Επιδράσεις της ηλιακής ακτινοβολίας στην αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης του αζώτου στα λιβαδικά οικοσυστήματα

Abstract

The aim of the present thesis was to determine the degree of shading, under which rangeland species had significantly satisfactory adjustment, high utilization efficiency of nitrogen fertilization and increased biomass production. Based on the results, it is possible to increase the value of rangeland in agroforestry systems with appropriate seeding of herbaceous plants in the understory and add fertilizer to meet the possible use of the understorey vegetation. The two year experiment took place in Thessaloniki and two perennial grasses, Dactylis glomerata and Poa pratensis, were used. There were pots for each species, placed in open air, as well as under shelters with reduced solar irradiance at rates 30%, 50% and 70% of global solar radiation. Radiation intensity was measured with a photometer (Li 190 SB). Under each shelter there were two levels of fertilization with nitrogen, 80 kg N / ha and 160 kg N / ha, along with the handling of the non-fertilizer (control). Nitrogen fertilization was applied in two doses only at the first year, half with (NH4)2SO4 and the other half with ΝΗ4ΝO3. During the two year period of the experiment, at the end of each growing season, the production of aboveground and underground biomass production of the two species were collected, the relationship of the underground to aboveground biomass was evaluated in the laboratory by ratio R / S, while soil samples were collected. At these samples, soil nitrogen content (%) was measured by the Κjeldahl method, while with the same method was also determined the total biomass nitrogen content (%) in plants. In addition, nitrogen use efficiency ratio (NUE) and the agronomic nitrogen use efficiency (aNUE) were also estimated. The results of aboveground and underground biomass production for both species were higher when the degree of shading was 50%. In Poa pratensis aboveground biomass production was greater when fertilizer 16 kg / ha was applied, while Dactylis glomerata was affected the same by the two quantities of fertilizer applied. Nitrogen content in both species was mainly affected by the increase of shading 70% and fertilization 160 kg / ha. Higher nitrogen use efficiency (NUE) was observed in the degree of 50% shading for both species, when the quantity of fertilizer was 80 kg / ha compared to 160 kg / ha. Finally, agronomic nitrogen use efficiency was independent of nitrogen fertilization level for both species. These results support a better adaptation of both species in medium shading intensity 50% and more effective utilization of the nitrogen when fertilization was 80 kg/ha, while achieving high biomass production at minimum cost.

Σκοπός της διατριβής ήταν να προσδιοριστεί ο βαθμός σκίασης, στον οποίο σημαντικά λιβαδοπονικά είδη είχαν ικανοποιητική προσαρμογή, υψηλή αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης της αζωτούχου λίπανσης και αυξημένη παραγωγή βιομάζας. Με βάση τα αποτελέσματα αυτά θα είναι δυνατή η αύξηση της λιβαδικής αξίας των δασολιβαδικών συστημάτων με σπορά κατάλληλων ποωδών φυτών στον υπόροφο και προσθήκη λιπάσματος που να ανταποκρίνεται στη δυνατότητα αξιοποίησής του από τη βλάστηση του υπορόφου. Το διετές πείραμα διενεργήθηκε στη Θεσσαλονίκη και χρησιμοποιήθηκαν δυο πολυετή αγρωστώδη είδη, η Δαχτυλίδα η συσπειρωμένη (Dactylis glomerata) και η Πόα η λειμώνια (Poa pratensis) που σπάρθηκαν σε γλάστρες. Οι γλάστρες για κάθε είδος, τοποθετήθηκαν στην ύπαιθρο υπό πλήρη ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας, αλλά και κάτω από σκέπαστρα με μειωμένη ένταση ηλιακής ακτινοβολίας σε ποσοστά 30%, 50% και 70% της ολικής ηλιακής ακτινοβολίας και ρυθμίστηκαν τα ποσοστά σκίασης κάτω από κάθε σκέπαστρο με τη βοήθεια φωτομέτρου (Li 190 SB). Εφαρμόστηκαν δυο επίπεδα λίπανσης με άζωτο, το ένα σε ποσότητα 8 kg Ν/στρέμμα και το δεύτερο με 16 kg Ν/στρέμμα, καθώς και ο χειρισμός της μη λίπανσης (μάρτυρας). Η λίπανση έγινε σε δυο δόσεις μόνο το πρώτο έτος, μισή ποσότητα με θειϊκή αμμωνία (NH4)2SO4 και η υπόλοιπη με νιτρική αμμωνία ΝΗ4ΝO3. Κατά τη διετή διάρκεια του πειράματος, στο τέλος κάθε βλαστικής περιόδου, συλλέχθηκε η παραγωγή της υπόγειας και της υπέργειας βιομάζας των δυο ειδών και προσδιορίστηκε η σχέση της υπόγειας προς την υπέργεια βιομάζα από το λόγο R/S, ενώ συλλέχθηκαν και δείγματα εδάφους. Από τα δείγματα αυτά με τη μέθοδο Kjeldahl εξετάστηκε η μεταβολή του ολικού αζώτου του εδάφους, ενώ με την ίδια μέθοδο προσδιορίστηκε επίσης η περιεκτικότητα της συνολικής βιομάζας σε ολικό άζωτο στα φυτά. Στα πλαίσια της ανωτέρω μελέτης, προσδιορίστηκαν ο δείκτης αποτελεσματικότητας αξιοποίησης του αζώτου (NUE) και ο αγροκομικός δείκτης του αζώτου (aNUE). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η παραγωγή υπέργειας και υπόγειας βιομάζας και για τα δυο είδη ήταν υψηλότερη στο βαθμό σκίασης 50%. Για το Poa pratensis η παραγωγή υπέργειας βιομάζας ήταν μεγαλύτερη όταν εφαρμόστηκε λίπανση με 16 kg/στρέμμα, ενώ για το Dactylis glomerata επηρεάστηκε το ίδιο από τις δυο ποσότητες του λιπάσματος που εφαρμόστηκαν. Η περιεκτικότητα σε άζωτο και στα δυο είδη επηρεάστηκε κυρίως με την αύξηση της σκίασης στο βαθμό 70% και λίπανσης με 16 kg/στρέμμα. Αποτελεσματικότερη αξιοποίηση του αζώτου (NUE) παρατηρήθηκε στο βαθμό σκίασης 50% και για τα δυο είδη, για τις ποσότητες λιπάσματος με 8 kg/στρέμμα σε σχέση με τα 16 kg/στρέμμα. Τέλος, ο αγροκομικός δείκτης aNUE έδειξε ότι η υψηλότερη λίπανση με 16 kg/στρέμμα δεν παρουσίασε διαφοροποιήσεις σε σχέση με αυτή των 8 kg/στρέμμα. Από τα αποτελέσματα προέκυψε καλύτερη προσαρμογή των δυο ειδών στη μέτρια σκίαση 50% και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης του αζώτου στη λίπανση με 8 kg/στρέμμα, πετυχαίνοντας παράλληλα και μεγάλη παραγωγή βιομάζας στο ελάχιστο κόστος.