Σύγχρονη διαχείριση αμπελώνων με χρήση συστημάτων πληροφορικής και τηλεπικοινωνιών στο πλαίσιο εφαρμογής γεωργίας ακριβείας
Authors: Ταγαράκης Αριστοτέλης-Χρήστος 
Published: September 2021

Η παρούσα μελέτη αφορά στην εφαρμογή της Γεωργίας Ακριβείας (Αμπελουργία Ακριβείας) σε αμπελώνα πιστοποιημένης οργανικής γεωργίας, έκτασης 10 στρεμμάτων, εγκατεστημένο σε πλαγιά με βορειοανατολικό προσανατολισμό με την ερυθρή οινοποιήσιμη ποικιλία Αγιωργίτικο (Vitis vinifera L.). Σκοπός της μελέτης ήταν η διερεύνηση αρχικά της χωρικής παραλλακτικότητας των ιδιοτήτων του εδάφους και του αναγλύφου του αμπελώνα και η σύνδεσή της με την παραλλακτικότητα της φυσιολογίας της αμπέλου (με έμφαση στο υδατικό καθεστώς), των παραμέτρων της βλάστησης (χαρτογράφηση του δείκτη βλάστησης NDVI και του χειμερινού ξύλου κλαδέματος με χρήση πρωτοποριακής τεχνολογίας laser scanner) και των παραμέτρων της παραγωγής. Απώτερος στόχος ήταν ο χωρισμός του αμπελώνα σε ζώνες διαχείρισης με τη μέγιστη αμπελουργική και οικονομική σημασία. Για τη χαρτογράφηση του ανάγλυφου του αμπελώνα χρησιμοποιήθηκε RTK-GPS (Ag-GPS 252, Trimble Ltd., USA) ενώ για αυτή της φαινομενικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας του εδάφους (ECa) ο αισθητήρας ΕΜ-38 (Geonics LTD, Ontario Canada). Η χαρτογράφηση των χαρακτηριστικών της βλάστησης έγινε με χρήση του αισθητήρα εκτίμησης του δείκτη βλάστησης NDVI CropCircle (Holland Scientific Inc., Lincoln, NE, USA) για την αξιολόγηση της ζωηρότητας του φυλλώματος στα διάφορα στάδια του ετήσιου κύκλου των φυτών της αμπέλου. Για την εκτίμηση της ποσότητας του χειμερινού ξύλου που παράγεται από τα πρέμνα χρησιμοποιήθηκε σαρωτής λέιζερ δύο διαστάσεων (LMS 200 30106, SIC AG, Germany) το χειμώνα πριν από το κλάδεμα σε συνδυασμό με DGPS (Differential GPS-106, Trimble Ltd, USA). Παράλληλα, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ζύγισης των κληματίδων δειγματοληπτικά σύμφωνα με το πλέγμα 10x20m. Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις της φωτοσύνθεσης και παραμέτρων της φυσιολογίας της αμπέλου χρησιμοποιώντας τη φορητή συσκευή LCpro+ (ADC BioScientific Ltd, Hoddesdon, UΚ). Το μεσημβρινό υδατικό δυναμικό του βλαστού (Ψs) μετρήθηκε το μεσημέρι κατά τον περκασμό με χρήση ειδικού θαλάμου πίεσης. Ο αμπελώνας χωρίστηκε σε πλέγμα 48 κελιών, διαστάσεων 10 x 20 m, σύμφωνα με το οποίο πραγματοποιήθηκε η εκτίμηση του βάθους του εδάφους και η εδαφική δειγματοληψία (για την εργαστηριακή ανάλυση των δειγμάτων). Στον αμπελώνα εγκαταστάθηκε σύστημα καταγραφής της εδαφικής υγρασίας με δύο αισθητήρες οι οποίοι μετρούσαν σε πέντε βάθη (10, 20, 30, 50 και 90cm). Τα δεδομένα αναλύθηκαν σε αντιπαραβολή με τις μετρήσεις του υδατικού δυναμικού για την εύρεση της εξίσωσης που περιγράφει τη σχέση των δύο παραμέτρων. Τέλος, κατά τον τρυγητό προσδιορίστηκε η παραγωγή αλλά και οι κυριότεροι ποιοτικοί δείκτες (όπως η ολική οξύτητα του γλεύκους και ανθοκυάνες του φλοιού της ράγας). Τα δεδομένα αναλύθηκαν αρχικά και διαπιστώθηκε η ύπαρξη σημαντικής παραλλακτικότητας στον αμπελώνα παρά τη μικρή του έκταση. Χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές προσεγγίσεις ανάλυσης με τελικό στόχο τη δημιουργία ζωνών διαχείρισης που να μπορούν να δεχτούν κοινή διαχείριση και να αποτελέσουν τη βάση εφαρμογής μεταβλητών δόσεων εισροών. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής αναπτύχθηκε καινοτόμα μέθοδος για την ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιώντας αλγορίθμους ‘fuzzy clustering’ για τον διαχωρισμό του αμπελώνα σε ζώνες. Παράλληλα χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των κυρίων συνιστωσών (principle component analysis, PCA) για να βρεθούν οι κύριοι εδαφικοί παράγοντες που καθορίζουν την παραγωγή και την ποιότητα. Ο αμπελώνας χωρίστηκε σε 2-4 ζώνες διαχείρισης και ακολούθησε ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) των παραμέτρων φυσιολογίας, παραγωγής και ποιότητας της κάθε ζώνης. Οι παραγόμενοι χάρτες που προκύπτουν από τη χρήση τεχνολογιών γεωργίας ακριβείας, μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο για την αξιολόγηση της χωρικής παραλλακτικότητας του αμπελώνα με τελικό στόχο τη στοχευόμενη εφαρμογή εισροών (άρδευση, λίπανση) και αμπελοκομικών τεχνικών ανάλογα με τις ανάγκες κάθε ζώνης διαχείρισης. Μέσω της χαρτογράφησης των ιδιοτήτων του εδάφους και του τοπογραφικού ανάγλυφου προσδιορίστηκαν τμήματα του αμπελώνα που παρουσίασαν ομοιομορφία στην φυσιολογία και την ανάπτυξη της αμπέλου. Στα σημεία με ρηχότερο έδαφος, στο κεντρικό και δυτικό τμήμα του αμπελώνα, τα φυτά παρουσίασαν χαμηλότερη ικανότητα φωτοσύνθεσης, οδηγώντας σε μειωμένη ανάπτυξη της βλάστησης και χαμηλή παραγωγικότητα. Η υδατική κατάσταση και η φυσιολογική λειτουργία των φυτών ήταν καλύτερη στο νότιο τμήμα, κυρίως λόγω του μεγαλύτερου βάθος του εδάφους. Αυτά τα αποτελέσματα παρείχαν πολύτιμη πληροφορία για την καλύτερη κατανόηση της ετερογένειας των αμπελώνων για πραγματοποίηση αποτελεσματικής διαχείρισης μεταβλητών εισροών.Ο χάρτης των δύο ζωνών διαχείρισης που προέκυψε από την ανάλυση χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή διαφοροποιημένης άρδευσης κατά το έτος 2012. Για τον προγραμματισμό της άρδευσης, η εδαφική υγρασία η οποία παρακολουθούνταν σε ημερήσια βάση με τη χρήση του συστήματος αισθητήρων εδαφικής υγρασίας, χρησιμοποιήθηκε ως εργαλείο προειδοποίησης για την υδατική κατάσταση του εδάφους. Όταν έδινε χαμηλές τιμές εδαφικής υγρασίας, πραγματοποιούνταν μέτρηση υδατικού δυναμικού για την αξιολόγηση της πραγματικής υδατικής κατάστασης των φυτών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εφαρμογής η διαφοροποιημένη άρδευση οδήγησε σε εξοικονόμηση αρδευτικού νερού 20% ενώ παράλληλα βελτίωσε την ολική οξύτητα του γλεύκους χωρίς να έχει επίπτωση στα υπόλοιπα ποιοτικά χαρακτηριστικά των σταφυλιών και στην παραγωγή. Οι ζώνες διαχείρισης θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και για διαφοροποιημένη λίπανση αν ο αμπελώνας δεν ήταν οργανικός.Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης αποδεικνύουν τη δυνατότητα της γεωργίας ακριβείας να βελτιώσει τη διαχείριση των αμπελώνων προς όφελος των γεωργών και του περιβάλλοντος.