ΤαΘερμοκήπιαωςΜοχλόςΑνάπτυξηςστηΘεσσαλία ... ·...

Κ. ΚίτταςΠανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Τμήμα Γεωπονίας, Φυτικής Παραγωγής και ΑγροτικούΠεριβάλλοντος, Εργαστήριο Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στηνΕλλάδα

Τα Θερμοκήπια ως Μοχλός Ανάπτυξης στη ΘεσσαλίαΔήμος Ελασσόνας,

«Θέατρο Δημάρχου Βασιλείου Φαρμάκη, 8 Σεπτεμβρίου 2011»

Καλλιέργειες υπό κάλυψη:

Η καλλιέργεια υπό κάλυψη δίνει τη δυνατότητα γιαπαραγωγή προϊόντων ποιότητας καθ’ όλη τη διάρκειατου έτους με αποδοτική χρήση των εισροών σε νερό, λιπάσματα, φυτοφάρμακα και εργασία.

Θερμοκήπια -∆ιχτυοκήπια

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

INTRODUCTION

Τα θερμοκήπια, ιδιαίτερα αυτά μεκάλυψη από πλαστικό, έχουνεξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο, κυρίως σε περιοχές με ήπιο χειμώνακαι θερμές περιοχές.

Τρεις βασικοί παράγοντες καθορίζουν τη θέση και την επιλογή του τόπουτου θερμοκηπίου:

1. Το κόστος παραγωγής

2. Η ποιότητα των προϊόντων

3. Το κόστος μεταφοράς των προϊόντων στις αγορές.

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

INTRODUCTION

Ολλανδικά θερμοκήπια

-Υψηλό επίπεδο τεχνολογίας

-Υψηλό κόστος επενδύσεων

-Υψηλή ενεργειακή κατανάλωση

-Κοντά στις αγορές

Μεσογειακά θερμοκήπια

-Χαμηλό επίπεδο τεχνολογικού εξοπλισμού

-Μικρές επενδύσεις

-Χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση

-Μεγάλη εξάπλωση λόγω μείωσης κόστουςμεταφοράς

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Δύο ερωτήματα προκύπτουν όταν πρόκειται να εγκατασταθείμία νέα μονάδα:

1. Πού πρόκειται να πουληθεί η παραγωγή;

2.Τι πρόκειται να παραχθεί;

Εξαγωγή ήτοπική αγορά

τρόφιμα καλλωπιστικά

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

ΘερμοκήπιαΠαγκόσμια

Ελλάδα

Μεσογειακές Χώρες36.5%

Ασία και Ωκεανία49.4%

Βόρεια Ευρώπη

7.1%

Βόρεια και Νότια Αμερική

7.1%

Μεσογειακές χώρεςπρ. Γιουγκοσλαβία

4.9%Ελλάδα

3.8%Μαρόκο

6.3%

Ισραήλ2.4%

Λοιπές3.2%

Τυνησία1.4%

Συρία1.9%

Αλγερία3.4%

Πορτογαλία2.5%

Τουρκία10.4%

Ιταλία23.5% Ισπανία

27.4%

Γαλλία8.8%

Ελλάδα

Κρήτη39%

Δυτ. & Κεντ. Μακεδονία

17%

Αττική & Νήσοι

9%

Θεσσαλία4%

Ήπειρος5%

Ανατ. Μακεδονία &

Θράκη3%

Πελοπ/σος & δυτ. Στερεά

23%

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

ΘερμοκήπιαΙσπανία ΕλλάδαΙταλία

Αλμερία-Ισπανία

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Εισαγωγή

Κλιματική αλλαγή

Μείωση διαθέσιμου νερού

Απαιτήσεις καταναλωτώνγια ασφαλή ποιοτικά προϊόντα

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Η κλιματικήαλλαγή έχειαναγνωριστείπλέον ως μία απότις πιο σοβαρέςπεριβαλλοντικές, κοινωνικές καιοικονομικέςπροκλήσεις πουαντιμετωπίζει οκόσμος μας καιέχει ήδηεπηρεάσεισημαντικά πολλάφυσικά καιβιολογικάσυστήματα (νερό, βιό-τοποι, υγεία), τα οποία γίνονταιόλο και πιοευπαθή.

Η γεωργία ανήκει σε εκείνους τους τομείς που επηρεάζονταιπερισσότερο εξαιτίας της εξάρτησής της από τις καιρικέςσυνθήκες με αποτέλεσμα να μην είναι πλέον εφικτή η παραγωγήπροϊόντων ποιότητας στην ύπαιθρο.

Γεωργία & Κλιματική αλλαγή

∆υναμικό παραγωγής

Το δυναμικό παραγωγής καλλιέργειας τομάταςστη χώρα μας είναι κατά τους καλοκαιρινούςμήνες 50% υψηλότερο από ότι στην Ολλανδία. Παρόλα αυτά δεν είναι δυνατό να επιτύχουμε

ικανοποιητικά επίπεδα παραγωγής καιποιότητας στα θερμοκήπια των Μεσογειακώνχωρών κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, όταν στη Βόρεια Ευρώπη κατά την ίδια

περίοδο, επιτυγχάνονται υψηλές αποδόσειςκαι καλή ποιότητα.

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

∆υναμικό παραγωγής

Οι λόγοι της υψηλής παραγωγής στα θερμοκήπιατης Βόρειας Ευρώπης είναι δύο:

• Οι εξωτερικές κλιματικές συνθήκες δενδημιουργούν ιδιαίτερα προβλήματα στομικροκλίμα του θερμοκηπίου γιατί τα

θερμοκήπια είναι κατάλληλα εξοπλισμένα.• Οι παραγωγοί έχουν αποκτήσει επιδεξιότητα

στην διαχείριση του κλίματος, σύγχρονωνθερμοκηπίων με τη βοήθεια υπολογιστών.

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Παραγωγή προϊόντωνποιότητας

Αυξανόμενη ζήτηση για παραγωγή «καθαρών»προϊόντων και

έλλειψη φυσικών πόρων (νερό, ενέργεια)

Παραγωγή ποιοτικών προϊόντων με όσο το δυνατόλιγότερες εισροές ενέργειας και χημικών.

Εισροές ενέργειας

15.9%25%Εργατικά

7.4%5.2%Ηλεκτρική Ενέργεια

0.4%1%Νερό22.7%15%Λιπάσματα7.8%3.1%Φυτοφάρμακα

32.2%52%Καύσιμα

18.2%3%Υπόστρωμα, φυτικό υλ. & άλλα

ΤουρκίαΕλλάδα

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Αειφορικές τεχνολογίες παραγωγής

Η σωστή επιλογή της περιοχήςΟ σωστός σχεδιασμός των συστημάτων κλιματισμού τωνθερμοκηπίων και η ορθολογική διαχείριση του κλίματος. Η εξοικονόμηση ενέργειας και η χρήση ανανεώσιμων πηγώνενέργειας. Η χρήση διχτύων εντομοστεγανότητας και φωτοεκλεκτικών υλικώνκάλυψης θερμοκηπίων που περιορίζουν τις εισροές χημικών γιαφυτοπροστασία και συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος.Η υδροπονική καλλιέργεια φυτών, αφού με την εφαρμογή της είναιδυνατή η ολοκληρωμένη διαχείριση του συστήματος παραγωγήςθερμοκήπιο- κλίμα- καλλιέργεια για βελτίωση της ποιότητας τωνπαραγομένων προϊόντων

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

0358

101315182023252830

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0Θερμοκρασία αέρα (oC)

Ηλιακή ακτινοβολία

(MJ

m-2 d

ay-1)

Άρτα

Jan

Feb

Dec

Jun Jul

Aug

θέρμανση τη νύχταΧωρίς θέρμανση

συνεχόμενος αερισμός και δροσισμός

αερισμός κατά διαστήματα

κλειστό θερμοκήπιο

Κλιματική καταλληλότητα περιοχής

0358

101315182023252830

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0Θερμοκρασία αέρα (oC)

Ηλιακή ακτινοβολία

(MJ

m-2 d

ay-1)

ΆρταΑλμέρια

θέρμανση τη νύχτα Χωρίς θέρμανση

συνεχόμενος αερισμός και δροσισμός

αερισμός κατά διαστήματα

κλειστό θερμοκήπιο

Κλιματική καταλληλότητα περιοχής

0358

101315182023252830

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0Θερμοκρασία αέρα (oC)

Ηλιακή ακτινοβολία

(MJ

m-2 d

ay-1

)

ΆρταΑλμέριαΆμστερνταμ

θέρμανση τη νύχταΧωρίς θέρμανση

συνεχόμενος αερισμός και δροσισμός

αερισμός κατά διαστήματα

κλειστό θερμοκήπιο

Κλιματική καταλληλότητα περιοχής

0358

101315182023252830

0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0Θερμοκρασία αέρα (oC)

Ηλιακή ακτινοβολία

(MJ

m-2 d

ay-1

)

ΆρταΙεράπετρα

θέρμανση τη νύχταΧωρίς θέρμανση

συνεχόμενος αερισμός και δροσισμός

αερισμός κατά διαστήματα

κλειστό θερμοκήπιο

Κλιματική καταλληλότητα περιοχής

Τύποι θερμοκηπίων: Πλαστικά

Τα πολλαπλά τροποποιημένα τοξωτά θερμοκήπια είναι τα περισσότεροαποτελεσματικά από πλευράς αερισμού θερμοκήπια.

Μειονέκτημα των θερμοκηπίων αυτών είναι η συμπύκνωση υγρασίας στο εσωτερικό της οροφής

MAIN GREENHOUSE TYPES IN THE MEDITERRANEAN BASIN

Τύποι θερμοκηπίων: Γυάλινα

Αν ένα θερμοκήπιο πρόκειται να εγκατασταθεί σε περιοχή με θερμό κλίμα θα πρέπεινα διαθέτει ανοίγματα πλαϊνά και οροφής για καλύτερο αερισμό.

Διάχυτη Άμεση

ΔιάχυτηΆμεση

Direct

DiffuseΔιάχυτηΆμεση

Τα μεσογειακά θερμοκήπια δεν είναι πλήρωςεξοπλισμένα και ο έλεγχος του κλίματος γίνεται με

απλά συστήματα

Ακραίες κλιματικές συνθήκες: Θερμοκρασία Υγρασία

Αερισμού-ψύξης ΘέρμανσηςΠροβλήματα

Σχεδιασμός των συστημάτων κλιματισμού

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Θέρμανση θερμοκηπίων

• Ο αερισμός με χειροκίνητα συστήματα, ενώπολλά θερμοκήπια δεν έχουν παράθυρα

οροφής.

Ψύξη θερμοκηπίων – Φυσικός αερισμός

Ανοίγματα εξαερισμού

Αλλά πρέπει…

Βελτίωση του σχεδιασμού των ανοιγμάτων φυσικού αερισμού

Κατανομή της ταχύτηταςτου αέρα στο εσωτερικό

του θερμοκηπίου

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Βελτίωση του σχεδιασμού των ανοιγμάτων φυσικού αερισμού

Κατανομή της ταχύτηταςτου αέρα στο εσωτερικό

του θερμοκηπίου

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Ψύξη θερμοκηπίων – ∆υναμικός αερισμός

Ψύξη θερμοκηπίων – ∆ροσισμός –Υγρή παρειά

Ψύξη του εισερχόμενουαέρα στο θερμοκήπιομε εξάτμιση νερού από

την υγρή παρειά

50%

40%

25%

30ºC

27ºC23ºC

Χρήση συστημάτων δροσισμού

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Συστήματα χαμηλήςπίεσης

(Πίεση λειτουργίας 5 bar)

Σταγονίδια νερού μεγέθους>200μm.

Συστήματα υψηλής πίεσης(Πίεση λειτουργίας 60 bar)

Σταγονίδια νερούτης τάξης των 10-30 μm.

(Μια τρίχα έχει πάχος από 40 έως 200 μm)

Ψύξη θερμοκηπίων – ∆ροσισμός -Τεχνητή ομίχλη

Ψύξη θερμοκηπίων – ∆ροσισμός -Τεχνητή ομίχλη

Εξοικονόμηση ενέργειας καιμείωση φυτοπροστατευτικών

Σκίαση – εξοικονόμησηενέργειας

Χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Σε έρευνα του ΕργαστηρίουΓεωργικών Κατασκευών και ΕλέγχουΠεριβάλλοντος του ΠανεπιστημίουΘεσσαλίας (ΑLTENER II XVII/4.1030/A/99-088 ) διαπιστώθηκε ότι η καθαρή ενέργειαπου θα μπορούσε να παραχθεί, θεωρητικά, από την καύση τωνγεωργικών υπολειμμάτων, στηνπεριοχή της Μαγνησίας, ανέρχεται σε339.077 GJ ανά έτος, όταν για τηθέρμανση των θερμοκηπίωναπαιτείται ενέργεια 43.149 GJ ανάέτος.

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Ο προβληματισμός

Κάθε μέρα όλο και περισσότεροιπολίτες προτιμούν προϊόντατα οποία παράγονται με

φιλικές προς το περιβάλλοντεχνικές και μεθόδους.

Οι τεχνικές αυτές προϋποθέτουντην ελάχιστη ή καθόλου χρήσηχημικών στο θερμοκήπιο.

Τα χημικά χρησιμοποιούνται στοθερμοκήπιο κυρίως για τον

έλεγχο εντόμων καιασθενειών.

Saferfood?

∆ίχτυεντομοστεγανότητας

Άμεσηπαρεμπόδισηεπιζήμιωνεντόμων

Μείωση τουαερισμού τουθερμοκηπίου

0

150

300

450

600

750

900

40 41 42 43 44 45 46 47 48Αριθμός εβδομάδας έτους

Άτομα

θρίπα αν

ά παγ

ίδ

ΈξωΜάρτυραςΔίχτυ

0

150

300

450

600

750

900

40 41 42 43 44 45 46 47 48Αριθμός εβδομάδας έτους

Άτομα

θρίπα αν

ά παγ

ίδ

ΈξωΜάρτυραςΔίχτυ

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 4 8 12

Πλάτος θερμοκηπίου, m

Κανονικοπ

οιημ

ένη ταχύ

τητα

του

αέρα

Με δίχτυ

Χωρίς δίχτυ

Έντομα

Αερισμός

Maximizing the screened area

1 10 100 1.000 10.000

Ορατό φάσμα

Υπέρυθρο

ΥπεριώδεςUV

200 300 400ABC

Μήκος κύματος, νανόμετρα (nm)

Φωτοεκλεκτικά υλικά κάλυψηςΑπορρόφησηΑπορρόφηση ΥπεριώδουςΥπεριώδους ΑκτινοβολίαςΑκτινοβολίας ((UV)UV)

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

15 16 17 18 19 20 21 22 23Εβδομάδες του έτους

Αφίδες/Φυτό

Μάρτυρας 3%UV 0%UV

Επίδραση φωτοεκλεκτικών υλικών στον πληθυσμόθρίπα σε καλλιέργεια τομάτας

Αντισταγονικά υλικά

AD+AF ADPE

8m

4,1m2,9m

20m

ΘερμοκήπιοΘερμοκήπιοΣυνολικήπαραγωγήkg/φυτό

Συνολικόςαριθμόςκαρπός ανά

φυτό

Μέσο βάροςκαρπών (g)

AD+AF 2.8a 10.1a 374a

AD 2.4a 9.2a 345a

PE 2.6a 10.3a 358a

ΘερμοκήπιοΘερμοκήπιοΣυνολικήπαραγωγήkg/φυτό

Συνολικόςαριθμόςκαρπός ανά

φυτό

Μέσο βάροςκαρπών (g)

AD+AF 2.8a 10.1a 374a

AD 2.4a 9.2a 345a

PE 2.6a 10.3a 358a

Εξοικονόμηση νερού

Εισροές σε νερό και λιπάσματαΣτις μεσογειακές χώρες, οι ετήσιες εκροές στα

θερμοκήπια είναι περίπου325 kg αζώτου, 220 kg φωσφόρου, 550 kg καλίου και

4.500 λίτρα νερού ανά εκτάριο.

Αυτό σημαίνει, για την περιοχή της Μεσογείου, μιασυνολική ετήσια απώλεια 42.000 τόνων αζώτου και

600.000 τόνων νερού.

Για να εξασφαλισθεί η βέλτιστη παραγωγή ποιοτικώνπροϊόντων, ένας υψηλός δείκτης

αποτελεσματικότητας χρήσης νερού και μείωση τηςρύπανσης του περιβάλλοντος θα πρέπει να

αποφευχθούν οι μεγάλες αυτές απώλειες νερού.

Μεγάλες εισροές σε νερό και λιπάσματαΛύσεις• Ορθολογικήδιαχείριση

• Υδροπονία

Hydroponiccontrol system Image

processing

Nutrienttanks

Watertank

Mixing tank

Computer

Stem diameterECpHDOIons

Leaf lengthPlants

Leaf area

Plant height

Deep hydroponic system

Hydroponiccontrol system Image

processing

Nutrienttanks

Watertank

Mixing tank

Computer

Stem diameterECpHDOIons

Leaf lengthPlants

Leaf area

Plant height

Deep hydroponic system

ΥδροπονίαΤεχνική κατά την οποία ηκαλλιέργεια των φυτώνδεν γίνεται στο έδαφος

αλλά σε τεχνητό ήφυσικό υπόστρωμα και ηθρέψη τους βασίζεταιστη συχνή παροχή

θρεπτικού διαλύματος.

Ο κλάδος των θερμοκηπιακών καλλιεργειών στην ΕλλάδαΚ. Κίττας

Ορθολογική διαχείριση• Άρδευση με τη βοήθειαπροσομοιωμάτων τα οποίαπροβλέπουν τη διαπνοή τηςκαλλιέργειας συναρτήσει:– της ηλιακής ακτινοβολίας,– του ελλείμματος κορεσμού τουαέρα και

– του σταδίου ανάπτυξης τηςκαλλιέργειας

• Ανακύκλωση θρεπτικούδιαλύματος στιςυδροπονικές καλλιέργειες

SEVENTH FRAMEWORK PROGRAMME; THEME 2: Biotechnologies, Agriculture, FoodCollaborative Project – SICA (Mediterranean Partner Countries)

SIRRIMED: Sustainable use of irrigation water in the Mediterranean RegionGrant agreement: 245159Start date: 01/07/2010 End date: 31/12/2013 (42 months)

Workpackage 1:KEY ON-FARM IRRIGATION TECNIQUES TO SAVE WATERTask 4:Improvement of water saving techniques in hydroponics systems

WPn°: 1, Task n°: 4

Materials and Methods

Delta Τ, ThetaProbe

Decagon Devices, EC5

Decagon Devices, 10HS και

Grodan WCM-Control

WPn°: 1, Task n°: 4

Έλεγχος θερμοκηπίου μέχρι σήμερα

ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ

Έλεγχος εξοπλισμού

Διατήρηση βέλτιστων τιμών τωνπαραμέτρων του κλίματος

Έλεγχος της καλλιέργειας

ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ

Πρακτικές καιμέθοδοι

παραγωγής

Αποφάσεις τακτικής καιστρατηγική διαχείρισης

της καλλιέργειαςΕμπειρία καιτεχνογνωσία

Πως μπορώ να ελέγξω όλααυτά τα συστήματα;

Αυτοματισμοί

Παραγωγός

Ολοκληρωμένηπροσέγγιση

• μοντέλα διαχείρισης•τεχνητή νοημοσύνη•εμπειρία

Έλεγχος της καλλιέργειας

Αποφάσεις τακτικής καιστρατηγική διαχείρισης της

καλλιέργειας

Νέες Τάσεις

• Θερμοκήπιο μεγάλου ύψους• Κλειστό θερμοκήπιο• Αυτοματισμοί συγκομιδής και μετακίνησηςκαλλιέργειας

• Μετρήσεις κατανομής μικροκλίματος• Αισθητήρες ελέγχου κατάστασης φυτών

Το «κλειστό» θερμοκήπιο

Ζητάμε:Καθαρά και ποιοτικά προϊόνταΠροστασία του περιβάλλοντοςΕξοικονόμηση νερού και ενέργειας

Οι τεχνολογίες υπάρχουνΓια να εφαρμοσθούν πρέπει ναδιαδοθούν με εκπαίδευση και ναυιοθετηθούν με πολιτική βούληση