Εφαρμογή της καινοτομίας στα θερμοκήπια

Από το 26ο τεύχος του περιοδικού «Επί Γης» της Τράπεζας Πειραιώς, με θέμα «Καινοτομία: Κινητήρια δύναμη για την ανάπτυξη του αγροτικού τομέα» 

Γράφουν οι Γεωργία Ντάτση, Ευάγγελος Γιαννοθανάσης, Θεοδώρα Ντάναση, Ιωάννης Καραβίδας, Εργαστήριο Κηπευτικών Καλλιεργειών, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Η εξέλιξη των θερμοκηπιακών καλλιεργειών

Οι θερμοκηπιακές καλλιέργειες αποτελούν έναν από τους πλέον εξελιγμένους τομείς της σύγχρονης γεωργίας. Από απλές αυτοσχέδιες κατασκευές, που προστάτευαν τα φυτά (χαμηλές θερμοκρασίες, παγετός, χαλάζι, άνεμοι), τα θερμοκήπια εξελίσσονται σε υψηλής τεχνολογίας συστήματα ελεγχόμενου περιβάλλοντος, ικανά να παράγουν φρέσκα οπωροκηπευτικά όλον τον χρόνο, με βέλτιστη χρήση νερού, θρεπτικών στοιχείων, περιορισμένων φυτοφαρμάκων και ενέργειας. Η καινοτομία βρίσκεται πλέον στον πυρήνα της ανάπτυξης του κλάδου, προσφέροντας λύσεις σε προκλήσεις που αφορούν τόσο στην παραγωγικότητα όσο και στη βιωσιμότητα.

Κλιματική αλλαγή και φυτοπροστασία

Στις μεσογειακές, όμως, χώρες οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στις θερμοκηπιακές καλλιέργειες είναι ήδη εμφανείς. Η αύξηση της θερμοκρασίας, οι καύσωνες μεγάλης διάρκειας (υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή σχετική υγρασία), οι έντονες μεταβολές στη βροχόπτωση και τα αυξανόμενα προβλήματα έλλειψης, αλλά και αλατότητας του αρδευτικού νερού δημιουργούν συνθήκες που καταπονούν τα φυτά. Στην πράξη η κλιματική αλλαγή δεν επηρεάζει μόνο την ποσότητα, αλλά και την ποιότητα των προϊόντων. Επιπλέον οι υψηλότερες θερμοκρασίες διευκολύνουν την επιβίωση εντόμων και παθογόνων, που παλαιότερα δεν μπορούσαν να αναπτυχθούν τον χειμώνα. Έτσι, αυξάνεται η πίεση από εχθρούς, όπως ο αλευρώδης, ο θρίπας και η Tuta absoluta στην τομάτα, καθιστώντας επιτακτική την ανάγκη για ολοκληρωμένα συστήματα φυτοπροστασίας βασισμένα στην πρόληψη και την ακριβή παρακολούθηση με σύγχρονα μέσα, όπως οι πολυφασματικές κάμερες και η ανάλυση δεδομένων με τεχνητή νοημοσύνη.

Η βιολογική αντιμετώπιση με τη χρήση ωφέλιμων εντόμων κερδίζει όλο και περισσότερο έδαφος, έναντι της χημικής καταπολέμησης. Προβλήματα ανθεκτικότητας έναντι φυτοπροστατευτικών σκευασμάτων αποφεύγονται, ενώ οι πληθυσμοί των εχθρών ελέγχονται καλύτερα με βιολογικά μέσα. Παράλληλα, η μείωση της χρήσης χημικών, που επιτρέπει η βιολογική καταπολέμηση στο ελεγχόμενο περιβάλλον του θερμοκηπίου, επιτρέπει την παραγωγή ασφαλέστερων προϊόντων για τους καταναλωτές και την προστασία της οικολογικής ισορροπίας.

Κλειστά υδροπονικά συστήματα και NUTRISENSE

Η ορθολογική χρήση νερού και λιπασμάτων είναι επιβεβλημένη, για την προστασία των υδάτινων πόρων και την αειφόρα ανάπτυξη του πρωτογενή τομέα, αποτελώντας πλέον κεντρικό στόχο της γεωργικής πολιτικής της Ε.Ε. Παράγοντας-κλειδί για την αύξηση της αποδοτικότητας χρήσης είναι η μετάβαση από την καλλιέργεια στο έδαφος και τα ανοιχτά υδροπονικά συστήματα, σε κλειστά υδροπονικά συστήματα. Στα συστήματα αυτά το θρεπτικό διάλυμα που απορρέει από τις καλλιέργειες δεν απορρίπτεται, αλλά συλλέγεται, απολυμαίνεται και επαναχρησιμοποιείται, επιτρέποντας μείωση της κατανάλωσης νερού κατά 30-35% και λιπασμάτων κατά 40-50%, χωρίς απώλεια απόδοσης. Παράλληλα, ελαχιστοποιείται η ρύπανση του υδροφόρου ορίζοντα με νιτρικά και φωσφορικά και βέβαια αποτρέπονται φαινόμενα ευτροφισμού των υδάτινων οικοσυστημάτων. Η επιτυχία ενός τέτοιου συστήματος στηρίζεται στη συνεχή παρακολούθηση της θρεπτικής κατάστασης των φυτών. Στο πλαίσιο αυτό, καθοριστικής σημασίας είναι η χρήση ψηφιακών συστημάτων, για την επιτυχημένη διαχείριση της καλλιέργειας. Το Εργαστήριο Κηπευτικών Καλλιεργειών του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών έχει αναπτύξει το NUTRISENSE, ένα ψηφιακό εργαλείο, που επιτρέπει στον παραγωγό να ελέγχει τη θρέψη των καλλιεργειών του με απόλυτη ακρίβεια.

Ψηφιοποίηση και έξυπνη γεωργία

Η επόμενη φάση της καινοτομίας αφορά στην πλήρη ψηφιοποίηση της θερμοκηπιακής παραγωγής. Σήμερα ένα θερμοκήπιο μπορεί να εξοπλιστεί με δεκάδες αισθητήρες ψηφιακά συνδεδεμένους, που μετρούν θερμοκρασία, υγρασία, CO2, φωτεινότητα. Όλα τα δεδομένα πλέον συγκεντρώνονται σε μια κεντρική πλατφόρμα, όπου τα αναλύει και διαχειρίζεται αυτοματοποιημένα τις κλιματικές συνθήκες. Με αυτόν τον τρόπο το θερμοκήπιο μετατρέπεται σε έξυπνο οικοσύστημα που αυτορυθμίζεται, προσφέροντας σταθερή παραγωγή με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση. Η ψηφιοποίηση επιτρέπει επίσης τη διασύνδεση πολλών θερμοκηπίων σε ενιαία δίκτυα παρακολούθησης. Ο παραγωγός μπορεί να βλέπει από το κινητό του τις συνθήκες σε κάθε τμήμα της καλλιέργειας και να λαμβάνει ειδοποιήσεις και αποφάσεις σε πραγματικό χρόνο. Αυτή η μορφή «έξυπνης γεωργίας» δεν αντικαθιστά την εμπειρία του παραγωγού, αλλά τη συμπληρώνει, με ακριβή πληροφόρηση και τεκμηριωμένες αποφάσεις.

Ενέργεια και ανανεώσιμες πηγές

Μην ξεχνάμε ακόμη ότι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες κόστους στη θερμοκηπιακή παραγωγή είναι η ενέργεια, ιδιαίτερα για θέρμανση και δροσισμό. Οι λύσεις που προβάλλουν ως πλέον αποδοτικές σήμερα βασίζονται στην ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως τα φωτοβολταϊκά και η γεωθερμία. Σε πολλές περιοχές της Μεσογείου εφαρμόζονται ενεργειακά υβριδικά θερμοκήπια, όπου φωτοβολταϊκά πάνελ στην οροφή μειώνουν την ηλιακή ακτινοβολία που εισέρχεται προσφέρνοντας σκίαση, λειτουργώντας παράλληλα ως πηγή ηλεκτρισμού. Παράλληλα, μεγάλες μονάδες στη χώρα μας αξιοποιούν τη δυνατότητα συμπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικό αέριο για τη θέρμανση του θερμοκηπίου, ένα σχήμα παραγωγής που αποτελεί παράδειγμα οικονομικής και περιβαλλοντικής βιωσιμότητας.

Το θερμοκήπιο του μέλλοντος

Τα προγράμματα συνεργασίας Πανεπιστημίων, Ερευνητικών Ιδρυμάτων και Συνεταιρισμών έχουν καθοριστικό ρόλο στη μεταφορά της γνώσης. Το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, μέσα από έργα πιλοτικών εφαρμογών, παρέχει εργαλεία, που φέρνουν την Επιστήμη κοντά στον παραγωγό, καθιστώντας τη βιώσιμη θερμοκηπιακή γεωργία ρεαλιστική και προσιτή. Παράλληλα, μέσα από την ίδρυση εταιρειών τεχνοβλαστών, οι ερευνητικοί φορείς πλέον έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν προϊόντα και υπηρεσίες αιχμής στους παραγωγούς.

Το θερμοκήπιο του μέλλοντος λοιπόν θα είναι: 1) ενεργειακά αυτόνομο, 2) ψηφιακά διασυνδεδεμένο και 3) περιβαλλοντικά ουδέτερο. Θα λειτουργεί ως ένας «ζωντανός οργανισμός» που συλλέγει δεδομένα, τα αναλύει και λαμβάνει αποφάσεις σε πραγματικό χρόνο. Οι αισθητήρες, η ψηφιακή διαχείριση με τεχνητή νοημοσύνη (με γνώμονα την αποτελεσματική χρήση των εισροών) και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα συνδυάζονται σε ένα ολιστικό σύστημα διαχείρισης. Πέρα όμως από την τεχνολογία, ο ανθρώπινος παράγοντας θα παραμείνει καθοριστικός. Η εμπειρία, η προσαρμοστικότητα και η επιχειρηματική διορατικότητα του Έλληνα παραγωγού είναι αυτές, που θα καθορίσουν πόσο γρήγορα θα περάσουμε στη νέα εποχή της πράσινης και έξυπνης γεωργίας.