Διαδικτυακή εφαρμογή Υπολογισμού των Υδατικών Αναγκών των Καλλιεργειών

Δαμιανός Νεοκλέους
Ανώτερος Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών
Κλάδος Εγγείων Βελτιώσεων

Η παρούσα μελέτη έχει σκοπό να περιλάβει στοιχεία τα οποία είναι χρήσιμα σε όσους ασχολούνται ή θα ασχοληθούν με την αρδευόμενη γεωργία. Δίνεται έμφαση στον καθορισμό των υδατικών αναγκών των καλλιεργειών σε μηνιαία βάση, ανάλογα με την τοποθεσία (30 τοποθεσίες σε όλη την Κύπρο) και το είδος της καλλιέργειας (50 καλλιέργειες), ως φυσικό συνεπακόλουθο της ερευνητικής εργασίας του ΙΓΕ.

Υδατικές Ανάγκες Καλλιεργειών

Για σκοπούς πρακτικής εφαρμογής της μελέτης αυτής, στα πλαίσια των επιχειρησιακών στόχων του ΙΓΕ, ο Κλάδος Εγγείων Βελτιώσεων σε συνεργασία με τον Κλάδο Αγροτικής Ανάπτυξης προχώρησαν στη δημιουργία ενός διαδικτυακού προγράμματος υπολογισμού των υδατικών απαιτήσεων των καλλιεργειών. Το πρόγραμμα αυτό είναι ελεύθερα προσβάσιμο από την ιστοσελίδα του ΙΓΕ http://www.ari.gov.cy

Διαδικτυακή εφαρμογή υπολογισμού υδατικών αναγκών καλλιεργειών

Israeli water and environmental technologies: Combining innovation with enterpreneurship

On the occasion of Watec Israel 2013, the Embassy of Israel and the Agricultural Research Institute organized a presentation «Israeli water and environmental technologies: Combining innovation with enterpreneurship», on Thursday October 10, 2013 at the ARI headquarters in Nicosia.

Introduction by Dr Dora Chimonidou, Director of the Agricultural Research Institute
Welcome address by H.E. Mr Michael Harari, Ambassador of Israel
Invited speaker Mr Assaf Barnea, CEO of Kinrot Ventures

Watch the presentation here!

Review 2010-2011

The Agricultural Research Institute Review for 2010-2011

Διαλέξεις στο ΙΓΕ

Αναστάσης Χρίστου
Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών

Παρακολουθήστε τη διάλεξη που δόθηκε από τους Αναστάσης Χρίστου, Κλάδος Έγγειων Βελτιώσεων, ΙΓΕ και Έλενα Ηλιάδου, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Κύπρου με τίτλο: Αξιολόγηση των αλλαγών στις φυσικοχημικές ιδιότητες του εδάφους, της πιθανότητας βιοσυσσώρευσης βαρέων μετάλλων και του μικροβιακού φορτίου στο εδώδιμο προϊόν οπωροκηπευτικών, ως αποτέλεσμα της άρδευσης με επεξεργασμένο νερό.

Η διάλεξη πραγματοποιήθηκε την Πέμπτη 14 Ιουνίου, 2012 στην αίθουσα διαλέξεων του ΙΓΕ.

AGWater project

Ανδρέας Στυλιανού
Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών

Την Παρασκευή 6 Απριλίου 2012 πραγματοποιήθηκε η εναρκτήρια συνάντηση του ερευνητικού προγράμματος «Options for sustainable agricultural production and water use in Cyprus under global change» (AGWater).

Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται από το Ίδρυμα Προώθησης Έρευνας και Συντονιστής είναι το Cyprus Institute, ενώ συνεργαζόμενοι φορείς είναι το Τμήμα Γεωλογικής Επισκόπησης, η Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου, το Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών (ΙΓΕ), το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου (ΤΕΠΑΚ) και το Oregon State University.

