την οποία παρουσιάζονται παρακάτω και κάποια πειραματικά δεδομένα.
Πειραματισμός στο ΤΕΙ Καλαμάτας
Σε θερμοκηπιακές εγκαταστάσεις του ΤΕΙ Καλαμάτας τα τελευταία τρία χρόνια πραγματοποιούνται διάφορες ερευνητικές εργασίες στις οποίες εξετάζονται τα παραγωγικά και ποιοτικά δεδομένα του συστήματος αυτού σε διάφορα φυτικά είδη. Παράλληλα, σε νεότερες ειδικά κατασκευασμένες πειραματικές μονάδες του ΤΕΙ, σχεδιάζεται η σύγκριση του συστήματος επιπλεύσεως με άλλα γνωστά υδροπονικά συστήματα (στερεά υποστρώματα, NFT, αεροπονία), σε συνεργασία με το ΓΠΑ και το ΤΕΙ Μεσολογγίου.
Στην Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας του ΤΕΙ Καλαμάτας συγκεκριμένα έχουν διερευνηθεί τα εξής:
Σύγκριση του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως με τα συμβατικά υδροπονικά συστήματα σε στερεά υποστρώματα σε ότι αφορά την παραγωγή μαρουλιού σε διάφορες εποχές καλλιέργειας.
Δοκιμή τριών ποικιλιών φράουλας σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως.
Καλλιέργεια άγριας και ήμερης ρόκας σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως.
Καλλιέργειες διαφόρων φυτικών ειδών όπως μπρόκολο (Εικ.4,5), κουνουπίδι, σταμναγκάθι, μυρώνι, σέσκουλο, σέλινο, μαϊντανός (Εικ. 6,7), βασιλικός (Εικ. 8).
Μαρούλι
Σε ότι αφορά το μαρούλι, μελετήθηκε η επίδραση του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως και δύο στερεών υποστρωμάτων στην ανάπτυξη και παραγωγή σε δύο εποχές καλλιέργειας (τέλος χειμώνα-άνοιξη). Χρησιμοποιήθηκαν 4 ποικιλίες (τύπων Ρωμάνα, Iceberg και Butterhead) σε χειμερινή καλλιέργεια σε σύστημα DFT και σε 2 στερεά υποστρώματα (περλίτης και ελαφρόπετρα) και 2 ποικιλίες τύπου Ρωμάνα σε εαρινή καλλιέργεια σε επίπλευση και περλίτη.
Εστιάζοντας στην παρουσίαση των αποτελεσμάτων που αφορούν κυρίως τα παραγωγικά δεδομένα στο στάδιο του εμπορικού μεγέθους, στην χειμερινή καλλιέργεια το νωπό βάρος του υπέργειου τμήματος αλλά και της ρίζας (Σχ.1-6), όλων των ποικιλιών μαρουλιού ήταν θεαματικά μεγαλύτερο στο σύστημα επιπλεύσεως σε σχέση με τα υποστρώματα του περλίτη και της ελαφρόπετρας, με τις μεγαλύτερες διαφορές να παρατηρούνται στις ποικιλίες τύπου Ρωμάνα και Iceberg. Στο σύστημα επιπλεύσεως το εμπορεύσιμο μέγεθος αποκτήθηκε στις 30-36 ημέρες από την μεταφύτευση (Εικ 9, 10).
Ο μεγάλος όγκος του θρεπτικού διαλύματος στο σύστημα επιπλεύσεως έχει σαν συνέπεια την μεγάλη ρυθμιστική ικανότητα (σταθερότερα επίπεδα pH, ηλεκτρικής αγωγιμότητας και θερμοκρασίας) και την διατήρηση της θερμοκρασίας στον χώρο της ρίζας σε υψηλότερα επίπεδα από τα υποστρώματα λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του νερού (πλεονέκτημα για την χειμερινή καλλιέργεια).
Επίσης, το μεγαλύτερο ριζικό σύστημα (Σχ. 5, 6) έχει σαν συνέπεια την ταχύτερη ανάπτυξη των φυτών λόγω της απορροφήσεως μεγαλυτέρων ποσοτήτων νερού και θρεπτικών στοιχείων.
Αντιθέτως, στην εαρινή καλλιέργεια, το νωπό βάρος του υπέργειου τμήματος ήταν σημαντικά μεγαλύτερο στον περλίτη. Συμπερασματικά, το υδροπονικό σύστημα επιπλεύσεως φαίνεται να παρέχει την δυνατότητα αυξήσεως και πρωϊμίσεως της παραγωγής μαρουλιού σε συνθήκες σχετικά χαμηλών θερμοκρασιών. Αντιθέτως, υστερεί σε σχέση με τα στερεά υποστρώματα κάτω από συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών με μεγαλύτερη ευπάθεια των φυτών στην περιφερειακή νέκρωση των φύλλων (tip-burn) και την ενθάρρυνση της δημιουργίας ανθικού στελέχους. Το πρόβλημα αυτό θα πρέπει να αντιμετωπίζεται μέσω του ελέγχου των συνθηκών του περιβάλλοντος κυρίως κατά την θερινή περίοδο (ψύξη του θρεπτικού διαλύματος, δροσισμός, σκίαση, κλπ) με αποτέλεσμα την μεγαλύτερη και πιο ομοιόμορφη παραγωγή χωρίς προβλήματα.
Τα φυτά στην επίπλευση προσαρμόζονται στις συνθήκες ελλείψεως οξυγόνου μέσω της δημιουργίας αερεγχύματος στο ριζικό σύστημα και στον βλαστό (περιοχή του λαιμού), σε αντίθεση με τα στερεά υποστρώματα (Εικ. 11, 12)
Εικ.11. Ανατομική παρατήρηση σε εγκάρσια τομή ρίζας μαρουλιού σε επίπλευση. Διακρίνεται ο σχηματισμός αερεγχύματος στο φλοιώδες παρέγχυμα
Εικ.12. Ανατομική παρατήρηση σε εγκάρσια τομή ρίζας μαρουλιού που
αναπτύχθηκε σε περλίτη. Δεν παρατηρείται σχηματισμός αερεγχύματος στο φλοιώδες παρέγχυμα
Φράουλα
Πραγματοποιήθηκε δοκιμή τριών ποικιλιών φράουλας (Camarosa, Catongaκαι Festival) σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως (Εικ. 13, 14).
Χρησιμοποιήθηκαν μεγάλες πυκνότητες (12-25 φυτά ανά m2) ενώ στο έδαφος οι συνήθεις είναι 5-6 φυτά ανά m2.
Μετρήθηκαν παραγωγές από 5-8 κιλά ανά m2.
Σε καλλιέργειες στο έδαφος, τα φυτά φράουλας φυτεύονται συνήθως σε σαμάρια:
ύψους 30cm, πλάτους 70cm (διπλή σειρά φυτών).
τα σαμάρια απέχουν μεταξύ τους 1,2-1,5 m.
οι πληθυσμοί των φυτών κυμαίνονται συνήθως μεταξύ 3.950-5.340 φυτά/ στρέμμα (περίπου 3,9-5,3 φυτά ανά m2).
Σε αυτές τις περιπτώσεις, περίπου το 50% της καλλιεργούμενης εκτάσεως καλύπτεται από διαδρόμους.
Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν ότι η φράουλα σε συνθήκες επιπλεύσεως μπορεί να προσεγγίσει αλλά και να ξεπεράσει τα γνωστά επίπεδα παραγωγής. Ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως το χρώμα, η οξύτητα και τα διαλυτά στερεά συστατικά διατηρούνται σε αποδεκτά επίπεδα ακόμη και σε αρκετά υψηλές πυκνότητες φυτεύσεως.
Άγρια και ήμερη ρόκα
Πραγματοποιήθηκε δοκιμή άγριας και ήμερης ρόκας σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες εποχές και πυκνότητες φυτεύσεως. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι:
Η ρόκα προσαρμόζεται πολύ καλά στο σύστημα επιπλεύσεως, με δυνατότητες υψηλής παραγωγής και άριστης ποιότητας.
Υπάρχει μια διαφοροποίηση στα παραγωγικά δεδομένα σε σχέση με την πυκνότητα φύτευσης ανάλογα με την εποχή καλλιέργειας.
Η παραγωγή της στο σύστημα αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία λόγω του αυξανομένου αγοραστικού ενδιαφέροντος.
Στην Ελλάδα, η εφαρμοσμένη έρευνα πάνω στον γεωργικό τομέα, καλύπτει ένα μικρό μόνο μέρος των αναγκών μέσω της μεταφοράς των καινοτομιών ή των προσαρμογών που προκύπτουν. Το γεγονός αυτό δεν οφείλεται μόνο στην ποσότητα και την ποιότητα των αποτελεσμάτων της έρευνας, αλλά κυρίως στην ανεπάρκεια των μηχανισμών συνδέσεώς της με την παραγωγή.
Έτσι, για παράδειγμα, στην χώρα μας δεν υπάρχουν σαφή, επαρκή και εφαρμόσιμα δεδομένα υπό μορφή πρακτικών οδηγιών για την εφαρμογή του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως για την καλλιέργεια φυλλωδών κυρίως λαχανικών.
Πολλές φορές, οι οδηγίες που εφαρμόζονται προέρχονται από άλλες χώρες στις οποίες οι συνθήκες καλλιέργειας είναι εντελώς διαφορετικές από τις ελληνικές. Η ερευνητική μας ομάδα έχει καταλήξει σε εφαρμόσιμα δεδομένα σε ότι αφορά την δημιουργία κατασκευών με χαμηλό κόστος, αλλά και την κατάρτιση προσαρμοσμένων σχημάτων θρέψης. Η επιστημονική και τεχνική υποστήριξη μπορεί να παρασχεθεί εξ’ ολοκλήρου από Έλληνες επιστήμονες και τεχνικούς με αξιοπιστία και ανεκτό κόστος υπηρεσιών.
Κατά την γνώμη μας, το σύστημα αυτό μπορεί να επεκταθεί στην Ελλάδα και να καλύψει αρκετά μεγάλο μέρος των αναγκών της αγοράς σε υψηλής ποιότητας φυλλώδη λαχανικά.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει η διερεύνηση για την δυνατότητα δημιουργίας υπαίθριων μονάδων (ειδικά στη νότια Ελλάδα).
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Adams, P., 2002. Nutritional control in hydroponics. In: Savvas, D., Passam, H.C. (eds). Hydroponic Production of Vegetables and Ornamentals. Embryo Publications, Athens, Greece, pp. 211-261.
Albright, D., Both, A., Langhans, R., Wheeler, E., 1999. Dimensionless growth curves as a simple approach to predict the vegetative growth of lettuce. Acta Horticulturae 507: 293-300.
Ferentinos, P., Albright, D., Selman, B, 2003. Neural network-based detection of mechanical, sensor and biological faults in deep-through hydroponics. Computers and Electronics in Agriculture 40: 65-85.
Zheng, Y., Wang, L., Dixon, M., 2007. An upper limit for elevated root zone dissolved oxygen concentration for tomato. Scientia Horticulturae 113: 162-165.
