Ολοκληρωμένη Προσέγγιση στον κύκλο του άνθρακα στον ελαιώνα
Εισαγωγή
Οι καλλιεργητικές τεχνικές στον αγροτικό τομέα ευθύνονται για το ένα πέμπτο των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου στην ατμόσφαιρα (Reicosky et al., 2000). Περίπου 1,5-3 δισεκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα θα μπορούσαν να ενσωματωθούν στα αγροτικά εδάφη από την εφαρμογή των κατάλληλων διαχειριστικών μεθόδων για την αύξηση της παραγωγικότητας, όπως κύρια είναι η αύξηση της οργανικής ουσίας του εδάφους (Intergovernmental Panel on Climate Change, 1995).
Στα αγροτικά οικοσυστήματα, κάθε αύξηση στα αποθέματα άνθρακα με την μορφή χούμου, προέρχεται από τα φυτικά υπολείμματα των καλλιεργειών και των ζιζανίων, η αποσύνθεση των οποίων προσφέρει στο έδαφος πολλές οργανικές ουσίες και ανόργανα στοιχεία, που με τα χρόνια σε ένα μεγάλο μέρος επιστρέφουν στην ατμόσφαιρα σαν διοξείδιο του άνθρακα και απομακρύνονται από το έδαφος με διάφορα τρόφιμα, αντίστοιχα. Μακροπρόθεσμα η ποσότητα, η μορφή και η χρησιμότητα της οργανικής ουσίας του εδάφους εξαρτώνται από τις εποχικές εισόδους οργανικών υλικών και από την ταχύτητα που αυτά αποσυντίθενται (Kimmins, 1997). Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι ο υπολογισμός των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την ελαιοκαλλιέργεια με βάση βιβλιογραφικά στοιχεία καθώς και ο υπολογισμός των ποσοτήτων αποθήκευσης οργανικής ουσίας στο έδαφος που θα ισοδυναμούν με το εκπεμπόμενο διοξείδιο του άνθρακα για την καλλιέργεια.
Η ελιά και η καλλιέργεια της
Η ελιά (Olea europaea L.) είναι ένα σκληρόφυλλο είδος που καλλιεργείται εκτεταμένα στην περιοχή της Μεσογείου και έχει μεγάλη οικονομική σημασία. Η ελιά έχει μεγάλη αντοχή στην ξηρασία και μικρή αντοχή σε ισχυρούς παγετούς. Ακόμα έχει σχετικά μικρές απαιτήσεις σε θρεπτικά συστατικά, όμως για καλή καρποφορία και μείωση της παρενιαυτοφορίας είναι απαραίτητη η αζωτούχος λίπανση.
Σε ένα παραγωγικό ελαιώνα γίνονται όλες οι καλλιεργητικές τεχνικές που γίνονται και σε ένα οπωρώνα άλλου είδους, εκτός του αραιώματος των καρπών. Βέβαια κάθε τεχνική σημαίνει και άμεση ή έμμεση κατανάλωση ενέργειας άρα και εκπομπή διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Έτσι η ελαιοκαλλιέργεια, περιλαμβάνει το φύτεμα των δέντρων, το κλάδεμα τους, τη λίπανση, την άρδευση στους αρδευόμενους, τη φυτοπροστασία και τέλος τη συγκομιδή (Πίνακας 1). Επιπροσθέτως, στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και κυρίως του διοξειδίου του άνθρακα, πρέπει να συμπεριληφθούν και οι μεταφορές, και των γεωργών από την βάση τους στο κτήμα αλλά και των καρπών για την παραγωγή ελαιολάδου.
Ειδικότερα, όσον αφορά τις καλλιεργητικές τεχνικές στην ελιά εξηγούνται στον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 1).
Πίνακας 1: Γεωργικές πρακτικές στην καλλιέργεια της ελιάς στην περιοχή της Θάσου.
| ΓεωργικέςΠρακτικές | Συχνότητα για τη συμβατική καλλιέργεια |
| Κλάδεμα | Κάθε 3-5 χρόνια οι παραγωγοί κάνουν ένα αυστηρό κλάδεμα, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά ψαλίδια και αλυσοπρίονα. Κάθε 1-2 χρόνια γίνεται μια μερική ανανέωση της κόμης. Στα μη αρδευόμενα όμως κτήματα τα χρονικά διαστήματα είναι μεγαλύτερα |
| Λίπανση | Οι παραγωγοί εφαρμόζουν 40 +/- 5 κιλά Αζώτου ανά εκτάριο, 30+/- 3 κιλά P2O5 ανά εκτάριο, 96 +/- 7 κιλά Κ2Ο ανά εκτάριο σε μορφή συνθετικών λιπασμάτων και/ ή πρόβεια κοπριά 1450 +/-50 κιλά ανά εκτάριο (0,8% Ν, 0,23% P2O5, 0,67% Κ2Ο), ή κοπριά πουλερικών 325 +/- 24 κιλά ανά εκτάριο (1,4% Ν, 1,1% P2O5, 0,6% Κ2Ο). Σε όλες τις περιπτώσεις η εφαρμογή γίνεται ανά διετία. |
| Δολωματικοί ψεκασμοί για έντομα | Οι ψεκασμοί εντομοκτόνων γίνονται 2-4 φορές από τον Αύγουστο έως τον Οκτώβριο (dimethoate ή fenthion 0.3% μαζί με πρωτεΐνες Alma Dacus 0.3%). |
| Άρδευση | Η άρδευση γίνεται 3-5 φορές το χρόνο, ανάλογα τη διαθεσιμότητα του νερού. Σε αυτή την έρευνα οι περισσότεροι χρησιμοποιούσαν άρδευση με σταγόνες. |
| Καλλιέργεια εδάφους | Συνήθως οι παραγωγοί καλλιεργούν το έδαφος τους με όργωμα στα 15 εκατοστά ή δισκοσβάρνισμα στα 10 εκατοστά κάθε 2-3 χρόνια. |
| Ζιζανιοκτονία | Οι παραγωγοί αντιμετωπίζουν τα ζιζάνια όποτε το θεωρούν απαραίτητο, συνήθως 1-3 φορές το χρόνο, χρησιμοποιώντας διάφορους τύπους μηχανημάτων (καλλιεργητές, φρέζες, χλοοκόπτες κτλ. ) |
| Συγκομιδή | Η συγκομιδή γίνεται με το χέρι χρησιμοποιώντας μεγάλες ράβδους και τινάζουν τα δένδρα προκαλώντας τις ελιές να πέσουν. |
| Χλωρή λίπανση | Οι γεωργοί χρησιμοποιούν ψυχανθή για χλωρή λίπανση κάθε 3-4 χρόνια σε αρδευόμενα κτήματα. Η μέση παραγωγή των ψυχανθών αυτών είναι 3 +/-1 τόνο ανά εκτάριο. |
(Kaltsas et al., 2007)
Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα σημαντικό αέριο που συμβάλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, το οποίο παράγεται από διαφορετικές πηγές, όπως η μικροβιακή αναπνοή ή από ανθρωπογενείς αιτίες όπως η καύση των ορυκτών καυσίμων για παραγωγή ενέργειας και το κάψιμο των δασών και ποικίλων άλλων οργανικών υλικών.
Στην ελαιοκομία για κάθε ένα λίτρο λαδιού που παράγεται απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα 3,9 κιλά διοξειδίου του άνθρακα. Από αυτά τα 3,66 κιλά προέρχονται από την καλλιεργητική φάση του προϊόντος.
Ειδικότερα, το μεγαλύτερο ποσοστό των εκπομπών οφείλεται στη λίπανση (26,7%) και είναι 1040 γραμμάρια διοξειδίου του άνθρακα ανά λίτρο παραγόμενου ελαιολάδου και το μεγαλύτερο μέρος αυτού οφείλεται στη μεγάλη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την παραγωγή των λιπασμάτων και όχι τόσο για τη μεταφορά και την εφαρμογή. Ειδικότερα για την παραγωγή ανόργανου αζωτούχου λιπάσματος απαιτούνται κατά μέσο όρο 74,2 Mj ενέργειας / κιλό λιπάσματος, όταν για την παραγωγή κοπριάς 23,5 Mj ενέργειας /κιλό κοπριάς (η παραγωγή ενός Mj ενέργειας με τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας εκπέμπει στο περιβάλλον 0,2 κιλά διοξειδίου του άνθρακα, ενώ η παραγωγή με φυσικό αέριο 0,07 κιλά διοξειδίου του άνθρακα). Έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε τις εκπομπές ανάλογα με το πόσο λίπασμα ή κοπριά ρίχνουμε στο χωράφι (Πίνακας 2). Όπως είναι φυσικό, η λίπανση με κοπριά μειώνει κατά πολύ τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, άρα είναι ένα θεμιτό μέτρο για τη δημιουργία ισοζυγίου εισροών και εκροών (Lockeretz, 1980, Tsatsarelis, 1993).
Πίνακας 2. Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανάλογα με την ποσότητα λιπάσματος.
| Αζωτ. Λίπασμα (Κιλά Ν /δένδρο) | Εκπομπές CO2 (Κιλά) | Κοπριά (Κιλά Ν /δένδρο) | Εκπομπές CO2 (Κιλά) |
| 0,5 | 7,42 | 0,3 | 1,41 |
| 1 | 14,84 | 0,6 | 2,82 |
Το κλάδεμα του ελαιώνα είναι η δεύτερη μεγαλύτερη σε εκπομπές καλλιεργητική τεχνική (23,3%) καθώς παράγει 909 γραμμάρια διοξειδίου ανά λίτρο λαδιού. Από αυτά τα 748 γραμμάρια ή το 19,9% εκπέμπονται κατά την καύση των υπολειμμάτων του κλαδέματος. Μετά ακολουθούν η καλλιέργεια του εδάφους με 803 γραμμάρια (20,6%) και η άρδευση που γίνεται με κινητήρα Diesel με 616 γρ. (15,8%).
Πίνακας 3. Ανάλυση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα με βάση την καλλιεργητική διαδικασία.
| Καλλιεργητική διαδικασία | Ποσό CO2 (γραμ.) | Ποσοστό επί του συνόλου (%) |
|
| Λίπανση | 1040 | 26,7 | |
| Κλάδεμα | 909 | 23,3 | |
| Καλλιέργεια εδάφους | 803 | 20,6 | |
| Άρδευση | 616 | 15,8 | |
| Φυτοπροστασία | 279 | 7,2 | |
| Επεξεργασία λαδιού | 237 | 6,1 | |
| Άλλα | 16 | 0,4 | |
| Σύνολο | 3900 | 100 |
(Avraamides and Fatta, 2009)
Αποθήκευση άνθρακα στο έδαφος και ισολογισμός εκροών και εισροών διοξειδίου του άνθρακα
Η μείωση των εκροών διοξειδίου του άνθρακα από το σύστημα και η αποθήκευση τους στο έδαφος με σκοπό το μηδενισμό των εκπομπών από το σύστημα παραγωγής, γίνονται με συγκεκριμένους τρόπους. Πρώτον, ο τεμαχισμός των κλαδεμένων κλάδων και φύλλων, τα οποία πρέπει να παραμείνουν φυσικά στο αγρό και προσθέτονται στην οργανική ουσία του εδάφους. Ακόμα, οι ανωτέρω φυτικοί ιστοί μπορούν να κομποστοποιηθούν με τεχνικές μεθόδους και έπειτα το κομπόστ να προστεθεί στο έδαφος μας. Ακόμα, υπολείμματα ελαιουργείων πρέπει να πηγαίνουν για κομποστοποίηση και να επιστρέφονται στον αγρό και να ακολουθούν και αυτά το ίδιο μονοπάτι για να προστεθούν στην οργανική ουσία του εδάφους. Τέλος, στο ισοζύγιο του διοξειδίου του άνθρακα πρέπει να γίνεται και υπολογισμός του άνθρακα που υπάρχει στη δομή των φυτών.
