Αναλυτική περιγραφή του φυσικού αντικειμένου

     Στόχος της παρούσας έρευνας όπως ελέχθη είναι η μελέτη της παραγωγής βιομάζας για παραγωγή βιοκαυσίμων πρώτης και δεύτερης γενιάς με μεθόδους φιλικές προς το περιβάλλον. Η μελέτη θα γίνει μέσω πειραματικών και πιλοτικών αγρών που θα εγκατασταθούν στη Θεσσαλία και τη Στερεά Ελλάδα. Ειδικότερα θα εγκατασταθούν:

1. Δύο πειραματικοί αγροί (ένας στο αγρόκτημα του Π.Θ. και ένας στο αγρόκτημα  του ΚΑΠΕ) που θα συγκρίνει την παραγωγή 12 προτεινόμενων φυτών για παραγωγή βιομάζας. όπως  τριτικάλε μόνο του και σε μίγματα με ψυχανθή (κτηνοτροφικό μπιζέλι, βίκος, κτηνοτροφικά κουκιά),  μίγματα δημητριακών  με ψυχανθή, ηλίανθος, σόγια, χορτοδοτικό σόργο, κενάφ, Αλεξανδρινό τριφύλλι    με στόχο τη σύγκριση της παραγωγής τους με συμβατική κατεργασία και ακαλλιέργεια ( 12 είδη Χ2 κατεργασίες Χ 4 επαναλήψεις) . Το κάθε πείραμα θα καταλάβει έκταση 4 περίπου στρεμμάτων που με τους διαδρόμους θα φτάσει τα 7 στρέμματα.
2. Ανάλυση ποιοτικών χαρακτηριστικών της βιομάζας. Δείγματα από την παραγόμενη βιομάζα  θα αναλυθούν στα εργαστήρια του ΚΑΠΕ για τα ποιοτικά τους χαρακτηριστικά για αν εκτιμηθεί η καταλληλότητά τους για τις  διάφορες μεθόδους μετατροπής σε ενέργεια.
3. Δύο πειραματικοί αγροί (ένας αρδευόμενος και ένας ξηρικός, στο Αγρόκτημα του Π.Θ.) για τη σύγκριση πέντε μεθόδων κατεργασίας εδάφους σε συνδυασμό με δύο συστήματα αμειψισποράς: ήτοι:

α) Συμβατική κατεργασία (Σ): Η μέθοδος είναι η συνήθης πρακτική που ακολουθούν οι αγρότες της περιοχής και περιλαμβάνει όργωμα σε βάθος 25-30 cm και προετοιμασία της σποροκλίνης σύμφωνα με τις ανάγκες.

β) Μειωμένη κατεργασία Ι με χρήση βαρύ καλλιεργητή (ΒΚ): Πρωτογενής κατεργασία με ένα πέρασμα με έναν σύνθετο βαρύ καλλιεργητή σε βάθος 35-40 cm. Ο βαρύς καλλιεργητής είναι κατασκευή υπό δοκιμή από το Εργαστήριο Γεωργικής Μηχανολογίας του Π.Θ. με 3 άκαμπτα ελάσματα τύπου chisel σε μεταξύ τους αποστάσεις 60 cm τα οποία κατεργάζονταν το έδαφος σε ένα βάθος περίπου 40 cm. Μπροστά από τα άκαμπτα ελάσματα τοποθετήθηκε μια σειρά από 4 εύκαμπτα ελάσματα τύπου C σε μεταξύ τους αποστάσεις 40 cm που κατεργάζονται το έδαφος σε ένα βάθος περίπου 20 cm. Σε δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, διαπιστώθηκε ότι με την προσθήκη αυτή προέκυπτε σημαντική μείωση της απαιτούμενης ισχύος στην έλξη από τον ελκυστήρα καθώς και αποτελεσματικότερη καταστροφή των ζιζανίων. . Η προετοιμασία της σποροκλίνης ολοκληρώνεται σύμφωνα με τις ανάγκες.

γ) Μειωμένη κατεργασία ΙΙ με χρήση περιστροφικού καλλιεργητή (ΠΚ): Ένα πέρασμα με περιστροφικό καλλιεργητή σε βάθος 12-15 cm. Προετοιμασία της σποροκλίνης σύμφωνα με τις ανάγκες.

δ) Κατεργασία σε λωρίδες: Θα χρησιμοποιηθεί ένα σύνθετο μηχάνημα  που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε στο Εργαστήριο Γεωργικής Μηχανολογίας του Π.Θ. που αναμοχλεύει το έδαφος σε βάθος 25 εκατοστών με συνδυασμό αβαθών και βαθιά εργαζόμενων υνιών και χρήση στελεχών φρέζας για ταυτόχρονη προετοιμασία της σποροκλίνης.

