Η άρδευση των καλλιεργειών

Η άρδευση των καλλιεργειών
Μέθοδοι, σχεδιασμός, ανάγκες σε νερό, ποιότητα νερού, εφαρμογές

Η ανάγκη για ορθολογική διαχείριση του νερού άρδευσης, η χρήση σύγχρονων εργαλείων για το σχεδιασμό της άρδευσης και η εφαρμογή καινοτόμων τεχνικών αποτέλεσαν το βασικό κίνητρο για την συγγραφή αυτού του βιβλίου. Στο βιβλίο, με εμπειρία του συγγραφέα πάνω από 35 χρόνια σε θέματα άρδευσης, καταβλήθηκε προσπάθεια να καταγραφεί η υπάρχουσα επιστημονική γνώση σε εθνικό και παγκόσμιο επίπεδο για την άρδευση και τις νέες τεχνολογίες, που πρέπει να εφαρμοσθούν στις συνθήκες που διαμορφώνονται τα τελευταία χρόνια.

Στόχος του βιβλίου είναι να αποτελέσει ένα πολύτιμο βοήθημα για φοιτητές, μελετητές, μηχανικούς περιβάλλοντος, γεωπόνους, στελέχη δημόσιας διοίκησης σε θέματα αγροτικής ανάπτυξης αλλά και για σύγχρονους αγρότες.

Το βιβλίο αποτελείται από δύο μέρη.

Το Α΄ μέρος (Γενικό) απαρτίζεται από 10 Κεφάλαια, που αναφέρονται στην εξέλιξη των αρδεύσεων στη κόσμο και την Ελλάδα, στις σχέσεις νερού και εδάφους, στις σχέσεις νερού και φυτού, στα συστήματα και μεθόδους άρδευσης, στην εκτίμηση των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό, στο σχεδιασμό των αρδεύσεων, στις καινοτόμες πρακτικές άρδευσης, στην αποτελεσματικότητα των αρδεύσεων, στην ποιότητα του νερού άρδευσης και στην χρήση των επεξεργασμένων εκροών για άρδευση.

Το Β΄ μέρος (Ειδικό) απαρτίζεται από 7 κεφάλαια που αναφέρονται στο σχεδιασμό της άρδευσης, στις ανάγκες σε νερό και την ποιότητα νερού για τις κύριες καλλιέργειες της χώρας, ελιά, εσπεριδοειδή, αμπέλι, φυλλοβόλα (ροδακινιά, μηλιά, βερικοκιά, αχλαδιά, ροδιά, φιστικιά), υποτροπικά (αβοκάντο και ακτινιδιά), κηπευτικά (βιομηχανική ντομάτα, πατάτα, φασολιά) και υπό κάλυψη (ντομάτα, αγγουριά, μελιτζάνα, πιπεριά) και φυτά μεγάλης καλλιέργειας (βαμβάκι, αραβόσιτος, τεύτλα, μηδική).
Περιεχόμενα
Πρόλογος 13

Σύμβολα και Συντομογραφίες 15

Α. Γενικό Μέρος:
ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ

Κεφάλαιο 1: ΓΕΝΙΚΑ 19
1.1. Εισαγωγή 19
1.2. Σπουδαιότητα των αρδεύσεων    21
1.3. Αρνητικές επιπτώσεις από την εφαρμογή των αρδεύσεων 23
1.3.1. Άμεσες περιβαλλοντικές επιπτώσεις της άρδευσης 23
1.3.2.Έμμεσες περιβαλλοντικές επιπτώσεις της άρδευσης 23
1.4. Η κατάσταση των αρδεύσεων στην Ελλάδα 24
1.5. Ορθολογική διαχείριση του νερού στη γεωργία 26
1.5.1. Διαχείριση της ζήτησης και αποτελεσματική χρήση του νερού 27
1.5.2. Πολιτική τιμών και ανάκτηση του κόστους 29
1.5.3. Ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση των υποβαθμισμένων νερών    30
1.5.4. Διαχείριση της ποιότητας του νερού 30
1.5.5. Συμμετοχή στη διαχείριση, εκπαίδευση και εξάσκηση 31
1.6. Βιβλιογραφία 31