Cherif, M., Trilly, Y., Belanger, R., 1997. Effect of oxygen concentration on plant growth, lipidperoxidation, and receptivity of tomato roots to pythium under hydroponic conditions. Eur. J. Plant Pathol. 103: 255-264.
Ciolkosz, D., Albright, L., Both, A., 1998. Characterizing evapotranspiration in a greenhouse lettuce crop. Acta Horticulturae 456: 255-261.
Goto, E., Both, A., Albright, L., Langhans, R., Leed, A., 1996. Effect of dissolved oxygen concentration on lettuce growth in floating hydroponics. Acta Hort. 440: 205-210.
Jensen, M.H. 1980. Tomorrow's agriculture today. American Vegetable Grower 28, 3: 16-19, 62, 63.
Jensen, M., 2002. Deep flow hydroponics. Past present and future. Proc. Nat. Agr. Plastics Congress 30: 40-46.
Lennard, W., Leonard, B., 2006. A comparison of three different hydroponic sub-systems (gravel bed, floating and nutrient film technique) in an Aquaponic test system. Aquacult. Int. 14: 539-550.
Massantini, F. 1976. Floating hydroponics; A new method of soilless culture. In: Proc. Intern Working Group on Soilless Culture, 4th International Congress on Soilless Culture, Las Palmas, Canary Islands, Spain, pp. 91-98.
Ολύμπιος Χ., 2001. Η τεχνική της καλλιέργειας των κηπευτικών στα θερμοκήπια. Εκδόσεις Σταμούλη Α.Ε. Αθήνα.
Papachristodoulou, S., Papayannis, S., Panayiotou, G. 1992. Norm input-output data for the main crop and livestock enterprises of Cyprus. Agricultural Economic Report 33. Cyprus Agricultural Research Institute, pp. 233.
Resh, M., 1998. Hydroponic Food Production, 5th ed. Woodbridge Press Publishing Company, Santa Barbara, CA.
Shinohara, Y., Maruo, T., Ito, T., 1993. Effects of Capillary hydroponic system on the growth, yield and quality of tomato and cucumber. Techn. Bull. Fac. Hort. Chiba Univ. 47: 1-8.
Tesi, R., Lenzi, A., Lombardi, P., 2003. Effect of salinity and oxygen level on lettuce grown in a floating system. Acta Hort. 609: 383-387.
Thompson, H., 1997. Air and root temperature effects on growth of lettuce, Lactuca sativa, in deep-flow hydroponic systems. MSc Thesis. Cornell University Libraries, Ithaca,NY 14853.
Tyson, R., White, J., King, K., 1999. Outdoor floating hydroponic systems for leafy salad crop and herb production. Proc. Fla. State Hort. Soc. 112: 313-315.
Copyright © 2015. ΤΕΙ Πελοποννήσου - Υδροπονικές Καλλιέργειες.
Η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού της γης σε συνδυασμό με την μείωση των καλλιεργουμένων εκτάσεων, προσφέρει μια εξαιρετική ευκαιρία για την παραγωγή υψηλής ποιότητας λαχανικών μέσω της υδροπονίας.
Τα επίπεδα της παραγωγής που επιτυγχάνονται στις υδροπονικές καλλιέργειες είναι 4 έως 7 φορές μεγαλύτερα σε σχέση με την παραγωγή των συμβατικών καλλιεργειών, μεγιστοποιώντας την αποδοτικότητα της χρήσεως γης και αρδευτικού νερού.
Υδροπονικό σύστημα επιπλεύσεως
(Floating Τechnique, Deep Flow Τechnique, Raft culture)
Η επέκταση και λειτουργία του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως σε επιχειρηματική μορφή έχει ξεκινήσει εδώ και 20-25 περίπου χρόνια σε παγκόσμιο επίπεδο.
Αποτελεί ένα από τα πλέον εξελιγμένα συστήματα υδατοκαλλιεργειών χαμηλού κόστους και είναι κατάλληλο κυρίως για την καλλιέργεια φυλλωδών λαχανικών υπό κάλυψη. Η μέθοδος αυτή αναπτύχθηκε το 1976 στην Ιταλία και το 1980 στην Αριζόνα των ΗΠΑ με σκοπό την καλλιέργεια μαρουλιού και γενικότερα φυλλωδών λαχανικών. Τα τελευταία χρόνια το σύστημα αυτό εξελίχθηκε μέσω ερευνών που πραγματοποιήθηκαν στο πανεπιστήμιο Cornell των ΗΠΑ το 1998, το οποίο κατέχει και τα δικαιώματα της συγκεκριμένης τεχνογνωσίας. Σήμερα, η μέθοδος αυτή είναι αρκετά δημοφιλής σε χώρες όπως οι ΗΠΑ, ο Καναδάς, η Ιταλία, η Ολλανδία, η Ιαπωνία, η Αυστραλία, το Ταϊβάν, κλπ.
Η χρήση του συστήματος αυτού συνδέει την φυτική παραγωγή με προηγμένες τεχνολογίες και δίνει την δυνατότητα παραγωγής σε περιβάλλοντα που κάτω από άλλες συνθήκες θα ήταν αδύνατον. Στις ΗΠΑ και στον Καναδά το σύστημα αυτό εντάσσεται στην ‘’Γεωργία Ελεγχομένων Συνθηκών’’ (controlledenvironmentagriculture) όπου όλες οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι σχεδόν απόλυτα ελεγχόμενες σε θερμοκήπια εργοστασιακού τύπου (factorygreenhouses) με χώρους συσκευασίας-τυποποιήσεως, αποθήκες, ψυγεία, κλπ.
Η πλέον ευδιάκριτη διαφορά του συστήματος αυτού είναι ότι ο ακριβής έλεγχος του κλίματος και η ενσωμάτωση του συμπληρωματικού φωτισμού (όπου χρειάζεται), εξασφαλίζουν την ταχεία ανάπτυξη των φυτών καθ’ όλη την διάρκεια του χρόνου. Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την μεγαλύτερη παραγωγή του συστήματος επιπλεύσεως σε σχέση με οποιοδήποτε άλλο από τα υπάρχοντα υδροπονικά συστήματα. Για παράδειγμα, η στρεμματική απόδοση του συστήματος αυτού μπορεί να προσεγγίσει τα 900-1000 μαρούλια την ημέρα για 7 ημέρες την εβδομάδα. Το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί από τη σπορά μέχρι τη συγκομιδή είναι περίπου 30-35 ημέρες (μέσο βάρος μαρουλιού κατά τη συγκομιδή 250- 350 g).
H ετήσια παραγωγή του συστήματος αυτού ανά μονάδα επιφάνειας είναι περίπου 56 kg ανά m2 με 10-17 καλλιέργειες ανά έτος. H παραγωγή αυτή είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με τα άλλα υδροπονικά συστήματα.
Επιπροσθέτως, πέραν της υψηλότερης παραγωγής και καλύτερης ποιότητας, το σύστημα αυτό έχει και πολλά άλλα πλεονεκτήματα όπως:
Βασικά πλεονεκτήματα του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως
Εύκολη εγκατάσταση, μικρό κόστος λειτουργίας, ταχύτατη απόσβεση.
Χαμηλό κόστος εργατικών (σπορά, φύτευση, συγκομιδή, τυποποίηση).
Οι απαιτήσεις συντηρήσεως είναι μικρές και η πραγματοποίηση των εργασιών είναι εύκολη.
Παρέχεται η δυνατότητα αναβαθμίσεως.
Είναι αποτελεσματικότερο και ασφαλέστερο από το ΝFT ή και από άλλα υδροπονικά συστήματα, σε περιοχές με θερμό κλίμα.
Πρωίμιση της καλλιέργειας (πχ μαρούλι σε 20-35 ημέρες από την σπορά ή την μεταφύτευση).
Παρέχεται η δυνατότητα αρίστου προγραμματισμού της παραγωγής (πολύ σημαντική παράμετρος διαθέσεως των προϊόντων), ο οποίος είναι σταθερότερος σε σχέση με άλλα υδροπονικά συστήματα, εξαλείφοντας την διακύμανση στην αγορά λόγω πλεονασμάτων ή ελλειμμάτων.
Παρέχεται η δυνατότητα αυτοματοποιήσεως πολλών διαδικασιών (σποράς, μεταφυτεύσεως, συλλογής, κλπ) γεγονός το οποίο επιτρέπει την διατήρηση του λειτουργικού κόστους σε χαμηλά επίπεδα.
Επιτυγχάνονται πολύ υψηλές πυκνότητες φυτεύσεως. Για παράδειγμα, στην επίπλευση, η καλλιεργούμενη επιφάνεια μπορεί να προσεγγίζει το 95% της συνολικής, ενώ στο έδαφος ή σε άλλα υδροπονικά συστήματα το αντίστοιχο ποσοστό είναι γύρω στο 60%-70%.
Δίνει την δυνατότητα πλήρους ελέγχου της συστάσεως και της θερμοκρασίας του θρεπτικού διαλύματος. Ο έλεγχος αυτός είναι αδύνατος για τις καλλιέργειες στο έδαφος, αλλά και πολλές φορές αρκετά δύσκολος για τις υπόλοιπες υδροπονικές μεθόδους που εμφανίζουν συχνά προβλήματα λόγω υψηλών θερμοκρασιών ή κακής οξυγονώσεως του θρεπτικού διαλύματος.
Αποτελεί ένα εξαιρετικό σύστημα παραγωγής φυταρίων λαχανοκομικών αλλά και ανθοκομικών φυτών.
Η πλήρης ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος μηδενίζει την ρύπανση του περιβάλλοντος σε αντίθεση με τις συμβατικές καλλιέργειες στο έδαφος, ή με τις καλλιέργειες σε ανοικτά υδροπονικά συστήματα, στα οποία μέσω της απορροής των πλεοναζόντων λιπασμάτων μολύνεται ο επιφανειακός ή ο υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας λόγω της επιφανειακής απορροής ή της κατακόρυφης διηθήσεως.
Αριστοποίηση της χρήσεως νερού. Στο σύστημα αυτό δεν υπάρχουν απώλειες νερού (πέρα από τις αναγκαίες ποσότητες που απαιτούνται για την αύξηση των φυτών), αφ’ ενός λόγω της πλήρους ανακυκλώσεως του θρεπτικού διαλύματος και αφ’ ετέρου λόγω της πλήρους καλύψεως της επιφανείας της καλλιέργειας με τις πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης.
Σύμφωνα με ερευνητικά δεδομένα:
στο έδαφος οι ανάγκες του μαρουλιού σε νερό ανέρχονται περίπου σε 336 m3 ανά στρέμμα.
στην επίπλευση σύμφωνα με μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο ΤΕΙ Καλαμάτας οι ανάγκες ανέρχονται περίπου σε 200-250 m3 ανά στρέμμα.
Η απουσία οποιουδήποτε υποστρώματος περιορίζει στο ελάχιστο την εμφάνιση φυτοπαθολογικών προβλημάτων, τα οποία ακόμη και εάν εμφανισθούν αντιμετωπίζονται αποτελεσματικά πολλές φορές και χωρίς την χρήση φυτοπροστατευτικών προϊόντων μέσω της μεγάλης ευχέρειας ελέγχου των συνθηκών στην περιοχή της ρίζας.