Οι Sofo και άλλοι (2005) υπολόγισαν ότι το δέντρο της ελιάς στον 5ο χρόνο του έχει το 72% του συνολικού εν δυνάμει διοξειδίου του άνθρακα (1 γρ. άνθρακα= 3,66 γρ. διοξείδιο του άνθρακα) στα ξυλώδη μέρη του, και το υπόλοιπο 28% είναι στα φύλλα και τους καρπούς. Ακόμα, υπολόγισαν ότι τα φύλλα και τα κλαδιά από το κλάδεμα έχουν 1,67 και 7,84 τόνους ενσωματωμένου διοξειδίου του άνθρακα ανά εκτάριο, αντίστοιχα. Ενώ κατέληξαν ότι σε ένα έδαφος με μέσο συντελεστή αποικοδόμησης 0,032 t year-1, το συνολικό διοξείδιο του άνθρακα που προστίθεται στο έδαφος, αν παραμείνουν τα κλαδευτικά τεμαχισμένα στον ελαιώνα, είναι 3,09 τόνοι ανά εκτάριο ανά έτος, ή 309 κιλά στο στρέμμα ανά έτος (Sofo et al., 2005).
Ο ακριβής υπολογισμός της μέσης παραγωγής ενός ελαιώνα είναι αδύνατος, εξαρτάται από πλήθος παραγόντων που μπορούν να του δώσουν ένα εύρος από ελάχιστα κιλά ανά στρέμμα έως μερικούς τόνους. Τέτοιοι λόγοι είναι η παρενιαυτοφορία, η ποικιλία, το σύστημα φύτευσης, το κλίμα κ.τ.λ. Αυτό συνεπάγεται και δυσκολία στον υπολογισμό του διοξειδίου του άνθρακα που εκλύεται κατά μέσο όρο στην ατμόσφαιρα.
Συνδυάζοντας τα παραπάνω στοιχεία μπορούμε να κατασκευάσουμε μια εξίσωση υπολογισμού του εκπεμπόμενου διοξειδίου του άνθρακα, ανάλογα με την παραγωγικότητα, θεωρώντας ότι το σύστημα φύτευσης είναι 5*5 με περίπου 40 δέντρα το στρέμμα αρδευόμενα και λιπασμένα σύμφωνα με τα παραπάνω. Έτσι:
Συνολικές εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα/ στρ./ έτος = 3,9*(μέση παραγωγή ελαιόκαρπου τα τελευταία 10 έτη * μέσο συντελεστή ελαιοποίησης) – 309. Το 3,9 εκφράζει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ανά κιλό λαδιού, ενώ το 309 είναι το διοξείδιο του άνθρακα που τελικά ενσωματώνεται στο έδαφος από τα κλαδευτικά υπολείμματα και τα φύλλα, αν αυτά δεν απομακρυνθούν και καούν. Χρησιμοποιούμε την μέση παραγωγή ελαιόκαρπου των 10 ετών για να μην επηρεάσει η παρενιαυτοφορία τα αποτελέσματα. Αν καούν τα κλαδευτικά και αυτή η ποσότητα προστίθεται στην ποσότητα εκπομπών από την παραγωγή ελαιολάδου.
Έτσι για παράδειγμα τα τελευταία 10 χρόνια ένα ελαιώνας παράγει κατά μέσο όρο 900 κιλά ελιές με συντελεστή ελαιοποίησης 1/5 δηλαδή μέση παραγωγή σε ελαιόλαδο 180 κιλά, τότε οι εκπομπές ισούνται:
CO2 emission= (3,9 * 180) - 309= 403 κιλά διοξειδίου του άνθρακα.
Σε όλα αυτά πρέπει να προστεθεί ότι η δομική κατασκευή του ελαιώνα στο 5ο έτος ηλικίας, έχει 2,4 τόνους ανά στρέμμα ενσωματωμένο διοξείδιο του άνθρακα στις ρίζες και στο υπέργειο μέρος. Δυστυχώς, δεν υπάρχει επαρκής βιβλιογραφία για να υπολογίσουμε τον ακριβή ρυθμό αύξησης αυτού του άνθρακα που αποθηκεύεται στους ιστούς. Ωστόσο, αν υποθέσουμε ότι για τα πρώτα 20 χρόνια υπάρχει μία αύξηση της τάξης των 200-300 κιλών το στρέμμα τότε είναι εφικτός ο μηδενισμός των εκπομπών. Δηλαδή στο ελαιώνα του παραδείγματος αν έχουν ενσωματωθεί υπό μορφή ξύλου και ακόμα 250 κιλά διοξειδίου του άνθρακος σε οργανικές ενώσεις, τότε μένουν ακόμα 150 κιλά εκπομπών που πρέπει να μηδενιστούν. Με το σκεπτικό πάντα ότι το ενσωματωμένο διοξείδιο του άνθρακα στο ξύλο θα επιστραφεί στο έδαφος και δεν θα καεί.
Συμπεράσματα- προτάσεις
Αν και οι παραπάνω υπολογισμοί θέτουν ως προϋπόθεση ένα πλήθος σταθερών τιμών και τεχνικών για να ευσταθούν, είναι βέβαιο ότι οι τιμές αυτές δεν είναι σε μεγάλη απόκλιση από τις πραγματικές. Αντιθέτως, είναι προφανές ότι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα από την ελαιοκαλλιέργεια είναι πολύ σημαντικές.
Παρά ταύτα, μπορεί με αναδιάρθρωση των τεχνικών παραγωγής να γίνει εφικτή η μείωση του λόγου εκπομπών και αποθήκευσης στο έδαφος διοξειδίου του άνθρακα. Έτσι:
· Προτείνεται η μείωση της αζωτούχου λίπανσης με βιομηχανικά λιπάσματα στο ελάχιστο, και η αντικατάσταση της με βιολογικούς τρόπους λίπανσης, όπως η χλωρή λίπανση και η λίπανση με υπολείμματα ζώων εξ ολοκλήρου. Εννοείται ότι και αυτές οι μέθοδοι παράγουν διοξείδιο όμως είναι κατά πολύ λιγότερο από του βιομηχανικού αζώτου.
Προτείνεται, η μείωση της επεξεργασίας του εδάφους, όπως της φρέζας και ελαφριού καλλιεργητή στο ελάχιστο, κάτι που υποστηρίζεται και από την ολοκληρωμένη διαχείριση για άλλους όμως λόγους.
Ακόμα, πρέπει στόχος κάθε τεχνικής να είναι και η αύξηση του οργανικού άνθρακα του εδάφους.
Βιβλιογραφία:
Avraamides M., Fatta D., 2009. Resource consumption and emission of olive oil production: a life cycle inventory case study in Cyprus. Journal of Cleaner Production. 16: 809-821
Intergovernmental Panel on Climate Change, 1995. Agricultural options for mitigation of greenhouse gas emissions. IPCC Workgroup II, Chapter 23, Washington, DC
Kaltsas M.A., Mamolos P.A., Tsatsarelis C.A., Nanos D.G., Kalburtji L.K., 2007. Energy budget in organic and conventional olive groves. Agricultural, Ecosystems and Environment. 122:243-257
Kimmins, J.P., 1997. Forest Ecology. Pearson Prentice Hall, NJ.
Lockeretz, W., 1980. Energy inputs for nitrogen, phosphorus and potash fertilizers. In: Pimentel, D. (Ed.), Handbook of Energy Utilization in Agriculture. CRC Press, Boca Raton, FL, pp. 15–21.
Reicosky, D.D., Hatefield, J.L., Sass, R.L., 2000. Agricultural contributions to greenhouse gas emissions. In: Reddy, K.R., Hodges, H.F. (Eds.), Climate Change and Global Crop Productivity. eight ed. CABI Publishing, Wallingford, UK, pp. 37–50.
Sofo A.,Vitale N., Palese A.M., Xιloyannis C., Celano G., Zukoqskyj P., Dichio B., 2005. Net CO2 storage in Mediterranean olive and peach orchards. Scientia Horticulturae. 107:17-24
Tsatsarelis, C.A., 1993. Energy inputs and outputs for soft winter wheat production in Greece. Agric. Ecosyst. Environ. 43, 109–118.
Δεν υπάρχουν σχόλια: