Στην εξοικονόμηση αρδευτικού νερού, άρα και ενέργειας, αλλά και στη λιγότερη χρήση λιπασμάτων μπορεί να οδηγήσει, μεταξύ άλλων, η χρήση των στερεών αποβλήτων, όπως έδειξε τριετές πείραμα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στην καλλιέργεια του φυτού γλυκού σόργου. Τα βιοστερεά είναι ουσιαστικά η νέα απάντηση της επιστήμης στο μεγάλο ζήτημα της εξασφάλισης της άρδευσης, ενώ περιέχουν σε μεγάλη ποσότητα ουσίες που είναι χρήσιμες για την ανάπτυξη των φυτών.
Η πειραματική εφαρμογή των βιοστερεών ξεκίνησε από το Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής του Τμήματος Γεωπονίας, Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος με διευθύντρια την καθηγήτρια κ. Μαρία Σακελλαρίου-Μακραντωνάκη και το γεωπόνο κ. Δημήτρη Δημάκα σε συνεργασία με τη ΔΕΥΑΜΒ και ιδιωτική εταιρεία. Στην έρευνα που διήρκεσε από το 2009 μέχρι και το 2011, διερευνήθηκαν τα αποτελέσματα της εφαρμογής ιλύος (ποσότητα αποξηραμένων κόκκων από βιοστερεά) επεξεργασμένης με τεχνολογία υπέρυθρης ακτινοβολίας σε καλλιέργεια του ενεργειακού φυτού σόργου και της εφαρμογής αντίστοιχης ποσότητας ανόργανου λιπάσματος, στην παραγωγή βιομάζας και στην εξοικονόμηση ενέργειας.
Η ιλύς υπέστη αποξήρανση και αποστείρωση με τη μέθοδο της υπέρυθρης ακτινοθερμικής επεξεργασίας στις εγκαταστάσεις του βιολογικού σταθμού επεξεργασίας του Βόλου.
Η επεξεργασμένη ιλύς μεταφέρθηκε στον πειραματικό αγρό του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στο Βελεστίνο και ενσωματώθηκε στο έδαφος σε αναλογία 500 kg/στρέμμα.
Παράλληλα, σε άλλο τμήμα του αγρού προστέθηκε λίπασμα με την ίδια περιεκτικότητα σε άζωτο, φώσφορο, κάλιο. Η ποσότητα του λιπάσματος που προστέθηκε αντιστοιχεί σε 18 kg ολικού αζώτου/στρ., 9,2 kg ολικού φωσφόρου/στρ. και 0,8 kg ολικού καλίου/ στρ.
Ποιος ήταν όμως ο λόγος της χρήσης των βιοστερεών; Όπως τονίζεται από τους επιστήμονες, τα βιοστερεά είναι ένα από τα τελευταία προϊόντα της επεξεργασίας των αστικών αποβλήτων στους βιολογικούς καθαρισμούς. Συνήθως περιέχουν υψηλά επίπεδα οργανικής ουσίας (40-70%) και είναι πλούσια σε άζωτο και φώσφορο, τα οποία είναι στοιχεία απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών.
Οι ευεργετικές ιδιότητες των βιοστερεών ως εδαφοβελτιωτικά είναι γενικότερα αναγνωρισμένες. Όταν προστίθενται στο έδαφος, αυξάνουν την οργανική ουσία του εδάφους, μειώνουν το ειδικό του βάρος και αυξάνουν την ικανότητα συγκράτησης του νερού.
Με την εφαρμογή των βιοστερεών αυξάνεται το πορώδες του εδάφους και βελτιώνεται η δομή του, με αποτέλεσμα να εμποδίζεται η δημιουργία επιφανειακής κρούστας, να μειώνεται η συμπίεση του εδάφους και να βελτιώνεται ο αερισμός και η διείσδυση των φυτικών ριζών στο έδαφος.
Επίσης, το νερό διατηρείται καλύτερα στο έδαφος λόγω της μείωσης της διήθησης, της εξάτμισης και της απορροής.
Τα βιοστερεά επίσης αποτελούν σημαντική πηγή θρεπτικών στοιχείων για τις καλλιέργειες. Τα μακροθρεπτικά στοιχεία όπως το άζωτο και ο φώσφορος που είναι απαραίτητα για τις καλλιέργειες βρίσκονται σε ικανοποιητικές ποσότητες, ενώ το τρίτο στοιχείο το κάλιο βρίσκεται σε χαμηλές ποσότητες.
Τα βιοστερεά μπορούν να αποτελέσουν επίσης πηγή μικροθρεπτικών στοιχείων όπως ο σίδηρος, το βόριο, ο χαλκός, το νικέλιο, καθώς και άλλων στοιχείων που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών.
Επιπρόσθετα, τα φυτά μπορούν να δεσμεύσουν από το έδαφος πιο εύκολα τα θρεπτικά στοιχεία και το νερό. Σε πολλές περιπτώσεις αυξάνεται η παραγωγή και η ποιότητα των φυτών.
Η καλλιέργεια
Η καλλιέργεια που επιλέχθηκε για σπορά ήταν το ενεργειακό φυτό γλυκό σόργο που μπορεί να πετύχει δύο πράγματα, την παραγωγή βιοντίζελ αερίου και θερμότητας μέσω θερμο-χημικών διεργασιών και την παραγωγή βιοαιθανόλης μέσω βιολογικών διεργασιών. Το σόργο είναι μονοετές φυτό με μικρές απαιτήσεις σε νερό και λίπασμα, μικρής φωτοπεριόδου και μεγάλης φωτοσυνθετικής ικανότητας. Έχει υψηλές αποδόσεις σε βιομάζα και μεγάλες δυνατότητες για ενεργειακή χρήση.
Η κοσμήτορας της Σχολής Γεωπονικών Επιστημών και καθηγήτρια Αρδεύσεων κ. Μαρία Σακελλαρίου-Μακραντωνάκη που είχε την επιστημονική επίβλεψη της όλης εφαρμογής, τόνισε πως «το Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής είχε ασχοληθεί για δέκα χρόνια με την εξοικονόμηση νερού από τα υγρά απόβλητα που έφτασε μέχρι και το 35%. Ήταν ένα πρόγραμμα που έγινε σε συνεργασία με τη ΔΕΥΑΜΒ. Τώρα πήγαμε ένα βήμα παραπέρα αξιοποιώντας τα στερεά απόβλητα, που στις εγκαταστάσεις του Δήμου αποξηραίνονται και φτάνουν σε μια κατάσταση υπό μορφή κόκκων. Αυτοί οι κόκκοι μπορούν να περιέχουν ένα ποσοστό υγρασίας. Εμείς λάβαμε από το βιολογικό καθαρισμό της ΔΕΥΑΜΒ ένα τέτοιο υπόλειμμα σε κόκκους με μια μικρή περιεκτικότητα σε υγρασία γύρω στο 10%, το ενσωματώσαμε με κάποιες καλλιεργητικές τεχνικές στο έδαφος του αγροκτήματος στο Βελεστίνο και είδαμε στη συνέχεια την απόδοση που υπάρχει στο φυτό. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι από τη χρήση των βιοστερεών πετυχαίνουμε εξοικονόμηση νερού, βελτιώνεται η δομή του εδάφους, ενώ πετυχαίνουμε και εξοικονόμηση στη χρήση λιπάσματος, γιατί όλο και κάποια ιχνοστοιχεία περιέχουν αυτά τα απόβλητα που ευνοούν τη θρέψη νερού. Παράλληλα στην καλλιέργεια εφαρμόσαμε και ελλειμματική άρδευση, δηλαδή δεν δώσαμε και πολύ νερό».
Συμπεράσματα
Όπως τονίστηκε από το Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής, «με βάση τα αποτελέσματα των πειραμάτων μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η εφαρμογή βιοστερεών σε συνδυασμό με ελλειμματική άρδευση, στην καλλιέργεια γλυκού σόργου, έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή περισσότερης ξηρής βιομάζας από ό,τι η εφαρμογή ανόργανου λιπάσματος. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η εφαρμογή βιοστερεών μπορεί να αντικαταστήσει την εφαρμογή ανόργανου λιπάσματος με ακόμα καλύτερα αποτελέσματα. Ως γνωστόν, η παραγωγή ανόργανων λιπασμάτων καταναλώνει σημαντικά ποσά ενέργειας, τα οποία μπορούν να εξοικονομηθούν με τη χρήση βιοστερεών.
Το νερό χρησιμοποιήθηκε αποδοτικότερα από την καλλιέργεια, όταν χρησιμοποιήθηκε ελλειμματική άρδευση. Η ελλειμματική άρδευση (60% της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής) σε συνδυασμό με την εφαρμογή βιοστερεών παρήγαγε την ίδια ξηρή βιομάζα με αυτή που παράχθηκε κάτω από κανονική άρδευση (100% της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής) και με την εφαρμογή ανόργανου λιπάσματος. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι με την ελλειμματική άρδευση ένα μεγάλο ποσοστό αρδευτικού νερού μπορεί να εξοικονομηθεί και άρα να εξοικονομηθεί ενέργεια.
Το γλυκό σόργο φαίνεται να είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική καλλιέργεια για την παραγωγή βιομάζας και παραγωγή ενέργειας στην Ελλάδα στο προσεχές μέλλον. Η εφαρμογή βιοστερεών σε συνδυασμό με την ελλειμματική άρδευση μπορεί να μειώσει την εφαρμογή λιπασμάτων και ταυτόχρονα να εξοικονομήσει πολύτιμο αρδευτικό νερό, επομένως επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας στη γεωργία.