Η κομποστοποίηση είναι μια διαδικασία ελεγχόμενης αερόβιας βιολογικής αποικοδόμησης κατά την οποία οργανικά υλικά αποικοδομούνται μέσω της δραστηριότητας διαδοχικών ομάδων μικροοργανισμών. Με την κομποστοποίηση μετασχηματίζονται ακατέργαστα οργανικά υλικά σε βιολογικά σταθερά χουμικά προϊόντα που αποτελούν εξαιρετικά εδαφοβελτιωτικά (αυξάνουν την παραγωγή και ενισχύουν την ευρωστία των καλλιεργούμενων φυτών, βελτιώνουν την υδατοδιαπερατότητα, τη συσσωμάτωση, την ρυθμιστική ικανότητα, και την συγκράτηση κατιόντων των εδαφών, τα επίπεδα και την διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων και της οργανικής ουσίας και ασκούν άμεση ή έμεση επισχετική δράση στις ασθένειες που προκαλούνται από εδαφογενή παθογόνα των φυτών), είναι φιλικά προς το περιβάλλον και αποτελούν εναλλακτικές λύσεις στη χρήση χημικών εισρροών που εφαρμόζονται στη γεωργία. Επιπλέον η εφαρμογή τους συμβάλει άμεσα στην μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μεσω της αύξησης και σταθεροποίησης του άνθρακα στα εδάφη.

Περιγραφή Ενότητας Εργασίας: Στην ενότητα αυτή θα κατασκευατεί μονάδα κομποστοποίησης σε στεγασμένο χώρο στην Αλίαρτο, που θα εξοπλιστεί με τα απαραίτητα μηχανήματα (θρυμματιστής κλαδιών και φυλλωδών υπολειμμάτων,αναστροφέας - μίνι φορτωτής κλπ) για τους χειρισμούς των κομποστοσωρών. Η μονάδα θα εξοπλιστεί με όργανα για την παρακολούθηση της διαδικασίας της κομποστοποίησης, όπως σύστημα παρακολούθησης και καταγραφής της θερμοκρασίας, όργανα μέτρησης υγρασίας, pH, αγωγιμότητας, οξυγόνου και σύστημα μέτρησης αμμωνιακών και νιτρικών. Επίσης, θα εγκατασταθεί βιοαντιδραστήρας για την παραγωγή των καλλιεργειών των PGPR. Στον εξοπλισμό της μονάδας θα συμπεριληφθούν ψυχόμενη φυγόκεντρος, φασματοφωτόμετρο, θάλαμοι άνάπτυξης φυτών σε φυτοδοχεία, επωαστικοί θάλαμοι, εργαστηριακοί ανακινητήρες (orbitalshaker), αναδευτήρες (vortex), καταψύκτες, καθώς και θερμικός κυκλοποιητής (qPCR) για τη μοριακή ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση των καλλιεργειών των μικροοργανισμών. Τέλος στην ΕΕ αυτή θα γίνει και ανάπτυξη καινοτόμων εισροών (βιοδιεγερτών, φυτοπροστατευτικών ουσιών) συμβατών με την κυκλική οικονομία

Μονάδα κομποστοποίησης και παραγωγή εδαφοβελτιωτικών ουσιών

Όσον αφορά τη μεθοδολογία που θα ακολουθηθεί για την παραγωγή εδαφοβελτιωτικού υψηλής προστιθέμενης αξίας, τα πράσινα απορρίμματα (υποπροϊόντα εκκοκκιστηρίων βάμβακος, υπολείμματα κάθε είδους καλλιεργειών, κλαδέματα) αφού τεμαχιστούν, τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων ή/και τα ζωϊκά απόβλητα θα συγκομποστοποιηθούν (αφού ρυθμιστεί ο λόγος C/N), με τη μέθοδο windrows (σειράδια) και θα βελτιστοποιηθούν οι αερόβιες διεργασίες κατά την κομποστοποίηση. Η θερμοκρασία του σωρού θα καταγράφεται ημερησίως και θα γίνονται παρεμβάσεις διαβροχής και αναστροφής. Θα πραγματοποιηθεί, τόσο στα αρχικά στάδια, στην πορεία αλλά, και στο πλήρως κομποστοποιημένο υλικό, εκτεταμένη φυσικοχημική ανάλυση που θα περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της πυκνότητας, της υδατοικανότητας, του λόγου C/N, του pH, της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, της ικανότητας ιοντοανταλλαγής, του οργανικού περιεχομένου και του άνθρακα αυτού, του ολικού αζώτου, των αμμωνιακών και νιτρικών ιόντων, των ολικών υδατανθράκων και αναγόντων σακχάρων, των ολικών φαινολικών συστατικών, του P, K, Ca, Mg, Mn, Fe, καθώς και των ιχνοστοιχείων.Επίσης, θα γίνει προσδιορισμός της φυτοτοξικότητας του ώριμου κόμποστ με την εκτίμηση του Δείκτη Βλαστικότητας (Δ.Β.) σπόρων κάρδαμου (Lepidiumsativum) που βλαστάνουν υπό την επίδραση υδατικού εκχυλίσματος κόμποστ. Με τον προσδιορισμό του δείκτη βλαστικότητας ελέγχεται η υπολειπόμενη φυτοτοξικότητα των δειγμάτων, ενώ εκτιμάται εμμέσως το στάδιο ωρίμανσης στο οποίο έχει φτάσει το κόμποστ.Η ανίχνευση Salmonellaspp., κολίμορφων, E. coli, εντερόκοκκων, αλλά και των παθογόνων Listeriamonocytogenesκαι Clostridiumperfringensθα γίνεται καθ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας κομποστοποίησης με τις προβλεπόμενες δοκιμές σε διαφορικά θρεπτικά υλικά, διότι τα ζωικά απόβλητα ενδέχεται να είναι επιβαρυμένα με παθογόνα.Ακολούθως, επιλεγμένες καλλιέργειες μικροοργανισμών PGPR (plantgrowthpromotingrhizobacteria) και ανταγωνιστών παθογόνων, που έχουν απομονωθεί από κόμποστ και διατηρούνται στη Συλλογή του Εργαστηρίου Γενικής και Γεωργικής Μικροβιολογίας, θα αναπτυχθούν σε βιοαντιδραστήρες (πληθυσμός περίπου 107-108cfu/ml) με σκοπό ένα μέρος του ώριμου κόμποστ να εμπλουτιστεί (100 ml/Kg κόμποστ), ώστε να πραγματοποιηθούν πειράματα σε φυτοδοχεία, πειραματικά τεμάχια αγρού και θερμοκηπιακές καλλιέργειες, όπου θα φυτευτεί μαρούλι (LactucasativaL) ή και άλλα φυτά, για να μελετηθεί η επίδραση του εμπλουτισμένου κόμποστ (σε διάφορες δοσολογίες) στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά, τη θρεπτική κατάσταση, τη μικροβιακή λειτουργία των εδαφών, καθώς και στην φυτική παραγωγή (αύξηση στο ύψος, ξηρό βάρος βιομάζας, μήκος ρίζας, ξηρό βάρος ρίζας/ξηρό βάρος βλαστών, αριθμός και βάρος καρπών αν υπάρχουν) σε σύγκριση με τον μάρτυρα. Τα εδάφη που θα αναμιχθούν με το εμπλουτισμένο ή μη κόμποστ, μπορεί να είναι διαφορετικής σύστασης, ή εδάφη υποβαθμισμένα, ώστε να εκτιμηθεί η συμβολή του τελικού προϊόντος στη βελτίωση αυτών των εδαφών.Θα μελετηθεί η πορεία των πληθυσμών των εμβολιασμένων στο κόμποστ μικροοργανισμών (με κλασσικές και μοριακές μεθόδους), αλλά και η βιωσιμότητά τους στο έδαφος μετά την ανάμιξη.Σε φυτά που θα μολυνθούν με παθογόνα όπως τα Fusariumsp., Pythiumsp.και Rhizoctoniasp. και τα οποία θα αναπτυχθούν σε εμπλουτισμένο (με PGPR/ανταγωνιστές παθογόνων) κόμποστ, θα καταγραφεί ης η εμφάνιση πιθανών συμπτωμάτων ασθένειας και θα εκτιμηθεί η έντασή τους σε σύγκριση με τον μάρτυρα.Τέλος, θα γίνει απομόνωση μικροοργανισμών από το ώριμο κόμποστ και θα ελεγχθούν οι ιδιότητές τους ώστε να χαρακτηριστούν ως PGPR ή ανταγωνιστές παθογόνων, με σκοπό την μελλοντική χρήση τους.

Ανάπτυξη καινοτόμων εισροών (βιοδιεγερτών, φυτοπροστατευτικών ουσιών) συμβατών με την κυκλική οικονομία.

Οι δραστηριότητες αυτής της δράσης θα επικεντρωθούν στα εξής αντικείμενα:

- Τη διαμόρφωση του προϊόντος ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλο αριθμό καλλιεργειών σημαντικού οικονομικού ενδιαφέροντος.
- Τη βελτιστοποίηση της σύστασης του προϊόντος και την ενδεχόμενη διαφοροποίηση του ανάλογα με την καλλιέργεια-στόχο, καθώς και για αύξηση της αποθηκευσιμότητας και της βιοδιαθεσιμότητας του.
- Την εμβάθυνση του μηχανισμού δράσης του στα φυτικά κύτταρα.
- Την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του προϊόντος σε καλλιέργειες (αγρού και θερμοκηπίου).

Για την υλοποίηση των ανωτέρω στόχων οι προβλεπόμενες δραστηριότητες και συνεπαγόμενη υποδομή περιλαμβάνουν την παρασκευή των ουσιών και μειγμάτων αυτών από έτοιμες πρώτες ύλες, μελέτη της επίδρασης (1) σε αγρονομικά χαρακτηριστικά (συνολική βιομάζα υπέργειου και ριζικού τμήματος, ύψος, φυλλική επιφάνεια και αριθμός φύλλων ανά φυτό) (2) σε φωτοσυνθετικούς δείκτες και στην στοματική αγωγιμότητα, (3) στον αντιοξειδωτικό μηχανισμό, ενζυμικό και μη και συγκέντρωση ολικών πρωτεϊνών, και τέλος (4) στη συσσώρευση ανόργανων θρεπτικών στους ιστούς. Επίσης θα διερευνηθεί η δυνατότητα ενσωμάτωσης του τελικού προϊόντος σε υδατοδιαλυτό σκεύασμα σε συνδυασμό με ενθυλάκωση της δραστικής ουσίας και αξιολόγηση της σταθερότητας του σκευάσματος στα εν λόγω μίγματα. Το τυποποιημένο προϊόν θα εφαρμοστεί σε επιλεγμένες καλλιέργειες (κυρίως κηπευτικών) στον αγρό και θερμοκήπια. Θα μελετηθεί η επίδραση σε χαρακτηριστικά όπως αριθμός φύλλων, ανθέων, καρπών, βάρος καρπών, πρωίμιση άνθησης και καρπόδεσης και ποιοτικά χαρακτηριστικά καρπών. Για τις ανάγκες των δοκιμών θα στηθούν πειραματικοί αγροί τόσο αυτοτελώς από το ΓΠΑ όσο κα σε συνεργασία με παραγωγούς και φυτώρια.
 

Στόχοι Ενότητας Εργασίας:

- Ανάπτυξη και εξοπλισμός μονάδας κομποστοποίησης στην Αλίαρτο με σκοπό την αξιιοποίηση των υποπροϊόντων των αγροκτηνοκτονοτροφικών εκμεταλλεύσεων της Στερεάς Ελλάδας, με στόχο τη μείωση της ρύπανσης και της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος και την ενίσχυση της κυκλικής βιοοικονομίας
- Ανάπτυξη καινοτόμου φιλικού προς το περιβάλλον προϊόντος (κόμποστ) εμπλουτισμένου με PGPR/ανταγωνιστές παθογόνων) κατάλληλου για την εφαρμογή στη γεωργία ως εδαφοβελτιωτικό/βιολίπασμα
- Αξιολόγηση του προϊόντος, με κατάλληλους πειραματικούς χειρισμούς, με σκοπό την αξιοποίησή του για την βελτίωση γεωργικών και προβληματικών/υποβαθμισμένων εδαφών.
- Ανάπτυξη καινοτόμων προϊόντων (βιοδιεγερτών, φυτοπροστατευτικών ουσιών) και μελέτη επίδρασης σε επιλεγμένες καλλιέργειες