Οι μέθοδοι αντιπαγετικής προστασίας όπως είδαμε πριν χωρίζονται σε παθητικές αλλά και σε ενεργητικές.

Οι παθητικές μέθοδοι εφαρμόζονται πριν τον παγετό, για παράδειγμα, όπως η επιλογή της τοποθεσίας, των ποικιλιών, η εφαρμογή ψεκασμών κ.α. Η ενεργητική προστασία περιλαμβάνει μεθόδους που εφαρμόζονται κατά τη διάρκεια του παγετού για την αποφυγή της πτώσης της θερμοκρασίας, όπως η χρήση ανεμομεικτών, θερμαστρών, άρδευσης κ.α.. Οι παθητικές μέθοδοι είναι περισσότερο οικονομικά συμφέρουσες, σε σύγκριση με τις ενεργητικές μεθόδους αντιπαγετικής προστασίας γιατί απαιτούν ενέργεια, εξοπλισμό κ.α. ενώ η αποφυγή των ζημιών λόγω φύτευσης σε περιοχές χωρίς παγετό θα πρέπει να είναι το κύριο μέσο αποφυγής αυτών των ζημιών. Στην παρούσα μελέτη γίνεται βιβλιογραφική αναφορά για τα είδη παγετού, τις κρίσιμες θερμοκρασίες και τις παθητικές και ενεργητικές μεθόδους προστασίας.

Τύποι παγετού
Ο παγετός προκαλείται από την πτώση της θερμοκρασίας του αέρα κάτω από 0 °C, σε θερμοκρασία όπου η υγρασία στον αέρα θα συμπτυχθεί ως πάγος σε μία επιφάνεια. Το σημείο παγετού είναι ανάλογο με το σημείο δρόσου, δηλαδή η θερμοκρασία όπου το νερό συμπυκνώνεται σε υγρή μορφή. Το σημείο παγετού και το σημείο δρόσου εξαρτώνται από την σχετική υγρασία του αέρα.
Συναντώνται οι παρακάτω δύο τύποι παγετού ο ‘παγετός ακτινοβολίας’ και ο ‘παγετός μεταφοράς’, ενώ μπορεί να συνυπάρχουν και τα δύο είδη παγετών.
Παγετός ακτινοβολίας: Είναι η πιο κοινή μορφή παγετού. Την περίπτωση αυτή τη συναντάμε σε ανοιχτές πεδιάδες και σε συνθήκες ανέφελης νύχτας και άπνοιας (Πίνακας 1). Κατά τη διάρκεια της νύχτας με συνθήκες ανέφελου ουρανού (ξαστεριά), εκπέμπεται περισσότερη ζέστη μακριά από τη επιφάνεια της γης από ότι δέχεται και συνεπώς, ευνοείται η διαφυγή της ακτινοβολίας από την επιφάνεια της γης. Η θερμοκρασία μειώνεται γρηγορότερα κοντά στην επιφάνεια της γης, προκαλώντας τη δημιουργία αναστροφής της θερμοκρασίας. Η παρουσία σύννεφων αντανακλά την εξερχόμενη ακτινοβολία επιβραδύνοντας τη ψύξη στην επιφάνεια της γης. Σε παγετό ακτινοβολίας συναντάμε χαμηλές θερμοκρασίες σημείου δρόσου, μικρότερες από 0 °C κατά τη διάρκεια της νύχτας, αλλά μεγαλύτερες από 0 °C κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Παγετός μεταφοράς: Σχηματίζεται όταν μια μάζα ψυχρού αέρα κινηθεί σε μια περιοχή, αντικαθιστώντας τον θερμότερο αέρα. Συμβαίνει συνήθως με συννεφιασμένο ουρανό, μέτρια προς δυνατό άνεμο, χωρίς αναστροφή θερμοκρασίας και χαμηλή σχετική υγρασία. Συνήθως η θερμοκρασία είναι κάτω από 0 °C, και παραμένει έτσι την ημέρα και νύχτα. Πολλές από τις μεθόδους αντιπαγετικής προστασίας είναι περισσότερο αποτελεσματικές μόνο στον παγετό ακτινοβολίας, και γι’ αυτό ο παγετός μεταφοράς είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί. Σε πολλές περιπτώσεις καταγράφεται θερμοκρασία υπό του μηδενός συνεχόμενες ημέρες, και ακολουθείται από νύχτες με παγετό ακτινοβολίας. Όταν ο αέρας είναι πιο υγρός επιβραδύνεται η ψύξη, μειώνοντας την πιθανότητα παγετού (διαδικασίες που σχετίζονται με την αλλαγή της κατάστασης του νερού μεταξύ ατμού-υγρού-στερεού, προκαλούν απελευθέρωση της θερμότητας -λανθάνουσα θερμότητα). Τη νύχτα, ο αέρας μπορεί να αναμείξει τα ψυχρότερα ρεύματα κοντά στην επιφάνεια με τα θερμότερα ακριβώς από πάνω τους, επιβραδύνοντας το σχηματισμό παγετού. Σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί να υπάρξει συνδυασμός παγετού ακτινοβολίας και μεταφοράς. Για παράδειγμα δεν είναι σπάνιο να έχουμε συνθήκες μεταφοράς ψυχρού αέρα σε μία περιοχή, προκαλώντας παγετό μεταφοράς. Αυτό μπορεί να ακολουθήσει από συνεχόμενες ημέρες με ανέφελο ουρανό και άπνοια, προκαλώντας παγετό ακτινοβολίας.

