Η εφαρμογή μεταβλητών δόσεων εισροών στη γεωργία: Οφέλη και προοπτικές (Μερος 1ο)

Γράφει ο Φάνης Γέμτος,
γεωπόνος, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, μέλος της Ε.Δ.Υ.ΘΕ.

Ο κάθε αγρότης γνωρίζει ότι το χωράφι του δεν είναι ομοιόμορφο.

Το ίδιο ισχύει και για τη κάθε φυτεία, τα χαρακτηριστικά της και τελικά την παραγωγή της. Υπάρχουν χαρακτηριστικά που είναι παρόμοια κάθε χρόνο, αλλά και χαρακτηριστικά που είναι διαφορετικά από χρόνο σε χρόνο. Πού οφείλονται αυτές οι διαφορές; Σε μια σειρά χαρακτηριστικά του κάθε χωραφιού, του κάθε είδους καλλιέργειας και ποικιλίας, του εδάφους (σύνθεση, φυσικές χημικές ιδιότητες, ανάγλυφο), των εισροών που δέχεται η καλλιέργεια και όλα αυτά σε συνδυασμό με τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν κάθε χρονιά. Αυτά δίνουν μια εικόνα του πολύπλοκου συστήματος που καθορίζει τις ανάγκες των καλλιεργειών σε περιποιήσεις και εισροές και τελικά τις αποδόσεις των καλλιεργειών. Ο κάθε αγρότης συνήθως θυμάται τα χαρακτηριστικά του χωραφιού του και των καλλιεργειών του για λίγα χρόνια και αυτά τον βοηθούν να κάνει μια εμπειρική διαχείρισή τους. Ανάλογα με την ικανότητά του να θυμάται και επεξεργάζεται τα στοιχεία σε συνδυασμό με την άμεση παρατήρηση πετυχαίνει ή αποτυχαίνει στις καλλιέργειες. Αυτό που έδωσαν και δίνουν στη γεωργία οι νέες τεχνολογίες είναι η ικανότητα να μετρούν πολλές από τις παραμέτρους του κάθε χωραφιού, καλλιέργειας και χρονιάς, αλλά και να αποθηκεύουν τις μετρήσεις, ώστε να είναι διαθέσιμες για επεξεργασία και ανάλυση. Η ικανότητα που δίνουν οι νέες τεχνολογίες για ανάλυση μεγάλου όγκου δεδομένων βοηθά τον αγρότη να εφαρμόσει καλλιεργητικές πρακτικές που θα ελαχιστοποιήσουν τις εισροές και το κόστος, ενώ θα μεγιστοποιήσουν την παραγωγή και το τελικό όφελος παράλληλα με ελαχιστοποίηση των αρνητικών επιπτώσεων στο περιβάλλον.
Μέχρι σήμερα ο αγρότης εφαρμόζει τις εισροές και τις καλλιεργητικές φροντίδες ομοιόμορφα σε όλο το χωράφι, κάτι που αποδεικνύεται ότι δεν είναι σωστό. Μια σημαντική δυνατότητα που δίνεται με τις νέες τεχνολογίες στον αγρότη είναι να εφαρμόζει τις εισροές στο χωράφι με βάση της πραγματικές ανάγκες του κάθε τμήματος του χωραφιού και του κάθε τμήματος της καλλιέργειας. Η τεχνολογία αυτή που αναπτύσσεται συνεχώς είναι η εφαρμογή μεταβλητών δόσεων (ΤΜΔ) των εισροών ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες του κάθε τμήματος του χωραφιού.
Η ΤΜΔ εφαρμόζεται σήμερα με δύο μορφές. Η μια είναι με βάση χάρτες εφαρμογής που βασίζονται σε στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από διάφορες πηγές, σε διάφορους χρόνους και συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν χάρτες εφαρμογής, δηλαδή χάρτες που δείχνουν τη σωστή δόση της εισροής σε κάθε τμήμα του χωραφιού. Οι χάρτες εφαρμογής εισάγονται στο μηχάνημα που εφαρμόζει τις εισροές που τις εκτελεί. Η δεύτερη μορφή χρησιμοποιεί αισθητήρες που δίνουν πληροφορίες άμεσα στο μηχάνημα, εφαρμόζει την εισροή που ανάλογα αλλάζει άμεσα τη ρύθμισή του και μεταβάλλει τη δόση που εφαρμόζει.
