Σχέσεις στοιχείων ανάπτυξης και παραγωγής καλλιέργειας σόγιας στην Κεντρική Ελλάδα, με την υδατική καταπόνηση που προκαλείται στα φυτά λόγω ελλειμματικής άρδευσης

Abstract

This dissertation presents the results of a successful two-year experiment under field conditions in the area of Kopaida. The plant material under consideration was two varieties of the Glycinemax (L) soybean plant, which were subjected to four levels of water stress and a reference culture which irrigated with 100% of the crop evapotranspiration. In the experimental field of the Agricultural University of Athens in the area of Kopaida and at a distance of 100 m from the experimental field there is an automaticmeteorological station, which operates according to the protocol proposed by international organization of agriculture and food (FAO) and whose measurements were used for the experiment and for the processing of the results. The measurements made on soybean plants were direct measurements such as number of leaves, plant height, dry weight of stems, dry weight of leaves, total dry weight of plant, dry weight and number of pods, the weight of seeds, leaf temperatures, but also parameters derived from further processing of the seed in the laboratory such as seed oil concentration, nitrogen protein concentration, nitrogen protein production, oil production or by calculation taking into account the planting distances, such as the leaf area index (LAI). The results presented with figures and tables and their statistical processing done with the statistical analysis of variance (ANOVA), where the means of the variety x irrigation interventions were correlated. The Crop Water Stress Index (CWSI) was calculated and its daily change during the growing season was plotted. The form was also determined and the production functions of the index were represented, with qualitative and quantitative parameters of production for two varieties of different ripening of the soybean plant. Using the experimentally determined coefficients a and b and with the application of an existing methodology (Monteith, 1973, O' Toole and Real, 1986), the average aerodynamic resistance (rap) and average crop resistance factors (rcp) for non-water stressed soybean plants calculated. Results were also presented, of the evaluation and verification of a new empirical relationship, which resulted from the appropriate adjustment of an existing methodology (Alexandris and Kerkides 2003), for the daily calculation of the surface dry biomass (D-AGB) for the soybean plant. Finally, from the existing experimental data, the AquaCrop model of the FAO was calibrated and evaluated in local conditions and the results were presented.

Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει τα αποτελέσματα ενός επιτυχημένου πειράματος δύο ετών υπό συνθήκες πεδίου στην περιοχή της Κωπαΐδας. Το υπό εξέταση φυτικό υλικό ήταν δύο ποικιλίες του φυτού σόγιας Glycine max (L), οι οποίες υποβλήθηκαν σε τέσσερα επίπεδα υδατικής καταπόνησης και μια καλλιέργεια αναφοράς η οποία αρδεύτηκε με το 100% της εξατμοδιαπνοής καλλιέργειας (ETc). Οι μετρήσεις που έγιναν στα φυτά σόγιας ήταν άμεσες μετρήσεις όπως ο αριθμός των φύλλων, το ύψος των φυτών, το ξηρό βάρος των στελεχών, το ξηρό βάρος των φύλλων, το συνολικό ξηρό βάρος του φυτού, το ξηρό βάρος και ο αριθμός των λοβών. Επιπρόσθετα μετρήθηκαν το βάρος των σπόρων, οι θερμοκρασίες των φύλλων, αλλά και παράμετροι που προκύπτουν από περαιτέρω επεξεργασία του σπόρου στο εργαστήριο, όπως συγκέντρωση σπορέλαιου, συγκέντρωση πρωτεΐνης αζώτου, παραγωγή πρωτεϊνών αζώτου, παραγωγή λαδιού ή με υπολογισμό λαμβάνοντας υπόψη τις αποστάσεις φύτευσης, όπως ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI). Επίσης στην περιοχή και σε απόσταση 100 m από το πειραματικό χωράφι υπάρχει αυτόματος μετεωρολογικός σταθμός, ο οποίος λειτουργεί σύμφωνα με το πρωτόκολλο που προτείνει ο Διεθνής Οργανισμός Τροφίμων και Γεωργίας (FAO) και του οποίου οι μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν για το πείραμα και για την επεξεργασία των αποτελεσμάτων.Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν με σχήματα και πίνακες και η στατιστική επεξεργασία τους έγινε με την ανάλυση διακύμανσης ANOVA, όπου συσχετίστηκαν οι μέσοι όροι της ποικιλίας x αρδευτικές παρεμβάσεις. Ακόμη υπολογίστηκε ο δείκτης υδατικής καταπόνησης Crop Water Stress Index (CWSI) και σχεδιάστηκε η ημερήσια μεταβολή του κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Kαθορίστηκε η μορφή και αναπαραστάθηκαν οι παραγωγικές συναρτήσεις του δείκτη, με ποιοτικές και ποσοτικές παραμέτρους παραγωγής. Χρησιμοποιώντας τους πειραματικά καθορισμένους συντελεστές των ορίων που περιγράφουν τον CWSI και με την εφαρμογή μιας υπάρχουσας μεθοδολογίας (Monteith, 1973, O' Toole και Real, 1986), υπολογίστηκαν η μέση αεροδυναμική αντίσταση (rap) και ο μέσος συντελεστής αντίστασης καλλιέργειας (rcp) αντίστοιχα για φυτά σόγιας χωρίς καταπόνηση νερού. Να προσθέσω ότι παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα της αξιολόγησης και επαλήθευσης μιας νέας εμπειρικής σχέσης, η οποία προέκυψε από την κατάλληλη προσαρμογή και εφαρμογή υπάρχουσας μεθοδολογίας (Alexandris and Kerkides 2003), για τον ημερήσιο υπολογισμό της επιφανειακής ξηρής βιομάζας (D-AGB) για το φυτό σόγια. Τέλος, από τα υπάρχοντα πειραματικά δεδομένα, το μοντέλο AquaCrop του FAO βαθμονομήθηκε και αξιολογήθηκε σε τοπικές συνθήκες και παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα.