Στην σύγχρονη γεωπονική επιστήμη, το φυτό αντιμετωπίζεται ως ενεργειακό ισοζύγιο.
Οι εισροές ενέργειας προέρχονται αποκλειστικά από την φωτοσύνθεση και οι εκροές ενέργειας (δαπάνες) αφορούν στην συντήρηση της ζωής, την ανάπτυξη και την παραγωγική διαδικασία του φυτού.
Στην θερμοκηπιακή καλλιέργεια (αλλά και στην υπαίθρια), ο παραγωγός πρέπει να είναι διαχειριστής του ισοζυγίου ενέργειας των φυτών. Δηλαδή οι χειρισμοί του, να αποσκοπούν στην μεγιστοποίηση των εισροών ενέργειας μέσω μέγιστης φωτοσύνθεσης και στην ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας μέσω χειρισμών στο φυτό και μέσω σωστής καλλιεργητικής τεχνικής που αποσκοπεί στην ελαχιστοποίηση της ενεργειακής σπατάλης.
Η θετική αύξηση του ισοζυγίου ενέργειας των φυτών, οδηγεί και σε αύξηση της τελικής παραγωγής.
Παρακάτω, παρουσιάζονται ορισμένα παραδείγματα για να γίνει κατανοητή η διαχείριση του φυτού υπό το πρίσμα του ενεργειακού ισοζυγίου:
1. Η σωστή πυκνότητα των φυτών σε μία καλλιέργεια, εξασφαλίζει τη μέγιστη φωτοσύνθεση, ενώ η υπερβολική πυκνότητα προκαλεί φωτοπενία (αντίστοιχο της τροφοπενίας) και μείωση παραγωγής.
Ζητούμενο πάντα ο κορεσμός της φυλλικής επιφάνειας της καλλιέργειας με φως.
Τα φυτά πρέπει να αντιμετωπίζονται από τον καλλιεργητή περίπου σαν τα φωτοβολταϊκά.
Σήμερα είναι παρωχημένος ο όρος “αριθμός φυτών ανά στρέμμα” γιατί παίζει μεγάλο ρόλο και ο θερμοκηπιακός όγκος που αναλογεί σε κάθε φυτό (γι’ αυτό τα σύγχρονα θερμοκήπια γίνονται κατασκευαστικά όλο και ψηλότερα).
2. Κατά την χειμερινή περίοδο, το φως είναι περιορισμένο. Επικρατούν συνθήκες με μικρή διάρκεια και χαμηλή ένταση φωτός, κάτι που επιδρά καθοριστικά στο ενεργειακό ισοζύγιο της καλλιέργειας, την ανάπτυξη των φυτών και την παραγωγή.
Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα του χαμηλού φωτισμού, σε πάρα πολλά σύγχρονα θερμοκήπια της Κεντρικής Ευρώπης γίνεται χρήση ειδικών λαμπτήρων LED και παρέχεται συμπληρωματικός φωτισμός στην καλλιέργεια. Μάλιστα οι λαμπτήρες αυτοί, εκπέμπουν επιλεγμένα μήκη κύματος φωτός που μεγιστοποιούν την φωτοσύνθεση (δηλαδή τις εισροές ενέργειας στο φυτό). Το αποτέλεσμα της χρήσης λαμπτήρων LED στα θερμοκήπια, είναι σημαντική πρωιμότητα και μεγάλη αύξηση της παραγωγής, μέσω της αύξησης των ενεργειακών εισροών στα φυτά.
3. Η ανθρακολίπανση, δηλαδή η προσθήκη διοξειδίου του άνθρακα στο εσωτερικό του θερμοκηπίου μέσω ειδικών συστημάτων εμπλουτισμού, μεγιστοποιεί την φωτοσύνθεση, αυξάνοντας την εισροή ενέργειας στο φυτό και συντελεί σε αύξηση της τελικής παραγωγής. Ουσιαστικά η ανθρακολίπανση αυξάνει σημαντικά την φωτοσυνθετική ταχύτητα των φυτών.
Στα σύγχρονα θερμοκήπια της Κεντρικής Ευρώπης, όσα προαναφέρθηκαν χρησιμοποιούνται συνδυαστικά για την αριστοποίηση της παραγωγής, δηλαδή ο συμπληρωματικός φωτισμός με λαμπτήρες LED συνδυάζεται με ανθρακολίπανση (προσθήκη διοξειδίου του άνθρακα) της θερμοκηπιακής καλλιέργειας.
