Ανάπτυξη ενός πρωτότυπου συστήματος μεταβλητής λίπανσης σε μαρούλια

Abstract

Η ανάπτυξη γρήγορων, οικονομικά αποδοτικών και αξιόπιστων μεθόδων για τη διάγνωση της κατάστασης της καλλιέργειας σε άζωτο κατά τη διάρκεια μιας σεζόν, είναι καθοριστική για την επιτυχία ευρύτερων εφαρμογών στρατηγικών διαχείρισης της λίπανσης, τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας χρήσης αζώτου και τη μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Οι περισσότεροι αγρότες έχουν κάποια στιγμή ασκήσει μια μορφή εφαρμογής μεταβλητού ποσοστού ακόμα και με ένα συμβατικό σύστημα ψεκασμού. Ωστόσο, φαίνεται ότι η μεταβλητή λίπανση είναι μια αργή προς υιοθέτηση τεχνολογία για διάφορους λόγους, με πιο σημαντικούς αυτούς που έχουν σχέση α) με τους περιορισμούς που θέτουν οι εξοπλισμοί, και β) τις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζει η κάθε καλλιέργεια. Οι συμβατικοί εξοπλισμοί μεταβλητής λίπανσης, παρουσιάζουν αρκετή πολυπλοκότητα και συνήθως κοστολογούνται σε χιλιάδες ευρώ. Στην παρούσα πτυχιακή διατριβή πραγματοποιήθηκε ανάπτυξη ενός πρωτότυπου συστήματος μεταβλητής λίπανσης, με ελάχιστα έξοδα, α) σε επίπεδο λογισμικού με την ανάπτυξη ενός αλγορίθμου για τον υπολογισμό της βέλτιστης δόσης λιπάσματος και έναν αλγόριθμο για την εφαρμογή του λιπάσματος και β) σε επίπεδο υλικού με την ανάπτυξη ενός οικονομικού μικρού συστήματος μεταβλητής λίπανσης σε γραμμικές καλλιέργειες. Η μελέτη περιλαμβάνει μετρήσεις που ελήφθησαν την άνοιξη του 2019 σε πειραματικό αγρό του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών.

The development of rapid, cost-effective and reliable methods for diagnosing the state of nitrogen cultivation during a season is crucial for the success of wider applications of fertilizer management strategies, the improvement of nitrogen utilization efficiency and the reduction of adverse environmental impacts. Most farmers have at some point practiced some form of variable rate application even with a conventional spray system. However, variable fertilization seems to be a slow technology to adopt for a number of reasons, the most important of which are related to a) the limitations of the equipment, and b) the specifics of each crop. Conventional variable fertilization equipment is quite complex and usually costs thousands of euros. In the present dissertation a prototype variable fertilization system was developed, with minimal costs, a) at the software level with the development of an algorithm for calculating the optimal fertilizer dose and an algorithm for the application of fertilizer and b) at the material level with the development an economical small variable fertilization system in linear crops. The study includes measurements taken in the spring of 2019 in an experimental field of the Agricultural University of Athens.