Το θερμοκήπιο αποτελεί ένα σύστημα για παραγωγή προϊόντων καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, με συγκεκριμένες και σταθερές αποδόσεις. Η δυνατότητα αυτή μπορεί να ενισχύσει σημαντικά τις εξαγωγές αγροτικών προϊόντων, καθώς επιτρέπει την ελεγχόμενη παραγωγή σε ετήσια βάση, με πλήρη έλεγχο παραγόντων όπως είναι η ενέργεια, το νερό, τα λιπάσματα, τα φυτοπροστατευτικά προϊόντα και η εργασία. Ο έλεγχος αυτός καθιστά την παραγωγή πιο αποδοτική και έχει ως αποτέλεσμα τη βέλτιστη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων.
Όπως αναφέρει ο κ. Νικόλαος Κατσούλας, καθηγητής και πρόεδρος του Τμήματος Γεωπονίας, Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, στο θερμοκήπιο καλλιεργούνται φυτά τόσο στο έδαφος όσο και εκτός εδάφους. Τα τελευταία χρόνια, μάλιστα, παρατηρείται αυξανόμενη εφαρμογή της υδροπονίας, κατά την οποία η ρίζα του φυτού αναπτύσσεται σε φυσικό υπόστρωμα χωρίς τη χρήση εδάφους. Στην περίπτωση της αεροπονίας, η ρίζα βρίσκεται στον αέρα και τα απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία παρέχονται απευθείας, καλύπτοντας πλήρως τις ανάγκες της καλλιέργειας για την ανάπτυξή της.
«Η υδροπονία, εξηγεί ο κ. Κατσούλας, ή αλλιώς η εκτός εδάφους καλλιέργεια, αντιπροσωπεύει ακόμη ένα σχετικά μικρό ποσοστό της θερμοκηπιακής παραγωγής στην Ελλάδα. Εκτιμάται ότι υδροπονικά συστήματα εφαρμόζει περίπου το 8-10% των θερμοκηπίων, ενώ τα υπόλοιπα θερμοκήπια αναπτύσσουν καλλιέργειες στο έδαφος. Η αεροπονία, από την άλλη πλευρά, παραμένει σε εξαιρετικά περιορισμένη κλίμακα και δεν μπορεί ακόμη να θεωρηθεί διαδεδομένη τεχνική καλλιέργειας στη χώρα μας.
»Τα πλεονεκτήματα της υδροπονικής καλλιέργειας είναι ιδιαίτερα σημαντικά. Βασικά απουσιάζει το έδαφος, γεγονός που σημαίνει ότι αποφεύγεται κάθε μορφή κατεργασίας του εδάφους. Παράλληλα, δίνεται η δυνατότητα καλλιέργειας σε περιοχές με μη γόνιμα ή προβληματικά εδάφη, αποφεύγοντας ζητήματα που σχετίζονται με το έδαφος, όπως είναι ασθένειες και ζιζάνια».
Όπως αναφέρει ο κ. Κατσούλας, η καλλιέργεια πραγματοποιείται είτε σε φυσικά υποστρώματα, τα οποία μπορούν να αναμειχθούν με άλλα υλικά ώστε να δημιουργηθεί το κατάλληλο περιβάλλον για την ανάπτυξη της ρίζας, είτε χωρίς υπόστρωμα. Στην τελευταία περίπτωση, τα φυτά αναπτύσσονται απευθείας σε θρεπτικό διάλυμα που ρέει σε ειδικά κανάλια, επιτρέποντας την ομαλή ανάπτυξη του ριζικού τους συστήματος.
Υποστρώματα
Τα υποστρώματα που χρησιμοποιούνται στις εκτός εδάφους καλλιέργειες μπορούν να είναι είτε φυσικά είτε τεχνητά. Από τα πιο διαδεδομένα υλικά υποστρώματος είναι ο περλίτης και ο πετροβάμβακας.
Ο περλίτης είναι ένα ηφαιστειογενές φυσικό πέτρωμα που υφίσταται ειδική επεξεργασία. Περιέχει νερό στο εσωτερικό του και, όταν θερμαίνεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, διογκώνεται (παρόμοια με τη διαδικασία παραγωγής του ποπ κορν). Από σκληρό πέτρωμα μετατρέπεται σε ένα ελαφρύ, χαλαρό και φελλώδες υλικό, με μεγάλο αριθμό πόρων. Χάρη σε αυτή τη δομή, ο περλίτης μπορεί να συγκρατεί τόσο το νερό όσο και τα θρεπτικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για την απορρόφηση από την καλλιέργεια.