Δεν απαιτείται αντικατάσταση του θρεπτικού διαλύματος κατά την εναλλαγή των καλλιεργειών, τουλάχιστον για ένα χρόνο, παρά μόνο στις περιπτώσεις που η ποιότητα του νερού αρδεύσεως είναι κακή με αποτέλεσμα την συσσώρευση ανεπιθυμήτων ιόντων.
Τα λαχανικά που παράγονται είναι καθαρά και απαλλαγμένα από υπολείμματα εδάφους.
Τα φυτά μεταφέρονται μέσω της πλεύσεως, χρησιμοποιώντας το θρεπτικό διάλυμα σαν μεταφορικό μέσο, προσφέροντας κατ’ αυτόν τον τρόπο άριστη οικονομία, ταχύτητα συγκομιδής, αλλά και γενικότερα ευχέρεια κατά την διαχείριση των φυτών.
Μειονεκτήματα:
Απαιτείται νερό αρκετά καλής ποιότητας.
Είναι απαραίτητη η οξυγόνωση του θρεπτικού διαλύματος ειδικά σε περιπτώσεις λαχανικών μεγάλου βιολογικού κύκλου.
Σε περιπτώσεις κακής οξυγονώσεως (ιδιαίτερα όταν επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες), παρατηρούνται έντονα φαινόμενα υποξίας με αρνητικές συνέπειες στην ανάπτυξη των φυτών.
Περιγραφή
Το σύστημα που περιγράφεται παρακάτω προσφέρει την δυνατότητα της παραγωγής μαρουλιού καθ’ όλη την διάρκεια του χρόνου με ημερήσια συγκομιδή για 6 ημέρες την εβδομάδα για 52 εβδομάδες τον χρόνο. Θα πρέπει να αναφερθεί στο σημείο αυτό ότι τα δεδομένα του συστήματος σε χώρες όπως ο Καναδάς και οι ΗΠΑ, αναφέρονται σε σχεδόν απόλυτο έλεγχο των συνθηκών του περιβάλλοντος όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, ο φωτισμός, ο εμπλουτισμός με CO2 κλπ.
Στην Ελλάδα, η εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων ελέγχου πιθανόν να μην δικαιολογείται σε πολλές περιπτώσεις. Το σύστημα αυτό μπορεί να δουλεύει θαυμάσια και με μικρότερο έλεγχο και παρεμβάσεις στις συνθήκες του περιβάλλοντος, (πχ συμπληρωματικός φωτισμός, θέρμανση) ιδιαίτερα κατά την χειμερινή περίοδο σε νότιες περιοχές της χώρας μας, ενώ θα παρουσίαζε ενδιαφέρον και η υπαίθρια εφαρμογή του.
Σε ότι αφορά το μαρούλι, μπορούν να καλλιεργηθούν όλες ποικιλίες, με πλέον κατάλληλες τις τύπου λείου κεφαλωτού (Boston) και τις τύπου Ρωμάνα, αλλά και του κατσαρού κεφαλωτού (Iceberg) υπό προϋποθέσεις.
Το πλέον βασικό χαρακτηριστικό του συστήματος επιπλεύσεως είναι η χρήση μεγάλου όγκου θρεπτικού διαλύματος γεγονός το οποίο δημιουργεί μεγάλες ανοχές σε ότι αφορά τον έλεγχο των λιπασμάτων και του οξυγόνου. Συγκρινόμενο με άλλα υδροπονικά συστήματα, είναι το πλέον συνδεδεμένο με το νερό.
Τα φυτά ουσιαστικά καλλιεργούνται σε επιπλέουσες ‘’σχεδίες’’ που είναι κατασκευασμένες από ελαφρά συνθετικά υλικά (πχ εξηλασμένη πολυστερίνη). Οι σχεδίες αυτές επιπλέουν στο θρεπτικό διάλυμα μέσα σε ειδικά κατασκευασμένες δεξαμενές (Εικ. 1). Οι δεξαμενές στεγανοποιούνται μέσω της επιστρώσεως φύλλων πολυαιθυλενίου και γεμίζονται με θρεπτικό διάλυμα. Το ύψος πληρώσεως των δεξαμενών με θρεπτικό διάλυμα, ποικίλει ανάλογα με το ακολουθούμενο σύστημα και τις απαιτήσεις της καλλιέργειας (συνήθως από 5- 30 cm ).
Τα σπορόφυτα αναπτύσσονται με τους κλασσικούς τρόπους σε δίσκους με διάφορα υποστρώματα (πετροβάμβακας, περλίτης, βερμικουλίτης, ή οργανικά υποστρώματα).
Όταν τα φυτά φθάσουν το στάδιο της μεταφυτεύσεως, τοποθετούνται στις ‘’σχεδίες’’ στις οποίες έχουν δημιουργηθεί οι αντίστοιχες υποδοχές (Εικ. 2). Οι ‘’σχεδίες’’ αποτελούν ουσιαστικά το μέσο στηρίξεως των φυτών και οι ρίζες ‘’κολυμπούν’’ στο θρεπτικό διάλυμα το οποίο ελέγχεται και αναπροσαρμόζεται διαρκώς μέσω των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου (όπως και στα κλασσικά υδροπονικά συστήματα) (Εικ.3).