4. Το ξεβλάστωμα (κλάδεμα) των φυτών, είναι σημαντικό να γίνεται στην ώρα του και να αφαιρούνται νωρίς (2-4 εκατοστά μήκος) οι πλάγιοι βλαστοί (πχ θερμοκηπιακή τομάτα ή αγγούρι). Όσο μεγαλώνουν οι πλάγιοι βλαστοί, δαπανούν πολλαπλάσια ενέργεια και επιβαρύνουν σημαντικά το ενεργειακό ισοζύγιο του φυτού, καταναλώνοντας ενέργεια.
5. Το ξεφύλλισμα (η αφαίρεση φύλλων από το φυτό) μεταβάλλει το ισοζύγιο ενέργειας θετικά (λόγω μείωσης των ενεργειακών δαπανών), όταν γίνεται σωστά.
Για παράδειγμα στην τομάτα, αφαιρούνται τα παλιά γερασμένα φύλλα από τα φυτά (υπάρχουν συγκεκριμένοι κανόνες που πρέπει να ακολουθούνται για σωστό ξεφύλλισμα), γιατί τα παλιά φύλλα από ένα σημείο και μετά, δαπανούν περισσότερη ενέργεια από αυτή που προσφέρουν στο φυτό μέσω της φωτοσύνθεσης. Ουσιαστικά το σωστό ξεφύλλισμα συμβάλει θετικά στο ισοζύγιο ενέργειας των φυτών. Αντιθέτως το πρόωρο ξεφύλλισμα, συμβάλει αρνητικά στο ισοζύγιο ενέργειας των φυτών, αφού μειώνει την ενεργό φυλλική επιφάνεια και κατ’ επέκταση την φωτοσύνθεση.
6. Η σωστή άρδευση και θρέψη, επιδρά σημαντικά στο ισοζύγιο ενέργειας του φυτού.
Για παράδειγμα, το φυτό που έχει πολύ υψηλή αγωγιμότητα (EC) στο περιβάλλον της ρίζας (υψηλή αλατότητα στο χώμα ή στο υπόστρωμα υδροπονίας) ή δεν έχει εύκολα διαθέσιμο νερό λόγω κακής στρατηγικής άρδευσης, δαπανά υπερβολικά μεγάλη ποσότητα ενέργειας για θρέψη και διαπνοή και υποφέρει από ωσμωτική καταπόνηση (ειδικά στο ξηροθερμικό μεσογειακό ελληνικό κλίμα).
Αποτέλεσμα είναι η μεγάλη πτώση της τελικής παραγωγής, η μικροκαρπία και η μειωμένη ευρωστία του φυτού γενικότερα.
7. Διάφοροι βιοδιεγέρτες μπορούν να επηρεάσουν θετικά το ενεργειακό ισοζύγιο των φυτών.
Για παράδειγμα, συγκεκριμένα αμινοξέα που είναι τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών ή διάφοροι φυσικοί ωσμωλύτες, μπορούν να παρέχουν έμμεσα ενέργεια στο φυτό (π.χ. μέσω εξοικονόμησης ενέργειας στη βιοσύνθεση). Άλλοι βιοδιεγέρτες μπορούν να αυξήσουν την ενέργεια μέσω αύξησης της φωτοσύνθεσης (αύξηση ρυθμού και φωτοσυνθετικής απόδοσης).
Συνοψίζοντας, μια καλλιέργεια, είναι κάθε στιγμή μια μαθηματική εξίσωση ενέργειας. Στόχος μας πρέπει να είναι η αύξηση του ενεργειακού ισοζυγίου και η σωστή κατανομή της ενέργειας (ισορροπία) στο βλαστικό ή (ανα)παραγωγικό κομμάτι του φυτού, ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης της καλλιέργειας και τις επικρατούσες συνθήκες.
Η υδροπονική καλλιέργεια σε σύγχρονα θερμοκήπια, είναι σήμερα ο καλύτερος τρόπος αριστοποίησης όλων όσων προαναφέρθηκαν. Διασφαλίζοντας συνθήκες μόνιμης Άνοιξης και διαχειριζόμενοι την καλλιέργεια με γνώση, επιτυγχάνουμε υψηλές στρεμματικές αποδόσεις με την μέγιστη παραγωγικότητα και το ελάχιστο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