Σήμερα έχουμε μια σειρά από αισθητήρες και τεχνολογίες για να καταγράψουμε στοιχεία του εδάφους και των καλλιεργειών και να καθορίσουμε τις δόσεις που πρέπει να εφαρμοστούν. Αρχικά έχουμε αισθητήρες μέτρησης της φαινομενικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας του εδάφους που μας δίνει τη μηχανική σύσταση του χωραφιού. Δηλαδή μπορούμε να εντοπίσουμε σημεία με βαρύτερο ή ελαφρύτερο ή μέσο έδαφος. Είναι μια πρώτη προσέγγιση που μπορεί να γίνει αναλυτικότερη και να δώσει επιπλέον στοιχεία με αναλύσεις του εδάφους με δείγματα από τις διάφορες ζώνες του χωραφιού. Το ανάγλυφο του εδάφους μας δίνει ένα άλλο στοιχείο για χαρακτηριστικά του εδάφους. Αισθητήρες μέτρησης χαρακτηριστικών του εδάφους, όπως η υγρασία, δίνουν σημαντικά στοιχεία για σωστή εφαρμογή της δόσης αρδευτικού νερού. Εικόνες της φυτείας από εναέρια μέσα μάς δίνουν στοιχεία για δημιουργία ζωνών διαχείρισης. Υπάρχουν δείκτες βλάστησης, όπως ο NDVI (δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς ερυθρού-υπέρυθρου που μετρά την αντανάκλαση του ηλιακού φωτός από τα φύλλα των φυτών), που δίνει ουσιαστικά το χρώμα της φυτείας που είναι το πράσινο ή κίτρινο ή αποχρώσεις τους. Αυτό σχετίζεται με την επάρκεια αζώτου των φυτών, αλλά και με τη φυτομάζα της φυτείας. Άλλοι αισθητήρες μπορούν να διακρίνουν σημεία του χωραφιού χωρίς βλάστηση ή να μετρήσουν τον όγκο της κόμης των δέντρων ή ακόμα και τον αριθμό λουλουδιών ή να εντοπίσουν το είδος και τις θέσεις των ζιζανίων στο χωράφι ή ακόμη και ασθένειες και προσβολές των φυτών από παράσιτα. Όλα αυτά είναι στοιχεία που κατανέμονται στο χωράφι δημιουργώντας ομοιόμορφες ζώνες. Ο διαχωρισμός των ζωνών και τα χαρακτηριστικά τους αποτελούν τη βάση διαφοροποίησης της εφαρμογής δόσεων εισροών. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο αποτελεί η χαρτογράφηση της παραγωγής. Η παραγωγή κάθε υποτεμαχίου του χωραφιού σχετίζεται με την απορρόφηση θρεπτικών στοιχείων που πρέπει να αντικατασταθούν, αλλά και είναι το κριτήριο της επιτυχούς διαχείρισης.
Όπως φαίνεται, σήμερα υπάρχουν πολλές δυνατότητες καταγραφής χαρακτηριστικών διαφόρων περιοχών στο χωράφι που πρέπει να συνδυαστούν με σωστές δόσεις εισροών. Η πιο εκτεταμένη χρήση ΤΜΔ σήμερα είναι στην εφαρμογή λιπασμάτων. Τα αζωτούχα λιπάσματα έχουν υψηλό κόστος παρασκευής, ενώ συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου με τα οξείδια του αζώτου, που είναι αέρια του θερμοκηπίου, που εκλύουν στην ατμόσφαιρα. Τα αποθέματα φωσφόρου του πλανήτη είναι περιορισμένα και πρέπει να ελαχιστοποιήσουμε τη χρήση τους. Υπάρχουν τεχνολογίες με άμεση μέτρηση χαρακτηριστικών της καλλιέργειας, όπως οι δείκτες βλάστησης που μετρούνται είτε από αισθητήρες πάνω στο μηχάνημα ή στο τρακτέρ και άμεση ρύθμιση του λιπασματοδιανομέα είτε μετρούνται από εικόνες δορυφόρων ή άλλων εναέριων μέσων, επεξεργάζονται και δημιουργούν χάρτες εφαρμογής που εισάγονται στον λιπασματοδιανομέα. Οι δείκτες βλάστησης χρησιμοποιούνται στην εφαρμογή αζωτούχου λίπανσης, καθώς το άζωτο επηρεάζει το χρώμα των φυτών. Ένα έντονο πράσινο χρώμα δείχνει επάρκεια αζώτου, ενώ το κίτρινο δείχνει έλλειψη αν δεν υπάρχει άλλη αιτία, όπως ασθένεια ή πλημμύρισμα με νερό. Τα ενδιάμεσα χρώματα δείχνουν ενδιάμεσες ελλείψεις. Για την εφαρμογή φωσφόρου και καλίου καλύτερη προσέγγιση μας δίνουν οι χάρτες παραγωγής. Τα δύο αυτά στοιχεία δεν εκπλύνονται με το νερό της βροχής, οπότε παραμένουν στο έδαφος, εκτός αν μεταφερθεί/χαθεί από διάβρωση. Κάθε κιλό παραγωγής αφαιρεί ποσότητες θρεπτικών στοιχείων που πρέπει να αντικαταστήσουμε για την επόμενη χρονιά. Επομένως, οι χάρτες παραγωγής μας δίνουν και χάρτες εφαρμογής των δύο στοιχείων. Στις δενδρώδεις καλλιέργειες αισθητήρες μπορούν να εντοπίζουν σημεία όπου δεν υπάρχουν δέντρα ή να μετρούν τη κόμη των δέντρων. Αυτά συνδέονται με την ανάγκη εφαρμογής του λιπάσματος και της δόσης. Το ίδιο ισχύει και με τους δείκτες βλάστησης ή άλλα χαρακτηριστικά, όπως ο αριθμός των λουλουδιών που σχετίζονται με την παραγωγή και μπορούν να εκτιμήσουν την ανάγκη εφαρμογής των δόσεων λιπασμάτων.
Συνέχεια στο επόμενο.