Παράλληλα, μέσω της συνεχούς ή διακοπτόμενης ανακυκλώσεως του θρεπτικού διαλύματος, ή μέσω ειδικών αεροσυμπιεστών (ή με άλλους τρόπους) πραγματοποιείται η απαραίτητη οξυγόνωση του διαλύματος. Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί ότι σε μια από τις παραλλαγές του συστήματος αυτού το θρεπτικό διάλυμα παραμένει στάσιμο χωρίς αναπροσαρμογές στην σύστασή του ή ακόμη και χωρίς οξυγόνωση σε περιπτώσεις που παράγονται φυλλώδη λαχανικά με μικρή διάρκεια παραμονής στο θρεπτικό διάλυμα μόλις 10-15 ημέρες.
Απαραίτητες προϋποθέσεις για την μέγιστη αποδοτικότητα του συστήματος:
Αυξημένη ηλιοφάνεια, ήπιο κλίμα
Σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες κατά την νύκτα
Ευχέρεια ελέγχου της σχετικής υγρασίας
Καλή ποιότητα αρδευτικού νερού
Διαθέσιμη επιστημονική και εργαστηριακή υποστήριξη
Αποτελεσματική διαχείριση
Απαραίτητες πληροφορίες για την κατασκευή του συστήματος:
Στατιστικά δεδομένα του κλίματος της περιοχής για τον καθορισμό της τοποθεσίας εγκαταστάσεως του θερμοκηπίου καθώς και για την επιλογή του εξοπλισμού. Για παράδειγμα, στις περισσότερες περιοχές της χώρας μας δεν τίθεται θέμα συμπληρωματικού φωτισμού ή της υπάρξεως ισχυρού συστήματος θερμάνσεως.
Είναι απαραίτητη η ύπαρξη αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου
του κλίματος του θερμοκηπίου
των χαρακτηριστικών του θρεπτικού διαλύματος
Η ελάχιστη έκταση δημιουργίας αυτού του συστήματος για μια μικρή οικογενειακή επιχείρηση είναι κατά την γνώμη μας γύρω στα 1.000-1.500 m2 .
Κατάλληλα φυτά για καλλιέργεια στο σύστημα επιπλεύσεως
Το σύστημα αυτό ενδείκνυται κυρίως για την καλλιέργεια φυλλωδών λαχανικών και αρωματικών φυτών. Σε εμπορική κλίμακα καλλιεργούνται οι περισσότεροι τύποι μαρουλιού, η ρόκα (άγρια και ήμερη), ο μαϊντανός, ο άνηθος, ο βασιλικός, το σέσκουλο, διάφορα αρωματικά φυτά, κλπ. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η καλλιέργεια της φράουλας για την οποία παρουσιάζονται παρακάτω και κάποια πειραματικά δεδομένα.
Πειραματισμός στο ΤΕΙ Καλαμάτας
Σε θερμοκηπιακές εγκαταστάσεις του ΤΕΙ Καλαμάτας τα τελευταία τρία χρόνια πραγματοποιούνται διάφορες ερευνητικές εργασίες στις οποίες εξετάζονται τα παραγωγικά και ποιοτικά δεδομένα του συστήματος αυτού σε διάφορα φυτικά είδη. Παράλληλα, σε νεότερες ειδικά κατασκευασμένες πειραματικές μονάδες του ΤΕΙ, σχεδιάζεται η σύγκριση του συστήματος επιπλεύσεως με άλλα γνωστά υδροπονικά συστήματα (στερεά υποστρώματα, NFT, αεροπονία), σε συνεργασία με το ΓΠΑ και το ΤΕΙ Μεσολογγίου.
Στην Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας του ΤΕΙ Καλαμάτας συγκεκριμένα έχουν διερευνηθεί τα εξής:
Σύγκριση του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως με τα συμβατικά υδροπονικά συστήματα σε στερεά υποστρώματα σε ότι αφορά την παραγωγή μαρουλιού σε διάφορες εποχές καλλιέργειας.
Δοκιμή τριών ποικιλιών φράουλας σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως.
Καλλιέργεια άγριας και ήμερης ρόκας σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως.
Καλλιέργειες διαφόρων φυτικών ειδών όπως μπρόκολο (Εικ.4,5), κουνουπίδι, σταμναγκάθι, μυρώνι, σέσκουλο, σέλινο, μαϊντανός (Εικ. 6,7), βασιλικός (Εικ. 8).
 |  |
Εικόνα 4
|
Εικόνα 5
|
 |  |
Εικόνα 6
|
Εικόνα 7
|
 | |
Εικόνα 8
| |
Μαρούλι
Σε ότι αφορά το μαρούλι, μελετήθηκε η επίδραση του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως και δύο στερεών υποστρωμάτων στην ανάπτυξη και παραγωγή σε δύο εποχές καλλιέργειας (τέλος χειμώνα-άνοιξη). Χρησιμοποιήθηκαν 4 ποικιλίες (τύπων Ρωμάνα, Iceberg και Butterhead) σε χειμερινή καλλιέργεια σε σύστημα DFT και σε 2 στερεά υποστρώματα (περλίτης και ελαφρόπετρα) και 2 ποικιλίες τύπου Ρωμάνα σε εαρινή καλλιέργεια σε επίπλευση και περλίτη.
Εστιάζοντας στην παρουσίαση των αποτελεσμάτων που αφορούν κυρίως τα παραγωγικά δεδομένα στο στάδιο του εμπορικού μεγέθους, στην χειμερινή καλλιέργεια το νωπό βάρος του υπέργειου τμήματος αλλά και της ρίζας (Σχ.1-6), όλων των ποικιλιών μαρουλιού ήταν θεαματικά μεγαλύτερο στο σύστημα επιπλεύσεως σε σχέση με τα υποστρώματα του περλίτη και της ελαφρόπετρας, με τις μεγαλύτερες διαφορές να παρατηρούνται στις ποικιλίες τύπου Ρωμάνα και Iceberg. Στο σύστημα επιπλεύσεως το εμπορεύσιμο μέγεθος αποκτήθηκε στις 30-36 ημέρες από την μεταφύτευση (Εικ 9, 10).
