Μεγιστοποίηση της παραγωγικότητας του νερού στη γεωργία σε συνθήκες ξηρασίας και έλλειψης διαθέσιμου νερού

Abstract

Η αρδευόμενη γεωργία κατέχει σήμερα το μεγαλύτερο μερίδιο στην παγκόσμια κατανάλωση νερού. Αν και οι αρδευόμενες περιοχές του πλανήτη καταλαμβάνουν περίπου το 17% των καλλιεργημένων περιοχών, καταναλώνουν περισσότερο από 70% των παγκόσμιων υδάτινων πόρων. Στις μεσογειακές χώρες όπως και η Ελλάδα, η κατανάλωση νερού στη γεωργία είναι ακόμα μεγαλύτερη πλησιάζοντας το 80-85% του νερού καλής ποιότητας. Το γεγονός αυτό καθιστά επιτακτική την ανάγκη της ορθολογικής διαχείρισης του νερού που χορηγείται για αρδευτικούς σκοπούς. Η αύξηση της αρδευτικής αποδοτικότητας και ο ορθολογικός προγραμματισμός των αρδεύσεων κυρίως σε περιόδους ανεπάρκειας συμβάλλει στην εξοικονόμηση σημαντικής ποσότητας νερού. Σκοπός της εργασίας είναι η ορθολογικότερη χρήση του αρδευτικού νερού με στόχο την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων έλλειψής του στην απόδοση των καλλιεργειών. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται σχέσεις απόδοσης των καλλιεργειών σε σχέση με τη διαθεσιμότητα νερού, οι οποίες περικλείουν την επίδραση της ευαισθησίας στην έλλειψη νερού της καλλιέργειας. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιούνται δύο σχέσεις, η κλασική σχέση του Jensen και η σχέση των Doorenbos and Kassam. Οι παραπάνω σχέσεις χρησιμοποιούνται για την εύρεση σχέση που συνδέει τον συντελεστή ευαισθησίας λ και τον συντελεστή ανταπόκρισης ky. Μέσω της σχέσης που βρίσκεται για κάθε καλλιέργεια, μελετήθηκε ο βέλτιστος τρόπος κατανομής του αρδευτικού νερού για τέσσερα σενάρια διαθεσιμότητας νερού, σύμφωνα με την ευαισθησία που παρουσιάζει η κάθε καλλιέργεια. Το σχέδιο παραγωγής, η αρδευτική αποδοτικότητα και η πληρότητα της άρδευσης αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για τον εξορθολογισμό της διαχείρισης των υδατικών πόρων. Για βελτιστοποίηση της χρήσης των υδατικών αποθεμάτων, χωρίς κίνδυνο δυσμενών επιπτώσεων για την καλλιέργεια, απαιτούνται πρόσθετες ενέργειες με στόχο την αποφυγή της σπατάλης και τη μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας χρήσης του νερού.

Irrigated agriculture is the greatest global consumer of fresh water. Although irrigated regions of the planet occupy approximately 17% of the cultivated regions, they consume more than 70% of the world’s water resources. In Mediterranean countries, as Greece, water consumption in agriculture is even higher approaching 80-85% of the good quality water. This fact indicates the need of optimal management of irrigation water. The increase of irrigation efficiency and the optimal irrigation scheduling, especially under conditions of limited water supply, contributes to the saving of great quantities of water. The aim of the thesis is the optimal use of irrigation water, minimizing the results of water deficits towards yield. For this reason relationships between crop yield and water supply were used which include the effect of both timing and quantities of irrigation. In this thesis, two functions are used the general function form proposed by Jensen and the Doorenbos’ and Kassam’s model. These relationships are used to find the relationship between the sensitivity index λ and the response factor ky. Through the relationship that is being found for each crop , the optimal allocation of irrigation water for four scenarios of water availability was studied, according to the sensitivity of the crop. These activities should aim to the avoidance of extravagance and to the maximization of the efficiency of the use of water. These activities contribute to the appropriate selection of crops, the right estimation of their water needs and the implementation of the appropriate water amount in proportion to its availability by using the most efficient irrigation methods.