Interaction of cultivation practices with soil organic matter, greenhouse gas emissions and soil structure
Authors: Γούλα Ιωάννα-Μαρία 
Published: November 2021

Τα γεωργικά συστήματα υφίστανται περαιτέρω πίεση λόγω των συνεχώς αυξανόμενων αναγκών. Οι αγρότες καλούνται να βρουν τρόπους για να ελαχιστοποιήσουν την κατανάλωση ενέργειας, το κόστος παραγωγής και να μειώσουν τις αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Οι γεωργικές πρακτικές διατήρησης μπορούν να προσφέρουν μειωμένη κατανάλωση ενέργειας και σημαντικά περιβαλλοντικά οφέλη, όπως αύξηση της οργανικής ύλης του εδάφους και η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Σε ένα πείραμα αγρού τριών ετών, μελετήθηκε η επίδραση δύο αμειψισπορών ενεργειακών φυτών, σε συνδυασμό με πέντε είδη κατεργασίας εδάφους στην οργανική ουσία και στις θρεπτικές ουσίες του εδάφους, υπό ολική συγκομιδή ολόκληρου του υπέργειου τμήματος των καλλιεργειών. Τα πέντε είδη κατεργασίας που μελετήθηκαν ήταν: συμβατική κατεργασία με όργωμα σε βάθος 25-30 εκ., μειωμένη κατεργασία με βαρύ καλλιεργητή σε βάθος 20-25 εκ., μειωμένη κατεργασία με περιστροφικό καλλιεργητή σε βάθος 12-15 εκ., μειωμένη κατεργασία με δισκοσβάρνα σε βάθος 5-8 εκ., κατεργασία με strip και ακαλλιέργεια με απευθείας σπορά. Στο 0-15 εκ βάθος για την αμειψισπορά Α, η οργανική ουσία παρουσίασε στατιστικώς σημαντική αύξηση στην ακαλιέργεια και δισκοσβάρνα ενώ στην αμειψισπορά Β, η οργανική ουσία αυξήθηκε στατιστικώς σημαντικά στην ακαλιέργεια, δισκοσβάρνα και περιστροφικό καλλιεργητή. Στο ίδιο βάθος παρατηρήθηκε αύξηση στις διαθέσιμες μορφές φωσφόρου, χαλκού, ψευδαργύρου και μαγγανίου ενώ οι διαθέσιμες μορφές καλίου μειώθηκαν και στις δυο αμειψισπορές. Στο βάθος 15-30 εκ στην αμειψισπορά Α, δε παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές στην οργανική ουσία. Στην αμειψισπορά Β, ο περιστροφικός καλλιεργητής, ο βαρύς καλλιεργητής και η συμβατική κατεργασία παρουσίασαν στατιστικώς σημαντική αύξηση στην οργανική ουσία μετά τα τρία έτη καλλιέργειας. Στο βάθος 0-30 εκ η οργανική ουσία αυξήθηκε και στις δύο αμειψισπορές και σε όλες τις κατεργασίες. Μονάχα στην ακαλιέργεια η διαφορά ήταν στατιστικώς σημαντική. Τα αποτελέσματα αυτά προσφέρουν μια λύση για την αποφυγή της υποβάθμισης του εδάφους όταν αφαιρεθεί η υπέργεια βιομάζα εφόσον τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς θα προσφέρουν μια οικονομική λύση στις ελλείψεις ενέργειας και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από ορυκτά καύσιμα. Η σταθερότητα των συσσωματωμάτων είναι πολύ σημαντική για την εκτίμηση της εδαφικής υγείας η οποία συνδέεται άμεσα με την οργανική ουσία. Στην εργασία αυτή η σταθερότητα των συσσωματωμάτων μελετήθηκε υπό τα πέντε είδη κατεργασίας εδάφους. Προκειμένου να καθοριστεί και να εκτιμηθεί η αποσύνθεση των συσσωματωμάτων και να υπολογισθούν οι δείκτες σταθερότητας των συσσωματωμάτων, δυο μέθοδοι εφαρμόσθηκαν στα συσσωματώματα. Η σταθερότητα μετρήθηκε με την τεχνική υγρού κοσκινίσματος και συγκρίθηκε με τη μέθοδο περίθλαση λέιζερ, με τη βοήθεια του Malvern Mastersizer 2000 Diffactions Instrument (Malvern Instruments Ltd.). Και στις δυο μεθόδους τα δείγματα υποβλήθηκαν σε διαφορετικές προ-επεξεργασίες (γρήγορη διαβροχή, αργή διαβροχή, βενζόλιο, αιθανόλη). Η μέθοδος υγρού κοσκινίσματος, αν και ακριβής είναι μια λιγότερο γρήγορη και ολοκληρωμένη μέθοδος σε σύγκριση με τη με λέιζερ, για την αξιολόγηση της σταθερότητας του εδάφους. Τέλος η όλη μελέτη ολοκληρώθηκε με μια αυτοματοποιημένη ανάλυση εικόνας, χρησιμοποιώντας το όργανο Malvern Morphologi G3 (Malvern Instruments Ltd.), το οποίο καθορίζει τη μορφολογία των συσσωματωμάτων εδάφους, ακολουθούμενη πάντα από τις διάφορες προ-επεξεργασίες. Τα εδάφη εκπέμπουν στην ατμόσφαιρα αέρια του θερμοκηπίου μέσω της αναπνοής των ριζών, της μικροβιακής δραστηριότητας και της διαδικασίας χημικής αποσύνθεσης. Τα εδάφη είναι μια από τις μεγαλύτερες πηγές αερίων του θερμοκηπίου, ιδίως CO2, N2O, CH4. Κατά τη διάρκεια αυτού του πειράματος, τα αέρια του θερμοκηπίου μελετήθηκαν προκειμένου να αναλυθεί πώς αυτά τα πέντε είδη κατεργασίας επηρεάζουν τις εκπομπές. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση στατικών θαλάμων που τοποθετήθηκαν στο έδαφος. Οι ροές αερίου μετρήθηκαν σε κάθε κατεργασία χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του στατικού θαλάμου και αναλύοντας τα δείγματα αερίου που συλλέχθηκαν σε γυάλινα φιαλίδια. Ο προσδιορισμός των CO2, N2O, CH4 πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας αέρια χρωματογραφία. Μεταξύ των κατεργασιών, η ακαλιέργεια είναι αυτή που είχε την μικρότερη επίδραση και στις δυο αμειψισπορές. Οι λιγότερο φιλικές προς το περιβάλλον κατεργασίες ήταν η δισκοσβάρνα και ο περιστροφικός καλλιεργητής για τις αμειψισπορές Α και Β αντίστοιχα.