Το έδαφος
Το έδαφος στηρίζει την παραγωγή του 90 % του συνόλου των τροφίμων, ζωοτροφών, ινών και καυσίμων και παρέχει πρώτες ύλες για δραστηριότητες που εκτείνονται από τη φυτοκομία μέχρι τα δομικά έργα. Το έδαφος έχει επίσης καθοριστική σημασία για την υγεία των οικοσυστημάτων: καθαρίζει και ρυθμίζει τα ύδατα και αποτελεί ένα είδος κινητήριας δύναμης για τους κύκλους των θρεπτικών συστατικών, καθώς και δεξαμενή γονιδίων και ειδών που στηρίζει τη βιοποικιλότητα. Είναι μια παγκόσμια δεξαμενή απορρόφησης άνθρακα με σημαντικότατο ρόλο στη δυνητική επιβράδυνση της κλιματικής αλλαγής και των επιπτώσεών της. Επιπλέον, μέσω της συντήρησης στοιχείων του παρελθόντος μας, το έδαφος αποτελεί σημαντικό στοιχείο της πολιτιστικής μας κληρονομιάς.
Ωστόσο, το έδαφος είναι αποδέκτης διαρκών και συχνά αντικρουόμενων απαιτήσεων από την κοινωνία μας. Η ικανότητα του εδάφους να παρέχει υπηρεσίες οικοσυστήματος -ως πηγή παραγωγής τροφίμων, ως δεξαμενή βιοποικιλότητας και ως ρυθμιστής αερίων, υδάτων και θρεπτικών στοιχείων- βρίσκεται επομένως υπό πίεση. Τα παρατηρούμενα ποσοστά σφράγισης του εδάφους, διάβρωσης, μείωσης της οργανικής ύλης και ρύπανσης συνεπάγονται τον περιορισμό της ανθεκτικότητας και της ικανότητάς του να απορροφά τις αλλαγές στις οποίες εκτίθεται.
Ο μόνος τρόπος για να μάθουμε μια σειρά από χαρακτηριστικά του εδάφους που καθορίζουν το επίπεδο της γονιμότητας του, δηλαδή την ικανότητά του να διαθέτει στα φυτά τα απαραίτητα θρεπτικά στοιχεία σε επαρκείς ποσότητες και στις σωστές αναλογίες, είναι μέσω της εδαφολογικής ανάλυσης. Με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης και τους άλλους εξωγενείς παράγοντες όπως μικροκλίμα, καλλιεργητικές τεχνικές , ποικιλία κλπ καθορίζονται όλες εκείνες οι επεμβάσεις που είναι απαραίτητες για την βελτίωση της γονιμότητας του εδάφους καθώς και η καταλληλότερη (και οικονομικότερη) λιπαντική αγωγή που πρέπει να εφαρμοστεί στην καλλιέργεια.
Τι επιδιώκεται με την πρόταση λίπανσης
Ενώ με την εδαφοανάλυση γίνεται εκτίμηση των διαθέσιμων ποσοτήτων θρεπτικών στοιχείων στα εδάφη, με την πρόταση λίπανσης, που βασίζεται στην ερμηνεία της εδαφοανάλυσης, προσδιορίζεται η ποσότητα λιπάσματος που χρειάζεται από ένα ορισμένο είδος φυτού που αναπτύσσεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Για τον προσδιορισμό αυτό υπάρχουν διαφορετικές προσεγγίσεις που πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη πριν τη διαμόρφωση της λιπαντικής πρότασης. Οι δύο βασικές από αυτές τις προσεγγίσεις στοχεύουν στα ακόλουθα:
Επάρκεια για την καλλιέργεια (crop sufficiency): σύμφωνα με την προσέγγιση αυτή προσδιορίζονται τα επίπεδα επάρκειας διαθέσιμων θρεπτικών για κάθε καλλιέργεια σε ορισμένη περιοχή, πέραν των οποίων δεν υπάρχει αντίδραση της καλλιέργειας στην προσθήκη λιπάσματος. Τα επίπεδα επάρκειας προσδιορίζονται με έρευνα για κάθε καλλιέργεια χωριστά σε συγκεκριμένους τύπους εδαφών και υπό τις επικρατούσες κλιματικές συνθήκες. Στην περίπτωση αυτή μιλούμε για λίπανση της καλλιέργειας.