Κεφάλαιο 2: ΣΧΕΣΕΙΣ ΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΙ ΝΕΡΟΥ 33
2.1. Το έδαφος  33
2.2. Φυσικές ιδιότητες του εδάφους  34
2.2.1. Σύσταση ή υφή του εδάφους  34
2.2.2. Δομή του εδάφους  36
2.2.3. Φαινόμενο ειδικό βάρος 37
2.2.4. Πορώδες 37
2.2.5. Περιεκτικότητα σε νερό 37
2.2.6. Θερμοκρασία  38
2.2.7. Βάθος 38
2.2.8. Χρώμα 38
2.3. Η υγρασία του εδάφους 39
2.3.1. Ταξινόμηση της εδαφικής υγρασίας  40
2.3.2. Σταθερές της εδαφικής υγρασίας 42
2.3.3. Δυναμικό του εδαφικού νερού 44
2.3.4. Μέτρηση της εδαφικής υγρασίας 46
2.4. Συγκράτηση νερού από το έδαφος 53
2.5. Διήθηση 54
2.6. Κίνηση του νερού στο έδαφος 58
2.6.1. Κίνηση του νερού σε κορεσμένο έδαφος 58
2.6.2. Κίνηση του νερού σε ακόρεστο έδαφος 59
2.6.3. Κίνηση του νερού από κορεσμένο σε ακόρεστο έδαφος 60
2.6.4. Κίνηση του νερού σε αέρια μορφή στο έδαφος 61
2.7. Βιβλιογραφία 62

Κεφάλαιο 3: ΣΧΕΣΕΙΣ ΕΔΑΦΙΚΟΥ ΝΕΡΟΥ • ΦΥΤΟΥ 63
3.1. Γενικά 63
3.2. Η απορρόφηση του νερού από τα φυτά 63
3.3. Ενεργειακή έννοια της απορρόφησης νερού 65
3.4. Η κίνηση του νερού στο σύστημα έδαφος-φυτό-ατμόσφαιρα 66
3.5. Παράγοντες που επηρεάζουν την απορρόφηση νερού 68
3.6. Μεταφορά του νερού    70
3.7. Διαπνοή 71
3.7.1. Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαπνοή 72
3.8. Νερό και λειτουργίες των φυτών 74
3.8.1. Βλάστηση    74
3.8.2. Φύτρωμα    74
3.8.3. Ανάπτυξη της ρίζας 74
3.8.4. Ανάπτυξη του βλαστού 75
3.8.5. Φωτοσύνθεση 75
3.9. Έλλειψη νερού και αντιδράσεις των φυτών 76
3.9.1. Αντιδράσεις των φυτών σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης 77
3.10. Διαθεσιμότητα του εδαφικού νερού στα φυτά    78
3.11. Βιβλιογραφία 80

Κεφάλαιο 4: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ή ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΡΔΕΥΣΗΣ 81
4.1. Γενικά 81
4.2. Επιφανειακή άρδευση 81
4.2.1. Άρδευση με αυλάκια 82
4.2.2. Άρδευση με λωρίδες 84
4.2.3. Άρδευση με κατάκλιση ή λεκάνες 86
4.2.4. Σχεδιασμός και διαχείριση επιφανειακής άρδευσης 88
4.3. Άρδευση με καταιονισμό 89
4.3.1. Τύποι άρδευσης με καταιονισμό 91
4.3.2. Εκτοξευτήρες 96
4.3.3. Επιλογή συστήματος και σχεδιασμός 99
4.3.4. Ρυθμός εφαρμογής  100
4.3.5. Διαχείριση συστημάτων άρδευσης με καταιονισμό 101
4.3.6. Προϋποθέσεις για την εφαρμογή της άρδευσης με καταιονισμό 102
4.4. Συστήματα τοπικής άρδευσης    103
4.4.1. Γενικά 103
4.4.2. Χαρακτηριστικά των τοπικών αρδεύσεων 104
4.4.3. Περιγραφή του συστήματος τοπικής άρδευσης 105
4.4.4. Σύστημα καθαρισμού του νερού 113
4.4.5. Σύστημα υδρολίπανσης 121
4.4.6. Άλλα όργανα και εξαρτήματα της κεφαλής  127
4.4.7. Λειτουργία του συστήματος τοπικής άρδευσης 129
4.4.8. Αντλητικό συγκρότημα 131
4.5. Υπο-επιφανειακή άρδευση με σταγόνες 132
4.5.1. Περιγραφή του συστήματος και λειτουργία    135
4.5.2. Υλικά και εγκατάσταση αγωγών υπο-επιφανειακής άρδευσης 137
4.6. Επιλογή και σχεδιασμός του συστήματος τοπικής άρδευσης 138
4.7. Διαχείριση συστημάτων τοπικής άρδευσης 142
4.8. Κριτήρια επιλογής κατάλληλου συστήματος άρδευσης 144
4.9. Βιβλιογραφία 145

