Άρδευση ελαιώνα με επεξεργασμένα αστικά απόβλητα

Το παρόν πόνημα πραγματεύεται τη συγκριτική άρδευση ελαιώνα με Κοινοτικό Νερό (ΚΝ) και με Επεξεργασμένα Υγρά Αστικά Απόβλητα (ΕΥΑΑ). Συγκεκριμένα σε ξηρικό αγρό 5 στρεμμάτων με ελαιόδενδρα πλέον της 15ετίας στα οποία δεν είχε γίνει καμία καλλιερητική φροντίδα τα προηγούμενα χρόνια (πλην χορτοκοπής), εγκαταστάθηκε πείραμα άρδευσης δύο εφαρμογών (ΚΝ, ΕΥΑΑ) και έξι επαναλήψεων ανά εφαρμογή (συνολικά 66 δένδρα ανά εφαρμογή). Έλαβε χώρα άρδευση με ΚΝ και ΕΥΑΑ για δύο έτη (2011, 2012) με επτά (7) και δώδεκα (12) γεγονότα άρδευσης αντιστοίχως εφαρμόζοντας την ίδια ποσότητα νερού ανά ελαιόδενδρο, σε χρονικές στιγμές που η διαθεσιμότητα του ΚΝ το επέτρεπε (συνεταιριστική γεώτρηση). Το ΕΥΑΑ προερχόταν από τη Μονάδα Επεξεργασίας Υγρών Αστικών Αποβλήτων (ΜΕΥΑΑ) της Σπάρτης (τριτοβάθμια επεξεργασία) και λαμβανόταν μετά τη δεξαμενή χλωρίωσης. Στον αγρό αυτό ο οποίος βρίσκεται μόλις 1 km από τον ποταμό Ευρώτα διαπιστώθηκε ότι εμφανίζεται υποεπιφανειακό υδροφόρο στρώμα κατά την περίοδο των βροχοπτώσεων. Το παρόν είναι δομημένο σε τρία κεφάλαια.Στο πρώτο κεφάλαιο που τιτλοφορείται ΝΕΡΟ, εξετάζεται ανά γεγονός άρδευσης η ποιότητα, τόσο του ΚΝ όσο και του ΕΥΑΑ και ακολούθως γίνεται σύγκριση των δύο πηγών αρδευτικού ύδατος. Διερευνάται η καταλληλότητα, του ΕΥΑΑ βάσει του κείμενου νομοθετικού πλαισίου και οι ενδεχόμενες επιπτώσεις από τη χρήση του ΕΥΑΑ για άρδευση στο έδαφος (φυσικές και χημικές ιδιότητες) καθώς και στην καλλιέργεια. Συμπεραίνεται βάσει αυτών ότι το ΕΥΑΑ είναι κατάλληλο για «έμμεση περιορισμένη» άρδευση. Επίσης βάσει των αναλύσεων του ΕΥΑΑ και των κριτηρίων της νομοθεσίας υφίστανται μηδαμινοί και μικροί έως μέτριοι βαθμοί περιορισμού για το έδαφος το φυτό και το περιβάλλον. Πέραν των ανωτέρω στο κεφάλαιο αυτό γίνεται διερεύνηση της πρόνοιας που έχει ληφθεί από το υφιστάμενο νομοθετικό πλαίσιο για την προστασία των εδαφών από τις ενδεχόμενες επιπτώσεις της επαναχρησιμοποίησης ΕΥΑΑ για άρδευση. Μέσα από τη διερεύνηση του ισχύοντος νομοθετικού πλαισίου διαπιστώθηκαν αδυναμίες και ελλείψεις στα κριτήρια που αφορούν επιδράσεις σε φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους, των ΕΥΑΑ ως συμπληρωματικής ή και αποκλειστικής πηγής αρδευτικού ύδατος. Συγκεκριμένα η ενσωμάτωση των κριτηρίων που εισηγήθηκαν οι Ayers & Westcot στο Ελληνικό νομοθετικό πλαίσιο έγινε μερικώς, αφού διαπιστώνεται παράληψη ενσωμάτωσης κρίσιμης σημασίας προϋποθέσεων που έχουν να κάνουν με τα ήδη των εδαφών στα οποία οι Ayers & Westcot εισηγήθηκαν ότι ισχύουν τα εν λόγω κριτήρια. Επισημαίνονται λάθη που έχουν να κάνουν με τις περιγραφόμενες μελέτες αφού η άρδευση με ΕΥΑΑ δεν αντιμετωπίζεται ως ένα εγγειοβελτιωτικό έργο με τις μελέτες και τα έργα που αυτό απαιτεί κατά τη νομοθεσία (αρδευτικό, στραγγιστικό κ.λ.π.). Με αφετηρία αυτές τις διαπιστώσεις γίνονται προτάσεις συμπλήρωσης ή τροποποίησης του υφιστάμενου νομοθετικού πλαισίου.