Ο μεγάλος όγκος του θρεπτικού διαλύματος στο σύστημα επιπλεύσεως έχει σαν συνέπεια την μεγάλη ρυθμιστική ικανότητα (σταθερότερα επίπεδα pH, ηλεκτρικής αγωγιμότητας και θερμοκρασίας) και την διατήρηση της θερμοκρασίας στον χώρο της ρίζας σε υψηλότερα επίπεδα από τα υποστρώματα λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του νερού (πλεονέκτημα για την χειμερινή καλλιέργεια).
Επίσης, το μεγαλύτερο ριζικό σύστημα (Σχ. 5, 6) έχει σαν συνέπεια την ταχύτερη ανάπτυξη των φυτών λόγω της απορροφήσεως μεγαλυτέρων ποσοτήτων νερού και θρεπτικών στοιχείων.
Αντιθέτως, στην εαρινή καλλιέργεια, το νωπό βάρος του υπέργειου τμήματος ήταν σημαντικά μεγαλύτερο στον περλίτη. Συμπερασματικά, το υδροπονικό σύστημα επιπλεύσεως φαίνεται να παρέχει την δυνατότητα αυξήσεως και πρωϊμίσεως της παραγωγής μαρουλιού σε συνθήκες σχετικά χαμηλών θερμοκρασιών. Αντιθέτως, υστερεί σε σχέση με τα στερεά υποστρώματα κάτω από συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών με μεγαλύτερη ευπάθεια των φυτών στην περιφερειακή νέκρωση των φύλλων (tip-burn) και την ενθάρρυνση της δημιουργίας ανθικού στελέχους. Το πρόβλημα αυτό θα πρέπει να αντιμετωπίζεται μέσω του ελέγχου των συνθηκών του περιβάλλοντος κυρίως κατά την θερινή περίοδο (ψύξη του θρεπτικού διαλύματος, δροσισμός, σκίαση, κλπ) με αποτέλεσμα την μεγαλύτερη και πιο ομοιόμορφη παραγωγή χωρίς προβλήματα.
Τα φυτά στην επίπλευση προσαρμόζονται στις συνθήκες ελλείψεως οξυγόνου μέσω της δημιουργίας αερεγχύματος στο ριζικό σύστημα και στον βλαστό (περιοχή του λαιμού), σε αντίθεση με τα στερεά υποστρώματα (Εικ. 11, 12)
Εικ.11. Ανατομική παρατήρηση σε εγκάρσια τομή ρίζας μαρουλιού σε επίπλευση. Διακρίνεται ο σχηματισμός αερεγχύματος στο φλοιώδες παρέγχυμα
Εικ.12. Ανατομική παρατήρηση σε εγκάρσια τομή ρίζας μαρουλιού που
αναπτύχθηκε σε περλίτη. Δεν παρατηρείται σχηματισμός αερεγχύματος στο φλοιώδες παρέγχυμα
Φράουλα
Πραγματοποιήθηκε δοκιμή τριών ποικιλιών φράουλας (Camarosa, Catongaκαι Festival) σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες πυκνότητες φυτεύσεως (Εικ. 13, 14).
Χρησιμοποιήθηκαν μεγάλες πυκνότητες (12-25 φυτά ανά m2) ενώ στο έδαφος οι συνήθεις είναι 5-6 φυτά ανά m2.
Μετρήθηκαν παραγωγές από 5-8 κιλά ανά m2.
Σε καλλιέργειες στο έδαφος, τα φυτά φράουλας φυτεύονται συνήθως σε σαμάρια:
ύψους 30cm, πλάτους 70cm (διπλή σειρά φυτών).
τα σαμάρια απέχουν μεταξύ τους 1,2-1,5 m.
οι πληθυσμοί των φυτών κυμαίνονται συνήθως μεταξύ 3.950-5.340 φυτά/ στρέμμα (περίπου 3,9-5,3 φυτά ανά m2).
Σε αυτές τις περιπτώσεις, περίπου το 50% της καλλιεργούμενης εκτάσεως καλύπτεται από διαδρόμους.
Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν ότι η φράουλα σε συνθήκες επιπλεύσεως μπορεί να προσεγγίσει αλλά και να ξεπεράσει τα γνωστά επίπεδα παραγωγής. Ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως το χρώμα, η οξύτητα και τα διαλυτά στερεά συστατικά διατηρούνται σε αποδεκτά επίπεδα ακόμη και σε αρκετά υψηλές πυκνότητες φυτεύσεως.
Άγρια και ήμερη ρόκα
Πραγματοποιήθηκε δοκιμή άγριας και ήμερης ρόκας σε παραγωγικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά σε διάφορες εποχές και πυκνότητες φυτεύσεως. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι:
Η ρόκα προσαρμόζεται πολύ καλά στο σύστημα επιπλεύσεως, με δυνατότητες υψηλής παραγωγής και άριστης ποιότητας.
Υπάρχει μια διαφοροποίηση στα παραγωγικά δεδομένα σε σχέση με την πυκνότητα φύτευσης ανάλογα με την εποχή καλλιέργειας.
Η παραγωγή της στο σύστημα αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία λόγω του αυξανομένου αγοραστικού ενδιαφέροντος.