Διατήρηση της γονιμότητας (maintenance fertility): Σύμφωνα με τη φιλοσοφία αυτής της προσέγγισης πρέπει να αναπληρώνονται οι ποσότητες θρεπτικών στοιχείων που απομακρύνονται από το έδαφος με την παραγωγή. Στην περίπτωση αυτή πρέπει να προστίθεται λίπασμα και στα εδάφη που η ανάλυση έδειξε ότι δεν αναμένεται αύξηση της απόδοσης της καλλιέργειας. Το λίπασμα προστίθεται για να διατηρείται διαρκώς το επίπεδο των θρεπτικών στο έδαφος σε επίπεδα επάρκειας. Στην περίπτωση αυτή μιλάμε για λίπανση του εδάφους. Η υιοθέτηση μιας από τις ανωτέρω προσεγγίσεις συνεπάγεται διαφορετικό κόστος λίπανσης, το οποίο είναι πολύ μικρότερο στην προσέγγιση της επάρκειας για την καλλιέργεια. Στην περίπτωση όμως αυτή πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη η υποβάθμιση της γονιμότητας των εδαφών που μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της παραγωγικότητάς τους.
Προϋποθέσεις για μια αποτελεσματική εδαφική ανάλυση
Προκειμένου η εδαφική ανάλυση να είναι ασφαλής και αποτελεσματική πρέπει να περιλαμβάνει τα ακόλουθα:
• Η δειγματοληψία να γίνει με κατάλληλο τρόπο που αναφέρεται σε πρωτόκολλο που τηρείται.
• Οι μεθοδολογίες ανάλυσης να είναι αναγνωρισμένες, ευαίσθητες, γρήγορες, να προσαρμόζονται σε αναλύσεις ρουτίνας και να είναι χαμηλού κόστους.
• Να υπάρχουν αξιολογημένα κριτήρια ερμηνείας των αποτελεσμάτων κάθε ανάλυσης με πειράματα βαθμολόγησης.
Δειγματοληψία εδαφών
Μία σωστή δειγματοληψία πρέπει να ικανοποιεί τα παρακάτω κριτήρια ως προς το χρόνο, τη θέση, το βάθος του εδάφους και τον αριθμό των δειγμάτων που πρέπει να λαμβάνονται από κάθε αγρό:
Χρόνος δειγματοληψίας: Για πολυετείς καλλιέργειες πρέπει να γίνεται δειγματοληψία πριν την εγκατάσταση προκειμένου να προσδιορισθούν οι ενδεχόμενες απαιτούμενες βελτιώσεις και εμπλουτισμός με θρεπτικά στοιχεία. Για ετήσιες καλλιέργειες δειγματοληψία πρέπει να γίνεται πριν την σπορά. Ιδιαίτερα για τις κηπευτικές καλλιέργειες η δειγματοληψία πρέπει να γίνεται το φθινόπωρο ή το χειμώνα ή πριν τη φύτευση. Η δειγματοληψία πρέπει να επαναλαμβάνεται κάθε δύο έως τρία χρόνια.
Θέσεις δειγματοληψίας: Η θέση δειγματοληψίας εξαρτάται από τον εδαφικό τύπο, το φυτό που θα καλλιεργηθεί και το ιστορικό της διαχείρισης του εδάφους. Σ’ ένα αγρόκτημα για παράδειγμα μπορεί ανάλογα με τη χρήση των αγροτεμαχίων να χρειάζονται τρεις διαφορετικές περιοχές δειγματοληψίας (Α δενδρώδης καλλιέργεια, Β βοσκή, Γ κηπευτικά).
Πως συλλέγονται τα δείγματα: Ορισμένοι κανόνες για τον τρόπο συλλογής των δειγμάτων είναι:
• Η δειγματοληψία γίνεται στις θέσεις που φυτεύονται τα φυτά. Εάν χρησιμοποιούνται ανυψωμένες κλίνες, όπως στην περίπτωση των κηπευτικών καλλιεργειών, πρέπει τα δείγματα να παίρνονται από τις κλίνες και όχι από θέσεις μεταξύ αυτών.
• Πρέπει να αποφεύγονται ασυνήθεις περιοχές, στις οποίες οι συνθήκες είναι διαφορετικές από τον υπόλοιπο αγρό, όπως ζώνες λίπανσης, φράχτες, σωροί κοπριάς.
