Ολοκληρωμένο σύστημα άρδευσης ακριβείας και προστασίας των καλλιεργειών σε συνθήκες κλιματικής αλλαγής και μειωμένης διαθεσιμότητας υδατικών πόρων.
Ολοκληρωμένο σύστημα άρδευσης ακριβείας και προστασίας των καλλιεργειών σε συνθήκες κλιματικής αλλαγής και μειωμένης διαθεσιμότητας υδατικών πόρων.
Integrated precision irrigation and crop protection system under climate change and reduced availability of water resources.
Κωδικός Έργου : Μ16ΣΥΝ-00578 AGROWATER
Το Έργο
Στην Ελλάδα το 81% της κατανάλωσης νερού χρησιμοποιείται από τη γεωργία με το οποίο αρδεύεται περίπου το 41% της καλλιεργούμενης έκτασης. Η πλειοψηφία των αγροτών αρδεύει ακόμη και σήμερα εμπειρικά με αποτέλεσμα τη σπατάλη ή γενικά την μη ορθολογική χρήση του νερού ανάλογα με τα στάδια ανάπτυξης και την διαθεσιμότητα νερού. Η τακτική αυτή δεν αποτελεί ορθολογική χρήση, αφού δεν καλύπτει τις ανάγκες των καλλιεργειών ούτε εξασφαλίζει την οικονομία νερού καθώς οι αγρότες έχουν την τάση να υπεραρδεύουν όταν υπάρχει νερό στο δίκτυο για να αισθάνονται “ασφαλείς”..Γι αυτό η αποτελεσματική χρήση του νερού άρδευσης δεν ξεπερνά το 65%. Επιπλέον, η μη ορθολογική άρδευση σε πολλές περιπτώσεις οδηγεί σε υπεράντληση ή/και υφαλμύριση και αλάτωση των εδαφών.
Το προτεινόμενο σύστημα ευφυούς διαχείρισης νερού άρδευσης (ΣΔΝΑ) θα συνδυάζει ένα λογισμικό συμβουλευτικής άρδευσης με υλικά αυτόματου ελέγχου αυτής (ηλεκτροβάνες), αξιοποιώντας και την πρόγνωση καιρού για τη ρύθμισή της, μειώνοντας τις ζημιές των καλλιεργειών από ακραίες καιρικές συνθήκες και βελτιώνοντας την ποσότητα/ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων. Η πληροφορία για την άρδευση θα δίνεται στην αυτόματη ηλεκτροβάνα ή/και στους αγρότες με SMS ή με ειδική εφαρμογή για έξυπνα κινητά τηλέφωνα με δυνατότητα ανατροφοδότησης (feedback). Με την εφαρμογή του συστήματος θα υπάρξει εξοικονόμηση νερού άρδευσης τουλάχιστον 25%, εξορθολογισμός της άρδευσης και προστασία των υδατικών πόρων. Το σύστημα αυτό θα εφαρμοσθεί σε 3 αγροτικούς συνεταιρισμούς σε διάφορες περιοχές της χώρας και με τις κατάλληλες ενέργειες διάδοσης των αποτελεσμάτων του επιχειρησιακού σχεδίου αναμένεται να εφαρμοστεί και από άλλους παραγωγούς και σε άλλες περιοχές της χώρας.
Σχέδιο Δράσης
Η ενσωμάτωση IoT σε έξυπνες γεωργικές εφαρμογές μέσω τηλεπισκόπησης και η ελεγχόμενη παρακολούθηση των γεωργικών διαδικασιών επέτρεψε την καλύτερη κατανόηση της μεταβαλλόμενης δυναμικής του καιρού, του εδάφους και των συνθηκών καλλιέργειας καθ’ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου.
Το προτεινόμενο σύστημα άρδευσης ακριβείας θα εφαρμοστεί σε τρεις συνεταιρισμούς που καλλιεργούν Πατάτα/Ακτινίδιο /Ελιά/Εσπεριδοειδή/Αβοκάντο σε τρεις περιοχές της χώρας (Αγρίνιο, Καλαμάτα, Χανιά).Συνδυάζει ένα λογισμικό συμβουλευτικής άρδευσης με υλικά αυτόματου ελέγχου αυτής, χρησιμοποιώντας την πρόγνωση καιρού για τη ρύθμισή της, μειώνοντας τις ζημιές των καλλιεργειών από ακραίες καιρικές συνθήκες και βελτιώνοντας την ποσότητα/ποιότητα. Τα μετεωρολογικά δεδομένα και η πρόγνωση θα παρέχονται από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών και άλλες πηγές. Τα δεδομένα διαθέσιμων υδατικών πόρων θα λαμβάνονται από τις αρμόδιες κρατικές υπηρεσίες ανά περιοχή. Το σύστημα θα συνδυάζει στοιχεία της καλλιέργειας, τύπο εδάφους, είδος συστήματος άρδευσης, και μετεωρολογικά δεδομένα/πρόγνωση καιρού, και θα αποφασίζει το χρόνο και την ποσότητα νερού άρδευσης ανά αγροτεμάχιο. Επιπλέον, θα δύναται να δημιουργεί εξειδικευμένες προειδοποιήσεις ακραίων καιρικών συνθηκών. Όλοι οι παραγωγοί μπορούν να ακολουθούν τις συμβουλές του συστήματος, λαμβάνοντάς τις με SMS/e-mail στο κινητό τους τηλέφωνο, επεμβαίνοντας στο αρδευτικό τους σύστημα.
H αξιολόγηση του Ευφυούς Συστήματος Διαχείρισης Νερού Άρδευσης (ΕΣΔΝΑ) σε σχέση με την εμπειρική διαχείριση της άρδευσης, θα πραγματοποιηθεί σε επίπεδο απόδοσης των καλλιεργειών, της ποιότητας των προϊόντων και την εξοικονόμηση νερού.
Στόχοι
Το σύστημα ευφυούς διαχείρισης της άρδευσης θα επιτυγχάνει τους εξής κεντρικούς στόχους:
• Εξ ορθολογισμός της άρδευσης και εξοικονόμηση νερού έως 20% χωρίς να επηρεάζεται η ποσότητα/ποιότητα παραγωγής. Αυτό θα επιτευχθεί με την εφαρμογή ευφυούς ML αλγόριθμου για τις πιλοτικές καλλιέργειες.
• Προστασία των καλλιεργειών από συνθήκες έντονων καιρικών συνθηκών με χρήση σύγχρονων αλγορίθμων πρόγνωσης και εφαρμογής της άρδευσης.
• Προστασία του περιβάλλοντος/διαθέσιμων υδατικών πόρων της περιοχής εφαρμόζοντας ορθολογική άρδευση (αποφυγή επιφανειακής απορροής και βαθιάς διήθησης).
Το προτεινόμενο σύστημα θα περιλαμβάνει:
1. Ανάπτυξη ενός Ευφυούς Συστήματος Διαχείρισης Νερού Άρδευσης (ΕΣΔΝΑ) και πρότυπης ηλεκτροβάνας για διαχείριση του νερού άρδευσης σε επίπεδο αγροτεμαχίου.
2. Ανάπτυξη καινοτόμου αλγορίθμου σχεδιασμού της πλήρους και ελλειμματικής άρδευσης.
3. Βελτιστοποίησή του μέσω της συλλογής μετρήσεων αισθητήρων υγρασίας εδάφους και διαδικασιών άρδευσης.
4. Ανάπτυξη εφαρμογής κινητού τηλεφώνου διάδρασης με τους παραγωγούς επιτρέποντας την καταχώρηση δεδομένων σε ψηφιακές φόρμες ελέγχου και παρέχοντας οδηγίες για απαραίτητες ενέργειες που πρέπει να παρθούν για την αποτελεσματική άρδευση των αγροτεμαχίων τους.
5. Ανάπτυξη διεπαφής πραγματικού χρόνου μεταξύ ηλεκτροβάνων και ΕΣΔΝΑ με χρήση αισθητήρων πιέσεως και ροής της ηλεκτροβάνας.
6. Εκπαίδευση αγροτών/γεωτεχνικών και δημιουργία εντύπου που θα συνοψίζει με δομημένο τρόπο τα ευρήματά τους.
Πιλοτικές Εφαρμογές
Το έργο θα υλοποιηθεί σε αγροτικούς συνεταιρισμούς που βρίσκονται σε διαφορετικές εδαφοκλιματικές περιοχές της χώρας με διαφοροποίηση στην διαθεσιμότητα υδατικών πόρων και με διαφορετικές βασικές καλλιέργειες ανά περιοχή. Θα συμβάλουν με την διάθεση πιλοτικών αγροτεμαχίων για την εφαρμογή του συστήματος, στη λήψη παρατηρήσεων και μετρήσεων παραγωγής και ποιότητας καθώς και στην διάδοση των αποτελεσμάτων του έργου.
Σε πέντε πιλοτικούς αγρούς από τους οποίους τρεις στον Αγροτικό Συνεταιρισμό Παραγωγών Εσπεριδοειδών Υποτροπικών (ΑΣΠΕΥ) στα Χανιά με ελιά, εσπεριδοειδή και αβοκάντο, ένας στον Α.Σ. Καλαμάτας με πατάτα και αραχίδα και ένα στον Α.Σ. Αγρινίου με ακτινίδιο για δύο συνεχόμενες καλλιεργητικές περιόδους, οι παραγωγοί μέλη των συνεταιρισμών θα εφαρμόσουν εμπειρικές πρακτικές άρδευσης και συμβουλευτική άρδευση σύμφωνα με το ΕΣΔΝΑ.
Τα αγροτεμάχια χωρίστηκαν σε 2 περίπου ίσα τμήματα και έγιναν οι αναγκαίες τροποποιήσεις στα δίκτυα άρδευσης ώστε κάθε τμήμα να αρδεύεται χωριστά και να καταγράφεται η ποσότητα του νερού άρδευσης. Το ένα τμήμα αρδευόταν εμπειρικά από τον παραγωγό (ΕΑ) και το άλλο σύμφωνα με τις συμβουλές από το λογισμικό ZenIrriware.
Σε κάθε περιοχή (Χανιά, Καλαμάτα, Αγρίνιο) εγκαταστάθηκε Μ/Σ με ή χωρίς ηλιακό πάνελ για την λειτουργία του Μ/Σ και των έξυπνων Η/Β. Επίσης έγιναν αναλύσεις εδάφους και νερού για κάθε αποδεικτικό αγρό, στοιχεία απαραίτητα για την συμβουλευτική άρδευση με βάση το ZenIrriware.
Επιχειρησιακή Ομάδα
ΓΕΩΡΓΙΚΟΙ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ
Η εταιρεία ZEN AGRO ΙΚΕ, συντονιστής του έργου έχει αντικείμενο το ψηφιακό μετασχηματισμό, την προσαρμογή στην ευφυή γεωργία και την παροχή συμβουλευτικών υπηρεσιών, στις γεωργικές εκμεταλλεύσεις. Έχει αναπτύξει λογισμικό άρδευσης ακριβείας που παρέχει εξειδικευμένες συμβουλές άρδευσης για όλες τις καλλιέργειες). Στα πλαίσια του έργου αυτού θα υλοποιήσει διεπαφή του λογισμικού με την έξυπνη ηλεκτροβάνα της εταιρείας ARTECH και με τα στοιχεία πρόγνωσης καιρικών συνθηκών που θα παρέχει το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών ώστε να παράγεται εξατομικευμένη πληροφόρηση των καλλιεργητών για τις επικείμενες καιρικές συνθήκες και τις πιθανές ζημιές στις καλλιέργειές τους.
Ο Ερευνητικός Φορέας και Διαμεσολαβητής καινοτομίας ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ-ΙΕΛΥΑ θα συμβάλει στη δημιουργία μεθοδολογίας αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας της εφαρμογής του ΕΣΔΝΑ μέσω της αξιολόγησης της παραγόμενης ποιότητας και ποσότητας προϊόντων για τις καλλιέργειες των πιλοτικών αγρών αλλά και του βαθμού εξοικονόμησης υδατικών πόρων.
Η No Waste 21, περιβαλλοντική οργάνωση ως φορέας Μεταφοράς Τεχνογνωσίας θα πραγματοποιήσει περιβαλλοντολογική αξιολόγηση του έργου και διάδοση των αποτελεσμάτων.
Η ARTECH ως φορέας Μεταφοράς Τεχνογνωσίας διαθέτει έξυπνη ηλεκτροβάνα και λογισμικό ελέγχου της βάνας που θα προσαρμοστεί για να μπορεί να συνεργαστεί με το λογισμικό της εταιρείας ZEN AGRO ΙΚΕ για την δημιουργία του ΕΣΔΝΑ. Η εταιρία θα διαθέσει έξυπνες ηλεκτροβάνες σε αγρότες των συνεταιρισμών που θα μπουν πιλοτικά στο πρόγραμμα.
