ΠΕ 2. Συγκριτική μελέτη των αποδόσεων ετήσιων ενεργειών φυτών

Υπέυθυνη ΠΕ Ε. Αλεξοπούλου

ΠΕ 2.1  Θα καλλιεργηθούν  δώδεκα ετήσια είδη φυτών που έχουν προταθεί ως ενεργειακές καλλιέργειες για να συγκριθούν οι αποδόσεις τους και οι ανάγκες τους σε εισροές. (Π.Θ. ΚΑΠΕ)

Σύγκριση απόδοσης ενεργειακών καλλιεργειών. Σύγκριση της παραγόμενης βιομάζας από μια σειρά καλλιεργειών (τριτικάλε, μίγματα δημητριακών με ψυχανθή, ηλίανθος, σόγια, χορτοδοτικό σόργο, κενάφ).  Εκτέλεση:  δύο πειράματα στις δύο περιοχές μελέτης ( Ανατολική  Θεσσαλία, Βοιωτία)  (Π.Θ.  ΚΑΠΕ).

Μεταχειρίσεις: Είδη φυτών και δύο κατεργασίες (συμβατική, ακαλλιέργεια), με συνήθεις καλλιεργητικές πρακτικές λίπανσης, φυτοπροστασίας, άρδευσης.

Μετρήσεις: Εγκατάσταση φυτείας, φύτρωμα, ανάπτυξη φυτών, παραγωγή βιομάζας ποιοτικά χαρακτηριστικά βιομάζας, φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους, κατανάλωση ενέργειας για τις εργασίες.

Παραδοτέα: Αποτελέσματα πειραμάτων  τριών ετών σε δύο περιοχές. Εκτίμηση καταλληλότητας ενεργειακών φυτών

ΠΕ 2.2  Ανάλυση των ποιοτικών χαρακτηριστικών της βιομάζας. (ΚΑΠΕ) 

Δείγματα από τη βιομάζα που θα παραχθεί θα αναλυθούν στα Εργαστήρια του ΚΑΠΕ για να εκτιμηθεί η καταλληλότητα για διάφορες μεθόδους μετατροπής.

• Προσδιορισμός ανώτερης θερμογόνου δύναμης (θερμιδομέτρηση). Υπολογισμός κατώτερης θερμογόνου δύναμης. Η θερμιδομέτρηση γίνεται με χρήση θερμιδομέτρου Parr, σύμφωνα με την πρότυπη μέθοδο A5TMD 3286.
• Στοιχειακή ανάλυση (προσδιορισμός % κ.β. περιεκτικότητας σε C, Η, Ν, S και Ο). Η Στοιχειακή ανάλυση πραγματοποιείται με χρήση του ολοκληρωμένου και πλήρως αυτοματοποιημένου στοιχειακού αναλυτή της Perkin Elmer, μοντέλο 2400 ΙΙ
• Προσεγγιστική ανάλυση (προσδιορισμός % κ. β περιε­κτικότητας σε πτητικά, τέφρα και μόνιμο άνθρακα). Η προσεγγιστική ανάλυση πραγματοποιείται με χρήση σύγχρονου προσεγγιστικού αναλυτή LECO, με δυνατότητα ταυτόχρονης ανάλυσης έως και 18 δειγμάτων, σύμφωνα με την πρότυπη μέθοδο Α5ΤΜ D 3172 - 75.

Παραδοτέα: Ποιοτικά χαρακτηριστικά βιομάζας διαφόρων καλλιεργειών και πρακτικών, αξιολόγηση χρήσης για παραγωγή ενέργειας.

ΠΕ 4.  Πιλοτικές καλλιέργειες ενεργειακών καλλιεργειών.

Υπεύθυνος Σ. Φουντάς

Εκτέλεση πιλοτικών καλλιεργειών ενεργειακών καλλιεργειών σε εκτάσεις 10- 20 στρεμμάτων. Θα εγκατασταθούν δύο πιλοτικοί αγροί, ένας στο ΤΕΙ Λάρισας και ένας  σε αγρό που θα επιλεγεί πιθανώς στη Δυτική Θεσσαλία. Θα συγκριθεί η ακαλλιέργεια με μειωμένη κατεργασία με βαρύ καλλιεργητή και  συμβατική κατεργασία. Το χωράφι θα χωριστεί σε λωρίδες  όπου θα γίνουν οι διαφορετικές μεταχειρίσεις (δύο αμειψισπορές, τρεις κατεργασίες) Σε κάθετες λωρίδες θα γίνουν τρεις μεταχειρίσεις αζωτούχου λίπανσης. Για την εκτίμηση της παραγωγής θα χρησιμοποιηθούν  οι τεχνολογίες της γεωργίας ακριβείας όπως χαρτογράφηση της παραγωγής, αναλύσεις στοιχείων εδάφους  για σύγκριση των μεταβολών των παραμέτρων με αντίστοιχη γεωστατιστική ανάλυση των δεδομένων. Θα μελετηθούν:

• Η κατανάλωση ενέργειας για τις καλλιεργητικές εργασίες (μετρήσεις στο αγρό)
• Η μέτρηση δεικτών υγείας του εδάφους (οργανική ουσία, πληθυσμοί σκουληκιών κλπ)
• Τα τεχνικοοικονομικά στοιχεία, σχετικά με τις δαπάνες παραγωγής, τις αποδόσεις του γεωργικού εξοπλισμού, τις αποδόσεις των καλλιεργειών, την ακαθάριστη πρόσοδο κάθε καλλιέργειας κλπ., με σκοπό τον υπολογισμό των οικονομικών αποτελεσμάτων  και τη συγκριτική ανάλυση της οικονομικότητας των καλλιεργειών με βάση το επιτυγχανόμενο ακαθάριστο κέρδος.
• Τα στοιχεία της καλλιέργειας για ανάλυση ενεργειακού ισοζυγίου, οικονομικών στοιχείων, ισοζυγίου CO₂, κύκλου ζωής.

Παραδοτέα: Αποτελέσματα των πιλοτικών και στοιχεία για το ΠΕ5.

ΠΕ 3. Πειράματα μελέτης καλλιεργητικών τεχνικών

Υπεύθυνος ΠΕ Δ. Πατέρας

ΠΕ 3.1  Σύγκριση μεθόδων κατεργασίας του εδάφους (χειρισμοί: πέντε κατεργασίες  Δύο πειραματικοί αγροί στη Θεσσαλία, από δύο αμειψισπορές στον κάθε ένα όπως περιγράφηκαν πιο πάνω. (εκτέλεση Π.Θ.). Θα εγκατασταθούν δύο πειράματα. Ένα αρδευόμενο και ένα ξηρικό. Τα πειραματικά τεμάχια  θα έχουν διαστάσεις 6Χ10 μ.  

Πειραματικός σχεδιασμός: Δύο αμειψισπορές x πέντε κατεργασίες x τέσσερις επαναλήψεις (40 τεμάχια σε κάθε αγρό). Παράλληλα θα εγκατασταθεί μια επανάληψη με μονοκαλλιέργεια ηλίανθου στο ποτιστικό και τριτικάλε στο ξηρικό για σύγκριση των αποδόσεων.

Μετρήσεις: Φύτρωμα, εξέλιξη φυτείας, αποδόσεις, μετρήσεις φυσικών και χημικών ιδιοτήτων εδάφους, μελέτη της επίδρασης στη δομή του εδάφους, μέτρηση δεικτών υγείας του εδάφους (οργανική ουσία, πληθυσμοί σκουληκιών κλπ), μέτρηση απορροφώμενης ισχύος καταναλισκόμενης ενέργειας, σύγκριση ενεργειακού ισοζυγίου.

Παραδοτέα: Αποτελέσματα πειραμάτων τριών ετών με σύγκριση μεθόδων κατεργασίας και αμειψισπορών.

ΠΕ 3.2  Πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της κατεργασίας του εδάφους, της κατεύθυνσης της κατεργασίας και σποράς και της χρήσης καλλιεργειών σε αμειψισπορά για συνεχή κάλυψη του εδάφους (χειρισμοί: τρεις κατεργασίες, δύο κατευθύνσεις κατεργασίας και σποράς, δύο αμειψισπορές)

Εκτέλεση: ένας πειραματικός αγρός στη Θεσσαλία (ΤΕΙΛ)

Μετρήσεις: Θα μετρηθούν  η επίδραση στις φυσικές ιδιότητες του εδάφους (αντίσταση σε διείσδυση, ξηρή φαινομενική πυκνότητα, δομή του εδάφους, διηθητικότητα, σταθερότητα συσσωματωμάτων), κάλυψη του εδάφους από φυτικά υπολείμματα και καλλιέργειες, φύτρωμα και ανάπτυξη των καλλιεργειών, απορροή και απώλεια εδάφους ποσοστό αργίλου και ιλύος στο έδαφος που καταλήγει στο δοχεία συγκέντρωση της απορροής

Παραδοτέα: Αποτελέσματα του πειράματος για τρία έτη, επίδραση των μεταχειρίσεων στη διάβρωση και απορροή, ανάπτυξη και επαλήθευση προτύπων εκτίμησης της απορροής και της διάβρωσης

ΠΕ 3.3  Ανάπτυξη προτύπων για την απορροή και τη διάβρωση.

Θα γίνει επαλήθευση των προτύπων που υπάρχουν με βάση τα στοιχεία και θα διαμορφωθούν  κατάλληλοι δείκτες για τις Ελληνικές συν θήκες. Θα χρησιμοποιηθούν οι εξισώσεις του Philips για την απορροή και η RUSLE για τις απώλειες  εδάφους αλλά και άλλα πρότυπα που έχουν προταθεί από Ευρωπαίους και άλλους ερευνητές.

ΠΕ. 5  Εκτίμηση ενεργειακού ισοζυγίου, οικονομικών στοιχείων, ισοζυγίου CO₂, κύκλου ζωής.

(Π.Θ. ΚΑΠΕ, ΤΕΙ Λάρισας)

Υπεύθυνος Ευθ. Μυγδάκος

Κατά την εκτέλεση των πειραμάτων θα γίνουν μετρήσεις της απορροφώμενης ισχύος και ενέργειας  από τα γεωργικά μηχανήματα με τον οργανωμένο γεωργικό ελκυστήρα που διαθέτει το Π.Θ. Θα εκτιμηθεί  η ενέργεια των εισροών με βάση στοιχεία της βιβλιογραφίας ενώ θα μετρηθούν οι εκροές ενέργειας με το θερμιδόμετρο του ΤΕΙ/Λ και του ΚΑΠΕ.

ΠΕ 5.1

Κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου θα καταγραφούν όλες οι καλλιεργητικές φροντίδες-εργασίες και οι αντίστοιχες δαπάνες παραγωγής, παράλληλα με την παρακολούθηση των φυτειών, την απόδοση του γεωργικού εξοπλισμού,  τις αποδόσεις, τις προσόδους κλπ. ώστε να καταστεί δυνατή η οικονομική ανάλυση των στοιχείων κάθε καλλιέργειας, το κόστος παραγωγής και τελικά η συγκριτική ανάλυση των οικονομικών αποτελεσμάτων με βάση το ακαθάριστο κέρδος κάθε καλλιέργειας Κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου θα καταγραφούν όλες οι εργασίες και θα γίνει ανάλυση του κόστους παραγωγής τόσο με βάση τις τιμές που οι επαγγελματίες με γεωργικά μηχανήματα χρεώνουν όσο και με ανάλυση του πραγματικού κόστους. Με βάση αυτά θα γίνει η εκτίμηση του κόστους παραγωγής.

ΠΕ 5.2

Κατά την διάρκεια της έρευνας θα μελετηθεί το ενεργειακό ισοζύγιο για τα φυτά και τις καλλιεργητικές πρακτικές που θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή της βιομάζας. Η μελέτη θα περιλαμβάνει την όλες της ενεργειακές εισροές, συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας για την κατασκευή των μηχανημάτων, τη χρήση των καυσίμων, της εφαρμογής αρδευτικού νερού ακόμα και της ανθρώπινης εργασίας. Θα χρησιμοποιηθούν δεδομένα από την διεθνή βιβλιογραφία και από την Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή Κλίματος (2007). Τα φυτά που θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή βιομάζας, θα καταταγούν σε σχέση με το ενεργειακό ισοζύγιο.   Επί πλέον θα διερευνηθούν διάφορα σενάρια για την εκτίμηση του ενεργειακού και οικονομικού ισοζυγίου όπως διάφορα συστήματα άρδευσης, διάφορα βάθη άντλησης και συστήματα προμήθειας νερού, διάφορες κατεργασίες κλπ ώστε να υπάρχει διερεύνηση του κόστους σε διάφορες περιοχές της Θεσσαλίας. Για την εκτίμηση του ενεργειακού ισοζυγίου θα εκτιμηθεί η ενέργεια που ενσωματώνεται στις διάφορες εισροές και η ενέργεια της παραγόμενης βιομάζας.

ΠΕ 5.3

Για την παραγωγή της κάθε μορφής βιομάζας θα μελετηθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου για την παραγωγή της. Θα πραγματοποιηθεί ανάλυση του κύκλου ζωής των αερίων κατά τα στάδια της παραγωγής της βιομάζας για όλα τα αέρια του θερμοκηπίου. Τα μοντέλα που θα χρησιμοποιηθούν θα είναι Ευρωπαϊκά και αμερικάνικα όπως το μοντέλο από το Food and Agricultural Policy Research Institute) (FAPRI) το οποίο έχει αναγνωρισθεί από το  Environmental Protection Agency (EPA) στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και προτάθηκε να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση του κύκλου ζωής για τα εισαγόμενα γεωργικά προϊόντα. Ανάλογα ευρωπαϊκά μοντέλα θα χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση του κύκλου ζωής των αερίων του θερμοκηπίου.  Για το ισοζύγιο του διοξειδίου του άνθρακα και την ανάλυση του κύκλου ζωής θα γίνει προμήθεια του προγράμματος και των βάσεων δεδομένων SIMA PRO που θεωρούνται οι πληρέστερες

Παραδοτέα: Οικονομικό και ενεργειακό ισοζύγια και ανάλυση, ισοζύγιο αερίων του Θερμοκηπίου, ανάλυση κύκλου ζωής των καλλιεργειών και των πρακτικών παραγωγής.