• Συλλέγονται 15-20 υποδείγματα εντός της θέσεως δειγματοληψίας, από τα οποία σχηματίζεται το δείγμα μετά από ανάμιξή τους. Σε ό,τι αφορά τις ακριβείς θέσεις λήψης των υποδειγμάτων τα συνήθη σχέδια δειγματοληψίας είναι η τυχαία δειγματοληψία και το σχέδιο ζικ-ζακ, τα οποία εφαρμόζονται σε ομοιόμορφους αγρούς, ή ομοιόμορφα τμήματα αυτών .
• Πρέπει να αποφεύγεται η μόλυνση των δειγμάτων με τη χρησιμοποίηση καθαρών δειγματοληπτών και δοχείων συλλογής και ανάμιξης των δειγμάτων.
• Τα δείγματα πρέπει να λαμβάνονται από το σωστό βάθος, το οποίο εξαρτάται κυρίως από την κινητικότητα των θρεπτικών και το βάθος στο οποίο εκτείνεται το μεγαλύτερο μέρος του ριζικού συστήματος των φυτών
Ιδιότητες που προσδιορίζονται & μέθοδοι που χρησιμοποιούνται
Οι ιδιότητες του εδάφους που πρέπει να γνωρίζουμε προκειμένου να διαμορφώσουμε πρόταση λίπανσης είναι:
Φυσικές-μορφολογικές: βάθος εδάφους, χρώμα, κοκομετρική σύσταση, δομή, ύπαρξη εδαφικών οριζόντων ή στρώσεων, στράγγιση του εδάφους και αφθονία ριζών. Οι ιδιότητες αυτές μετρούνται γρήγορα επί τόπου στον αγρό και περιέχονται στους εδαφολογικούς χάρτες της περιοχής, που διαθέτουν οι αρμόδιες υπηρεσίες.
Χημικές: Αντίδραση (pH), περιεκτικότητα σε ελεύθερο ανθρακικό ασβέστιο και οργανική ουσία και περιεκτικότητα σε θρεπτικά στοιχεία.
Τα φυτά απορροφούν τα θρεπτικά στοιχεία με τις ρίζες τους από το εδαφικό διάλυμα, στο οποίο οι διαθέσιμες μορφές τους βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία με την ανόργανη και την οργανική φάση και τη μικροβιακή βιομάζα. Οι αρχές εκχύλισης των διαθέσιμων μορφών των θρεπτικών στοιχείων, στις οποίες βασίζονται οι μέθοδοι προσδιορισμού αυτών είναι η διάλυση (dissolution), η εκρόφηση (desorption), η ανταλλαγή ιόντων (exchange) και η συμπλοκοποίηση (complexation). Οι διαθέσιμες μορφές των θρεπτικών και οι συνηθέστερες μέθοδοι προσδιορισμού τους φαίνονται στον Πίνακα 2.
Αξιολόγηση αποτελεσμάτων
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της ανάλυσης του εδάφους γίνεται στη βάση μιας από τις δύο προσεγγίσεις, δηλαδή της επάρκειας για την καλλιέργεια (Α), η οποία αποδεικνύεται από την πιθανή αντίδραση στην προσθήκη λιπασμάτων ή της διατήρησης της γονιμότητας του εδάφους στο διηνεκές σε ένα αποδεκτό επίπεδο (Β). Με αυτή την έννοια τα αποτελέσματα των αναλύσεων μπορούν να κατηγοριοποιηθούν όπως στον Πίνακα 3 (3):
Στα επόμενα παρουσιάζονται γενικές οδηγίες για την αξιολόγηση αποτελεσμάτων εδαφικών αναλύσεων για ορισμένες καλλιέργειες χωρίς να προτείνονται ως μοναδικές. Όπου υπάρχουν οδηγίες για λίπανση που βασίζονται σε ερευνητικές εργασίες με συγκεκριμένες καλλιέργειες πρέπει να χρησιμοποιούνται.
Μακροστοιχεία
Αμμωνιακό άζωτο (ΝΗ4-Ν): Η μορφή αυτή Ν δεν συσσωρεύεται στο έδαφος δεδομένου ότι υπό κατάλληλες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας μετατρέπεται σε νιτρικό άζωτο. Συνήθεις τιμές συγκεντρώσεων ΝΗ4-Ν στα εδάφη είναι 2-10. Τιμές μεγαλύτερες των 10 ppm βρίσκονται σε ψυχρά ή πολύ υγρά εδάφη ή σε εδάφη με υψηλό pH, στα οποία έχει πρόσφατα προστεθεί αζωτούχο λίπασμα. Έτσι ο προσδιορισμός του ΝΗ4-Ν στα εδάφη δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια στη διαμόρφωση λιπαντικής πρότασης.
Νιτρικό άζωτο (ΝΟ3-Ν): Η συγκέντρωση του ΝΟ3-Ν, το οποίο ως γνωστόν δεν προσροφάται από το έδαφος και ακολουθεί την πορεία του νερού εντός του εδαφικού προφίλ, κανονικά πρέπει να προσδιορίζεται σε ολόκληρο το βάθος του ενεργού βάθους των καλλιεργειών (Πίνακας 1) και να συνεκτιμάται στην ποσότητα του Ν που θα εφαρμοσθεί. Στις ξηρές και ημίξηρες περιοχές το ΝΟ3-Ν προσδιορίζεται συνήθως σε ένα βάθος 60–150 cm.
Ολικό άζωτο: Το ολικό Ν δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα ως δείκτης διαθέσιμου Ν δεδομένου ότι για να χρησιμοποιηθεί από τα φυτά πρέπει πρώτα να μετατραπεί σε αμμωνιακό και νιτρικό Ν. Από τις υπάρχουσες ποσότητες ολικού Ν στα εδάφη ένα ποσοστό 1-4% θεωρείται ότι μετατρέπεται σε διαθέσιμο για τα φυτά (3). Με αυτή την παραδοχή μπορεί να συνυπολογισθεί στη διαμόρφωση της λιπαντικής πρότασης.
Φωσφόρος (Ρ): Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για τον προσδιορισμό των διαθέσιμων μορφών του στοιχείου αυτού είναι η μέθοδος Bray1 που χρησιμοποιείται σε όξινα εδάφη και η μέθοδος Olsen που χρησιμοποιείται σε ασβεστούχα εδάφη και πολλές φορές σε όλα τα εδάφη. Οι μεθοδολογίες αυτές έχουν εκτενώς αξιολογηθεί για πολλές καλλιέργειες. Στον Πίνακα 4 δίνεται η αξιολόγηση των μεθόδων αυτών.
Κάλιο (Κ): Η αξιολόγηση του εδαφικού Κ που προσδιορίζεται με τη μέθοδο του ουδέτερου οξικού αμμωνίου δίνεται στον Πίνακα 5.
Ασβέστιο (Ca): Ελλείψεις Ca συναντώνται μόνο σε πολύ όξινα εδάφη, τα οποία βελτιώνονται με την προσθήκη ασβεστούχων υλικών ή σε σερμπεντινικά εδάφη με πολύ υψηλή συγκέντρωση μαγνησίου. Για τους λόγους αυτούς ο προσδιορισμός του διαθέσιμου στα φυτά ασβεστίου δεν έχει αξία για διαμόρφωση πρότασης λίπανσης με Ca. Αντί αυτού στις ΗΠΑ χρησιμοποιείται ευρύτατα η έννοια του κορεσμού μe βασικά κατιόντα (Basic Cation Saturation Ratio, BCSR), προκειμένου να αξιολογηθεί η ανάγκη προσθήκης ασβεστίου στα εδάφη. Με βάση αυτή την προσέγγιση για ένα έδαφος θεωρείται ότι η άριστη αναλογία κορεσμού με Ca είναι 65-85% (7). Επομένως για την αξιολόγηση της συγκέντρωσης του ανταλλάξιμου Ca, που επιβάλλεται μόνο στα πολύ όξινα εδάφη, πρέπει ταυτόχρονα να προσδιορίζεται και η Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων (Ι.Α.Κ.) και στη συνέχεια να υπολογίζεται ο κορεσμός με Ca.
Μαγνήσιο (Mg): Ελλείψεις Mg συναντώνται σε πολύ όξινα εδάφη και διορθώνονται με προσθήκη δολομιτικής ασβέστου ή θειικού καλιομαγνησίου (K2SO4.2MgSO4). O προσδιορισμός του διαθέσιμου στα φυτά Mg γίνεται με τη μέθοδο του ουδέτερου οξικού αμμωνίου, η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της οποίας δίνεται στον Πίνακα 6.