ε) Ακαλλιέργεια (Α). Απ’ ευθείας σπορά  στην ακατέργαστη επιφάνεια με τις ειδικές σπαρτικές που θα εισαχθούν για τις ανάγκες του προγράμματος

Τα πειραματικά τεμάχια θα έχουν πλάτος 6Χ10 μέτρα. Θα εγκατασταθούν δύο αμειψισπορές με χρήση ξηρικών και ποτιστικών καλλιεργειών στο ένα τεμάχιο και μόνο ξηρικών καλλιεργειών στο άλλο. Οι αμειψισπορές φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα.

Αμειψισπορές

3. Εγκατάσταση πειράματος για μελέτη επιπτώσεων της κατεργασίας στη διάβρωση του εδάφους. Σε αγρό με κλίση τουλάχιστον 5% στο ΤΕΙ Λάρισας θα εγκατασταθεί πείραμα με μεταχειρίσεις τη συμβατική κατεργασία και την ακαλλιέργεια με δύο κατευθύνσεις κατεργασίας του εδάφους (κατά τις ισοϋψείς και τις κλίσεις) και με χρήση ή όχι καλλιεργειών φυτοκάλυψης (μίγμα σιτηρού και ψυχανθούς) για συνεχή κάλυψη του εδάφους. Τα πειραματικά τεμάχια θα έχουν μήκος 22 μέτρων και πλάτος 10 (Morgan  1986). Θα μετρηθούν οι απορροές  με χρήση μετρητών ροής στο κάτω άκρο του κάθε πειραματικού τεμαχίου, η απώλεια εδάφους (κυρίως αργίλου και ιλύος) τόσο σε πραγματικά συμβάντα όσο και σε με τεχνητή βροχή (με χρήση εξομοιωτή βροχής)

4. Εγκατάσταση πιλοτικών αγρών για μελέτη του οικονομικού και ενεργειακού ισοζυγίου, του ισοζυγίου  CO₂ και ανάλυση του κύκλου ζωής. Σε αγρούς (ένας στο ΤΕΙ Λάρισας και ένας σε αγρότη που επιθυμεί να συνεργαστεί) θα εγκατασταθούν σε αγρούς 10-20 στρεμμάτων όπου θα καλλιεργηθούν οι αμειψισπορές σε λωρίδες με συμβατική κατεργασία (βάθος κατεργασίας 25 εκ), μειωμένη κατεργασία με βαρύ καλλιεργητή (βάθος κατεργασίας 15-20 εκ) και ακαλλιέργεια.  Σε κάθετες λωρίδες θα γίνουν λιπάνσεις με τρία επίπεδα αζωτούχου λίπανσης (μάρτυρας και δύο επίπεδα λίπανσης). Θα χρησιμοποιηθούν μέθοδοι γεωργίας ακριβείας για την ανάλυση των αποτελεσμάτων (χαρτογράφηση παραγωγής, αναλύσεις εδάφους, μέτρηση δεικτών βλάστησης κλπ)

5.  Αξιολόγηση των μεθόδων παραγωγής βιομάζας με βάση το οικονομικό, ενεργειακό ισοζύγιο, το ισοζύγιο CO₂ και την ανάλυση κύκλου ζωής. Η ανάλυση θα βασιστεί σε δεδομένα που θα συγκεντρωθούν κατά την εκτέλεση των πειραμάτων (μετρήσεις απορροφώμενης ισχύος και κατανάλωσης ενέργειας), εκτίμηση των εισροών ενέργειας από τη βιβλιογραφία, μέτρηση των εκροών και εκτίμηση της ενέργειας με θερμιδομετρήσεις, εκτίμηση του ισοζυγίου CO₂ και του κύκλου ζωής με την Ελβετική μέθοδο (προμήθεια κατάλληλου λογισμικού με τις βάσεις δεδομένων) και σύγκριση με αντίστοιχες βάσεις δεδομένων των ΗΠΑ.

6. Διάδοση των αποτελεσμάτων: α) στους Γεωπόνους των τοπικών  Διευθύνσεων Γεωργικής Ανάπτυξης, των Κέντρων Ενημέρωσης των Αγροτών και άλλους ενδιαφερόμενους Γεωτεχνικούς με οργάνωση ομιλιών και μικρών ημερίδων με στρογγυλές τράπεζες για συζήτηση των προτάσεων και των αποτελεσμάτων, β) στους αγρότες μέσω: Δημιουργίας δια-δικτυακού τόπου  με πρόσβαση από τους αγρότες, με ομιλίες  σε αγρότες, παρουσιάσεις στα τοπικά ραδιόφωνα και τηλεοράσεις, θα εκδοθούν  φυλλάδια που θα παρουσιάζουν τα αποτελέσματα και θα

διανεμηθούν στους αγρότες. γ) στους ενδιαφερόμενους επενδυτές για μονάδες παραγωγής ενέργειας από βιομάζα δ)στην Ελληνική και διεθνή επιστημονική κοινότητα με ανακοινώσεις σε εθνικά  και διεθνή συνέδρια και  σε περιοδικά με κριτές.