Κεφάλαιο 5: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ 147
5.1. Γενικά 147
5.2. Εξατμισοδιαπνοή καλλιέργειας 150
5.2.1. Παράγοντες που επηρεάζουν την εξατμισοδιαπνοή 151
5.3. Μεταβολές της εξατμισοδιαπνοής στη διάρκεια της καλλιέργειας 155
5.4. Μέθοδοι υπολογισμού της εξατμισοδιαπνοής καλλιέργειας (ΕΤc) 156
5.4.1. Άμεσες μέθοδοι 156
5.4.2. Μέθοδος του εξατμισίμετρου 159
5.4.3. Έμμεσες μέθοδοι (εμπειρικές) 161
5.5. Φυτικοί συντελεστές των καλλιεργειών 168
5.5.1. Ο τύπος της καλλιέργειας 169
5.5.2. Το κλίμα    170
5.5.3. Εξάτμιση από το έδαφος 171
5.5.4. Στάδια ανάπτυξης της καλλιέργειας 171
5.6. Ανάγκες σε νερό άρδευσης των καλλιεργειών    176
5.6.1. Γενικά    176
5.6.2. Ωφέλιμη βροχή 180
5.6.3. Εισροή από την υπόγεια στάθμη 181
5.7. Συνολικές ανάγκες άρδευσης    181
5.8. Βιβλιογραφία 183

Κεφάλαιο 6: ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ 187
6.1. Γενικά 187
6.2. Σχεδιασμός της άρδευσης με βάση την υδατική κατάσταση του εδάφους    189
6.3. Σχεδιασμός της άρδευσης με βάση φυτικούς δείκτες 191
6.4. Σχεδιασμός της άρδευσης με βάση τις κλιματικές παραμέτρους    195
6.5. Συχνότητα και διάστημα άρδευσης 198
6.5.1. Παράγοντες που επηρεάζουν τη συχνότητα άρδευσης 199
6.6. Εφαρμοζόμενες καλλιεργητικές και αρδευτικές πρακτικές 201
6.7. Βάθος άρδευσης 201
6.7.1. Παράγοντες που επηρεάζουν το βάθος άρδευσης 203
6.8. Υπολογισμός της συχνότητας άρδευσης 204
6.9. Βιβλιογραφία 205

Κεφάλαιο 7: ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ TEXNΙΚΕΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ 207
7.1. Γενικά 207
7.2. Ελλειμματική άρδευση 207
7.2.1. Ρυθμιζόμενη ελλειμματική άρδευση (RDI) 209
7.2.2. Σχεδιασμός εφαρμογής της RDI 212
7.3. Mερική ξήρανση της ριζόσφαιρας (partial root drying) 214
7.3.1. Σχεδιασμός της άρδευσης με PRD    216
7.4. Άρδευση ακριβείας    218
7.4.1. Συστατικά στοιχεία της "άρδευσης ακριβείας" 220
7.4.2. Παρούσα κατάσταση 223
7.5. Βιβλιογραφία 225

Κεφάλαιο 8: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΑΡΔΕΥΣΕΩΝ 229
8.1. Γενικά 229
8.2. Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του συστήματος άρδευσης    230
8.3. Αξιολόγηση της ομοιομορφίας διανομής του νερού άρδευσης 233
8.4. Αξιολόγηση της απόκρισης των καλλιεργειών στην άρδευση 234
8.5. Βιβλιογραφία 236