Ο πετροβάμβακας είναι ένα τεχνικό υλικό που παράγεται από την τήξη δύο έως τριών διαφορετικών πετρωμάτων σε συγκεκριμένες, πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Μέσα από ελεγχόμενη βιομηχανική διαδικασία δημιουργείται το υλικό που χρησιμοποιείται ευρέως στη θερμοκηπιακή παραγωγή. Ο πετροβάμβακας είναι υδρόφιλος, γεγονός που τον καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλο για την ομοιόμορφη κατακράτηση και διάθεση του νερού και των θρεπτικών διαλυμάτων στο ριζικό σύστημα των φυτών.
Και τα δύο παραπάνω υλικά είναι φυσικά και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη στήριξη της ρίζας και τη συγκράτηση των θρεπτικών στοιχείων, χωρίς τα ίδια τα υποστρώματα να μπορούν από μόνα τους να παρέχουν στην καλλιέργεια θρεπτικά στοιχεία, τα οποία παρέχονται μέσω διαλυμάτων.
Θρεπτικό διάλυμα
Στην υδροπονία υπάρχει πολύ μεγαλύτερος έλεγχος στα θρεπτικά στοιχεία που παρέχονται στην καλλιέργεια, γεγονός που επιτρέπει τον πλήρη έλεγχο της ανάπτυξής της. Η σύσταση του θρεπτικού διαλύματος μπορεί να προσαρμόζεται ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης των φυτών, επηρεάζοντας άμεσα τη φυσιολογία και την απόδοσή τους.
«Στα υδροπονικά συστήματα, επισημαίνει ο κ. Κατσούλας είναι δυνατή η συλλογή των θρεπτικών στοιχείων που δεν απορροφώνται από την καλλιέργεια και καταλήγουν στο υπόστρωμα. Με αυτό τον τρόπο, τίποτα δεν χάνεται στο περιβάλλον.
»Τα συστήματα αυτά λειτουργούν ως κλειστά συστήματα, ακολουθώντας τις αρχές της κυκλικής οικονομίας: Ό,τι δεν απορροφάται από το φυτό συλλέγεται, ανακυκλώνεται και επαναχρησιμοποιείται. Έτσι, αφενός περιορίζεται σημαντικά η περιβαλλοντική επιβάρυνση και αφετέρου, από την πλευρά των παραγωγών, αποφεύγονται οι απώλειες σε νερό και λιπάσματα που μπορούν να φτάσουν έως και το 40%σε ανοιχτά συστήματα ή σε καλλιέργειες στο έδαφος.
»Η ρίζα λειτουργεί ως φίλτρο, μέσω του οποίου απορροφώνται τα θρεπτικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη της καλλιέργειας. Όταν η ρίζα έχει άμεση πρόσβαση σε αυτά τα στοιχεία, δεν είναι απαραίτητο να βρίσκεται μέσα στο έδαφος ή σε υπόστρωμα. Αρκεί η παροχή των θρεπτικών στοιχείων στο κατάλληλο περιβάλλον».
Στην περίπτωση της αεροπονίας, η ρίζα βρίσκεται μέσα σε ειδικό θάλαμο, όπου ψεκάζεται συνεχώς με νερό εμπλουτισμένο με θρεπτικά στοιχεία. Παράλληλα, εξασφαλίζεται η επάρκεια οξυγόνου στον θάλαμο, στοιχείο απαραίτητο για την υγιή ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, όπως συμβαίνει άλλωστε και στο έδαφος ή στα υποστρώματα.
«Η υδροπονία και η αεροπονία, αναφέρει ο κ. Κατσούλας, αποτελούν τεχνολογίες που εφαρμόζονται διεθνώς εδώ και πολλές δεκαετίες, παρότι στη χώρα μας η χρήση τους παραμένει περιορισμένη. Αυτό δεν οφείλεται στην ανεπάρκεια των ίδιων των τεχνολογιών, αλλά στο γεγονός ότι δεν έχουν ακόμη ενσωματωθεί ευρέως στα ελληνικά παραγωγικά συστήματα.
»Στην Ολλανδία, για παράδειγμα, εφαρμόζονται ήδη από τη δεκαετία του 1970 και του 1980, με πληθώρα επιτυχημένων εφαρμογών. Το ζητούμενο σήμερα είναι η προσαρμογή αυτών των τεχνολογιών στις ελληνικές συνθήκες και ανάγκες».
Οι εφαρμογές
«Έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές εφαρμογές υδροπονίας στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, μας ενημερώνει ο κ. Κατσούλας, καθώς και σε άλλα εκπαιδευτικά ιδρύματα και ερευνητικά εργαστήρια.
»Οι πιο σύγχρονες τεχνολογίες που αξιοποιούνται σήμερα αφορούν τους αυτοματισμούς στη διαχείριση των υδροπονικών συστημάτων, οι οποίοι δίνουν στο σύστημα τη δυνατότητα να υπολογίζει με ακρίβεια τις ανάγκες της καλλιέργειας σε θρεπτικά στοιχεία και να τα παρέχει ακριβώς τη χρονική στιγμή που τα χρειάζεται».
»Μέχρι πρόσφατα, η ανάλυση του θρεπτικού διαλύματος γινόταν με εργαστηριακές μεθόδους, αντίστοιχες με τις ιατρικές εξετάσεις αίματος: Λαμβάνεται ένα δείγμα, αναλύεται σε ειδικά μηχανήματα και προσδιορίζεται η σύστασή του. Με τον ίδιο τρόπο αναλύαμε και το θρεπτικό διάλυμα, ώστε να γνωρίζουμε ποια στοιχεία περιέχει.
»Σήμερα, ωστόσο, θέλουμε συστήματα που να πραγματοποιούν αυτές τις αναλύσεις σε πραγματικό χρόνο. Υπάρχουν πλέον αισθητήρες που επιτρέπουν τη συνεχή παρακολούθηση της σύστασης του θρεπτικού διαλύματος και τη δυναμική προσαρμογή του στις πραγματικές ανάγκες της καλλιέργειας.
»Πρόκειται για ιοντοεκλεκτικούς αισθητήρες, οι οποίοι έχουν ήδη εφαρμοστεί και στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας με ιδιαίτερα ικανοποιητικά αποτελέσματα, ειδικά όσον αφορά τη μείωση της κατανάλωσης νερού και λιπασμάτων στην καλλιέργεια.
Στρατηγική και γνώση
«Το θερμοκήπιο είναι ένας επιταχυντής ανάπτυξης τεχνολογιών, αναφέρει ο κ. Κατσούλας, που απαιτεί στρατηγική, γνώση και εξειδίκευση.
»Υπάρχουν παραγωγοί που επιχείρησαν να εφαρμόσουν υδροπονία αλλά τελικά την εγκατέλειψαν, είτε λόγω αυξημένης χρήσης λιπασμάτων είτε λόγω μειωμένης παραγωγής. Αυτό, ωστόσο, δεν οφείλεται στην ίδια την τεχνολογία, αλλά κυρίως στην έλλειψη τεχνογνωσίας κατά την εφαρμογή της. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητη η παρουσία εξειδικευμένων επαγγελματιών, με γνώση και εμπειρία στο αντικείμενο της υδροπονίας.
»Όταν η υδροπονική καλλιέργεια εφαρμόζεται σωστά, οδηγεί σε σημαντική αύξηση της παραγωγής και παρουσιάζει σαφώς καλύτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με την καλλιέργεια στο έδαφος, καθώς οι συνθήκες είναι πλήρως ελεγχόμενες. Παράλληλα, επιτυγχάνεται και επιμήκυνση της παραγωγικής περιόδου.
»Σε υδροπονικά συστήματα η καλλιέργεια μπορεί να διατηρηθεί παραγωγική ολόκληρο το έτος, χωρίς τα προβλήματα που συνήθως εμφανίζονται στο έδαφος. Σε όρους απόδοσης, η υδροπονική παραγωγή μπορεί να παρουσιάσει αύξηση της τάξης του 20 – 30%.
»Ωστόσο, το σημαντικότερο όφελος δεν είναι τόσο η ποσοτική αύξηση, αλλά κυρίως η δυνατότητα ελεγχόμενης καλλιέργειας, καθώς και η καλλιέργεια σε περιοχές με φτωχά ή μη γόνιμα εδάφη. Με αυτό τον τρόπο το θερμοκήπιο λειτουργεί ως εργαλείο επίλυσης πολλαπλών παραγωγικών και περιβαλλοντικών περιορισμών».