Εναρκτήρια συνάντηση του προγράμματος AGWater

Από το ΙΓΕ συμμετέχουν οι Δρ. Μαρίνος Μάρκου, κ. Σοφοκλής Γρηγορίου, Δρ. Διονυσία Φασούλα και κ. Ανδρέας Στυλιανού. Στην πρώτη συνάντηση παρουσιάστηκαν όλα τα Πακέτα Εργασίας (Work Packages-WP) από τη συντονίστρια Dr Adriana Bruggeman. Ακολούθησε εποικοδομητική συζήτηση και κατανομή των εργασιών. Η συνεισφορά του ΙΓΕ στο συγκεκριμένο πρόγραμμα είναι σημαντική αφού συμμετέχει στα έξι από τα συνολικά οκτώ Πακέτα Εργασίας, ενώ είναι υπεύθυνο για το Πακέτο Εργασίας 5.

Η προοπτική της υδροπονικής καλλιέργειας στην Κύπρο

Δρ Δαμιανός Νεοκλέους
Ανώτερος Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών

Σήμερα οι Υδροπονικές καλλιέργειες και οι αυτοματισμοί στα θερμοκήπια είναι οι πιο σύγχρονες τεχνολογίες που υπάρχουν παγκόσμια στον τομέα των θερμοκηπιακών καλλιεργειών. Αυτές οι μέθοδοι αποτελούν προϋπόθεση για την εφαρμογή των συστημάτων ακριβείας στη γεωργία και οι υδροπονικές καλλιέργειες είναι αναπόσπαστο κομμάτι. Στην Κύπρο η υδροπονία χρησιμοποιείται πολύ περιορισμένα και όπου εφαρμόζεται δεν γίνεται πλήρης εκμετάλλευση των δυνατοτήτων που προσφέρει. Η ανάπτυξη αυτού του τομέα στη χώρα μας θα συμβάλει στη βελτίωση της ανταγωνιστικότητας των θερμοκηπιακών εκμεταλλεύσεων και θα προσφέρει διέξοδο από τις δημιουργούμενες λόγω της κλιματικής αλλαγής συνθήκες.

Υδροπονική καλλιέργεια φυτών τομάτας

Για την ανάπτυξη αυτού του τομέα στη χώρα μας, απαιτείται πρωτίστως ένα ψηλό επίπεδο γενικής και επαγγελματικής εκπαίδευσης και κατάρτισης. Εντελώς απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη ενός αποτελεσματικού συστήματος μεταφοράς και εφαρμογής της αποκτούμενης τεχνογνωσίας, στους τελικούς χρήστες. Στον τομέα αυτό παρουσιάζονται ελλείψεις και αδυναμίες. Για το σκοπό αυτό το Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών προχώρησε στη δημιουργία ενός κέντρου εκπαίδευσης σε θέματα υδροπονίας, στον Πειραματικό Σταθμό στο Ζύγι.

Η λέξη υδροπονία (hydroponics) παράγεται από δύο ελληνικές λέξεις: Ύδωρ (hydro) που σημαίνει νερό και πόνος (ponos) που σημαίνει εργασία δηλαδή η εργασία με το νερό. Η Υδροπονία είναι μια τεχνολογικά εξελιγμένη μέθοδος γεωργικής παραγωγής η οποία επεκτείνεται συνεχώς σε όλο τον κόσμο όπου η χρησιμοποίηση της επιστημονικής γνώσης και της τεχνολογίας δίνουν νέες διαστάσεις στις δυνατότητες της γεωργικής παραγωγής.

Με τη μέθοδο της υδροπονίας τα φυτά καλλιεργούνται εκτός του φυσικού εδάφους είτε πάνω σε αδρανή υποστρώματα ή σε θρεπτικά διαλύματα. Το θρεπτικό διάλυμα είναι ένα αραιό υδατικό διάλυμα όλων των θρεπτικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για τα φυτά. Τα υποστρώματα υποκαθιστούν πλήρως το έδαφος ως μέσο ανάπτυξης των φυτών.

Όπως όλα τα πράγματα, η Υδροπονία μπορεί να δώσει καλά ή κακά αποτελέσματα αναλόγως του χρήστη και των αποτελεσμάτων που επιδιώκει. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μαζική παραγωγή και να παράγει προϊόντα χωρίς γεύση και άρωμα αλλά όμως, μπορεί και να παράγει τα ίδια προϊόντα με τις καλύτερες θρεπτικές ιδιότητες, με πλούσια γεύση και άρωμα. Επίσης μπορεί να μολύνει το περιβάλλον αλλά όμως, μπορεί και να χρησιμοποιηθεί οικολογικά με σεβασμό στο περιβάλλον, ικανή να θρέψει μια μεγάλη μερίδα του πληθυσμού με ποιοτικά τρόφιμα. Εκτός από την εκτενή έρευνα που διεξάγεται, με την υδροπονία απλοί άνθρωποι έφτιαξαν απλά συστήματα για να καλλιεργούν εύγευστα προϊόντα για την οικογένεια και τους φίλους τους και εκπαιδευτικοί έχουν καταλάβει τις εκπληκτικές εφαρμογές που μπορεί να προσφέρει η μέθοδος της υδροπονίας στην τάξη.

Γενικά διεθνώς, στην επιχειρηματική παραγωγή δεν υπάρχει μια μέθοδος υδροπονικής καλλιέργειας που να δίνει το καλύτερο οικονομικό αποτέλεσμα σε όλες τις περιπτώσεις. Το βέλτιστο σύστημα καθορίζεται από παράγοντες όπως: κλίμα, κόστος πρώτων υλών, ενέργειας, εργασίας και το επίπεδο των γνώσεων.

Οι μέθοδοι που εφαρμόζονται περισσότερο σήμερα στον κόσμο είναι καλλιέργεια σε ορυκτοβάμβακα (Rockwool), μεμβράνη θρεπτικού διαλύματος (NFT) και ίνες καρύδας (Cocosoil). Στην Κύπρο η υδροπονική καλλιέργεια σε εμπορική κλίμακα άρχισε μετά το 1996 και περιορίζεται κυρίως σε καλλιέργεια λαχανικών (63%) και ανθοκομικών φυτών (37%). Τα κύρια υποστρώματα που χρησιμοποιούνται είναι ορυκτοβάμβακας 45%(Rockwool) και ίνες καρύδας 45%(Cocosoil).

Η κυπριακή γεωργία, αν και έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο σε πολλούς τομείς, υστερεί στην εφαρμογή γεωργικών συστημάτων ακριβείας και τη χρήση τεχνολογικού εξοπλισμού υψηλού επιπέδου στα θερμοκήπια. Η απόφαση βασίζεται στα οικονομικά της παραγωγής, με μια προδιάθεση προς λύσεις με τις λιγότερο ακριβές και με τις λιγότερο τεχνικές απαιτήσεις, εάν η προκύπτουσα παραγωγή επιτρέπει επαρκή κέρδη. Υπάρχουν όμως καταστάσεις όπου απαιτούνται πιο ακριβά συστήματα, είτε γιατί δεν είναι διαθέσιμο κατάλληλο έδαφος, ή γιατί η κατάσταση είναι τόσο ανταγωνιστική που απαιτεί επιπρόσθετη παραγωγή, πράγμα που επιτυγχάνεται με τις μεθόδους καλλιέργειας χωρίς έδαφος.

Στην Κύπρο τα τελευταία χρόνια παρατηρήθηκε σχετική αύξηση στην έκταση που καταλαμβάνει η υδροπονία στον τομέα των θερμοκηπιακών καλλιεργειών λόγω της προώθησης των υδροπονικών καλλιεργειών μέσω του Σχεδίου Αγροτικής Ανάπτυξης αλλά και λόγω της αποδοτικότερης χρήσης του υπόλοιπου εξοπλισμού του θερμοκηπίου, του περιοριστικού παράγοντα νερού και κατά συνέπεια των αυξημένων αποδόσεων και της πολύ καλής ποιότητας των προϊόντων. Για παράδειγμα αναφέρω ότι το 1996 λειτουργούσε μόνο μια μονάδα υδροπονίας έκτασης 14 δεκαρίων ενώ σήμερα υπάρχουν αρκετές μονάδες συνολικής έκτασης 266 δεκαρίων.