Στην Ελλάδα, η εφαρμοσμένη έρευνα πάνω στον γεωργικό τομέα, καλύπτει ένα μικρό μόνο μέρος των αναγκών μέσω της μεταφοράς των καινοτομιών ή των προσαρμογών που προκύπτουν. Το γεγονός αυτό δεν οφείλεται μόνο στην ποσότητα και την ποιότητα των αποτελεσμάτων της έρευνας, αλλά κυρίως στην ανεπάρκεια των μηχανισμών συνδέσεώς της με την παραγωγή.
Έτσι, για παράδειγμα, στην χώρα μας δεν υπάρχουν σαφή, επαρκή και εφαρμόσιμα δεδομένα υπό μορφή πρακτικών οδηγιών για την εφαρμογή του υδροπονικού συστήματος επιπλεύσεως για την καλλιέργεια φυλλωδών κυρίως λαχανικών.
Πολλές φορές, οι οδηγίες που εφαρμόζονται προέρχονται από άλλες χώρες στις οποίες οι συνθήκες καλλιέργειας είναι εντελώς διαφορετικές από τις ελληνικές. Η ερευνητική μας ομάδα έχει καταλήξει σε εφαρμόσιμα δεδομένα σε ότι αφορά την δημιουργία κατασκευών με χαμηλό κόστος, αλλά και την κατάρτιση προσαρμοσμένων σχημάτων θρέψης. Η επιστημονική και τεχνική υποστήριξη μπορεί να παρασχεθεί εξ’ ολοκλήρου από Έλληνες επιστήμονες και τεχνικούς με αξιοπιστία και ανεκτό κόστος υπηρεσιών.
Κατά την γνώμη μας, το σύστημα αυτό μπορεί να επεκταθεί στην Ελλάδα και να καλύψει αρκετά μεγάλο μέρος των αναγκών της αγοράς σε υψηλής ποιότητας φυλλώδη λαχανικά.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει η διερεύνηση για την δυνατότητα δημιουργίας υπαίθριων μονάδων (ειδικά στη νότια Ελλάδα).
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Adams, P., 2002. Nutritional control in hydroponics. In: Savvas, D., Passam, H.C. (eds). Hydroponic Production of Vegetables and Ornamentals. Embryo Publications, Athens, Greece, pp. 211-261.
Albright, D., Both, A., Langhans, R., Wheeler, E., 1999. Dimensionless growth curves as a simple approach to predict the vegetative growth of lettuce. Acta Horticulturae 507: 293-300.
Ferentinos, P., Albright, D., Selman, B, 2003. Neural network-based detection of mechanical, sensor and biological faults in deep-through hydroponics. Computers and Electronics in Agriculture 40: 65-85.
Zheng, Y., Wang, L., Dixon, M., 2007. An upper limit for elevated root zone dissolved oxygen concentration for tomato. Scientia Horticulturae 113: 162-165.
Cherif, M., Trilly, Y., Belanger, R., 1997. Effect of oxygen concentration on plant growth, lipidperoxidation, and receptivity of tomato roots to pythium under hydroponic conditions. Eur. J. Plant Pathol. 103: 255-264.
Ciolkosz, D., Albright, L., Both, A., 1998. Characterizing evapotranspiration in a greenhouse lettuce crop. Acta Horticulturae 456: 255-261.
Goto, E., Both, A., Albright, L., Langhans, R., Leed, A., 1996. Effect of dissolved oxygen concentration on lettuce growth in floating hydroponics. Acta Hort. 440: 205-210.
Jensen, M.H. 1980. Tomorrow's agriculture today. American Vegetable Grower 28, 3: 16-19, 62, 63.
Jensen, M., 2002. Deep flow hydroponics. Past present and future. Proc. Nat. Agr. Plastics Congress 30: 40-46.
Lennard, W., Leonard, B., 2006. A comparison of three different hydroponic sub-systems (gravel bed, floating and nutrient film technique) in an Aquaponic test system. Aquacult. Int. 14: 539-550.
Massantini, F. 1976. Floating hydroponics; A new method of soilless culture. In: Proc. Intern Working Group on Soilless Culture, 4th International Congress on Soilless Culture, Las Palmas, Canary Islands, Spain, pp. 91-98.
Ολύμπιος Χ., 2001. Η τεχνική της καλλιέργειας των κηπευτικών στα θερμοκήπια. Εκδόσεις Σταμούλη Α.Ε. Αθήνα.
Papachristodoulou, S., Papayannis, S., Panayiotou, G. 1992. Norm input-output data for the main crop and livestock enterprises of Cyprus. Agricultural Economic Report 33. Cyprus Agricultural Research Institute, pp. 233.
Resh, M., 1998. Hydroponic Food Production, 5th ed. Woodbridge Press Publishing Company, Santa Barbara, CA.
Shinohara, Y., Maruo, T., Ito, T., 1993. Effects of Capillary hydroponic system on the growth, yield and quality of tomato and cucumber. Techn. Bull. Fac. Hort. Chiba Univ. 47: 1-8.
Tesi, R., Lenzi, A., Lombardi, P., 2003. Effect of salinity and oxygen level on lettuce grown in a floating system. Acta Hort. 609: 383-387.
Thompson, H., 1997. Air and root temperature effects on growth of lettuce, Lactuca sativa, in deep-flow hydroponic systems. MSc Thesis. Cornell University Libraries, Ithaca,NY 14853.
Tyson, R., White, J., King, K., 1999. Outdoor floating hydroponic systems for leafy salad crop and herb production. Proc. Fla. State Hort. Soc. 112: 313-315.
Copyright © 2015. ΤΕΙ Πελοποννήσου - Υδροπονικές Καλλιέργειες.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου