Ας δούμε την Εικόνα 1 που απεικονίζει ένα χωράφι 50 στρεμμάτων και τη περιεκτικότητα του εδάφους σε φωσφόρο. Είναι προφανές ότι το βόρειο τμήμα (πάνω μέρος) περιέχει περισσότερο φωσφόρο από το Νότιο. Επομένως μια ομοιόμορφη εφαρμογή θα διατηρούσε αυτή την ανομοιομορφία και ίσως να προσέθετε λίπασμα που δεν χρειάζεται στο Βόρειο Τμήμα ή αυτό που προσέθετε στο Νότιο να μην ήταν αρκετό. Επομένως έπρεπε να εφαρμόσουμε περισσότερο λίπασμα στο Νότιο τμήμα και λιγότερο ή καθόλου στο Βόρειο. Αυτό θα μείωνε προφανώς το κόστος παραγωγής και θα ωφελούσε το περιβάλλον.
Πριν από δύο μήνες παρουσίασα μια νεοφυή επιχείρηση που δημιούργησαν δύο νέοι απόφοιτοι του Τμήματος Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών του Π.Θ. Σχεδίασαν και ανέπτυξαν ένα μηχάνημα διαφορετικής δόσης αζωτούχου λίπανσης για σιτηρά . Το μηχάνημα είχε στο μπροστινό μέρος του τρακτέρ δύο αισθητήρες που μετρούσαν το χρώμα του σιταριού και αυτόματα ρύθμιζαν τη δόση του λιπάσματος. Η βασική ιδέα είναι ότι το σιτάρι έχει έντονο σκούρο πράσινο χρώμα όταν έχει αρκετό λίπασμα και έχει αποχρώσεις προς το κίτρινο όταν δεν έχει αρκετό. Αυτό που κάνουμε είναι να δημιουργήσουμε ένα μάρτυρα ( λίγα τετραγωνικά μέτρα του χωραφιού) που προσθέτουμε πολύ άζωτο ώστε να έχουμε το χρώμα ενός φυτού με πλήρη επάρκεια αζώτου. Κατά τη λειτουργία του συστήματος συγκρίνουμε το χρώμα του σιταριού σε κάθε σημείο του χωραφιού με το μάρτυρα και υπολογίζουμε τη διαφορά του χρώματος που με ένα αλγόριθμο καθορίζει τη δόση του λιπάσματος που θα εφαρμόσουμε.
Συνήθως για αυτό το σκοπό χρησιμοποιούμε ένα δείκτη βλάστησης που ονομάζεται στα Αγγλικά NDVI (δείκτης κανονικοποιημένης διαφοράς) που υπολογίζει τη διαφορά ερυθρού χρώματος με το κοντινό υπέρυθρο (δηλαδή κάτι που δεν βλέπουμε). Εδώ αναλύω το θέμα για να καταλάβει ο αναγνώστης τι περιγράφω.Τα πράσινα φυτά απορροφούν γενικότερα όλη την ακτινοβολία του ήλιου στο ορατό φως και τη χρησιμοποιούν για τη φωτοσύνθεση. Λιγότερο απορροφούν το πράσινο μέρος της ακτινοβολίας και το αντανακλούν δηλαδή το στέλνουν στο περιβάλλον για αυτό φαίνονται πράσινα ενώ απορροφούν πιο έντονα το ερυθρό χρώμα . Αντανακλούν πολύ έντονα το κοντινό υπέρυθρο δηλαδή την ακτινοβολία με μήκος κύματος μεγαλύτερο από το ερυθρό. Αυτή εμείς δεν τη βλέπουμε αλλά με κατάλληλα όργανα τη μετρούμε. Η διαφορά των δύο μεγεθών συνδέεται με το πόσο πράσινα είναι τα φυτά. Για να γίνει κατανοητό αυτό που λέω δείτε την Εικόνα 2 που δείχνει την ανάκλαση του φωτός στα διάφορα μήκη κύματος. Την ανάκλαση από τα φυτά δείχνει η πράσινη γραμμή και του εδάφους η μπλε. Εύκολα γίνεται κατανοητό ότι μεγάλη διαφορά ανάμεσα στο ερυθρό και το κοντινό υπέρυθρο δείχνει έντονα πράσινα φυτά ενώ πολύ μικρή διαφορά μας δείχνει έδαφος. Ο δείκτης κανονικοποιημένης διαφοράς είναι το πηλίκο της διαφοράς κοντινού υπέρυθρου μείον ερυθρό προς το άθροισμα των δύο. Επομένως είναι ένα μέγεθος από 0 μέχρι 1. Όσο πιο κοντά στο 1 είναι τόσο πιο πράσινο (και προφανώς υγειές και με επαρκές άζωτο) το φυτό. Τιμές κοντά στο 0 δείχνουν το έδαφος.
Αυτό που κάνει το μηχάνημα που εφαρμόζει μεταβλητές δόσεις αζωτούχου λίπανσης είναι να μετρά το δείκτη βλάστησης του μάρτυρα με την πλήρη λίπανση και να το συγκρίνει με τον αντίστοιχο δείκτη που μετρούν οι κάμερες μπροστά από το τρακτέρ. Όσο η διαφορά είναι μικρή το μηχάνημα αυτόματα ρυθμίζει το λιπασματοδιανομέα να εφαρμόζει μικρή ποσότητα ενώ όσο μεγαλώνει η διαφορά τόσο αυξάνει τη δόση που εφαρμόζει.
Το νέο μηχάνημα δοκιμάστηκε σε πέντε χωράφια αγροτών στην περιοχή του Περίβλεπτου στη Μαγνησία. Τα χωράφια χωρίστηκαν στη μέση και το ένα μέρος λιπάνθηκε από το παραγωγό ομοιόμορφα και στο άλλο έγινε μεταβλητή εφαρμογή με το μηχάνημα. Στην Εικόνα 4 φαίνεται η φωτογραφία των δύο μισών ενός χωραφιού. Είναι εμφανές ότι το αριστερό τμήμα είναι πιο ομοιόμορφο μετά την εφαρμογή της μεταβλητής λίπανσης. Σε γενικές γραμμές το συμπέρασμα έδειξε ότι στα χωράφια με τη μεταβλητή λίπανση είχαμε κατά μέσο όρο μείωση του αζωτούχου λιπάσματος κατά 20% ενώ η μέση παραγωγή αυξήθηκε κατά 5.5%. Ένα σημαντικό αποτέλεσμα καθώς η ωφέλεια της τσέπης μας είναι περίπου 4,5€/στρέμμα με μικρή αύξηση της παραγωγής αλλά και σημαντική ωφέλεια για το περιβάλλον που καλά είναι να μη το ξεχνάμε γιατί στο τέλος θα μας εκδικηθεί μέσω της κλιματικής αλλαγής.
Για την επόμενη χρονιά προγραμματίζεται η κατασκευή μικρού αριθμού πρωτοτύπων που θα διατεθούν σε αγρότες σε τιμή κόστους για ευρύτερες δοκιμές πριν από την κανονική παραγωγή των μηχανημάτων. Όσοι ενδιαφέρονται μπορούν να έρθουν σε επαφή με τους κατασκευαστές.
Περιεκτικότητα εδάφους σε φωσφόρο σε ένα χωράφι 50 στρεμμάτων στην Καρδίτσα
Ανάκλαση φωτός από τα πράσινα φυτά
Γράφει ο Φάνης Γέμτος*
* Ο Φάνης Γέμτος είναι γεωπόνος, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας
