Εφαρμογή των επεξεργασμένων στερεών αστικών αποβλήτων στη γεωργία: επίδραση στην άρδευση, στην ανάπτυξη των φυτών και στο περιβάλλον

Abstract

The effects of treated municipal solid waste (biosolids) application in agriculture, were investigated in afield experiment during the years 2009-2011. The study was conducted at the experimental farmstation of the University of Thessaly, in Velestino, Magnesia, Central Greece and in the Laboratory ofAgricultural Hydraulics of the University of Thessaly.Nine treatments with three replications were organized in a randomized complete block design asfollows: a) Biosolids application at a rate of 5 Mg/ha with three different irrigation doses (100%, 80%and 60% of the daily crop evapotranspiration), b) Inorganic fertilizer application (containing the sameamount of total nitrogen, phosphorus and potassium as the applied biosolids) with three differentirrigation doses (100%, 80% and 60% of the daily crop evapotranspiration) and c) Untreated Control(no application of fertilizer or biosolids) with three different irrigation doses (100%, 80% and 60% of thedaily crop evapotranspiration). Alongside, three treatments (biosolids, fertilizer, control) with threereplications, were organized nearby. These treatments were irrigated with the 100% of the crop totalneeds, by the soil moisture level, which was determined by a soil moisture sensor. The surface dripirrigation method was used for all treatments.Soil, climate and biosolids parameters were determined as long as with the growth and productivitycharacteristics of the crop. Water use efficiency and theoretical ethanol production of the sweetsorghum crop were also estimated.The results of this research showed that biosolids application can replace inorganic fertilizer applicationto energy crops with an increase in biomass and ethanol production without harming the environment.Application of biosolids can save valuable irrigation water at a percentage that reaches 31%, withoutreducing the productivity of the crop. Consequently, by the application of biosolids this water could besaved from irrigation, and thus energy and valuable water resources could be saved.Biosolids application can replace the application of inorganic fertilizers and save valuable irrigationwater which can result in energy saving in agriculture.

Η επίδραση της εφαρμογής των επεξεργασμένων στερεών αστικών αποβλήτων (βιοστερεών) στηνγεωργία και συγκεκριμένα η επίδραση στην άρδευση, στην ανάπτυξη των φυτών και στο περιβάλλον,μελετήθηκε σε έρευνα που διεξήχθη κατά τα συναπτά έτη 2009-2011 στο αγρόκτημα τουΠανεπιστημίου Θεσσαλίας στο Βελεστίνο, καθώς και στο Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής τουΠανεπιστημίου Θεσσαλίας.Εννέα μεταχειρίσεις σε τρεις επαναλήψεις οργανώθηκαν σε σχέδιο τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων:α) Εφαρμογή βιοστερεών (500kg/στρ.) στο έδαφος με τρεις διαφορετικές δόσεις άρδευσης (100%, 80%και 60% της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας), β) Εφαρμογή ανόργανης λίπανσης (ίδιεςποσότητες αζώτου (Ν), φωσφόρου (P) και καλίου (Κ) με τα βιοστερεά) με τρεις διαφορετικές δόσειςάρδευσης (100%, 80% και 60% της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας) και γ) Μάρτυρας(χωρίς εφαρμογή βιοστερεών ή ανόργανης λίπανσης) με τρεις διαφορετικές δόσεις άρδευσης (100%,80% και 60% της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας). Παράλληλα, σε παρακείμενο τεμάχιο,οργανώθηκαν τρεις μεταχειρίσεις (βιοστερεά, λίπανση, μάρτυρας) σε τρεις επαναλήψεις οι οποίεςαρδεύονταν με δόση άρδευσης η οποία κάλυπτε το 100% των αναγκών της καλλιέργειας και η οποίαοριζόταν από το επίπεδο της εδαφικής υγρασίας. Η εδαφική υγρασία προσδιοριζόταν με αισθητήραυγρασίας εδάφους. Η μέθοδος άρδευσης σε όλες τις μεταχειρίσεις ήταν η επιφανειακή στάγδηνάρδευση.Προσδιορίστηκαν εδαφικές και κλιματικές παράμετροι, καθώς και παράμετροι των βιοστερεών,μετρήθηκαν τα χαρακτηριστικά ανάπτυξης και παραγωγής των φυτών, ενώ υπολογίστηκε ηαποδοτικότητα χρήσης νερού της καλλιέργειας καθώς και η θεωρητική παραγωγή βιοαιθανόλης.Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν πως η εφαρμογή βιοστερεών μπορεί νααντικαταστήσει την εφαρμογή ανόργανης λίπανσης στις καλλιέργειες ενεργειακών φυτών, με αύξησηστην παραγωγή βιομάζας και βιοαιθανόλης, χωρίς η αντικατάσταση αυτή να επιβαρύνει σημαντικά τοπεριβάλλον.Παράλληλα με την εφαρμογή των βιοστερεών μπορεί να εξοικονομηθεί, σε πολλές περιπτώσεις,αρδευτικό νερό σε ποσοστό που φθάνει το 31%, χωρίς να μειωθεί η αποδοτικότητα της καλλιέργειαςτου γλυκού σόργου.