Δαμιανός ΝεοκλέουςΚλάδος Εγγείων Βελτιώσεων

Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών

Λευκωσία2010

Υδροπονικές Καλλιέργειες

Περιεχόμενα

Εισαγωγή (έννοιες, ορισμοί, προβληματισμοί, ιστορική αναδρομή)

Συστήματα Καλλιέργειας, Υποστρώματα, Διαχείριση,

Υδροπονικές μονάδες

Θρέψη, Προγράμματα Υπολογισμού Θρεπτικών Διαλυμάτων , Άρδευση,

Απολύμανση

Ερευνητική Δραστηριότητα ΙΓΕ

ΠραγματικότηταΥψηλής τεχνολογίας θερμοκήπια να παράγουν γευστικά, υγιεινά, διαφορετικά προϊόντα σε μεγαλύτερες ποσότητες παραγωγής:Χρησιμοποιώντας ελάχιστους πόρους, χωρίς εκπομπές και υπολείμματαΓνωρίζουν ακριβώς τι πρέπει να κάνουνΚαι είναι πλήρως ενταγμένα στο περιβάλλον / κοινωνία

€

Κάνοντας περισσότερα με λιγότερα με ένα καλύτερο τρόπο (για ένα καλύτερο αύριο)

Χαρακτηριστικά μελών

1.Αναγνωρισιμότητα στα σημεία πώλησης

2. Δύναμη φήμης παραγωγού ή επιχείρησης

3. Εμπορικό όνομα

4. Ποιότητα

5. Αξιοπιστία

6. Μακρόχρονη συνέπεια

7. Ιστορικότητα

8. Επένδυση σε θερμοκήπιο

9. Υδροπονία

10. Πιστοποίηση

ΜΕ ΣΕΒΑΣΜΟ ΣΤΟΝΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ......παράγουμε προϊόντα:• επώνυμα• με ελκυστικήσυσκευασία• σταθερή ποιότητα• πιστοποίηση

Παραγωγή Πιστοποιημένων Υδροπονικών Θερμοκηπιακών Προϊόντων

Η Υδροπονία ως διαδικασία παραγωγής τροφίμων

Αύξηση πληθυσμού γης, αστικοποίηση του πληθυσμού, αύξησης ζήτησης φρέσκων λαχανικών και φρούτων για την κάλυψη των διατροφικών αναγκών

Οδηγεί σε εκχερσώσεις δασών, εντατικές καλλιέργειες-καταστροφή φυσικού εδάφους, εντονότερη χρήση φυτοφαρμάκων

Δηλ. με την ανάπτυξη των φυτών εκτός του φυσικού εδάφους (υδροπονία) τελικά απομακρύνεται η παραγωγή από το φυσικό περιβάλλον;;

Περί θρεπτικής αξίας

Η Food Standards Agency (Μεγάλη Βρετανία) και το Υπουργείο Γεωργίας των ΗΠΑ, στο ερώτημα αν τα βιολογικά προϊόντα είναι ασφαλέστερα και πιο θρεπτικά, τονίζουν ότι με τα σημερινά δεδομένα δεν ευσταθούν τέτοιοι ισχυρισμοί (Πηγή: Περιοδικό Scientific American-Ελληνική Έκδοση, Απρίλιος 2007)

Βιολογική γεωργία : ευνοϊκό κλίμα για την προστασία του περιβάλλοντος και την παραγωγή προϊόντων αποδεκτών για τους καταναλωτές (τα βιολογικά προϊόντα καλλιεργούνται, επεξεργάζονται και διατίθενται στην αγορά με διαφορετικές πρακτικές)

Ορισμός

Υδροπονία ή

Καλλιέργεια εκτός εδάφους ή

Ανέδαφος Καλλιέργεια ή

Τεχνητή Καλλιέργεια

Καλλιέργεια εκτός εδάφους

Το ριζικό σύστημα αναπτύσσεται εξ’ ολοκλήρου εκτός του φυσικού εδάφους: άφθονο οξυγόνο και νερό (δύσκολο να επιτευχθεί στο φυσικό έδαφος)

Οι ρίζες αναπτύσσονται –είτε απευθείας σε θρεπτικό διάλυμα –είτε σε πορώδη υποστρώματα και τροφοδοτούνται με

θρεπτικό διάλυμα

Θρεπτικό διάλυμα είναι ένα αραιό υδατικό διάλυμα όλων των θρεπτικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα φυτά

Ιστορική αναδρομήΈτος/Ερευνητής Γεγονός

Π.Χ Κρεμαστοί κήποι της Βαβυλώνας, πλωτοί κήποι των Αζτέκων, Αιγυπτιακά ιερογλυφικά

Έως 18° αιώνα18°-20° αιώνα

Φυτά τρέφονται μόνο με το νερόΤεχνική στην έρευνα για τη θρέψη των φυτών

Sachs(1860), Knop(1861) Πειράματα σε υδατικά διαλ/τα που περιέχουν Θρεπτικά στοιχεία

1860-1900 Προσδιορισμός πρώτων 10 αναγκαίων στοιχείων

W.E. Tottingham 1914 Ποσοτική σύνθεση του διαλ/τος με βάση το διάλυμα Knops

Hoagland 1919-1920 Πρώτο ολοκληρωμένο θρεπτικό διάλυμα

1923 A.L.Bakke, L.W.Erdman Πλεονέκτημα υδροπονικής μεθόδου

1930 W.F-Gericke (Παν. Καλιφόρνιας) Λέξη υδροπονία (hydroponics)

1925-35 Η.Π.Α, Β. Ευρώπη Εμπορική εκμετάλλευση

Β’ Παγκόσμιος1941-1946 Μεγάλης κλίμακας παραγωγή λαχανικών σε υδροπονία από Αμερικανικό στρατό

Steiner 1950 Τεχνική NFT (φιλμ θρεπτικού διαλ/τος)

A. Cooper 1966 Εξάπλωση στη Μ. Βρεττανία

Δανία 1976 Ορυκτοβάμβακας

Συνοπτικά

(1860-1960) ερευνητικές εργασίες επέτρεψαν να γίνουν γνωστά τα μακροστοιχεία και τα μικροστοιχεία καθώς επίσης και οι συνθήκες που απαιτούνται (π.χ. pH, συγκέντρωση ιόντων, ανταγωνισμός ιόντων, όρια αλατώσεων, όριο τοξικότητας ιόντων κλπ).

(1960-1975) με τη ανάπτυξη της βιομηχανίας των πλαστικών, των ηλεκτρονικών συστημάτων και των αυτοματοποιημένων αναλυτικών μεθόδων, εμφανίζονται στην αγορά συστήματα υδροπονικών καλλιεργειών για την παραγωγή κηπευτικών και ανθέων.

Θερμοκήπια –Πρώιμα λαχανικά - Υδροπονία στην Κύπρο 2008-2009

ΤΥΠΟΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ

Ψηλά Ψηλά Ψηλά Χαμηλά

>3 μέτρα 2-3μέτρα τουνελ τουνελ Ολικ.

853,95 1054,36 576,83 800,38 3285,5

ΕΙΔΟΣ ΠΡΩΙΜΩΝ ΛΑΧΑΝΙΚΩΝ

Τομάτα ΑγγουράκιΜελιντζάναΠιπεριά Κολοκύθι Φράουλα ΠεπονοειδήΦασολάκι Ολικ. Υδροπονία

Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ. Δεκ.

843,4 975,02 142 139,85 65,6 310,5 25,1 243,25 2744,72 231,2

Υποστρώματα -Υδροπονικές Καλλιέργειες

2008

Υπόστρωμα ΑΝΘΟΚΟΜΙΑ ΛΑΧΑΝΟΚΟΜΙΑ Σύνολο

Περλίτης  5 12.5 17.5

Κοκοφ/κας 71.6 53 124.6

Πετροβ/κας 22 96.5 118.5

Σύνολο 98.6 162 260.6

1 da=1000m2

2003

Υπόστρωμα ΑΝΘΟΚΟΜΙΑ ΛΑΧΑΝΟΚΟΜΙΑ Σύνολο

Περλίτης  3 2 5

Κοκοφ/κας 38 16 54

Πετροβ/κας 7 50 57

Σύνολο 48 68 116

  ΛΕΥΚΩΣΙΑ ΛΕΜΕΣΟΣ ΛΑΡΝΑΚΑ

  ΛΑΧΑΝ ΑΝΘOK ΛΑΧΑΝ ΑΝΘOK ΛΑΧΑΝ ΑΝΘΟΚ

ΠΕΡΛΙΤΗΣ         5.0  

ΠΕΤΡΟΒΑΜΒΑΚΑΣ         17.0  

ΚΟΚΟΦΟΙΝΙΚΑΣ   5.0 9.0 29.0 29.0  

ΤΥΡΦΗ         3.0  

ΧΑΛΙΚΙΑ / ΛΑΒΑ         3.0  

ΣΥΝΟΛΟ 0.0 5.0 9.0 29.0 57.0 0.0

  ΠΑΦΟΣ ΑΜΜΟΧΩΣΤΟΣ ΠΙΤΣΙΛΙΑ

  ΛΑΧΑΝ ΑΝΘΟΚ ΛΑΧΑΝ ΑΝΘΟΚ ΛΑΧΑΝ ΑΝΘΟΚ

ΠΕΡΛΙΤΗΣ 2.5          

ΠΕΤΡΟΒΑΜΒΑΚΑΣ 20.5 3.0 33.0 3.0 4.0  

ΚΟΚΟΦΟΙΝΙΚΑΣ   2.0 8.0 11.0    

ΤΥΡΦΗ            

ΧΑΛΙΚΙΑ / ΛΑΒΑ            

ΣΥΝΟΛΟ 23.0 5.0 41.0 14.0 4.0 0.0

Δεν υπάρχει μια μέθοδος Υδ/νίας που να δίνει το καλύτερο οικονομικό αποτέλεσμα. Το βέλτιστο σύστημα καθορίζεται από: κλίμα, κόστος πρώτων υλών, ενέργειας, εργασίας και το επίπεδο των γνώσεων

Οι κυριότερες μέθοδοι που εφαρμόζονται στον κόσμο: είναι καλλιέργεια σε ορυκτοβάμβακα (Rockwool), μεμβράνη θρεπτικού διαλύματος (NFT) και ινών καρύδας (Cocosoil)

Στην Κύπρο: εμπορικά μετά το 1996 και περιορίζεται στην καλλιέργεια λαχανικών(63%) και ανθοκομικών φυτών(37%). Τα τρία κύρια υποστρώματα που χρησιμοποιούνται είναι: περλίτης 6.5%(perlite), ορυκτοβάμβακας 44.5%(rockwool) και κοκκοφοίνικα 47%(cocosoil)

Η υδροπονία σε σχέση με την καλλιέργεια στο έδαφος

Αύξηση της παραγωγικότητας Έλεγχος της διατροφής των φυτών Ορθολογική χρήση νερού και λιπασμάτων Μείωση των αναγκών σε εργατικά Η απολύμανση Έλεγχος του ριζικού περιβάλλοντος Αύξηση του αριθμού καλλιεργειών Ακαταλληλότητα εδάφους

Ανάγκη επένδυσης υψηλών κεφαλαίων Αυξημένες τεχνικές γνώσεις Κίνδυνοι προσβολών από ασθένειες Καλής ποιότητας νερό επαρκούς ποσότητας

Υδάτινοι πόροι: Περιορισμένοι

Από τα διαθέσιμα αποθέματα νερού 78% καταναλίσκεται στη γεωργία 20% σκοπούς ύδρευσης 2% τουρισμό ελάχιστες ποσότητες στη βιομηχανία

OPTIMIZE YIELD PER DROP OF WATER

Περισσότερο αποδοτική χρήση του νερού άρδευσης και των λιπασμάτων

Το νερό είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας στην καλλιέργεια των φυτών

Irrigated

area (ha)

Irrigated area (%)

Water use by crop

(%)

Value of production (producer’s price) (%)

Potatoes 10560 30 19 31

Citrus 8448 24 31 11

Deciduous 4224 12 16 14

Olives 1056 3 2 5

Table Grapes 2112 6 3 3

Bananas, Avocado 352 1 3 3

Annual Crops 2464 7 5 2

Greenhouses 352 1 1 10

Vegetables 4576 13 11 16

Clover etc. 1056 3 9 5

Κυπριακή πραγματικότητα

Ορθολογική εφαρμογή!!!!!!!! πλήρης εκμετάλλευση των δυνατοτήτων τα οποία προσφέρει. Υπερσύγχρονα χωρίς έδαφος συστήματα έχουν απογοητεύσει και είναι αμφισβητήσιμη η χρήση τους για παραγωγή καλλωπιστικών και λαχανικών εφόσον δεν υπάρχει η απαραίτητη γνώση και τεχνικός έλεγχος

Η απόφαση βασίζεται στα οικονομικά και εάν η προκύπτουσα παραγωγή επιτρέπει επαρκή κέρδη. Υπάρχουν όμως καταστάσεις όπου απαιτούνται πιο ακριβά συστήματα (κατάλληλο έδαφος, ανταγωνισμός) για επιπρόσθετη παραγωγή πράγμα που επιτυγχάνεται με τις μεθόδους καλλιέργειας χωρίς έδαφος

Ερευνητική δραστηριότητα στο ΙΓΕ (Papadopoulos, 1997, 2000, 2003; Chimonidou et al., 1999, 2000, 2003, 2005; Polycarpou et al., 2005; Παπαδαυίδ κ.α 2008; Neocleous et al., 2005, 2007, 2008, 2010)

Περί Ελέγχου της ρύπανσης των νερών και του εδάφους Νόμο (106(1)2002)

Υδροπονικές καλλιέργειες: Οι μονάδες αυτές θα πρέπει να ανακυκλώνουν το θρεπτικό διάλυμα είτε να το χρησιμοποιούν για άρδευση άλλων καλλιεργειών με απώτερο σκοπό να περιορίζεται η νιτρορύπανση

Λόγω του προβλήματος μόλυνσης του περιβάλλοντος Ολλανδία: όλες οι καλλιέργειες στα θερμοκήπια θα

πραγματοποιούνται εκτός εδάφους και σε κλειστά συστήματα καλλιέργειας

Γερμανία: νομοθεσία απαγορεύει την εφαρμογή ανοικτών συστημάτων καλλιέργειας φυτών εκτός εδάφους

ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ

Σήμερα η χρησιμοποίηση στερεών υποστρωμάτων αποτελεί την πιο διαδεδομένη μορφή καλλιέργειας φυτών εκτός εδάφους και αρκετά υλικά χρησιμοποιούντα ως υποστρώματα

Δύο μεγάλες κατηγορίες

1. Καλλιέργεια σε υποστρώματα

2. Καλλιέργεια σε θρεπτικό διάλυμα

Η Υδροπονική καλλιέργεια στη διαδικασία της παραγωγής

Φυσικά Υλικά• Άμμος• Χαλίκι• Ορυκτοβάμβακας• Υαλοβάμβακας• Περλίτης• Βερμικουλίτης• Ελαφρόπετρα• Διογκωμένη

Άργιλος• Ζεόλιθος

Συστήματα Καλλιέργειας Εκτός Εδάφους

Καλλιέργεια σε διαλύματα (πραγματική υδροπονία)

1. Στάσιμα διαλύματα

2. Επανακυκλοφορούμενα διαλύματα (NFT)

3. Αεροπονία

Συνθετικά Υλικά• Πολυουρεθάνη• Πλαστικό

σφουγγάρι (oasis)

• Hydrogel

Συστήματα σε στερεά υποστρώματα

Οργανικά Υλικά• Πριονίδι• Φλοιός• Ξύσματα Ξύλου• Τύρφη• Μαλλί• Στέμφυλα• Ίνες

Κοκκοκαρύδας

Χωρίς υπόστρωμα καλλιέργεια

1. Καλλιέργεια σε στάσιμο ή ρέον θρεπτικό διάλυμα - υδροκαλλιέργεια

2. Καλλιέργεια σε ψεκαζόμενο θρεπτικό διάλυμα - αεροπονία

Πλεον.: Απολύμανση, Ωφέλιμη χρήση

Μειον.: Θερμοκρασία, Ευαισθησία, Είδος Καλλιέργειας

Επιπλέουσα υδροπονία(Floating hydroponic systems)

Στο νερό επιπλέουν σε πλάκες πολυστερίνης με κυψελίδες, που είναι τρυπημένες στο κάτω μέρος, έτσι ώστε να επιτρέπουν στις ρίζες να έρχονται σε επαφή με το υδάτινο διάλυμα. Η κάθε κυψελίδα γεμίζεται π.χ με βερμικουλίτη και τοποθετείται από την αρχή ένας σπόρος

Τα φυτά τοποθετούνται και έχουν συνεχώς τις ρίζες τους εμβαπτισμένες στο θρεπτικό διάλυμα το οποίο οξυγονώνεται

Καλλιέργεια σε ρέον ανακυκλούμενο θρεπτικό διάλυμα (Nutrient Film Technique)

Μεμβράνη θρεπτικού διαλύματος. Τα φυτά αναπτύσσονται σε μακριά αδιάβροχα κανάλια όπου ρέει 2-3 mm ρεύμα ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος.

Κανάλια 20-30 εκ. πλάτους με κλίση 1.5-2%

ΕΒΒ/FLOW (Fill & Drain - Γέμισμα και άδειασμα)

Ειδικά δοχεία που περιέχουν το υλικό στήριξης "φιλοξενούν" τα φυτά. Τα δοχεία είναι διαμορφωμένα έτσι

ώστε να εξυπηρετούν την λειτουργία του συστήματος. Έχουν λοιπόν τρύπες στράγγισης στο κάτω μέρος τους μια παροχή θρεπτικού διαλύματος στο επιθυμητό ύψος ενώ μια

ακόμα τρύπα πιο ψηλά μας εξασφαλίζει από περίπτωση υπερχείλισης

Αεροπονικό σύστημα καλλιέργειας (Aeroponics)

Image to left: Radishes are one plant species researchers are studying for possible use as a food crop on long-duration missions. Credit: NASA/KSC

Στις αεροπονικές μεθόδους καλλιέργειας το ριζικό σύστημα των φυτών δεν βρίσκεται συνεχώς στο θρεπτικό διάλυμα αλλά ψεκάζεται κατά διαστήματα με ακροφύσια στο ριζικό σύστημα, έτσι ώστε ο χώρος να είναι συνεχώς κορεσμένος σε υγρασία. Κλίση καναλιών 1-1.5%.

Υδροπονική καλλιέργεια σε ανόργανα αδρανή υποστρώματα

Άμμος Χαλίκι Ορυκτοβάμβακας Υαλοβάμβακας Περλίτης Βερμικουλίτης Ελαφρόπετρα Διογκωμένη Άργιλος Ζεόλιθος

Σχεδόν σε όλα τα ανοιχτά συστήματα καλλιέργειας χρησιμοποιείται πορώδες υπόστρωμα για την

καλλιέργεια και η ροή του θρ. διαλ/τος είναι ασυνεχής (20-30% στράγγιση)

Προδιαγραφές υποστρωμάτων Δυνατότητα εξεύρεσης του υλικού Αδρανές, pH ουδέτερο Υψηλό πορώδες, χαμηλής πυκνότητας υλικό,

απαλλαγμένο από ξένες ουσίες Μη τοξικό για το φυτό και ασφαλές για την ανθρώπινη

υγεία Σταθερή ποιότητα, Χαμηλού κόστους Να ανακυκλώνεται ή καταστρέφεται χωρίς

προβλήματα Απαλλαγμένο από φυτονόσους

Τα υποστρώματα υδροπονικών καλλιεργειών συνήθως είναι πορώδη υλικά,

φυσικά ή προερχόμενα από βιομηχανική επεξεργασία, τα οποία χάρις στην ύπαρξη των

πόρων είναι σε θέση να συγκρατούν νερό (θρεπτικό διάλυμα) και αέρα σε κατάλληλες για

την ανάπτυξη των φυτών αναλογίες

Τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός υποστρώματος είναι:

1) Το ολικό πορώδες, 2) Η δομή, 3) Οι υδατικές του ιδιότητες, 4) βάρος, σταθερότητα, ανακύκλωση

Από τα χημικά χαρακτηριστικά : 1) Το ρΗ, 2) Η ηλεκτρική αγωγιμότητα (E.C.), 3) Η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων

(C.E.C)4) Περιεκτικότητα τοξικές ουσίες

Ολικό πορώδες(V): Το ποσοστό (%) του όγκου ενός υποστρώματος που αντιστοιχεί σε πόρους (δεν καταλαμβάνεται από στερεά ύλη)(έδαφος 40-50%, υποστρώματα 60-90%)

Φαινόμενο ειδικό βάρος : Ορίζεται ως ο λόγος του βάρους ενός υποστρώματος (σε kg) ως προς τον όγκο της συγκεκριμένης ποσότητας υποστρώματος

Περιεκτικότητα κατά όγκο σε υγρασία (Θ, % v/v): Η εκατοστιαία αναλογία μεταξύ του όγκου του νερού που περιέχεται σε ένα υπόστρωμα και του συνολικού όγκου του υποστρώματος

Υποστρώμ Πορώδες V%

Περιεκτ. σε αέρα % (σε μύζηση

10cm)

Συγκράτ.νερού % (σε μύζηση

10cm)

ΡΗ EC (ms/cm)

C.E.C. meq/100gr

Rockwool 95 20 75 5,5-6 0,05 0-0,5

Περλίτης 95 75 20-40 7-7,5 0,03 0

Ελαφρόπετρα 65 30-40 25-35 8-8,5 0,45 0

Τύρφη 95 25-35 70 3,5-4,5 - 100

Cocosoil 95 30 65 5,5 <0,5 39-69

Οργανικά υποστρώματα από κάποια στιγμή και μετά αρχίζουν σιγά – σιγά να αποσυντίθεται συμπεριφέρονται ως ένα χημικά

πολύ ενεργό υλικό

Χαρακτηριστικές καμπύλες υγρασίας (καμπύλες συγκράτησης νερού)

Περιεκτικότητα σε υγρασία ως συνάρτηση της μύζησης

Ανώτερο όριο η υδατοϊκανότητα (αμέσως μετά την στράγγιση) και το κατώτερο 100 cm ύψος νερού αρνητική

πίεση

Καλλιέργεια σε πλήρη ανάπτυξη

μπορεί να διαπνέει μέχρι

4.5 λίτρα νερό/m2 μια

ηλιόλουστη μέρα 2000 J/cm2

96-98% του νερού που προσλαμβάνεται

διαπνέεταιΥδατικές αποθήκες

στο φυτό για αντιμετώπιση

ανεπάρκεια νερού πολύ μικρές

Ο έλεγχος των Στομάτων συνδέει τη

Διαπνοή και τη Φωτοσύνθεση

Καλλιέργεια Φράουλας σε ορυκτοβάμβακαΠυκνότητα 70-80kg/m3, ολικό πορώδες 95% και σε κατάσταση υδατοϊκανότητας 75% ευκόλως διαθέσιμο θρεπτικό διάλυμα, pH: 7-7,5 αρχική διαβροχή pH: 5,5 τελικό 6,0-6,5Ιδανική αναλογία νερού-αέρα, εύκολο στη χρήση του, σταθερότητα στη δομή του

Αλλά ψηλό κόστος αγοράς και δεν αποικοδομείται βιολογικά

Καλλιέργεια μαρουλιών σε περλίτη Η χρήση τους στην υδροπονία έδωσε καλά αποτελέσματα ,χρήση

χαμηλότερης ποιότητας νερού, υλικά ηφαιστιογενούς προέλευσης(διογκωμένα ορυκτά φυσικά προϊόντα)

συχνότερη άρδευση, πολύ καλός αερισμός του ριζικού συστήματος

Περλίτη: 94-120 kg/m3, pH: 6,5-7,5, ικανότητα συγκράτησης νερού 250-300L/m3 (ολικό πορώδες 65-82%)

Ποσότητες 7-9 λίτρα/φυτό θεωρούνται ικανοποιητικές

Ιδιαίτερη προσοχή να αποφευχθεί η μετατροπή του σε λεπτή σκόνη (σύνθλιψη)

Καλλιέργεια σε Χαλίκι

Φθηνό υλικό 3-12 mm κυρίως από πυριγενή

πετρώματα (Όχι από ασβεστολιθικά),

βαρύ υλικό 1500-1800 kg/m3

Χαμηλό πορώδες – συχνότερα ποτίσματα-

μικρή ικανότητα συγκράτησης νερού (μικρότερη από την

αντίστοιχη της άμμου)

Γι΄αυτό η καλλιέργεια σε χαλίκι συνιστάται μόνο ως κλειστό υδροπονικό

σύστημα

Καλλιέργεια σε οργανικά υλικά

• Πριονίδι• Φλοιός• Ξύσματα Ξύλου• Τύρφη• Μαλλί• Στέμφυλα• Ίνες Κοκκοκαρύδας

Αντιδρούν χημικά με το θρεπτικό διάλυμα και αποσυντίθενται με αποτέλεσμα να δημιουργείται ενδεχομένως πρόβλημα όταν

χρησιμοποιούνται σε κλειστά υδροπονικά συστήματα-προσοχή στη διαχείριση της άρδευσης

Σχετικά χαμηλό κόστος και μπορούν να απορριφθούν χωρίς να επιβαρύνουν το περιβάλλον.

Καλλιέργεια Φράουλας και Φρέσκων αρωματικών σε υπόστρωμα με ίνες καρύδας

Υποπροϊόν των καρπών της καρύδας. Υλικό με ψηλό πορώδες 95% και χαμηλή πυκνότητα 82 kg/m3. pH 5. Ψηλή υδατοϊκανότητα και ρυθμιστική ικανότητα προς αντικατάσταση της τύρφης

Καλλιέργεια ανθοκομικών φυτών σε εγχώρια οργανικά υποστρώματα (φλούδες αμυγδάλου, στέμφυλα κ.α)

Καλλιέργεια σε άλλα οργανικά υλικά με ψηλή συγκράτηση νερού (73-83%) και ρυθμιστική ικανότητα, χαμηλή πυκνότητα

Καλλιέργεια τομάτας σε τύρφη

Μερικώς (περισσότερο ή λιγότερο) αποδομημένα υπολ/τα φυτών. Πολύ υψηλό πορώδες 87-97%. Πυκνότητα 77-139 kg/m3. pH 3.5-4. Καλλιέργεια σε σάκους που πολλές φορές εμπλουτίζονται με λιπάσματα βραδείας απελευθέρωσης. Πρόβλημα με την άρδευση όταν στεγνώνει

Περιορισμούς στην εξόρυξη-Καταστροφή/αλλοίωση φυσικού περιβάλλοντος

ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΩΝ Οι υποδοχείς που σήμερα χρησιμοποιούνται στις

διάφορες υδροπονικές καλλιέργειες με υποστρώματα μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:

Κανάλια στο έδαφος ή υπεράνω του εδάφους με επένδυση από πλαστικό.

Πλαστικοί σάκοι διαφόρων μεγεθών (growth bags).

Γλάστρες από διάφορα υλικά και διαφόρων μεγεθών.

Υποδοχείς κατακόρυφης τοποθέτησης. Υποδοχείς για αεροπονία.

Γλαστρική καλλιέργεια Πορτοκαλιάς Καλαμοντίν

Η καλλιέργεια σε υποστρώματα μπορεί να διακριθεί με βάση την επαναχρησιμοποίηση του θρεπτικού διαλύματος σε:

Ανοιχτά συστήματα Το πλεονάζων

θρεπτικό διάλυμα που απορρέει μετά από την άρδευση δεν επαναχρησιμοποιείται

Κλειστά συστήματα Το πλεονάζων

θρεπτικό διάλυμα που απορρέει μετά από την άρδευση συλλέγεται και επαναχρησιμοποιείται

ACIDTANK A B

Leachate Tank

Fertilizer Mixer

Fresh Water Supply

Reject water

UV

ACID

Leachate Tank

Fertilizer Mixer

Fresh Water Supply

BTANK A

Ανοικτό υδροπονικό σύστημα όπως εφαρμόζεται από τους Κύπριους παραγωγούς

Κλειστό υδροπονικό σύστημα όπως εφαρμόστηκε στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών

Μικρό μέρος του διαλ/τος απορρίπτεται συνεχώς

Ανοικτά Συστήματα

Πλεονεκτήματα Το θρεπτικό διάλυμα έχει σταθερή την επιθυμητή

σύσταση Η σύσταση του διαλύματος μπορεί να

τροποποιείται άμεσα και εύκολα Μικρότερη ευαισθησία στη σύσταση και το είδος

του υποστρώματος Μικρότερη ευαισθησία στην αλατότητα του νερού Όχι επιπλέον εξοπλισμός για τη συγκέντρωση και

επαναχρησιμοποίηση του θρεπτικού διαλύματος

Μειονεκτήματα Απώλεια θρεπτικού διαλύματος (νερού

+λιπάσματα) με αποτέλεσμα την οικονομική επιβάρυνση του παραγωγού και τη ρύπανση του περιβάλλοντος

Κλειστά Συστήματα Πλεονεκτήματα

Με την επαναχρησιμοποίηση του θρεπτικού διαλύματος αντιμετωπίζονται τα προβλήματα που αναφέρονται για τα ανοικτά συστήματα (απώλειες νερού και λιπασμάτων-ρύπανση)

Μειονεκτήματα Καλύτερης ποιότητας νερό Καθαρότητα των λιπασμάτων Ιδιαίτερη προσοχή στην παρασκευή των

διαλυμάτων (δεν "συγχωράει" τυχόν λάθη) Συχνότερες χημικές αναλύσεις

Οι στρατηγικές που μπορούν να εφαρμοσθούν για την συμπλήρωση του διαλύματος απορροής:

1. Συμπλήρωση με επιλεγόμενη αναλογία ανάμειξης διαλύματος απορροής-νερού-λιπασμάτων.

2. Τρία μέρη κανονικό θρεπτικό διάλυμα κι

ένα μέρος από το διάλυμα απορροής

Το πρόβλημα της συμπλήρωσης του διαλύματος απορροής συνίσταται στον καθορισμό των απαραιτήτων ποσοτήτων νερού και πυκνών διαλυμάτων που πρέπει να προστεθούν σε αυτό ώστε το διάλυμα που θα προκύψει από αυτή την διαδικασία να έχει την επιθυμητή σύνθεση

Συστήματα και Υποστρώματα

Στα ανοικτά συστήματα συνήθως χρησιμοποιείται κάποιο πορώδες υπόστρωμα (συγκέντρωση στοιχείων στο υπόστρωμα συγκέντρωση στο διάλυμα) (ασυνεχής ροή)

Στα κλειστά συστήματα μπορεί να χρησιμοποιηθεί πορώδες υπόστρωμα (μικρή δεξαμενή στοιχείων και νερού) ή όχι (συνεχή ροή)

Συστήματα και Ποιότητα νερού άρδευσης

Ποιότητα

EC mS/cm

Na mmol/l

Cl mmol/l

1 <0,5 <0,5 <1

2 <0,5 <1,5 <1,5

3 0,5-1,0 1,5-3,0 1,5-3,0

4 1,0-1,5 3,0-4,5 3,0-4,5

1: Κλειστά, ανοικτά

συστήματα και άρδευση στον

αγρό

2:Ανοικτά συστήματα και άρδευση στον

αγρό

3: Δυσμενείς επιπτώσεις

στην υδροπονία

Η εφαρμογή της υδροπονίας απαιτεί

1.Νερό χαμηλής περιεκτικότητας σε άλατα

Ευαίσθητα Φυτά Ανθεκτικά Φυτά

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα 0,5 dS/m 25 C 0,8 dS/m 25 C

Στοιχεία Συγκέντρωση mg/L

Χλώριο 50 80

Νάτριο 30 50

Βόριο 0,3 0,5

Χαλκός 0,1 0,1

Ψευδάργυρος 0,2 0,2

Μαγγάνιο 0,4 2,0

Μέγιστη επιτρεπτή συγκέντρωση αλάτων και άλλων τοξικών στοιχείων σε διάλυμα υδροπονίας

Ευαίσθητα Φυτά Ανθεκτικά Φυτά

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα

2,8 dS/m 25 C 4,0 dS/m 25 C

Στοιχεία Συγκέντρωση mg/L

Χλώριο 150 400

Νάτριο 100 250

Βόριο 0,6 1,0

Χαλκός 0,2 0,2

Ψευδάργυρος 2,0 2,0

Μαγγάνιο 2,0 2,0Ευαίσθητα: Φράουλα, μαρούλι, χρυσάνθεμο Ανθεκτικά: Τομάτα, Αγγούρι

C HOPKNS Cafe Mg

Υδροπονία και Θρέψη των Φυτών

Τα απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία και η χημική μορφή με την οποία προσλαμβάνονται από την ρίζα

Στοιχείο Σύμβολο Χημική μορφή απορρόφησης

Άζωτο N NO 3 –1 Αμμωνιακή Ν NH 4+ Φώσφορος P H2PO4 -- Θείο S SO4 -- Χλώριο Cl Cl - Ασβέστιο Ca Ca ++ Μαγνήσιο Mg Mg ++ Κάλιο K K + Σίδηρος Fe Fe ++ ( χημική μορφή ) Μαγγάνιο Mn Mn ++ Ψευδάργυρος Zn Zn ++ Χαλκός Cu Cu ++ Μολυβδαίνιο Mo MoO4 -- Βόριο B BO 3 --- , B4O7 --

Σημαίνει οποιαδήποτε ουσία ή ανάμειξη ουσιών, η οποία περιέχει ένα ή περισσότερα θρεπτικά στοιχεία και η οποία χρησιμοποιούμενη σε στερεή, υγρή ή αέρια μορφή, παρέχει ένα ή περισσότερα θρεπτικά στοιχεία, τα οποία είναι απαραίτητα για τη θρέψη των φυτών

Θρεπτικά στοιχεία σημαίνει τα ουσιώδη για τη φυτική ζωή στοιχεία του περιοδικού συστήματος

Κριτήρια επιλογής: Διαλυτότητα, καθαρότητα, κόστος

Λίπασμα (Ο περί λιπασμάτων Νόμος του 2006) )

Λίπασμα Χημικός τύπος

Θρεπτικά στοιχεία ( % )

Μοριακό βάρος Διαλυτότητα

( Kg/L)

Νιτρικό αμμώνιο NH4NO

3 N 35 80,0 1,18

Νιτρικό κάλιο KNO3 N 13, K 38 101,1 0,13

Νιτρικό μαγνήσιο Mg(NO

3)

2

.6H2O N 11, Mg 9 256,3

Νιτρικό ασβέστιο 5[Ca(NO

3)2 2

H2O] NH

4NO

3

N:15,5 , Ca: 19 1080,5 1,02

Φωσφορικό μονοαμμώνιο

NH4H

2PO

4 N:12, P: 27 115,0 0,23

Φωσφορικό μονοκάλιο

KH

2PO

4 P: 23, K: 28 136,1 1,67

Φωσφορικό οξύ H3PO

4 P: 32 98,0 ---

Θειϊκό κάλιο K2SO

4 K: 45, S:18 174,3 0,12

Θειϊκό μαγνήσιο MgSO4 7H

2O Mg: 9.7, S:13 246,3 0,26

Ανθρακικό μονοκάλιο

KHCO3 K: 39 100,1 1,12

Χηλικός σίδηρος διαφόρων τύπων Fe: 6-13 ---- ----

Θειϊκό μαγγάνιο MnSO4 H

2O Mn: 32 169,0 1,05

Θειϊκός ψευδάργυρος

ZnSO4 7H

2O Zn: 23 287,5 0,62

Θεϊικός χαλκός CuSO4 5H

2O Cu: 25 249,7 0,32

Βόρακας Na2B

4O

7 10H

2O B:11 381,2 0,016

Βορικό οξύ H3BO

3 B: 17,5 61,8 0,050

Solubor Na2B

8O

13 4H

2O B: 20,5 412,4 0,045

Υπολογισμός της σύνθεσης των θρεπτικών διαλυμάτων

Επιθυμητή σύνθεση του θρεπτικού διαλύματος Καθορισμός επιπέδων μακροστοιχείων (N, P,

K, Ca, Mg, S) Καθορισμός επιπέδων μικροστοιχείων (Fe, Mn, Zn, B, Cu, Mo, Cl) Ηλεκτρική αγωγιμότητα, EC Τιμή pH

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα- EC

Η EC είναι ανάλογη της συνολικής συγκέντρωσης ιόντων στο διάλυμα. Συνεπώς όσο πιο πολλά ιόντα είναι διαλυμένα στο νερό τόσο μεγαλύτερη είναι

Όμως, η EC δεν μας δίνει πληροφορίες για το είδος των ιόντων (K+, , Na+, , SO42--, κ.λπ.) που περιέχονται στο υδατικό διάλυμα.

C = 10 * EC

pH

Ένας αριθμός που εκφράζει την συγκέντρωση ιόντων υδρογόνο σε ένα θρεπτικό διάλυμα σε λογαριθμική κλίμακα (1 ––14 ).

Το pH ενός θρεπτικού διαλύματος είναι πολύ σημαντικό για την θρέψη των φυτών γιατί επηρεάζει τις χημικές ισορροπίες μεταξύ διαφόρων ιόντων και χημικών ενώσεων στο θρεπτικό διάλυμα

Κατά συνέπεια, το pH καθορίζει την διαλυτότητα και επομένως την καθορίζει διαθεσιμότητα πολλών θρεπτικών στοιχείων για τα φυτά..

ΣΥΝΘΕΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ-ΑΝΑΛΟΓΙΕΣ ΘΣ

I. Προσαρμόζεται στο είδος του καλλιεργούμενου φυτού, στο υπόστρωμα, στο στάδιο ανάπτυξης και στις καιρικές συνθήκες

II. Πολύ σημαντικές οι αμοιβαίες αναλογίες μεταξύ των συγκεντρώσεων και συγκεκριμένα οι σχέσεις: K:N, K:Ca:Mg, και N:S:P

III. Φράουλα: N/P/K 3:1:4, K/Ca/Mg 4:2,5:1IV. Τομάτα Ν/Κ~1,5 K/Ca:1,6 Ca/Mg:3,5 N/S:4,2V. Αγγούρι Ν/Κ~2,25 K/Ca:1,6 Ca/Mg:3,5 N/S:10-15

Χρειάζονται επιπλέον:

Η βασική σύνθεση του νερού σε ιόντα (Ca, Mg, S, B, Cl)

Το pH και EC του νερού (HCO3-αλκαλικότητα)

Επιθυμητό λίπασμα

Παράδειγμα Υπολογισμού Θρεπτικού Διαλύματος

Η διαδικασία υπολογισμού (θεωρητικό, μαθηματικό και χημικό υπόβαθρο) βασίζεται σε δημοσιευμένες εργασίες:

Savvas and Adamidis, 1999 Savvas, 2001 Μαυρογιαννόπουλος, 1994; 2006

Ο Δημήτριος Σάββας είναι επίκουρος καθηγητής και ο Γεώργιος Μαυραγιαννόπουλος καθηγητής στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

www.ekk.aua.gr/excel/index2.htm

Καλλιεργητής:

V , m3 A Καλλιέργεια:

1 100 E t 2,20 dS/m E.C. 0,82 3,00 dS/m Τύπος σχήματος θρέψης:

1 100 pH opt. 5,5 pH 7,4 6,20 Ημερομηνία:

1 100 X: (K) 0,350 Ca2+ 3,71 13,43 meq/l

Y: (Ca) 0,475 Mg2+ 1,37 4,78 meq/l 2,20 dS/m2 Z: (Mg) 0,175 K+ 0,07 7,25 meq/l 1,64 dS/m

R (N/K) 2,250 NH4+ 0,00 0,18 meq/l 5,5

N r (NH4/tot. N) 0,080 Na+ 2,87 4,41 meq/l 1000 ΛΙΤΡΩΝ

P r (P ratio) 0,072 SO42- 2,22 6,81 meq/l 1 Νιτρικό ασβέστιο 0,562 ΚΙΛΑ

[Fe ]t 12,00 μmol/l NO3- 0,04 16,75 meq/l 2 Νιτρικό κάλιο 16,353 ΚΙΛΑ

2 [M n ]t 10,00 μmol/l H2PO4- 0,00 1,23 meq/l 3 Νιτρική αμμωνία 7,322 ΚΙΛΑ

[Zn ]t 4,00 μmol/l HCO3- 3,26 1,12 meq/l 4 Χηλικός σίδηρος 0,506 ΚΙΛΑ

[Cu ]t 0,60 μmol/l Cl- 2,49 4,16 meq/l 1000 ΛΙΤΡΩΝ[B ]t 20,00 μmol/l Fe 0,00 14,67 μmol/l 1 Νιτρικό κάλιο 10,902 ΚΙΛΑ

[M o ]t 0,50 μmol/l Mn++ 2,55 6,74 μmol/l 2 Θειικό μαγνήσιο 0,243 ΚΙΛΑ

Zn++ 0,15 5,83 μmol/l 3 Νιτρικό μαγνήσιο 0,785 ΚΙΛΑ

1 Cu++ 0,37 0,67 μmol/l 4 Φωσφορικό μονοκάλιο 0,000 ΚΙΛΑ

Καθαρ. HNO3 % 68 B 4,44 21,67 μmol/l 5 Θειικό κάλιο 0,000 ΚΙΛΑ

Καθαρ. H3PO4 % 85 Mo 0,00 0,50 μmol/l 6 Φωσφορικό οξύ 4,954 ΛΙΤΡΑ

7 Θειικό μαγγάνιο 99,00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

6 % w/w Drainage w ater 8 Θειικός ψευδάργυρος 48,63 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

Απορροή (%) 38 60 Σcat. 30,05 8,02 9 Θειικός χαλκός 2,90 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

pH m 6,7 40 Σan. 30,07 8,01 10 Βορικό οξύ 0,00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

11 Βόρακας 85,88 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

Anions/Cations C.C.S C.C.W. C.A.F. SO42- NO3

- H2PO4- HCO3

- Cl- 12 Solubor 0,00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

C.A.S. 20,14 3,98 11,37 1,19 0,47 3,12 [Fe]wr 6,57 13 Επταμολυβδαινικό αμμώνιο 5,47 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

C.A.W. 16,39 3,96 6,39 0,47 2,45 3,12 [Mn]wr 4,14 14 Μολυβδαινικό νάτριο 0,00 ΓΡΑΜΜΑΡΙΑ

A.A.F. 5,73 0,02 4,98 0,72 0,00 0,00 [Zn]wr 2,31 1000 ΛΙΤΡΩΝCa2+ 7,46 7,40 0,05 0,00 0,05 0,00 0,00 0,00 [Cu]wr 0,48 1 Νιτρικό οξύ (kg) 8,186 ΛΙΤΡΑ

Mg2+ 2,75 2,67 0,08 0,02 0,06 0,00 0,00 0,00 [B]wr 10,99

K+ 5,49 2,80 2,70 0,00 2,70 0,00 0,00 0,00 [Mo]wr 0,19 [H 3 O +]m

NH4+ 0,99 0,07 0,92 0,00 0,92 0,00 0,00 0,00 B m

Na+ 3,45 3,45 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 [CO 32-]+[HCO 3

-]+[H 2 CO 3 ]

H+ 0,00 0,00 1,98 0,00 1,25 0,72 0,00 0,00 [H 3 O +](n.s. )

ΣΥΝΟΛΑ 20,14 16,39 5,73 B (n.s. )

% Fe στον χη-λικό σίδηρο

ΠΥΚΝΟ ΔΙΑΛΥΜΑ B

1,158491831

Ιχνοστοιχεία (μM)

Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Α (%)

Νιτρικό κάλιο σε Π.Δ. Β (%)

Π.Δ. ΟΞΕΩΣ

ΠΥΚΝΟ ΔΙΑΛΥΜΑ A

CALCULATIONS

Επιλογή λιπάσματος βορίου : Για βορικό οξύ πληκτρολογήστε 1, για βόρακα πληκτρολογήστε 2, για solubor πληκτρολογήστε 3

Επιλογή λιπάσματος μολυβδαινίου : Για επταμολυβδαινικό αμμώνιο πληκτρολογήστε 1, για μολυβδαινικό νάτριο πληκτρολογήστε 2

Περιεκτικότητες λιπασμάτων

3,512517389

3,421503233

1,99526E-07

3,16228E-06

EC μείγματος Δ.Α-νερού:

pH διαλύματος τροφοδοσίας

Επιλογή λιπάσματος φωσφόρου : Για φωσφορικό μονοκάλιο πληκτρολογήστε 1, για φωσφορικό οξύ πληκτρολογήστε 2

EC διαλύματος τροφοδοσίας:ΣΥΝΤΑΓΗ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΓΙΑ ΚΛΕΙΣΤΟ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ

Intermediate calcuations for the estimation of C b

Δοχείο Β

ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑΔοχεία πυκνών διαλυμάτων Σύσταση νερού / απορροής

Δοχείο Α

Επιθυμητά χαρακτηριστικά Θ.Δ.

Δοχείο Γ (οξέως)

http://www.aua.gr/~maurog/calc.html

Θρεπτικό διάλυμα αγγουριάς 100 φορές πιο συμπυκνωμένο διάλυμα Τα λιπάσματα διαλύονται

σε 1 m3 νερό ΔΟΧΕΙΟ Β: Νιτρικό κάλι 25,0 kg Φωσφορικό μονοκάλι Θειικό κάλι 8,7 kg Μαγνησία 12,3 kg Νιτρικό μαγνήσιο Θειικό μαγγάνιο 338 g Θειικός ψευδάργυρος 115 g Βόρακας 190g Θειικός χαλκός 12 g Μολυβδενικό νάτριο 12 g

ΔΟΧΕΙΟ Γ: Νιτρικό οξύ 68% 34,7 kg Φωσφορικό οξύ 85% 14,4 kg

ΔΟΧΕΙΟ A: Νιτρικό ασβέστιο 27,2 kg Νιτρικό κάλι 20,5 kg Νιτρική αμμωνία 4,0 kg Χηλικός σίδηρος DTPA 9% 2,2 kg

Άρδευση

Μόνιμη επιδίωξη η εξασφάλιση ομοιόμορφης διανομής του θρεπτικού διαλύματος (ομοιόμορφη πίεση κατά μήκος του αρδευτικού δικτύου, ίσες διαδρομές άρδευσης)

Αρδευτική δόση Συχνότητα άρδευσης

Σταλάκτες αυτορρυθμιζόμενης πίεσης-αυτόματο κλείσιμο (παροχή 2-4λ/φυτό/ώρα)

Σωλήνας τροφοδοσίας χαμηλότερα του σάκου του υποστρώματος (αποφυγή αδειάσματος μετά το πέρας της άρδευσης)

Διάλυμα απορροής – σχισμές χαμηλά στη βάση της πλάκας εκατέρωθεν των θέσεων άρδευσης

Συλλογή νερού απορροής

Ρύθμιση της δόσης και της συχνότητας παροχής του θρεπτικού διαλύματος

-Με βάση τον ανθρώπινο παράγοντα

Είναι πολύ σημαντικό στη ρίζα η ηλεκτρική αγωγιμότητα να διατηρείται σταθερή (αποφυγή δυσκολίας απορρόφησης νερού και θρεπτικών στοιχείων)

Παράδειγμα (με βάση χρονική διάρκεια) Ένα φυτό αγγουριού σε πλήρη ανάπτυξη ~3 lit

ημερησίως. Σύστημα άρδευσης spaghetti 3,5 lit/h + απορροή (~15%) σημαίνει ότι θέλουμε 20 ποτίσματα διάρκειας 3 λεπτών.

Γιατί 3λΧ20ποτ και όχι 4λΧ15ποτ. Αρδευτική δόση δίνεται από τη σχέση t=(3600*Q) /

(n*q) t= (3600x0,6l/m2)/(3x4l/h)

Με βάση αυτοματισμούς άρδευσης

Αισθητήρια υγρασίας υποστρώματος, ηλεκτρικής

αγωγιμότητας, μεταβολή βάρους, σπαργής των φύλλων,

Αισθητήρες ηλιακής ακτινοβολίας Η άθροιση της ηλιακής ακτινοβολίας ΣRg=Q*λ*(1-dr) / Kc*εtr

200 Joules/cm2 60-90 min

Απολύμανση θρεπτικού διαλύματος

Οι συνηθέστερες μέθοδοι Οι συνηθέστερες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται

για την απολύμανση είναι: το αργό φιλτράρισμα σε άμμο, οι λαμπτήρες υπεριώδους ακτινοβολίας και η συσκευή παραγωγής ελεύθερων ιόντων χαλκού.

Φιλτράρισμα σε άμμο (διαστρωμάτωση άμμου και χαλικιού)

Λαμπτήρες υπεριώδους ακτινοβολίας (254nm) Συσκευή παραγωγής ιόντων χαλκού

Η χρήση χημικών απολυμαντικών όπως Ο3, Η2Ο2 και HOCl (80ml χλωρίνης 4% / m3) και ιόντων Cu περικλείει κινδύνους φυτοτοξικότητος, η διήθηση

μέσω μικροφίλτρων παρουσιάζει προβλήματα απόφραξης

Φιλτράρισμα σε άμμο (διαστρωμάτωση άμμου και χαλικιού)

Το αργό φιλτράρισμα του θρεπτικού διαλύματος σε άμμο είναι ένα βιολογικό φιλτράρισμα. Πρακτικά, χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική στα κλειστά συστήματα και φιλτράροντας το 30%

περίπου του ανακυκλούμενου διαλύματος το 24/ωρο καταστέλλεται αποτελεσματικά μια προσβολή, σχεδόν σε όλες

τις καλλιέργειες. Η τεχνική αυτή είναι εύκολα εφαρμόσιμη, περιβαλλοντικά ασφαλής και οικονομική

Η υπεριώδης UV-ακτινοβολία είναι ενέργεια που προέρχεται από την ακτινοβολία μήκους κύματος 254 nm. Οι μικροοργανισμοί που βρίσκονται στο νερό απορροφούν αυτή την ενέργεια και καταστρέφονται

Με τη μέθοδο UV δεν αλλάζει σημαντικά η χημική σύνθεση, το ρΗ και η θερμοκρασία του θρεπτικού διαλύματος, ενώ δεν παρουσιάζονται περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Επίσης, δεν αφήνονται υπολείμματα στο θρεπτικό διάλυμα.

Προστασία των φυτών με επεμβάσεις στο υπόστρωμα

Βιολογική φυτοπροστασία:

φυσική προστασία από τα παθογόνα, που αναπτύσσονται με φυσικό τρόπο στο ριζικό σύστημα

Mycostop (streptomyces) Soil Guard (Gleosporium) Root shield (Trichoderma)

Μυκητοκτόνα

Συνήθως οι δόσεις στην υδροπονία είναι το 1/5 των αντιστοίχων που

προβλέπονται για το χώμα

Εφαρμογή φυτοφαρμάκων μέσω του ανακυκλούμενου θρεπτικού διαλύματος

Είναι αποτελεσματική μέθοδος σε χαμηλές δόσεις και για μεγάλα χρονικά διαστήματα

Για τις καλλιέργειες καρποδοτικών κηπευτικών πρέπει να ελεγχθεί τι υπολείμματα ανιχνεύονται στα βρώσιμα τμήματα

Δεν συνιστάται για φυλλώδη λαχανικά όπως το μαρούλι

Παράδειγμα Απολύμανσης Υποστρώματος

Για απολύμανση του κοκοφοίνικα:metam -sodium (C2H4NNaS2): μετά την καλλιεργητική περίοδο

1) κοκοφοίνικας να είναι σχετικά στεγνός

2) για 1 κυβικό μέτρο της Coco είναι 500ml (Για παράδειγμα, 55 growbags στον διαστάσεις 12cm x 15cm x 100 εκατοστά ισούται με 1 κυβικό μέτρο)

3) Εφαρμογή σε ένα μεγάλο αριθμό κύκλων άρδευση, αλλά με μικρές ποσότητες νερού, προκειμένου να αποφευχθεί η αποστράγγιση

4) Μετά την εφαρμογή, ο κοκοφοίνικας πρέπει να αφεθεί για 14 ημέρες

5) Όταν η διαδικασία τελειώνει ο κοκοφοίνικας θα πρέπει να πλυθεί και τότε είναι έτοιμος για επαναχρησιμοποίηση

Η πειραματική εργασία επικεντρώθηκε σε τεχνικές καλλιέργειας και στην καλλιέργεια σε υποστρώματα

λαχανοκομικών φυτών

Καλλιέργεια ανθοκομικών φυτών σε διάφορα υποστρώματα και καθεστώτα άρδευσης

Συστήματα καλλιέργειας

Ερευνητική δραστηριότητα στο ΙΓΕ

Ερευνητική εργασία στο ΙΓΕ

Υδροπονική καλλιέργεια τομάτας

(Papadopoulos, 1997) Χωρίς απορροή-όλο το θρεπτικό διάλυμα

χρησιμοποιείτο από τα φυτά Καλλιέργεια τομάτας σε Περλίτη και μίγματα

Περλίτη με στέμφυλα και ζωϊκή κοπριά

Αποτελέσματα Καλύτερο υπόστρωμα το μίγμα Περλίτη (70%) +

Στέμφυλα (30%) Πλήρης χρησιμοποίηση νερού και λιπασμάτων Δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης υποστρώματος

Υδροπονική καλλιέργεια αγγουριού

(Papadopoulos, 1997)N:150, P:60, K:250 ppm100%75%50% ΠερλίτηΧωρίς απορροή (κλειστό σύστημα)

Καλλιέργεια ανθοκομικών φυτών σε εγχώρια υποστρώματα και

καθεστώτα άρδευσης (Δρ. Δώρα Χειμωνίδου)

Συνδυασμός ανάμειξης καθαρού νερού χαμηλής αγωγιμότητας με το νερό της απορροής (μείωση ρυθμού αύξησης της αλατότητας)

Σύστημα: λειτουργικά και οικονομικά εφικτό περιβαλλοντολογικά φιλικό

Κλειστό υδροπονικό σύστημα διαχείρισης προσαρμοσμένο στις Κυπριακές συνθήκες

Polycarpou P., D. Neocleous, Dora Chimonidou, I. Papadopoulos, 2005. A closed system for soil less culture adapted to the Cyprus

conditions. Options Meditterraneenes, Series B, 53: 237-241.

Εξοικονόμηση και πλήρης χρησιμοποίηση νερού και λιπασμάτων (~50% εξοικονόμηση)

η κατανάλωση νερού στην τομάτα ανήλθε στα 351 λίτρα/m2 γεγονός που έδωσε κατανάλωση νερού ανά κιλό παραγόμενου προϊόντος 21.3 λίτρα/kg και παραγωγικότητα του νερού άρδευσης 46.9 kg/τόνο (20.2 kg/τόνο στο έδαφος-Ηλιάδης κ.α., 1992).

Σύστημα με απορροή και επανακυκλοφορίαΤα αποτελέσματα έδειξαν:

Αποφυγή νιτρορύπανσης και αύξηση της αποδοτικής χρήσης νερού και λιπασμάτων στην υδροπονία

Αειφορική απόρριψη διαλύματος υδροπονίας χρησιμοποιώντας δεξαμενή βιο-επεξεργασίας

Neocleous, D., Kaittanis, C., Seraphides, N. and Polycarpou, P. 2007. Sustainable disposal of hydroponic fertigation effluents utilizing a constructed wetland. Agrothesis, 5(1): 37-40.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Supply 5/18 Wetland 5/18 Wetland 5/24 Wetland 6/1 Wetland 6/8

Time

pp

m Nitrate

Chloride

Συμπερασματικά, το εγχώριο χαλίκι δύναται να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως εναλλακτικό υπόστρωμα υδροπονικής καλλιέργειας στην τομάτα και ενδεχομένως και σε άλλες καλλιέργειες με τη δυνατότητα χρήσης κλειστού υδροπονικού συστήματος

Δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης υποστρώματος(2-3η χρονιά)

Neocleous, D. and Polycarpou, P. 2010. Gravel for soilless tomato

culture in the Mediterranean region. International Journal of

Vegetable Science v.16: 148-159.

Neocleous, D. 2010. Yield, nutrients and antioxidants of

tomato in response to grafting and substrate. International

Journal of Vegetable Science v.16: 212-221.

Συνέχεια: Με στόχο τη δυνατότητα χρήσης ενός ντόπιου υποστρώματος στην καλλιέργεια τομάτας σε κλειστό υδροπονικό σύστημα (με επανακυκλοφορία).

Τομάτα σε ντόπιο υπόστρωμα

Η παραγωγή τομάτας με την χρήση υδροπονίας βρέθηκε ότι έχει θετικά οικονομικά αποτελέσματα και η επένδυση αποδεκτό Εσωτερικό Συντελεστή Αποδοτικότητας (ΕΣΑ),

Τεχνοοικονομική μελέτη της καλλιέργειας της τομάτας με τη χρήση υδροπονικών συστημάτων στην Κύπρο

Ντομάτα : 6% > 4.5% → αποδεκτή-κερδοφόρα

Μέση Απόδοση :Ντομάτας: 278τ/εκτάριο ή 10,5κ/φυτό,

Παπαδαυίδ Γεώργιος, Μαρίνος Μάρκου, Δαμιανός Νεοκλέους, 2008, Agrothesis, 6(1): 9-19.

Υδροπονική καλλιέργεια μαρουλιού•Σύμφω

να με τα επιτρεπόμενα επίπεδα νιτρικών και το εμπορικό μέγεθος των μαρουλιών συνίσταται η NO3 μορφή ή ο συνδυασμός NH4 / NO3 1:1 στην υδροπονική καλλιέργεια σε περλίτη.

1. Επίδραση μορφής αζώτου

στην αύξηση και συγκέντρωση νιτρικών στα

μαρούλια

•Η αύξηση του επιπέδου του αζώτου στο θρεπτικό διάλυμα δικαιολογείται μέχρι τα 150 ppm

•Οι επεμβάσεις με γιββεριλλίνη γενικά δεν μείωσαν τα νιτρικά αλλά ούτε και αύξησαν σημαντικά το νωπό βάρος

2. Επίδραση του επιπέδου του

αζώτου και της εφαρμογής

γιββεριλλίνης στην αύξηση και τη συγκέντρωση νιτρικών στα

μαρούλια

Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Olympios, C. 2007. The effects of growth regulators on growth and tissue nitrate content of lettuce plants (Lactuca sativa) grown in Cyprus. Technical Bulletin 230. Agricultural Research Institute, Nicosia. 8p.

Journal of Applied Horticulture Horizontal and vertical soilless growing systems under Cyprus conditions

Υδροπονική καλλιέργεια φράουλας σε γλάστρα

η χρήση νερών με αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα

(αλατούχων) την περίοδο χρωματισμού των καρπών μπορεί να επηρεάσει θετικά την ποιότητα των

καρπών και το αντιοξειδωτικό δυναμικό των φυτών

Αυτό ενδεχομένως να έχει πρακτική εφαρμογή στην υδροπονική

καλλιέργεια της φράουλας όπου η EC του θρεπτικού διαλύματος μπορεί

να αυξάνεται παροδικά.

η μακροχρόνια χρήση αλατούχου νερού έδειξε ότι εμπεριέχει

σοβαρούς κινδύνους.

Η οργανική λίπανση στη φράουλα βελτίωσε την περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες, βιτ. C και την αντιοξειδωτική ικανότητα των

καρπών συγκριτικά με τη λίπανση με ανόργανα λιπάσματα

Neocleous et al. 2009. Antioxidants – enhancing and understanding in strawberry fruits. Acta Hort. (838): 193-198.

Neocleous et al. 2009. Antioxidant response of salt-treated strawberry plants to heat stress. Acta Hort. (838): 217-222.

Συνέχεια Ερευνητικής Εργασίας Υδροπονική καλλιέργεια φράουλας

και φρέσκων αρωματικών

Σας ευχαριστώ