Επίδραση της χρήσης γης στη ποιότητα του εδάφους και στη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων σε εδάφη μεσογειακών άγρο-οικοσυστημάτων
Authors: Ευαγγέλου Λευτέρης 
Published: September 2021

Η ποιότητα του εδάφους αποτελεί μια ολιστική προσέγγιση εξέτασης των σχέσεων και λειτουργιών μεταξύ των βιολογικών, χημικών και φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους, που κρίνεται επιβεβλημένη στο πλαίσιο της αειφορίας των χρήσεων γης και της διαχείρισης των μη ανανεώσιμων εδαφικών πόρων. H διδακτορική διατριβή μελετά την επίδραση της χρήσης γης σε ένα ευρύ σύνολο δεικτών ποιότητας του εδάφους, με απώτερο στόχο την ανάδειξη ενός περιορισμένου αριθμού εδαφικών ιδιοτήτων που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκριτική αξιολόγηση και παρακολούθηση της ποιότητας του εδάφους με την αλλαγή της χρήσης της γης, ή των διαχειριστικών πρακτικών στα εδάφη. Η προσέγγιση του θέματος πραγματοποιείται με τη διερεύνηση της εποχικής συμπεριφοράς 23 εδαφικών (φυσικών, χημικών και βιολογικών) ιδιοτήτων/δεικτών ποιότητας εδάφους σε πέντε αντιπροσωπευτικά μεσογειακού τύπου AγροOικοσυστήματα. Συγκεκριμένα οι πέντε χρήσεις γης, που οριοθετούνται περιμετρικά του κόλπου Καλλονής στη κεντρική Λέσβο, περιλαμβάνουν: Δάσος τραχείας Πεύκης, Βοσκότοπο φρυγανικού τύπου, Ελαιώνα, Καλλιέργεια σιτηρών, και Διπλή καλλιέργεια αραβόσιτου-σιτηρών (αρδευόμενος αραβόσιτος το καλοκαίρι, σιτηρά το χειμώνα). Για τις ανάγκες τις έρευνας πραγματοποιηθήκαν εκτεταμένες δειγματοληψίες εδάφους για 3 έτη, εργαστηριακές αναλύσεις 23 φυσικών, χημικών και βιολογικών εδαφικών ιδιοτήτων, καθώς και στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων των εργαστηριακών αναλύσεων με μονομεταβλητές και πολυμεταβλητές στατιστικές μεθόδους ανάλυσης. Οι εδαφικές ιδιότητες που εξετάστηκαν ήταν η υδατοικανότητα η εδαφική υγρασία, το πορώδες, το φαινόμενο ειδικό βάρος, η περιεκτικότητα σε άργιλο, άμμο, και υλή, ο οργανικός άνθρακας, το ολικό άζωτο, ο διαθέσιμος φώσφορος, το αμμωνιακό νιτρικό και το διαθέσιμο άζωτο, το pH, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, ο λόγος άνθρακα προς άζωτο, ο άνθρακας και το άζωτο της μικροβιακής βιομάζας του εδάφους, ο ενεργός άνθρακας του εδάφους, τα κλάσματα μικροβιακού άνθρακα προς μικροβιακό άζωτο, μικροβιακού άνθρακα προς οργανικό άνθρακα, μικροβιακού αζώτου προς ολικό άζωτο, ενεργού άνθρακα προς ολικό άνθρακα. Στα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής αναδεικνύεται ο καθοριστικός ρόλος της χρήσης της γης στη λειτουργία του εδάφους, και η επίδραση της στο σύνολο των δεικτών ποιότητας του, υπό το ιδιόμορφο καθεστώς το οποίο διαμορφώνεται εντός κάθε χρήσης γης. Η χρήση της γης καθορίζει, εκτός της συνολικής περιεκτικότητας του εδάφους σε οργανική ουσία, και τα ποιοτικά της χαρακτηριστικά, όπως είναι οι «ευμετάβλητες» δεξαμενές του οργανικού άνθρακα του εδάφους. Η χρήση της γης επιδρά σημαντικά τόσο στη συγκέντρωση και τα χαρακτηριστικά των «ευμετάβλητων» δεξαμενών του οργανικού άνθρακα, οι οποίες αναδεικνύονται κυρίαρχες παράμετροι που καθορίζουν τα επίπεδα διαθεσιμότητας των θρεπτικών στοιχείων στα εδάφη, όσο και στη σύσταση της μικροβιακής κοινότητας του εδάφους. Βασικός παράγοντας της εποχικής διακύμανσης των λειτουργιών του εδάφους, αναδεικνύεται η εδαφική υγρασία, η οποία επηρεάζει άμεσα το βιολογικό δυναμικό του και κατ’ επέκταση την διαθεσιμότητα των ανόργανων θρεπτικών στοιχείων σε αυτό. Αν και το υπόδειγμα της εποχικής μεταβολής βιολογικών χαρακτηριστικών του εδάφους όπως ή μικροβιακή βιομάζα του εδάφους εμφανίζεται ανεξάρτητο από τη χρήση της γης, απουσία άρδευσης, οι τιμές του βιολογικού δυναμικού επηρεάζονται από τη χρήση γης και καθορίζονται πρωτίστως από τις συγκεντρώσεις των «ευμετάβλητων» δεξαμενών άνθρακα, που προωθούν τη μικροβιακή δραστηριότητα. Έτσι το φθινόπωρο με την έναρξη τον βροχοπτώσεων μετά το παρατεταμένο και ξηρό Μεσογειακό καλοκαίρι, στις χρήσεις με τις υψηλότερες τιμές «ευμετάβλητων» δεξαμενών άνθρακα όπως είναι τα σιτηρά και ο βοσκότοπος, παρουσιάζεται διαφοροποίηση στη σύνθεση της μικροβιακής τους κοινότητας στο έδαφος, με την κυριαρχία των βακτηρίων έναντι των μυκήτων, με στόχο την ταχεία ανoργανοποίηση οργανικών υλικών και αποτέλεσμα συγκεντρώσεις νιτρικού αζώτου που υπό προϋποθέσεις μπορούν να προκαλέσουν απώλεια νιτρικών εκτός της ζώνης του ριζοστρώματος. Μέσω του συνδυασμού πολυμεταβλητών στατιστικών αναλύσεων που περιλαμβάνουν τη Principal Components Analysis και Discriminant analysis για το συνόλο των δεικτών της ποιότητας του εδάφους που προσδιορίστηκαν εργαστηριακά και που ενσωματώνουν την επίδραση της χρήσης γης και της εποχής, υποδεικνύονται πέντε καθοριστικοί παράγοντες απεικόνισης της λειτουργίας του εδάφους που ονομάστηκαν ανάλογα με τις ιδιότητες που τους αποτελούν: η οργανική ουσία, η μικροβιακή βιομάζα, τα ανόργανα άλατα, ο λόγος C/N, και η εδαφική δομή, οι οποίοι είναι ικανοί να αποτυπώσουν συγκριτικά τις μεταβολές της ποιότητας του εδάφους με την αλλαγή της χρήσης γης. Ειδικότερα, οι εδαφικές ιδιότητες του ολικού αζώτου και του λόγου C/N του εδάφους αναδεικνύονται ως οι βασικοί δείκτες που είναι ικανοί να δώσουν σοβαρές ενδείξεις για τις μεταβολές της ποιότητας του εδάφους που προέρχονται από αλλαγές στη χρήση γης ή την εφαρμογή συγκεκριμένων διαχειριστικών πρακτικών. Οι προτεινόμενοι δείκτες που ενσωματώνουν συμπυκνωμένη πληροφορία για τη μεταβολή της εδαφικής ποιότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία για την αξιολόγηση της αειφορίας του εδαφικού πόρου. Η εφαρμογή τους επιτρέπει στους φορείς διαχείρισης των γαιών αλλά και στους παραγωγούς να προσδιορίζουν ευχερώς, ταχύτατα και έγκαιρα την κατεύθυνση της αλλαγής στη ποιότητα του εδάφους μετά την αλλαγή των χρήσεων γης ή/και την υιοθέτηση νέων πρακτικών, επιτρέποντας την επαναξιολόγηση των διαχειριστικών τους πρακτικών.