Ευπάθεια διαφορετικών ειδών/ποικιλιών και κρίσιμες θερμοκρασίες
Τα οπωροφόρα δένδρα έχουν μεγαλύτερη αντοχή στον παγετό κατά τη διάρκεια του λήθαργου τη χειμερινή περίοδο, την οποία χάνουν μετά από την έξοδο από το λήθαργο και αφού δεχτούν υψηλές θερμοκρασίες, γι αυτό και ζημιές από παγετό σε φυλλοβόλα οπωροφόρα δένδρα συμβαίνουν κυρίως την άνοιξη. Η ζημιά προκαλείται λόγω της δημιουργίας παγοκρυστάλλων σε εξωκυττάριους χώρους (όχι μέσα στο κύτταρο), οι οποίοι αντλούν νερό από το εσωτερικό του κυττάρου, προκαλώντας αφυδάτωση και κυτταρικό θάνατο. Το μέγεθος της ζημιάς αυξάνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία και η θερμοκρασία που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο μέγεθος ζημιάς αναφέρεται ως κατώφλι θερμοκρασίας (critical temperature). Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται τα κατώφλια θερμοκρασίας, δηλαδή η θερμοκρασία που θα πάθει ζημιά ο ιστός σε διαφορετικά φυλλοβόλα οπωροφόρα δένδρα και στάδια ανάπτυξης και αποτελούν ένδειξη του πότε να ξεκινήσει και πότε να σταματήσει η αντιπαγετική προστασία. Θα πρέπει να σημειωθεί πως η ευπάθεια είναι μικρότερη όταν επικρατούν συνθήκες χαμηλής σχετικής υγρασίας. Επιπλέον, το μέγεθος της ζημιάς επηρεάζεται εκτός από την ευπάθεια του ιστού στον παγετό, αλλά και την ταχύτητα του ανέμου, καθώς και τη διάρκεια έκθεσης στα κατώφλια θερμοκρασίας. Επιπλέον, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με προσοχή γιατί η θερμοκρασία στον οφθαλμό, το άνθος ή το μικρό καρπίδιο μπορεί να διαφέρει με αυτή που μετρά ο παραγωγός στον οπωρώνα. Εκτός από τους μεγάλου μεγέθους καρπούς (πχ πορτοκάλια), στους οφθαλμούς, τα άνθη και τους μικρούς καρπούς, η θερμοκρασία είναι μικρότερη από αυτή της ατμόσφαιρας, και γι’ αυτό τα μέτρα αντιπαγετικής προστασίας θα πρέπει να εφαρμόζονται σε υψηλότερες θερμοκρασίες, και να σταματούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες από αυτές που παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.
Σε περίπτωση εξάτμισης μετά από ένα παγετό ή την εφαρμογή καταιονισμού για την αντιμετώπιση των ζημιών, οι θερμοκρασίες μετρούνται με υγρό θερμόμετρο, γιατί η διαφορά θερμοκρασίας μπορεί να διαφέρει από 2°C έως 3°C, σε σύγκριση με ένα τυπικό θερμόμετρο.

Ενεργητικά μέτρα προστασίας
Ενεργητικά μέτρα προστασίας αποτελούν οι θερμάστρες, οι ανεμομείκτες, η άρδευση με καταιονισμό ή κατάκλιση, κ.α. καθώς και συνδυασμός των παραπάνω μεθόδων. Η επιλογή του συστήματος θα εξαρτηθεί κυρίως από το κόστος, τον κίνδυνο εμφάνισης του παγετού λόγω της τοποθεσίας και την επανάληψη, καθώς και την διαθεσιμότητας του νερού όπως περιγράφεται στο Σχήμα 2.

Σχήμα 2. Σχεδιάγραμμα των επιλογών για την εφαρμογή ενεργητικού συστήματος αντιπαγετικής προστασίας, σύμφωνα με τη διαθεσιμότητα του νερού, το μέγεθος του οπωρώνα και τον κίνδυνο εμφάνισης του παγετού λόγω της τοποθεσίας και τη συχνότητα των παγετών

Μετεωρολογικές προβλέψεις

Για τον προγραμματισμό της εφαρμογής ενεργητικών μέσων αντιπαγετικής προστασίας, οι παραγωγοί πρέπει να ενημερώνονται από μετεωρολογικές προβλέψεις οι οποίες είναι διαθέσιμες σε περιφερειακό επίπεδο και ανανεώνονται πολύ συχνά. Το ΥΠΠΑΤ επίσης δημιουργεί στον ιστότοπο frost.minagric.gr εφαρμογή όπου με υψηλή ανάλυση σε επίπεδο αγροκτήματος, να παρουσιάζεται ο κίνδυνος παγετού για τις επόμενες τρεις ημέρες. Περιλαμβάνει και ενημέρωση ενδιαφερόμενων γεωπόνων και παραγωγών μέσω μηνυμάτων στο κινητό ή email.

Προσδιορισμός του κινδύνου παγετού στον οπωρώνα

Σε περιόδους κινδύνου θα πρέπει να καταγράφονται οι δείκτες κινδύνου παγετού και σε επίπεδο οπωρώνα, σύμφωνα με την αρχή του Παγοσκοπίου (Bernel- Bourette) (Εικ. 4). Το προηγούμενο βράδυ και πριν το ηλιοβασίλεμα γίνονται μετρήσεις με ψυχρόμετρο το οποίο αποτελείται από δύο θερμόμετρα (Εικ. 5). Το ένα μετρά τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας κανονικά (ξηρό θερμόμετρο), ενώ το άλλο είναι καλυμμένο με ένα υλικό διαποτισμένο με απεσταγμένο νερό (υγρό θερμόμετρο). Το νερό από το υλικό που καλύπτει το υγρό θερμόμετρο εξατμίζεται, δηλαδή απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον ώστε να μετατρέψει το νερό (που βρίσκεται σε υγρή μορφή) σε υδρατμό. Η εξάτμιση αυτή θα είναι μικρότερη όσο ο αέρας είναι υγρός και όσο η θερμοκρασία του αέρα είναι χαμηλότερη. Ο κίνδυνος παγετού παρουσιάζεται στον άβακα του παγοσκοπίου (Εικ. 4) το οποίο συσχετίζει αυτές τις θερμοκρασίες. Οι καταγεγραμμένες μετρήσεις είναι δείκτες κινδύνου παγετού για το επόμενο βράδυ.