Το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών διαθέτει δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών και περιοχική πρόγνωση καιρού για όλη τη χώρα. Στα πλαίσια του παρόντος έργου αναλαμβάνει την παροχή μετεωρολογικών δεδομένων και περιοχικών προγνώσεων που θα εισάγονται αυτόματα στο Λογισμικό της εταιρείας ZEN AGRO PC για να αναλύονται ανά αγροτεμάχιο.
Ο Αγροτικός Συνεταιρισμός Καλαμάτας θα συνεργαστεί με παραγωγούς που θα διαθέσουν τα αγροτεμάχια με καλλιέργεια αραχίδας και πατάτας για τις ανάγκες του έργου.
Αγροτικός Συνεταιρισμός Νεάπολης Αγρινίου
Ο Αγροτικός Συνεταιρισμός Νεάπολης Αγρινίου θα συνεργαστεί με παραγωγούς που θα διαθέσουν τα αγροτεμάχια με καλλιέργεια ακτινιδιάς για τις ανάγκες του έργου.
ΚΑΙ ΥΠΟΤΡΟΠΙΚΩΝ ΧΑΝΙΩΝ
Αποτελέσματα
Η εφαρμογή των χειρισμών «Άρδευση Ακριβείας , ΑΑ» και «Εμπειρική άρδευσης, ΕΑ» έγινε στους αποδεικτικούς αγρούς τις αρδευτικές περιόδους 2023 και 2024. Έγινε καταγραφή του αριθμού των αρδεύσεων, της ποσότητας νερού που εφαρμόστηκε, της εδαφικής υγρασίας, της παραγωγής καρπών ανά φυτό (Μ.Ο. 6 φυτών), Επίσης αναλύθηκαν οι καρποί για την ποιότητά τους σε κάθε χειρισμό των αγροτεμαχίων για της υπό μελέτη καλλιέργειες.
Στον παρακάτω πίνακα εμφανίζονται τα αποτελέσματα της 2ετίας 2023 &2024 (Μ.Ο.)
Παράμετρος /Καλλιέργεια | Αριθμός αρδεύσεων | Ποσότητα νερού (m3/στρ.) | Παραγωγή (kg/στρ.) | WUE (kg/ m3) | |
Ελιά | Εμπειρική άρδευση (ΕΑ) | 16 | 172 | 814 | 4,73 |
Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 20 | 154 | 900,0 | 5,84 | |
Πορτοκαλιά | Εμπειρική άρδευση (ΕΑ) | 30 | 643 | 3.627 | 5,64 |
Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 33 | 480 | 3.592 | 7,48 | |
Αβοκάντο | Εμπειρική άρδευση (ΕΑ) | 54 | 550 | 2.596 | 4,87 |
Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 47 | 458 | 2.714 | 5,92 | |
Ακτινιδιά | Εμπειρική Άρδευση (ΕΑ) | 33 | 757 | 1713 | 2,23 |
Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 36 | 544 | 1777 | 3,24 | |
Αραχίδα | Εμπειρική Άρδευση (ΕΑ) | 22 | 707 | 480,8 | 0,68 |
Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 26 | 604 | 481,9 | 0,79 | |
Πατάτα | Εμπειρική Άρδευση (ΕΑ | 23 | 129 | 2.587 | 19,9 |
| Άρδευση ΣΔΝΑ (ΑΑ) | 14 | 103 | 2.495 | 24,3 |
Η ποσότητα νερού άρδευσης ανά στρέμμα που εφαρμόστηκε ήταν μικρότερη και στη άρδευση ΣΔΝΑ δύο καλλιέργειες σε σχέση με την εμπειρική
Η παραγωγή ανά στρέμμα δεν διέφερε σημαντικά (μικρές διαφορές) μεταξύ της εμπειρικής άρδευσης και της άρδευσης ακριβείας.
Η αποτελεσματικότητα του νερού άρδευσης (kg/m3) ήταν σημαντικά μεγαλύτερη στην άρδευση ΣΔΝΑ σε όλες τις καλλιέργειες.
Ο χειρισμός άρδευσης (EΑ, ΑΑ) δεν επηρέασε σημαντικά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών της πορτοκαλιάς, της ακτινιδιάς, της πατάτας και της αραχίδας, ενώ στο αβοκάντο και στην ελιά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά ήταν λίγο καλλίτερα στην άρδευση ΣΔΝΑ από την εμπειρική άρδευση.
Η συνεχής καταγραφή της υγρασίας του εδάφους στο βάθος των 15 εκ. σε όλες τις καλλιέργειες έδειξε ότι και στους δύο χειρισμούς τα φυτά δεν ήταν σε υδατική καταπόνηση. Στην εμπειρική άρδευση η υγρασία του εδάφους ήταν στα επίπεδα κορεσμού (μέρος του νερού χάνεται λόγω βαθιάς διήθησης),ενώ την άρδευση ακριβείας η υγρασία κυμάνθηκε στα επίπεδα της διαθέσιμης υγρασίας του συγκεκριμένου εδάφους, εξασφαλίζοντας ιδανικές συνθήκες για την απορρόφηση του νερού από το ενεργό ριζικό σύστημα των καλλιεργειών.
Εμπειρική άρδευση
Άρδευση ακριβείας
Οι μετρήσεις φθορισμού της χλωροφύλλης Fv/Fm που έγιναν στον αποδεικτικό αγρό αβοκάντο ποικ. Lab Hass στο Σκινέ Χανίων, τόσο στο τμήμα με εμπειρική άρδευση, όσο και στο τμήμα με άρδευση ακριβείας σε 3 αντιπροσωπευτικά δέντρα κάθε χειρισμού άρδευσης δείχνουν ότι και στους δύο χειρισμούς άρδευσης τα φυτά δεν βρέθηκαν σε κατάσταση υδατικού στρες
ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ | ΑΓΡΟΣ: Α2
ΑΒΟΚΑΝΤΟ | ΑΑ | ΕΑ |
08/07/24 | 0.84 | 0.83 | |
15/07/24 | 0.83 | 0.82 | |
22/07/24 | 0.83 | 0.82 | |
29/07/25 | 0.82 | 0.81 | |
05/08/24 | 0.84 | 0.79 | |
12/08/24 | 0.84 | 0.78 | |
19/08/24 | 0.83 | 0.79 | |
26/08/24 | 0.84 | 0.81 | |
02/09/24 | 0.83 | 0.82 | |
09/09/24 | 0.84 | 0.84 | |
16/09/24 | 0.84 | 0.84 | |
23/09/24 | 0.84 | 0.84 | |
30/09/24 | 0.84 | 0.84 |
Από αποτελέσματα κατανάλωσης νερού, υγρασίας του εδάφους, παραγωγής, ποιότητας καρπών και αποτελεσματικότητας νερού άρδευσης, αλλά και από τις μετρήσεις της φυσιολογικής λειτουργίας των καλλιεργειών για το 2023 και 2024 φαίνεται ότι με την εφαρμογή του ΣΔΝΑ υπάρχει σημαντική οικονομία νερού άρδευσης 10,5% στην ελιά, 25,4% στην πορτοκαλιά, 16,7% στο αβοκάντο, 28,2% στην ακτινιδιά, 14,4% στην αραχίδα και 20,8% στην πατάτα.
Η ZenAgro δημιούργησε την εφαρμογής IRRIZEN για smartphone για τον έλεγχο της άρδευσης.
Περιβαλλοντική αξιολόγηση
Η περιβαλλοντική και κοινωνική προστιθέμενη αξία του έργου αξιολογήθηκε από την ομάδα της NOWASTE, που εκτίμησε ότι εάν εφαρμοσθεί η άρδευση ακριβείας στις 6 καλλιέργειες σε όλες τις εκμεταλλεύσεις στην Ελλάδα, η οικονομία νερού θα ξεπεράσει και το 20,5% (ή τα 276 εκατομμύρια m3 νερού) το χρόνο, θα μειωθεί το αποτύπωμα για αυτές τις καλλιέργειες κατά σχεδόν 16.000 τόνους CO2, λόγω μείωσης των απαιτούμενων μετακινήσεων για άρδευση και θα υπάρξει οικονομία λόγω μειωμένων μετακινήσεων των αγροτών για άρδευση πάνω από 600.000 ανθρωποημέρες εργασίας.
Δράσεις Διάχυσης
Σε άλλο αρχείο
Νέα-Ανακοινώσεις
Επικοινωνία
ΓΕΩΡΓΙΑ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣΓΕΩΡΓΙΚΟΙ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ
Συντονιστής & Επιστημονικός Υπεύθυνος:
Δρ. Κων/νος Χαρτζουλάκης
Τηλ. 6977093228