Κεφάλαιο 9: ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ ΑΡΔΕΥΣΗΣ 237
9.1. Γενικά 237
9.2. Χαρακτηριστικά του νερού άρδευσης 237
9.3. Ποιοτική κατάταξη του νερού άρδευσης 240
9.4. Επίδραση της ποιότητας νερού στα φυτά και το έδαφος 243
9.4.1. Μειωμένη διαθεσιμότητα εδαφικής υγρασίας    244
9.4.2. Προβλήματα τοξικότητας 244
9.4.3.Τροφοπενίες θρεπτικών στοιχείων 248
9.4.4. Υποβάθμιση του εδάφους 249
9.5. Συνθήκες που επηρεάζουν την καταλληλότητα του νερού για άρδευση 249
9.6. Αντιμετώπιση της αλατότητας 252
9.6.1. Σχεδιασμός της άρδευσης    254
9.6.2. Μέθοδος άρδευσης    254
9.6.3. Απαιτήσεις έκπλυσης 254
9.6.4. Διαχείριση νερών διαφορετικής ποιότητας 256
9.6.5. Εφαρμογή τεχνητής στράγγισης 256
9.6.6. Χρήση βελτιωτικών νερού ή εδάφους 257
9.6.7. Επιλογή καλλιεργειών 258
9.7. Βιβλιογραφία 259

Κεφάλαιο 10: ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΓΙΑ ΑΡΔΕΥΣΗ 261
10.1. Γενικά 261
10.2. Χαρακτηριστικά των επεξεργασμένων εκροών για άρδευση 263
10.3. Καταλληλότητα μεθόδων άρδευσης για επεξεργασμένες εκροές    264
10.4. Κριτήρια και απαιτήσεις για χρήση των επεξεργασμένων εκροών για άρδευση στην Ελλάδα 266
10.5. Παρακολούθηση και έλεγχος για ασφαλή χρήση υγρών αποβλήτων για άρδευση 267
10.6. Η χρήση των επεξεργασμένων εκροών για άρδευση στην Ελλάδα    270
10.7. Βιβλιογραφία 272

Β. Ειδικό Μέρος:
ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΥΡΙΟΤΕΡΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ

Κεφάλαιο 11: ΑΜΠΕΛΙ 277
11.1. Γενικά 277
11.2. Βλαστικά στάδια 278
11.3. Συμπτώματα της έλλειψης νερού 281
11.4. Υδατικές απαιτήσεις, επίδραση στην παραγωγή 281
11.4.1. Εκτίμηση των απαιτήσεων σε νερό    282
11.5. Σχεδιασμός και μέθοδοι άρδευσης 283
11.6. Ποιότητα του νερού άρδευσης 286
11.7. Βιβλιογραφία 290

Κεφάλαιο 12: ΕΛΙΑ 293
12.1. Γενικά 293
12.2. Αντοχή στην έλλειψη νερού    295
12.3. Υδατικές απαιτήσεις, επίδραση στην παραγωγή 296
12.4. Σχεδιασμός και μέθοδοι άρδευσης 298
12.5. Ποιότητα νερού άρδευσης 300
12.5.1. Επιδράσεις της αλατότητας στην ελιά 302
12.6. Βιβλιογραφία 304

Κεφάλαιο 13: ΕΣΠΕΡΙΔΟΕΙΔΗ 307
13.1. Γενικά 307
13.2. Ετήσιος κύκλος βλάστησης και ανάπτυξης καρπών 307
13.3. Κρίσιμα στάδια για το νερό 309
13.4. Ανάγκες σε νερό 311
13.5. Μέθοδος άρδευσης    311
13.6. Ποιότητα νερού άρδευσης 312
13.6.1. Επίδραση αλατότητας στη βλάστηση 314
13.6.2. Επίδραση αλατότητας στην παραγωγή 314
13.7. Βιβλιογραφία 315

Κεφάλαιο 14: ΦΥΛΛΟΒΟΛΑ 317
14.1. Μηλιά 317
14.1.1. Κρίσιμα στάδια για το νερό 318
14.1.2. Ανάγκες σε νερό 319
14.1.3. Σχεδιασμός της άρδευσης    320
14.1.4. Ποιότητα νερού άρδευσης    322
14.1.5. Βιβλιογραφία 323
14.2. Ροδακινιά    325
14.2.1. Κρίσιμα στάδια για το νερό 325
14.2.2. Ανάγκες σε νερό    327
14.2.3. Σχεδιασμός της άρδευσης    329
14.2.4. Ποιότητα νερού άρδευσης    331
14.2.5. Βιβλιογραφία 331
14.3. Βερικοκιά    333
14.3.1. Κρίσιμα στάδια•Ανάγκες σε νερό 333
14.3.2. Ποιότητα νερού άρδευσης    336
14.3.3. Βιβλιογραφία 337
14.4. Αχλαδιά 339
14.4.1. Κρίσιμα στάδια • Ανάγκες σε νερό 339
14.4.2. Ποιότητα νερού άρδευσης    342
14.4.3. Βιβλιογραφία 343
14.5. Ροδιά 344
14.5.1. Σχεδιασμός της άρδευσης • ανάγκες σε νερό 344
14.5.2 Σύστημα άρδευσης    347
14.5.3. Ποιότητα νερού άρδευσης    347
14.5.4. Βιβλιογραφία 348
14.6. Φιστικιά     350
14.6.1. Στάδια ανάπτυξης 350
14.6.2. Κρίσιμα στάδια για το νερό 351
14.6.3. Ανάγκες σε νερό    352
14.6.4. Σχεδιασμός και σύστημα άρδευσης    353
14.6.5. Ποιότητα νερού άρδευσης    354
14.6.6. Βιβλιογραφία 356

Κεφάλαιο 15: ΥΠΟΤΡΟΠΙΚΑ    357
15.1. Αβοκάντο    357
15.1.1. Κρίσιμα στάδια για το νερό 358
15.1.2. Σχεδιασμός της άρδευσης    360
15.1.3. Ποιότητα νερού άρδευσης    362
15.1.4. Βιβλιογραφία 364
15.2. Ακτινιδιά    365
15.2.1. Κρίσιμα στάδια για το νερό 366
15.2.2. Ποσότητα και συχνότητα άρδευσης    367
15.2.3. Ποιότητα νερού άρδευσης    368
15.2.4. Βιβλιογραφία 369

Κεφάλαιο 16: ΚΗΠΕΥΤΙΚΑ 371
16.1. Υπαίθρια καλλιέργεια 371
16.1.1. Παράγοντες που επηρεάζουν το σχεδιασμό της άρδευσης 371
16.1.2. Σχεδιασμός της άρδευσης    373
16.1.3. Στάδιο ανάπτυξης 374
16.1.4. Ποιότητα νερού άρδευσης    376
16.1.5. Υδρολίπανση 376
16.1.6. Βιομηχανική τομάτα 378
16.1.7. Πατάτα 379
16.1.7. Φασολιά    381
16.2. Κηπευτικά σε θερμοκήπιο 385
16.2.1. Τομάτα 386
16.2.2. Αγγούρι 390
16.2.3. Μελιτζάνα 393
16.2.4. Πιπεριά    396
16.3. Βιβλιογραφία 399

Κεφάλαιο 17: ΦΥΤΑ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ 403
17.1. Αραβόσιτος 403
17.1.1 Ανάγκες σε νερό 404
17.1.2. Κρίσιμα στάδια για το νερό 405
17.1.3. Σχεδιασμός της άρδευσης    406
17.1.4. Ποιότητα νερού άρδευσης    409
17.1.5. Βιβλιογραφία 411
17.2. Βαμβάκι 413
17.2.1. Ανάγκες σε νερό    413
17.2.2. Κρίσιμα στάδια για το νερό 415
17.2.3. Σχεδιασμός της άρδευσης    416
17.2.4. Ποιότητα νερού άρδευσης    418
17.2.5. Βιβλιογραφία 420
17.3. Ζαχαρότευτλα 422
17.3.1. Ανάγκες σε νερό    422
17.3.2. Ποιότητα νερού και μέθοδοι άρδευσης 424
17.3.3. Βιβλιογραφία 424
17.4. Μηδική 426
17.4.1. Στάδια ανάπτυξης 426
17.4.2. Ανάγκες σε νερό και σχεδιασμός της άρδευσης 428
17.4.3. Ποιότητα νερού άρδευσης 430
17.4.4. Βιβλιογραφία 431

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 433

ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ 435