Το δεύτερο κεφάλαιο το οποίο φέρει τον τίτλο ΕΔΑΦΟΣ δομείται σε τρία υποκεφάλαια. Στο πρώτο υποκεφάλαιο εξετάζεται η συγκριτική επίδραση της άρδευσης με ΕΥΑΑ και ΚΝ σε σχέση με το βάθος της εδαφικής κατατομής αλλά και με το χρόνο. Με άλλα λόγια γίνεται σύγκριση κατατομών αλάτων σε σχέση με το χρόνο και τις δύο εφαρμογές. Οι χρονικές στιγμές των δειγματοληψιών άρα και των συγκρίσεων είναι η έναρξη και η λήξη κάθε αρδευτικής περιόδου δηλαδή η λήξη και η έναρξη κάθε βροχερής περιόδου αντιστοίχως. Εξετάσθηκε η εξέλιξη κατά την περιγραφείσα έννοια εδαφικών παραμέτρων όπως EC, pH, CaCO3, Οργανική Ουσία, Na+, K+ και Mg2+. Σε ότι αφορά στην συγκριτική επίδραση των δύο αρδευτικών υδάτων δεν διαπιστώθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ των εδαφών των δύο εφαρμογών σε καμία από τις πιο πάνω μετρηθείσες παραμέτρους, με εξαίρεση το Να+. Για το Να+ προέκυψαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές μεταξύ των εδαφών των δύο εφαρμογών στον ορίζοντα 0-30 cm, μετά την πρώτη αρδευτική περίοδο (Σεπτέμβριος 2011), η οποία διαφορά διατηρήθηκε στον ορίζοντα 0-30 cm αλλά και επεκτάθηκε στον ορίζοντα 30-60 cm, μετά το πέρας της βροχερής περιόδου (Ιούνιος 2012). Τέλος, η διαφορά αυτή και στους δύο ορίζοντες διατηρήθηκε και ενισχύθηκε, με την παρέλευση και της δεύτερης αρδευτικής περιόδου (Ιούνιος 2012). Σε ό,τι αφορά στις λοιπές παραμέτρους, άποψή μας είναι ότι κατ’ αρχήν έγινε καταγραφή μίας αυξητικής πορείας αυτών των παραμέτρων, που δεν αποτυπώθηκε με στατιστικώς σημαντική διαφορά ως αποτέλεσμα των κάτωθι παραγόντων:Του εποχικά εμφανιζόμενου υπόγειου υδροφόρου, μεταβάλλοντας τις σχετικές κινήσεις και κινητικές των εξετασθέντων στοιχείωνΤης «καλής» ποιότητας των δύο αρδευτικών υδάτων τα οποία, τουλάχιστον κατά την πρώτη αρδευτική περίοδο, βελτίωσαν τα χαρακτηριστικά της εδαφικής κατατομής, ως αποτέλεσμα εκπλύσεως Της καλλιέργειας της ελιάς, η οποία αντλώντας θρεπτικά στοιχεία από την εδαφική κατατομή βελτίωσε τόσο τη θρεπτική κατάσταση των φύλλων όσο και την παραγόμενη ποσότητα (π.χ. Κ+) μην εμφανίζοντας διαφορά στην εδαφική κατατομή.Της απομάκρυνσης στοιχείων από την εδαφική κατατομή με τη μαζική ροή κατά την υποχώρηση του υποεπιφανειακού φρεάτιου ορίζοντα (π.χ. το Κ+).Στο δεύτερο κεφάλαιο έγινε προσπάθεια τεκμηρίωσης της σχετικής κίνησης του εδαφικού νερού (ανοδικά – καθοδικά) προς και από το υποεπιφανειακό εποχικά εμφανιζόμενο υδροφόρο στρώμα. Με χρήση οργάνων ήταν δυνατή η καταγραφή του προφίλ υγρασίας εδάφους, θ(z, t), κατά την περίοδο της έρευνας, καθώς και η καταγραφή όλων των μετεωρολογικών δεδομένων. Μέσω των δεδομένων αυτών προσδιορίσθηκε η εξατμιοσοδιαπνοή της καλλιέργειας με δύο ανεξάρτητες μεθοδολογίες (μέθοδος ισοζυγίου και μέθοδος Penman Monteith τροποποιούμενη κατά FAO) για τα χρονικά διαστήματα 16/6/2016 έως 28/4/2013 και 16/6/2014 έως 31/8/2014. Διαπιστώθηκαν διαφορές μεταξύ των αποτελεσμάτων των δύο μεθοδολογιών που θα μπορούσαν να ερμνηνευθούν υποθέτοντας τροφοδοσία από την εδαφική κατατομή του υδροφόρου στρώματος με νερό κατά το πρώτο χρονικό διάστημα και τροφοδοσία του ριζοστρώματος με νερό από τον υδροφόρο κατά το δεύτερο χρονικό διάστημα. Οι υποθέσεις αυτές επιβεβαιώθηκαν με προσδιορισμό για τα αντίστοιχα χρονικά διαστήματα των κατατομών κλίσεων υδραυλικού φορτίου (Δh/Δz) δηλαδή της αιτίας κίνησης του εδαφικού νερού. Στο τρίτο υποκεφάλαιο εξετάζεται η συγκριτική επίδραση της άρδευσης με ΕΥΑΑ και ΚΝ στην Ks αδιατάρακτων δειγμάτων που ελήφθησαν από την επιφάνεια του εδάφους του πειραματικού αγρού (12 αδιατάρακτα δείγματα ανά εφαρμογή). Διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στις τιμές των Ks-ΕΥΑΑ=33.2 cm/h έναντι των Ks-ΚΝ=47.4 cm/h. Τα εδαφικά δείγματα αναλύθηκαν για διάφορους παράγοντες που επηρεάζουν δυνητικά την Ks. Παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές σε ό,τι αφορά στα pH, EC, SAR, ESP και στις συγκεντρώσεις K+, Na+, Mg2+ που είναι στοιχεία που σχετίζονται με χαρακτηριστικά ποιότητας των δύο αρδευτικών υδάτων. Διενεργήθηκε πολυπαραγοντική ανάλυση η οποία έδειξε και για τις δύο εφαρμογές θετική συσχέτιση μεταξύ της Ks και των ECe, CaCO3 και αρνητική μεταξύ της Κς και των SAR, ESP και φαινομενικής πυκνότητας. Παρά την ανάδειξη των συσχετίσεων (ποιοτικά χαρακτηριστικά), τα ποσοτικά χαρακτηριστικά δεν μπορούσαν να εξηγήσουν με βάση τα υπάρχοντα κριτήρια τη μείωση Ks που παρατηρήθηκε μεταξύ των Ks-ΕΥΑΑ και Ks-ΚΝ. Η διαπιστωθείσα διαφορά αποδόθηκε:Στον τύπο της αργίλου των εδαφικών μας δειγμάτων που ήταν ιλλίτης, δηλαδή ένα μη διογκούμενο αργιλικό ορυκτό, το οποίο διασπείρεται και σε μικρές τιμές ESP.Στο ότι τα τύπου 2:1 αργιλικά ορυκτά, στα οποία ανήκει και ο ιλλίτης, είναι ευαίσθητα στην αύξηση του SAR και τη μείωση της συγκέντρωσης του εδαφοδιαλύματος, ως αποτέλεσμα της διήθησης καλύτερης ποιότητας αρδευτικού νερού.Στο τρίτο κεφάλαιο που τιτλοφορείται ΕΛΗΑ-ΕΛΙΑ-ΛΑΔΙ, γίνεται συγκριτική διερεύνηση της επίδρασης των δύο αρδευτικών υδάτων στη θρεπτική κατάσταση της ελιάς ποικιλία «Κορωνέικη» στην παραγόμενη ποσότητα καρπών και λαδιού αλλά και στην ποιότητα του παραγόμενου ελαιολάδου. Η εφαρμογή του ΕΥΑΑ αύξησε ελαφρώς την παραγωγή καρπού κατά τη διάρκεια του έτους με την μεγάλη παραγωγή (15,92 kg καρπού ανά δέντρο έναντι 12,73 kg ανά δένδρο για την εφαρμογή του ΚΝ) καθώς και την περιεκτικότητα σε λάδι κατά το έτος της χαμηλής παραγωγής (18,21% έναντι 16,43% για άρδευση με ΚΝ). Δεν παρατηρήθηκε σημαντική επίδραση στα χαρακτηριστικά ποιότητας του λαδιού, όπως η ελεύθερη οξύτητα, K270, K232, υπεροξείδιο και ο Delta K. Επίσης δεν παρατηρήθηκε σημαντική επίδραση στο προφίλ του ελεύθερου λιπαρού οξέος του ελαίου. Το ελαϊκό οξύ ήταν το κυρίαρχο ελεύθερο λιπαρό οξύ στο έλαιο (κυμαινόμενο από 77,7 έως 78,6%), ακολουθούμενο από παλμιτικό (10,6-11,1%), λινελαϊκό (5,5-5,8%) και στεατικό οξύ (2,5-2,8%), που εμπίπτουν στο εύρος των τιμών για το χαρακτηρισμό του ως "εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο". Τέλος τα επίπεδα των K, Ca, Mg, Mn, Fe και Zn στα φύλλα αυξήθηκαν με την εφαρμογή του ΕΥΑΑ σε σύγκριση με την εφαρμογή του ΚΝ, ενώ η συνεχής χρήση του ΕΥΑΑ για δύο χρόνια οδήγησε σε σημαντική αύξηση των συγκεντρώσεων P, Mg, Fe, Mn και Zn.