Το κόστος και τα οφέλη της υδρολίπανσης

Η υδρολίπανση (fertigation) αφορά τη συνεχή παροχή θρεπτικών στοιχείων στα φυτά μιας καλλιέργειας μέσω του αρδευτικού νερού κατά τη διενέργεια της επιφανειακής τους λίπανσης (κατά τη διάρκεια της βλαστικής και παραγωγικής περιόδου). Η τεχνική αυτή είναι μια αποτελεσματική μέθοδος εφαρμογής θρεπτικών ουσιών, κατά την οποία τα λιπάσματα παρέχονται στα φυτά μέσω του συστήματος άρδευσης. Αποτελεί ελκυστική μέθοδο επιφανειακής λίπανσης στα σύγχρονα συστήματα εντατικής γεωργίας, ιδιαίτερα μετά την υιοθέτηση και την ανάπτυξη των συστημάτων άρδευσης με σταγόνες.

του Χαράλαμπου Καριπίδη, καθηγητή Τμήματος Γεωπονίας, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων

Το νερό και τα θρεπτικά συστατικά είναι οι κύριοι συντελεστές παραγωγής στην αρδευόμενη γεωργία και είναι οι κύριες εισροές που συμβάλλουν στην υψηλότερη παραγωγικότητα των καλλιεργειών.

Στην εντατική γεωργία, η ορθολογική χρήση τόσο των λιπασμάτων, όσο και του αρδευτικού νερού, έχουν συμβάλει σημαντικά στην αύξηση της απόδοσης και της ποιότητας των καλλιεργειών. Η βελτίωση όμως της αποδοτικότητας χρήσης αυτών των πολύτιμων εισροών είναι υψίστης σημασίας, επειδή έχουν σημαντικό κόστος χρήσης και σχετίζονται άμεσα με το «ενεργειακό και υδατικό αποτύπωμα» μιας καλλιέργειας. Κάτω από αυτό το πρίσμα, η αποδοτικότητα χρήσης νερού και λιπασμάτων μέσω της υδρολίπανσης αποκτά ιδιαίτερη σημασία.

Πλεονεκτήματα από την εφαρμογή της υδρολίπανσης

1. Συγχρονισμός της παροχής θρεπτικών ουσιών σύμφωνα με τις ανάγκες της καλλιέργειας

Με την υδρολίπανση, η εφαρμογή λιπάσματος, η ποσότητα και η μορφή των θρεπτικών ουσιών μπορεί να ρυθμίζεται ανάλογα με τις ανάγκες των κρίσιμων σταδίων ανάπτυξης των φυτών μιας καλλιέργειας, καθώς οι ανάγκες τους μεταβάλλονται συνεχώς. Ο συγχρονισμός της προσφοράς θρεπτικών ουσιών και της ζήτησης των καλλιεργειών ενισχύει την αποτελεσματικότητα της χρήσης των λιπασμάτων.

2. Μεγαλύτερη απόδοση καλλιέργειας

Η εφαρμογή θρεπτικών συστατικών με νερό έχει αποδειχθεί ότι οδηγεί σε μεγαλύτερη ανάπτυξη και απόδοση των καλλιεργειών τόσο σε δενδροκομικές καλλιέργειες όσο και λαχανικών, σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους εφαρμογής λιπασμάτων στο έδαφος.

3. Αποδοτικότερη χρήση αζώτου και νερού

Η λίπανση και το πότισμα των καλλιεργειών με την τεχνική της υδρολίπανσης αυξάνει την αποδοτικότητα χρήσης νερού και αζώτου. Επειδή τα θρεπτικά συστατικά παρέχονται μέσω του νερού άρδευσης, είναι ήδη σε διαλυτές μορφές, διαθέσιμα για πρόσληψη από τα φυτά. Παράλληλα, η παροχή των θρεπτικών ουσιών στο έδαφος γίνεται σε μικρό εύρος στη ζώνη της ρίζας και τα θρεπτικά συστατικά που εφαρμόζονται σε αυτήν τη ζώνη προσλαμβάνονται με μεγάλη αποτελεσματικότητα.

4. Μείωση του κόστους εφαρμογής λιπασμάτων

Με την παροχή των λιπασμάτων μέσω του αρδευτικού δικτύου, περιορίζονται οι δαπάνες σε εργατικά και ενέργεια που θα χρειάζονταν με την εφαρμογή της παραδοσιακής επιφανειακής λίπανσης.

5. Μειωμένη μόλυνση των υπόγειων υδάτων

Η υδρολίπανση έχει αποδειχθεί ότι μειώνει τόσο την ποσότητα των χρησιμοποιούμενων λιπασμάτων όσο και την έκπλυση θρεπτικών ουσιών. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά κοκκώδη λιπάσματα που χρησιμοποιούνται στην επιφανειακή λίπανση των καλλιεργειών, στην υδρολίπανση χρησιμοποιείται λιγότερο λίπασμα. Η συχνή εφαρμογή μικρών ποσοτήτων θρεπτικών ουσιών μαζί με το αρδευτικό νερό είναι υπεύθυνη για τη μεγαλύτερη αποδοτικότητα χρήσης θρεπτικών ουσιών που παρατηρείται στα συστήματα υδρολίπανσης και τις μικρότερες ποσότητες θρεπτικών ουσιών που εφαρμόζονται στο έδαφος. Επομένως, λίγα είναι διαθέσιμα για έκπλυση υπό έντονες βροχοπτώσεις, μειώνοντας τον κίνδυνο μόλυνσης των υπόγειων υδάτων.

6. Περιορισμός ανάπτυξης ζιζανίων

Έχει αποδειχθεί ότι το ξηρό βάρος και ο πληθυσμός των ζιζανίων αυξάνονται όταν οι καλλιέργειες καλλιεργούνταν με συμβατική λίπανση και άρδευση (ιδιαίτερα με αυλάκια) σε σύγκριση με τη στάγδην υδρολίπανση. Η στάγδην άρδευση και υδρολίπανση παρέχουν μειωμένους πόρους νερού και θρεπτικών στοιχείων για τα ζιζάνια.

Μειονεκτήματα της υδρολίπανσης

1. Υψηλό κόστος εγκατάστασης και χρήσης

Πέρα από το αρδευτικό σύστημα (σωλήνες παροχής, σταλάκτες, αντλίες κ.λπ.), το οποίο μπορεί ήδη να είναι σε χρήση, η αγορά του απαραίτητου εξοπλισμού για τη διάλυση και την έγχυση των λιπασμάτων στο αρδευτικό δίκτυο (δεξαμενές, χρονοδιακόπτες, βαλβίδες αποτροπής αντίστροφης ροής, συσκευές έγχυσης, φίλτρα κ.ά.) αυξάνουν το κόστος ανάλογα με τη μέθοδο διοχέτευσης των πυκνών διαλυμάτων στο δίκτυο. Αυτά τα κόστη μπορεί να είναι πολύ υψηλά και η απόσβεσή τους να μην είναι εύκολη, εάν η κλίμακα υδρολίπανσης είναι πολύ μικρή.

Επίσης, τα χρησιμοποιούμενα κρυσταλλικά λιπάσματα που απαιτούνται (100% διαλυτότητα και υψηλή καθαρότητα) έχουν υψηλότερο κόστος από τα συνήθη κοκκώδη.

2. Κίνδυνοι απόφραξης

Το πιο κοινό σύστημα άρδευσης για υδρολίπανση είναι η άρδευση με σταγόνες, ένα σύστημα επιρρεπές σε απόφραξη των σταλακτήρων από ιζήματα και άλατα που σχηματίζονται λόγω αλληλεπίδρασης των χημικών στοιχείων ή από τη χρήση νερού αυξημένης αλατότητας, με υψηλή περιεκτικότητα σε ασβέστιο, αργίλιο ή μαγνήσιο. Το νερό καλής ποιότητας είναι απαραίτητο. Είναι σημαντικό στο τελικό στάδιο της κάθε άρδευσης να χρησιμοποιείται καθαρό νερό για ξέπλυμα των αλάτων από τους σταλάκτες. Επίσης, οι χρήστες θα πρέπει να διασφαλίζουν τη συμβατότητα μεταξύ των λιπασμάτων πριν από τη χρήση.

3. Αυξημένες απαιτήσεις συντήρησης και χρήσης

Οποιοδήποτε ελάττωμα σε ένα σύστημα υδρολίπανσης μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια απόδοσης, ανομοιομορφία στη λίπανση των φυτών και ζημιά στον εξοπλισμό. Οι σταλάκτες πρέπει να διατηρούνται καθαροί για να εφαρμόζουν ομοιόμορφη παροχή σε όλα τα φυτά μιας καλλιέργειας. Η σωστή συντήρηση του εξοπλισμού μπορεί να είναι δαπανηρή ή χρονοβόρα.

4. Απαίτηση σε μορφωτικό επίπεδο

Οι ποσότητες των λιπασμάτων που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή των βασικών πυκνών διαλυμάτων, έτσι ώστε στα φυτά να φτάσουν οι επιδιωκόμενες ποσότητες θρεπτικών στοιχείων, βασίζονται σε υπολογισμούς που θα πρέπει ο χρήστης να κάνει, αξιοποιώντας δεδομένα που σχετίζονται με τη βασική λίπανση (λίπανση πριν από την έναρξη της καλλιέργειας), τις εκάστοτε ανάγκες των φυτών ανάλογα με το στάδιο της καλλιέργειας και την εποχή του έτους σε θρεπτικά στοιχεία και νερό, τις ποσότητες των θρεπτικών που υπάρχουν στο έδαφος κ.ά.

Στο εμπόριο, βέβαια, διατίθενται πολλά σύνθετα υδατοδιαλυτά λιπάσματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υδρολίπανση σε προκαθορισμένες αναλογίες από τον κατασκευαστή. Αυτά όμως έχουν υψηλότερο κόστος και δεν μπορεί να εξατομικευθεί η εφαρμογή τους στις ιδιαιτερότητες της εκάστοτε αγροτικής εκμετάλλευσης.

Βασικές αρχές υδρολίπανσης

Για τον περιορισμό των προβλημάτων από την άστοχη ανάμειξη μη συμβατών λιπασμάτων, ο φώσφορος συνιστάται να προστίθεται όλος κατά τη βασική λίπανση. Κατά την υδρολίπανση, είναι απαραίτητη η προσθήκη αζώτου και καλίου. Η προσθήκη μαγνησίου και άλλων ιχνοστοιχείων γίνεται αν υπάρχει ένδειξη ανάγκης μετά από εδαφολογική ανάλυση.

Απαραίτητος εξοπλισμός για την έκχυση των λιπασμάτων στο δίκτυο άρδευσης

Το λίπασμα μπορεί να εγχυθεί στο σύστημα στάγδην άρδευσης επιλέγοντας τον κατάλληλο εξοπλισμό. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι εξοπλισμοί υδρολίπανσης είναι:

1. Αναρροφητήρες τύπου Venturi

Αυτή είναι μια πολύ απλή και χαμηλού κόστους συσκευή-εξάρτημα (εικόνα 1).

Εικόνα 1. Συσκευή Venturi με σωλήνα αναρρόφησης πυκνού διαλύματος και βαλβίδα αντεπιστροφής.

Χάρη στην εσωτερική στένωση που φέρει, αυξάνει την ταχύτητα ροής του νερού, δημιουργώντας έτσι πτώση της πίεσης στο εσωτερικό της (δράσης Venturi), με αποτέλεσμα την αναρρόφηση του πυκνού θρεπτικού διαλύματος που βρίσκεται σε ανοιχτό δοχείο και από εκεί εισέρχεται στο ρεύμα άρδευσης.

Το Venturi προκαλεί υψηλή απώλεια πίεσης στο σύστημα που μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη κατανομή νερού και λιπάσματος στο χωράφι. Για τον περιορισμό αυτού του προβλήματος, συνιστάται να τοποθετείται η όλη διάταξη σε παράλληλη θέση με τον κύριο αγωγό άρδευσης. Ο ρυθμός αναρρόφησης του Venturi είναι 30-120 λίτρα την ώρα.

2. Υδρολιπαντήρες

Σε αυτά τα συστήματα, μέρος του νερού άρδευσης εκτρέπεται από τον κύριο αγωγό για να διέλθει μέσω μιας κλειστής δεξαμενής που περιέχει το πυκνό διάλυμα λιπάσματος πριν επιστρέψει στην κύρια γραμμή άρδευσης. Για τον σκοπό αυτόν, εφαρμόζεται με μια βαλβίδα στραγγαλισμού διαφορική πίεση στη δεξαμενή, μεταξύ προσαγωγής και απαγωγής (εικόνα 2).

Εικόνα 2 : Προσαρμογή υδρολιπαντήρα στο αρδευτικό δίκτυο

Αυτό αναγκάζει το νερό από την κύρια γραμμή να ρέει μέσα από τη δεξαμενή, προκαλώντας αραίωση και ροή του πυκνού θρεπτικού διαλύματος στο ρεύμα άρδευσης. Με αυτό το σύστημα, η συγκέντρωση του λιπάσματος που εισέρχεται στο νερό άρδευσης μεταβάλλεται συνεχώς με τον χρόνο, ξεκινώντας με υψηλή συγκέντρωση. Ως αποτέλεσμα, η ομοιομορφία κατανομής του λιπάσματος μπορεί να είναι πρόβλημα. Οι δεξαμενές λιπασμάτων διατίθενται σε χωρητικότητα 90, 120 και 160 λίτρων.

3. Αντλίες υδρολίπανσης

Σήμερα διατίθεται μια μεγάλη ποικιλία αντλιών έγχυσης που λειτουργούν είτε με την πίεση του δικτύου είτε με κατανάλωση ενέργειας (μηχανικές ή ηλεκτρικές). Οι πλέον διαδεδομένες είναι οι δοσομετρικές αντλίες (εικόνα 3).

Εικόνα 3: Δοσομετρική αντλία.

Πρόκειται για αντλίες με έμβολο ή με διάφραγμα, που λειτουργούν με την πίεση του δικτύου άρδευσης και ο ρυθμός έγχυσης είναι ανάλογος με τη ροή του νερού στο σύστημα.

Έχουν υψηλό βαθμό ελέγχου του ρυθμού έγχυσης λιπάσματος, δεν υπάρχουν σοβαρές απώλειες και το λειτουργικό κόστος είναι χαμηλό. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι εάν σταματήσει η ροή του νερού, σταματά αυτόματα και η έγχυση λιπάσματος. Αποτελούν τον πιο αξιόπιστο και χρηστικό εξοπλισμό για ακριβή υδρολίπανση. Οι ρυθμοί αναρρόφησης των αντλιών ποικίλλουν από 40 έως 160 λίτρα την ώρα.