Παρασκευή, 13 Σεπτεμβρίου 2019

Επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα των αρδεύσεων των καλλιεργειών

Κωνσταντίνος Καζαντζής, ΕΛ.Γ.Ο. “ΔΗΜΗΤΡΑ”, Γενική Διεύθυνση Αγροτικής Έρευνας Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων Τμήμα Φυλλοβόλων Οπωροφόρων Δένδρων Νάουσας
Επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις στον τομέα των αρδεύσεων των καλλιεργειών

Ως γνωστόν, ο πλανήτης μας εκπέμπει εδώ και αρκετά χρόνια SOS όσον αφορά τα χρήσιμα για την επιβίωση του ανθρώπινου είδους υδατικά του αποθέματα, σε συνδυασμό με την εντεινόμενη κλιματική αλλαγή.

Οι αναλυτές επιστήμονες μας δίνουν πολλές και αντικρουόμενες μερικές φορές επεξηγήσεις για τα αίτια της κλιματικής αλλαγής, από αμιγώς ανθρωπογενείς αιτίες έως φυσικές διεργασίες του πλανήτη ή συνδυασμό των προηγούμενων. Κύρια όμως αιτία για τη μείωση των υφιστάμενων υδατικών αποθεμάτων είναι η σπατάλη και κακή διαχείριση από πλευράς του ανθρώπου, στην άρδευση των καλλιεργειών, την ύδρευση και τη βιομηχανία.

Το εντοπισμένο πρόβλημα της μείωσης των υδατικών διαθέσιμων πρέπει να επιλυθεί ή να απαλυνθεί, με λελογισμένους τρόπους χρήσης του νερού άρδευσης κατ’ αρχάς, γεγονός που έχει εστιάσει πάνω του η επιστημονική κοινότητα, με τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας πλέον. Παρακάτω γίνεται σύντομη αναφορά σε πρόσφατες τέτοιες προσπάθειες, υπό της μορφής ειδήσεων, με τη βοήθεια συστημάτων μη επανδρωμένων αεροσκαφών ή αεροδιαστημικής τεχνολογίας.

Εναέριες εξελίξεις με τη βοήθεια Drones

Οι μηχανικοί του Πανεπιστημίου Monash της Αυστραλίας συνεργάζονται με παραγωγούς των περιοχών Victoria και Tasmania, βοηθώντας τους να βελτιώσουν τις πρακτικές άρδευσης, να μειώσουν την χρήση του νερού και να μεγιστοποιήσουν τις αποδόσεις των καλλιεργειών χρησιμοποιώντας αυτόνομες μεθόδους drone. Με επικεφαλή τον καθηγητή Jeffrey Walker του εν λόγω Πανεπιστημίου, ομάδα έρευνας ανέπτυξε τα τελευταία δύο χρόνια ένα αυτόνομο σύστημα drone χαρτογραφώντας την υγρασία του εδάφους και τα υδατικά αποθέματα.

Η ερευνητική ομάδα πρόσφατα ολοκλήρωσε πειράματα αγρού χρησιμοποιώντας οπτική χαρτογράφηση που μπορεί να καθορίσει τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους στην ανώτερη επιφάνεια. Τα δεδομένα που ελήφθησαν από drone μπορούν να μεταφορτωθούν σε υπολογιστές και να χρησιμοποιηθούν στη δημιουργία ενός χάρτη επιπέδου υγρασίας εδάφους, για να ενημερώνουν τον αγρότη για τον καλύτερο τρόπο άρδευσης.

Rivulis

Το drone είναι οπλισμένο με οπτική χαρτογράφηση αλλά έχει ένα ακόμη προσόν, αυτό της παθητικής τεχνολογίας ανίχνευσης μικροκυμάτων, χρησιμοποιώντας κύματα κατηγορίας L-band, με περαιτέρω έρευνα να διεξάγεται σχετικά με την δυνατότητα χρήσης κυμάτων κατηγορίας P-band. Τα κύματα P-band έχουν δυνατότητα να κάνουν μετρήσεις μέχρι 15 εκατοστά μέσα στο έδαφος, χωρίς να παρεμποδίζονται από τα χαρακτηριστικά της βλάστησης και της καλλιέργειας. Τα drones έχουν την ικανότητα να αναλύουν την υγρασία του εδάφους σε κλίμακες, με ευκρίνεια μέτρου μέσα σε ένα αγροτεμάχιο, επιτρέποντας τους παραγωγούς να επικεντρωθούν σε συγκεκριμένες αρδεύσεις καλλιεργειών και να ξεπεράσουν τις προκλήσεις της χαρτογράφησης με αεροσκάφη ή δορυφόρους.

Σύμφωνα με τις επισημάνσεις του καθηγητή Walker, “Το υπερβολικό νερό μπορεί να δημιουργήσει πρόβλημα όπως και το λίγο. Αν το έδαφος είναι πολύ βρεγμένο, όχι μόνο οι καλλιέργειες θα αποτύχουν, αλλά θα ευδοκιμήσουν τα παράσιτα και οι ασθένειες. Πρέπει λοιπόν να γνωρίζουμε τι χρειάζεται το έδαφος, πόση υγρασία υπάρχει ήδη και να επιστρέφουμε ακριβώς την κατάλληλη ποσότητα νερού στο σωστό μέρος, αποφεύγοντας τη σπατάλη και διατηρώντας παράλληλα στο μέγιστο την ανάπτυξη της καλλιέργειας”.

future cap field irrigation

Έρευνα για την άρδευση από το διάστημα

Οι αγρότες που αρδεύουν τις καλλιέργειές τους σύντομα θα δεχθούν βοήθεια από το διάστημα. Το 2018 επιστήμονες ξεκίνησαν το ECOSTRESS, ένα νέο πρόγραμμα που τώρα συνδέεται με τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Η αποστολή του είναι να συλλέξει δεδομένα για τον τρόπο χρησιμοποίησης του νερού σε όλο τον κόσμο. Το ECOsystem Spaceborn Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) βοηθά τους επιστήμονες να απαντήσουν σε τρεις βασικές ερωτήσεις: Πως τα φυτά ανταποκρίνονται στην ξηρασία; Τι συμβαίνει με το νερό στα φυτά κατά τη διάρκεια μιας ημέρας; Μπορεί να μειωθεί η ευπάθεια στην ξηρασία μέσω περισσότερης παρακολούθησης;

Ο Joshua Fisher του Jet Propulsion Laboratory της NASA και επικεφαλής της αποστολής ECOSTRESS επισημαίνει ότι “Τεχνικά, τα όργανα καταμετρούν τη θερμοκρασία της επιφάνειας, που αντικατοπτρίζει την θερμική καταπόνηση των φυτών. Μετρώντας τη θερμοκρασία, είμαστε σε θέση να πούμε πόσο νερό τα φυτά χρησιμοποιούν. Για παράδειγμα, εάν έχουμε δύο φυτά και ποτίζουμε το ένα, αυτό που θα έχει περισσότερο νερό θα είναι και πιο δροσερό”.

Η διενεργούμενη μέτρηση της θερμοκρασίας μπορεί να συγκριθεί με τη διαδικασία του να κρατάς το χέρι σου πάνω στην καυτή άμμο της παραλίας. Ακόμη και να μην αγγίξεις την άμμο, μπορεί να γίνει κατανοητό αν είναι καυτή ή όχι. Αυτό είναι το είδος των μετρήσεων που κάνει το ECOSTRESS. Και το σύστημα παίρνει μετρήσεις σε διάφορες ώρες της ημέρας, χάρη στο διαστημικό σταθμό μοναδικής τροχιάς. Αυτό είναι σημαντικό γιατί τα φυτά λειτουργούν διαφορετικά κατά τη διάρκεια της ημέρας.

iod1 001

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα θερμοκρασίας από το ECOSTRESS, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την εξατμισοδιαπνοή, την ποσότητα που εξατμίζεται από την επιφάνεια της γης και από τα φυτά. Η εξατμισοδιαπνοή αποτελεί τον κλιματολογικό προγνωστικό παράγοντα της βιοποικιλότητας.

“Όταν έχεις πολύ νερό και ενέργεια έχεις πολύ ζωή”, αναφέρει ο Fisher. “Και για τους παραγωγούς, αυτή η πληροφορία είναι η υπ’ αριθμόν ένα απαίτηση για την άρδευση. Είναι χρήσιμο να γνωρίζουν πόσο νερό χρειάζονται τα φυτά, κάτι που βοηθά και στην ένδειξη μελλοντικών ξηρασιών και αλλαγών του καιρού”. Έχοντας αυτές τις πληροφορίες μπορούν οι ερευνητές να πουν πόσο νερό ανεβαίνει ψηλά στην ατμόσφαιρα και επίσης πόση ενέργεια χρειάζεται για να γίνει αυτό. Επίσης μπορεί να αποδειχτεί ποια φυτά είναι πιο αποτελεσματικά με το νερό και ποια στρεσάρονται επειδή δεν υπάρχει αρκετό. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν να γίνουν σε μια υπερβολικά μικρή κλίμακα, κάτω από 230 τετραγωνικά πόδια (περίπου 21 τετραγωνικά μέτρα).

Το πρόγραμμα είναι μια διεθνής συνεργασία. Οι αστροναύτες προετοιμάστηκαν πραγματοποιώντας έξι ώρες διαστημικού περιπάτου για την άφιξη του ECOSTRESS. Ένας Καναδικός ρομποτικός βραχίονας πήρε το φορτίο του ECOSTRESS από το διαστημικό σκάφος και το πέρασε στο ρομποτικό βραχίονα της Ιαπωνίας για εγκατάσταση. Το ECOSTRESS χρησιμοποιεί την ενέργεια και τις δυνατότητες επικοινωνίας του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού για να συλλέξει δεδομένα και να τα στείλει κάτω στη γη, στον Fisher και το επιτελείο του.

Πηγή: New AG International Magazine, June/July 2019, pp. 8-9.

 

Σχετικά Άρθρα

  • Γιάννουλη Λάρισας
  • Αυτή η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε.
  • 2410-669107 & 2410-669108
  • 2410-669109

Όλα τα αγροτικά εφόδια καθηµερινά ενηµερωµένα µ’ ένα κλικ.

Αξιόπιστα κείµενα. Υψηλής ποιότητας φωτογραφίες.

Ψηφιακά εργαλεία αναγνώρισης και διαχείρισης προβληµάτων.

To blog διαχειρίζεται και ενημερώνει η Farmacon

Μια πρωτοπόρος εταιρία στο χώρο που παρέχει άμεση και έγκυρη ενημέρωση για όλα τα θέματα που αφορούν τον αγροτικό τομέα.

Δείτε πως μπορούν να σας βοηθήσουν οι καινοτόμες υπηρεσίες μας μέσα από την ιστοσελίδα της Farmacon.

Γνωρίστε τις υπηρεσίες μας