Κεριά παραφίνης

Τα κεριά παραφίνης είναι μία ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος αντιπαγετικής προστασίας για οπωροφόρα δένδρα σε Γαλλία, Ισπανία και Ιταλία. Είναι επίσης και το μόνο διαθέσιμο μέσο αντιπαγετικής προστασίας, όπως σε απομονωμένους οπωρώνες, όπου δεν μπορεί να εφαρμοστεί ο καταιονισμός κ.α.Τα κεριά παραφίνης είναι σε μορφή γλάστρας των 5 κιλών (Εικ. 6 και 7) και απαιτούνται 30- 60 κεριά/ στρέμμα, ανάλογα με την ένταση του παγετού. Τα κεριά έχουν χρόνο καύσης περίπου 8 ώρες για ωριαία απόδοση 25MJ και με την τοποθέτηση πχ 48 κεριών/στρέμμα έχουμε αντιστάθμιση 1.200 MJ/στρέμμα/ώρα. Το κόστος είναι 5,5 ευρώ/κερί και συνεπώς τα 48 κεριά έχουν κόστος 264 €/ στρέμμα (δεδομένα Γαλλίας) και είναι για 6-8 ώρες εφαρμογής. Απαιτείται βέβαια και εργατικό κόστος για το άναμμα των κεριών. Κατά τη διάρκεια επεισοδίων παγετού τα βάζα μπορούν να κλείσουν και επαναχρησιμοποιούνται.

Καταιονισμός

Ο καταιονισμός είναι κύρια μέθοδος αντιπαγετικής προστασίας σε οπωρώνες που υπάρχει διαθέσιμο νερό. Η προστασία προκαλείται λόγω της απελευθέρωσης λανθάνουσας θερμότητας από την σύντηξη καθώς το νερό προσγειώνεται στο δέντρο και μετατρέπεται από υγρή μορφή σε πάγο. Μπορεί να προσφέρουν την μεγαλύτερη προστασία, σε σύγκριση από κάθε άλλο σύστημα αντιπαγετικής προστασίας και σε ένα λογικό κόστος. Η απαιτούμενη ενέργεια, το κόστος λειτουργίας, το εργατικό κόστος είναι σχετικά χαμηλά και δεν μολύνει το περιβάλλον.
Προστατεύουν μέχρι και -7 °C εάν η εφαρμογή τους είναι με αρκετή παροχή νερού και ομοιόμορφη. Η αποτελεσματικότητά τους αυξάνεται όταν εφαρμόζεται σε εδάφη που είναι ήδη υγρά. Η άρδευση πρέπει να σταματήσει όταν λιώσει ο πάγος. Σε συνθήκες ανέμου ή εάν η εφαρμογή του νερού δεν είναι επαρκής (ή χαλάσει η πομόνα παροχής νερού) για να δώσει αρκετή θερμότητα από αυτή που χάνεται με την εξάτμιση, αυτή η μέθοδος μπορεί να προκαλέσει περισσότερη ζημιά από ότι σε μη προστατευμένο οπωρώνα σε παγετό. Η υπερ-εφαρμογή νερού προκαλεί συνθήκες ασφυξίας στο έδαφος και την ανάπτυξη παθογόνων, καθώς και δεν επιτρέπει τις εργασίες σε οπωρώνες με μη καλή αποστράγγιση. Η έκπλυση των θρεπτικών συστατικών (κυρίως αζώτου) είναι επίσης πρόβλημα μετά από συχνή εφαρμογή. Ο πάγος μπορεί να προκαλέσει σπασίματα των κλαδιών όταν εφαρμόζονται κανονικοί εκτοξευτήρες, κάτι που δεν συμβαίνει με τους μικρο-εκτοξευτήρες.

Οι μικρο-εκτοξευτήρες παρέχουν τη μισή ποσότητα νερού (περίπου 50% λιγότερο σε σύγκριση με τους κανονικούς εκτοξευτήρες). Βρέχουν στοχευμένα το θόλο του δένδρου και όχι το χώρο ανάμεσα από τις γραμμές φύτευσης. Οι μικρο-εκτοξευτήριες δεν σπάζουν τα κλαδιά των δένδρων από το βάρος, εξοικονομείται νερό μη ψεκάζοντας μεταξύ των σειρών και δεν λιμνάζουν νερά ανάμεσα από τις γραμμές φύτευσης. Οι μικρο-ψεκαστήρες που τοποθετούνται κάτω από δέντρα είναι η πιο κοινή μέθοδος προστασίας από τον παγετό στην Καλιφόρνια και τη Φλόριντα, ΗΠΑ. Οι ψεκαστήρες που εφαρμόζουν περίπου 2 mm/ώρα νερό μπορούν να αυξήσουν τη θερμοκρασία κατά 1 ή 2 °C, στα 2 μέτρα πάνω από την επιφάνεια του εδάφους, εάν δεν φυσούν άνεμοι. Το σύστημα μπορεί να είναι διαθέσιμο γιατί ήδη χρησιμοποιείται για άρδευση και θρέψη. Υπάρχουν αναφορές πως η προστασία μπορεί να μην είναι αρκετή σε υψηλότερα επίπεδα της κόμης.

Θερμάστρες

Οι ατομικές θερμάστρες λαδιού έχουν χρησιμοποιηθεί από τη δεκαετία του 1990, αλλά είναι δαπανηρός και ρυπογόνος τρόπος θέρμανσης, και έχει αντικατασταθεί από τα κεριά παραφίνης. Οι θερμάστρες χρησιμοποιούνται κυρίως συμπληρωματικά με ανεμομείκτες ή καταιονισμό στις άκρες του οπωρώνα. Ένα μεγάλο μέρος της ενέργειας χάνεται στον ουρανό και για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα απαιτείται η χρησιμοποίηση πολλών και μικρών θερμαστρών με χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας. Οι μικρού μεγέθους θερμαντήρες είναι ευκολότερη στη διαχείριση, αλλά έχουν μεγαλύτερο κόστος αγοράς. Εφαρμόζονται μόνο σε παγετό ακτινοβολίας και να μην υπάρχει καθόλου αέρας. Οι μεγάλοι οπωρώνες σε σύγκριση με τους μικρούς, και αυτοί που περιβάλλονται από άλλους προστατευμένους οπωρώνες έχουν μικρότερες απαιτήσεις σε θέρμανση. Απαιτούνται περισσότερες θερμάστρες στις άκρες του οπωρώνα όπου γίνονται και οι περισσότερες ζημιές, καθώς και στα περισσότερο ψυχρά σημεία του οπωρώνα. Τοποθετούνται κατά ελάχιστο μία θερμάστρα σε κάθε δύο δένδρα στην εξωτερική και μέσα την πρώτη γραμμή του οπωρώνα. Η απαίτηση σε ενέργεια για ένα βράδυ σε παγετό ακτινοβολίας είναι περίπου 10 - 50 W m-2, ενώ η παροχή ενέργειας από μία θερμάστρα είναι 140 - 280 W m-2, ανάλογα με το καύσιμο, το ρυθμό καύσης και τον αριθμό των θερμαστρών. Εκατό θερμάστρες σε κάθε εκτάριο θα κάψουν 2.85 λίτρα/ ώρα καυσίμου και θα δώσουν 37.9 MJ /λίτρο θα παρέχουν περίπου 360 W m-2. Περιμένουμε αύξηση περίπου 1 °C στη μέση θερμοκρασία αέρα στο έδαφος και μέχρι 3 μέτρα από το έδαφος. Τα δένδρα που είναι κοντά στους θερμαντήρες έχουν υψηλότερες θερμοκρασίες. Στα περισσότερο αποτελεσματικά συστήματα υπάρχει μικρή φλόγα και καθόλου καπνός. Η λειτουργία των θερμαντήρων σε υψηλή θερμοκρασία θα μειώσει τη διάρκεια ζωής τους. Στο παρελθόν υπήρχε η πεποίθηση πως ο καπνός προστατεύει από τον παγετό όμως, ο καπνός δεν προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας, ρυπαίνει το περιβάλλον και πρέπει να αποφεύγεται.

Ανεμομείκτες

Στόχος των ανεμομεικτών είναι να αναμείξει τα δύο στρώματα αέρα και να μεταφέρει το ζεστό αέρα χαμηλά στον οπωρώνα. Έχουν υψηλό κόστος εγκατάστασης, όμως χρησιμοποιούν μόλις το 5-10% του καυσίμου που απαιτείται σε σύστημα θέρμανσης με θερμάστρες. Έχουν μικρή απαίτηση σε εργάτες για τη λειτουργία τους καθώς και κόστος λειτουργίας, ιδιαίτερα, οι ηλεκτρικοί ανεμομείκτες. Επένδυση περίπου 900 €/στρέμμα, χωρίς τοιχοποιία και ανυψωτικό εξοπλισμό. Καταναλώνει περίπου 20 λίτρα καυσίμου ανά ώρα λειτουργίας. Η αποτελεσματικότητα ενισχύεται με θέρμανση ή καταιονισμό κάτω από την κόμη.

