Εισαγωγή στην προσομοίωση ανάπτυξης καλλιεργειών. Θεωρία και ασκήσεις

Στο παρόν εγχειρίδιο παρουσιάζονται απλά και συνθετότερα μοντέλα μαθηματικής προσομοίωσης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ανάλυση καταλληλότητας χρήσεων γης για βελτιστοποίηση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών με ελαχιστοποίηση της περιβαλλοντικής υποβάθμισης.

Σημαντική συνεισφορά του εγχειριδίου αφορά στην εισαγωγή στα δυναμικά και τα ανώτερα ντετερμινιστικά μοντέλα για την προσομοίωση του συστήματος έδαφος-φυτό-ατμόσφαιρα. Αρχικά αναλύεται το «βιοφυσικό» δυναμικό παραγωγής, σύμφωνα με το οποίο, το νερό και τα θρεπτικά συστατικά είναι πλήρως διαθέσιμα στην καλλιέργεια. Η αύξηση της καλλιέργειας και το δυναμικό παραγωγής στο επίπεδο αυτό εξαρτάται από τις διαδικασίες της αφομοίωσης, της αναπνοής, και της φαινολογικής ανάπτυξης και του καταμερισμού των φωτοσυνθετικών παραγώγων για την αύξηση των διαφορετικών φυτικών οργάνων της καλλιέργειας. Στη συνέχεια αναλύεται το «εφικτό» δυναμικό παραγωγής που εξαρτάται επιπρόσθετα από τη διαθεσιμότητα νερού και θρεπτικών συστατικών. Περιγράφονται οι υδατικές ανάγκες των φυτών, και παρουσιάζεται λεπτομερειακό μοντέλο προσομοίωσης της κίνησης του νερού στο έδαφος που μπορεί να τροφοδοτηθεί με δεδομένα που παρέχει ο εδαφολογικός χάρτης της χώρας μας. Τέλος, επιχειρείται μια συνοπτική ανάλυση των αναγκών των καλλιεργειών στα βασικά θρεπτικά στοιχεία, άζωτο, φώσφορο και κάλιο και παρουσιάζεται ένας αλγόριθμος υπολογισμού των λιπαντικών αναγκών για την επίτευξη του εφικτού δυναμικού παραγωγής.

Με έναν μεγάλο αριθμό ασκήσεων, πολλές από τις οποίες αφορούν σε πραγματικά συστήματα καλλιέργειας, οι σπουδαστές έχουν τη δυνατότητα να ελέγχουν την πρόοδό τους στην απόκτηση σφαιρικότερης γνώσης στο σύστημα έδαφος-φυτό-ατμόσφαιρα και το δυναμικό παραγωγής του συστήματος καλλιέργειας που θα τους είναι πολύ χρήσιμα στην περαιτέρω επαγγελματική ή/και ερευνητική τους πορεία. Οι ασκήσεις έχουν δημιουργηθεί έτσι ώστε να μπορούν να επιλυθούν με απλές υπολογιστικές μηχανές ή με τη βοήθεια του EXCEL, ενώ στο τέλος κάθε κεφαλαίου δίδεται η επίλυση των ασκήσεων.