Υδροπονική καλλιέργεια φυτών φράουλας

Είναι φανερό ότι στη χώρα μας η εμπειρία τόσο της υδροπονικής καλλιέργειας όσο και της καλλιέργειας σε υποστρώματα είναι περιορισμένη και σίγουρα απαιτείται περισσότερη εκπαίδευση, τεχνοκρατική επάρκεια και δυνατότητα μεταφοράς της τεχνογνωσίας για να βοηθήσουμε ουσιαστικά τους παραγωγούς που θέλουν να εφαρμόσουν αυτή την τεχνική καλλιέργειας. Πολλές φορές 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. Επίσης οι καλλιεργητές πολλές φορές καταφεύγουν σε υπερβολική ή και αλόγιστη χρήση χημικών προϊόντων και νερού με όλες τις δυσμενείς συνέπειες όταν δεν γίνεται ορθολογική εφαρμογή της τεχνικής αυτής.

Ήδη η Κύπρος, όπως και πολλές άλλες χώρες της Μεσογείου, έχουν σοβαρό πρόβλημα τόσο με την ποσότητα όσο και με την ποιότητα του νερού για άρδευση όπως και με την ρύπανση των υπογείων υδάτων. Αν συνυπολογίσουμε ότι τα εδάφη υφίστανται υποβάθμιση χρόνο με τον χρόνο λόγω της εντατικής χρήσης τους τότε καταλαβαίνουμε ότι η ανάπτυξη των υδροπονικών καλλιεργειών, είτε αυτούσια όπως εφαρμόζονται σε άλλες χώρες (με τον κίνδυνο μετά από κάποιο χρονικό διάστημα να χαρακτηριστούν ως ανεδαφικές) ή τροποποιημένες στις τοπικές συνθήκες της χώρας μας θα συμβάλλουν στην αύξηση και βελτίωση της παραγωγής, τον εκσυγχρονισμό των γεωργικών εκμεταλλεύσεων με πιο σύγχρονες επιδιώξεις, όπως η βελτίωση της ποιότητας και της ασφάλειας των τροφίμων και η προστασία του περιβάλλοντος.

Η συμβολή της δορυφορικής τηλεπισκόπισης στη διαχείριση του νερού άρδευσης

Δρ Γιώργος Παπαδαυίδ
Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών Α’

Η ραγδαία αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού ασκεί πίεση για ανάλογη αύξηση της παραγωγής τροφής και θέτει σε κίνδυνο τους φυσικούς πόρους του πλανήτη. Το μεγαλύτερο βάρος για την κάλυψη των αναγκών πέφτει αναπόφευκτα στην αρδευόμενη γεωργία, η οποία καλύπτει σήμερα το 40% της παγκόσμιας κατανάλωσης νερού. Οι συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις σε νερό είναι αναμφισβήτητα ένα επερχόμενο παγκόσμιο πρόβλημα, που τονίζει την ανάγκη για καλύτερη διαχείριση των υδατικών πόρων. Στόχος  θα πρέπει να είναι η αύξηση της παραγωγής, χωρίς περαιτέρω εξάντληση των διαθέσιμων υδατικών πόρων. Η ορθολογική διαχείριση του νερού, η οποία καθορίζεται από την Οδηγία -Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ της Ε.Ε, αποτελεί συμβατική υποχρέωση του Γεωργικού Τομέα της Κύπρου, τόσο απέναντι στην Ευρωπαϊκή Ένωση όσο και στις επόμενες γενεές των Κύπριων πολιτών. Η παρατεταμένη ανομβρία, οι ξηρικές συνθήκες  και η κακή διαχείριση του νερού για άρδευση έχουν σαν αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση των υδατικών (υπόγειων και επιφανειακών) αποθεμάτων και πόρων του νησιού μας. Θα πρέπει λοιπόν να γίνουν εκείνα τα βήματα προς την σωστή κατεύθυνση που θα υποστηρίξουν την παραπάνω διαδικασία.

Κατανοώτας την μεγάλη σημασία που έχει σήμερα η δορυφορική τηλεπισκόπιση στη Γεωργία και εκτιμώντας ότι στα επόμενα χρόνια θα παίξει καταλυτικό ρόλο στα δρώμενα, το ΙΓΕ ως ερευνητικό ίδρυμα προσπαθεί να εντάξει στους κόλπους του τέτοιες τεχνολογίες που θα συμβάλουν στην αναβάθμιση της κυπριακής Γεωργίας. Το συγκεκριμένο πρωτοποριακό πρόγραμμα κάνει χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπισης για πρώτη φορά στη Κύπρο για την εκτίμηση των αρδευτικών αναγκών ορισμένων καλλιεργειών. Το έργο έχει σαν κύριο στόχο την ανάπτυξη και εφαρμογή ενός μοντέλου που θα μετρά την εξατμισοδιαπνοή των καλλιεργειών με τη βοήθεια Τεχνικών Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης (Remote Sensing) από τους δορυφόρους Landsat, ΤΜ και ETM+ (εικόνα 1) σε συνδυασμό με καθημερινές μετρήσεις εδάφους των διαφόρων  παραμέτρων (θερμοκρασία και υγρασία εδάφους, ατμοσφαιρική πίεση, θερμοκρασία φυτών, θερμοκρασία, βροχόπτωση και ταχύτητα αέρα, δείκτη φυλλικής επιφάνειας, ύψους φυτών) που απαιτούνται. Η δημιουργία τεχνικών δεδομένων και ο έλεγχος των παραμέτρων σε χρονιαία βάση από τη συνεχή ροή των πρωτογενών δεδομένων, θα βοηθήσει στην ανάπτυξη και εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου συστήματος μέτρησης της εξατμισοδιαπνοής και  της ζήτησης του νερού άρδευσης.

Αναφορικά με τους χάρτες εξατμισοδιαπνοής, οι χρήστες τους μπορούν να βλέπουν τις αρδευτικές ανάγκες των καλλιεργειών τους σε ημερήσια ή και μηνιαία βάση. Οι χάρτες αυτοί είναι στην ουσία οι δορυφορικές εικόνες της περιοχής οι οποίες μετατράπηκαν σε χάρτες με τη χρήση του αλγόριθμου  Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), ύστερα από την εφαρμογή του στο ERDAS Imagine software (version 9.3). Οι χάρτες εξατμισοδιαπνοής είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την έγκαιρη και έγκυρη εξαγωγή πληροφοριών που σχετίζονται με τις ανάγκες των καλλιεργειών σε νερό.

Ανέκαθεν το υδατικό πρόβλημα του νησιού είχε σημαντική επίδραση στη Γεωργία της Κύπρου. Με την εισαγωγή νέας τεχνολογίας που επέφερε την εντατικοποίηση  των καλλιεργειών, η εξεύρεση υδάτινων πόρων αλλά και το κόστος της άρδευσης βρισκόταν πάντα στο προσκήνιο. Η χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπισης στον τομέα της άρδευσης και της διαχείρισης των υδάτινων πόρων μπορεί να συμβάλει σε μικροοικονομικό επίπεδο στην μεγιστοποίηση του κέρδους του παραγωγού. Η μείωση στο κόστος άρδευσης, με την χρήση των άριστων ποσοτήτων νερού για τις ανάγκες των καλλιεργειών, μπορεί να συμβάλει δυναμικά στο περιθώριο κέρδους του παραγωγού ενώ παράλληλα να έχει θετική επίδραση στην αποθεματοποίηση των επιφανειακών υδάτινων πόρων που αποθηκεύονται στα φράγματα.

Εικόνα: Παράδειγμα χάρτη εξατμισοδιαπνοής (mm/day) της περιοχής ενδιαφέροντος