Ελικόπτερα

Τα ελικόπτερα είναι ακριβός (και μερικές φορές επικίνδυνος) τρόπος αντιπαγετικής προστασίας. Μεταφέρουν ζεστό αέρα από το υψηλότερο μέρος της αναστροφής στην ψυχρή περιοχή. Είναι περισσότερο αποτελεσματικά γιατί μπορούν να βρουν το ζεστό τμήμα του αέρα σε υψηλότερα επίπεδα. Μπορεί να καλύψει 220-440 στρέμματα (δηλαδή τρεις φορές περισσότερο από τον ανεμομείκτη) και η συχνότητα που πρέπει να περνά είναι κάθε 30-60 λεπτά. Η ανάδευση του αέρα με το ελικόπτερο, εάν έχει μεγάλη αναμονή, μπορεί να προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά.

Kάθετες τουρμπίνες (Selective Inversion System)

Πρόκειται για τουρμπίνες που λειτουργούν με καυστήρα και τοποθετούνται σταθερά σε διαφορετικά σημεία στον οπωρώνα ή παίρνουν ενέργεια από τρακτέρ και ρυμουλκώνται κατά τη διάρκεια του παγετού. Παίρνουν τον ψυχρό αέρα από την επιφάνεια του εδάφους να τον στέλνουν ψηλά ώστε να κατέβει προς τα κάτω ο θερμός αέρας, δηλαδή κάτι παρόμοιο με τους ανεμομείκτες. Απαιτείται μελέτη της απαιτούμενης ενέργειας της τουρμπίνας, καθώς και της θέσης που πρέπει να τοποθετηθούν σε έναν οπωρώνα. Σε επίπεδα εδάφη τοποθετούνται σε συγκεκριμένες αποστάσεις έτσι ώστε να δημιουργούν τετράγωνα ενώ σε κεκλιμένο έδαφος τοποθετούνται στα χαμηλότερα σημεία της καλλιέργειας γιατί ο ψυχρός αέρας είναι πιο βαρύς από των θερμό και κατεβαίνει συνέχεια προς τα κάτω.

Συμπεράσματα

Υπάρχουν πολλά μέσα για την πρόβλεψη και την προστασία από τον παγετό. Η αποφυγή των ζημιών με φύτευση σε περιοχές χωρίς παγετό θα πρέπει να είναι το κύριο μέσο αποφυγής αυτών των ζημιών. Είναι σημαντικό ο παραγωγός να παρακολουθεί τις προγνώσεις του καιρού και είναι προετοιμασμένος με τα κατάλληλα μέσα (τεχνικά, υλικά, παρακολούθηση προγνωστικών μέσα κτλ) για την αντιμετώπισή τους. Σε περίπτωση που συμβεί παγετός, τα δέντρα πρέπει να ψεκάζονται με χαλκούχα σκευάσματα ή κατάλληλα μυκητοκτόνα και τα τμήματα του δένδρου όπου υπάρχουν σχισίματα του φλοιού πρέπει να καλύπτονται με κόλλα εμβολιασμού για να αποφευχθεί η είσοδος παθογόνων. Τα δένδρα δεν πρέπει να κλαδεύονται για αρκετό διάστημα ώστε να εμφανιστεί η πραγματική ζημία υπό μορφή συμπτωμάτων (ξηράνσεις, σχισίματα).

Πηγή

Ανοιξιάτικοι παγετοί:
Τύποι παγετού, κρίσιμες
θερμοκρασίες και μέτρα
προστασίας σε οπωρώνες

Δρ. Π. Δρογούδη και Κ. Καζαντζής
ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων,
Τμήμα Φυλλοβόλων Οπωροφόρων Δένδρων Νάουσας, www.pomologyinstitute.gr