Θείο (S): Ο προσδιορισμός των θειικών ιόντων (SO4-S), μορφή με την οποία το S προσλαμβάνεται από τα φυτά, έχει νόημα στις ξηρές περιοχές όπου τα θειικά δεν εκπλύνονται και συσσωρεύονται σε σημαντικές ποσότητες στα επιφανειακά στρώματα του εδάφους. Η αξιολόγηση των τιμών SO4-S δίνεται στο Πίνακα 7.
Μικροστοιχεία
Βόριο (Β): Το Β σε περιπτώσεις έλλειψης δημιουργεί χαρακτηριστικά συμπτώματα έλλειψης σε πολλά φυτά, όπως η ελιά, ενώ σε περιπτώσεις υψηλών συγκεντρώσεων καθίσταται τοξικό σε ευαίσθητες καλλιέργειες, όπως π.χ. η ακτινιδιά. Η πλέον αποδεκτή – παρά τις δυσκολίες και τα μειονεκτήματά της – μέθοδος προσδιορισμού του διαθέσιμου στα φυτά Β παραμένει μέχρι σήμερα η μέθοδος του ζέοντος ύδατος (0.01 MCaCl2). Μία αξιολόγηση της μεθόδου αυτής δίνεται στον Πίνακα 8.
Για την καλλιέργεια της ελιάς έχει βρεθεί ότι κρίσιμη συγκέντρωση στα εδάφη, κάτω από την οποία μπορεί να προκληθεί τροφοπενία Β είναι η τιμή 0.33 ppm, ενώ για την ακτινιδιά τιμές >0.51 προκαλούν τοξικότητα .
Μεταλλικά μικροστοιχεία (Fe, Zn, Mn, Cu): H πλέον αποδεκτή και με την καλύτερη θεωρητική βάση μέθοδος προσδιορισμού των διαθέσιμων μορφών των μεταλλικών θρεπτικών στοιχείων στα εδάφη είναι η μέθοδος της Diethylene-TriaminePentaacetic-Acid (DTPA) (17). Οι κρίσιμες τιμές σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή για ευαίσθητες καλλιέργειες φαίνονται στον Πίνακα 9.
Μολυβδαίνιο (Μο): Οι μέθοδοι που έχουν ερευνηθεί για τον προσδιορισμό του διαθέσιμου Μο στα φυτά είναι το υδατοδιαλυτό και το εκχυλιζόμενο με διάλυμα 1 N NH4OAc (pH 7.0). Λόγω όμως του γεγονότος ότι πάρα πολλοί άλλοι παράγοντες πέραν της μεθόδου προσδιορισμού παίζουν σημαντικό ρόλο, η χρησιμότητα αυτού του προσδιορισμού παραμένει μέχρι τώρα περιορισμένη.
Χλώριο (Cl): O προσδιορισμός του Cl δεν είναι συνήθης και δεν υπάρχουν πολλά ερευνητικά δεδομένα για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Στον Πίνακα 10 δίνεται η προτεινόμενη από τους Hornek et al. (2013) αξιολόγηση της ανάλυσης του εδαφικού χλωρίου που εκχυλίζεται με νερό.
Εδαφικό pH: To pH εκφράζει την οξύτητα του εδάφους. Είναι η πιο συνήθης μέτρηση που γίνεται στο έδαφος δεδομένου ότι επηρεάζει τη διαθεσιμότητα όλων των στοιχείων που είναι απαραίτητα ή τοξικά για την ανάπτυξη των φυτών. Μετράται σε αιώρημα νερού (σε διάφορες αναλογίες) ή CaCl2. Οι τιμές του pH κυμαίνονται στα εδάφη από 3.5 έως 10.5 και σε εξαιρετικές περιπτώσεις μπορούν να βρεθούν και τιμές <3.5 και >10.5. Οι κατηγορίες pH στα εδάφη φαίνονται στον Πίνακα 11 (15). Οι ιδιαίτερες προτιμήσεις των φυτών σε οξύτητα φαίνονται στον Πίνακα 12.
Διαλυτά άλατα
Η περιεκτικότητα των εδαφών σε άλατα μετράται μέσω της ηλεκτρικής αγωγιμότητας σε υδατικά αιωρήματα διαφόρων αναλογιών και διακρίνεται γενικά στις κατηγορίες του Πίνακα 13.
Οι ιδιαίτερες απαιτήσεις ως προς την αλατότητα ορισμένων καλλιεργειών φαίνονται στον Πίνακα 14.
