Μικροβιακή ποικιλομορφία κατά τη συγκομποστοποίηση υπολειμμάτων εκκοκκισμού βάμβακος και υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων.

Abstract

Η κοµποστοποίηση είναι η διαδικασία της βιολογικής αποικοδόµησης και σταθεροποίησης οργανικών υλικών, υπό συνθήκες που οδηγούν στην ανάπτυξη θερµοκρασιών της θερµόφιλης περιοχής, ως αποτέλεσµα της παραγόµενης θερµότητας. Το τελικό προϊόν, το κόµποστ, είναι ένα σταθερό προϊόν που µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε διάφορες γεωργικές πρακτικές. Στόχος της παρούσας µεταπτυχιακής εργασίας είναι η µελέτη της µικροβιακής ποικιλότητας και των φυσικο-χηµικών παραγόντων κατά τη συγκοµποστοποίηση αγροτοβιοµηχανικών αποβλήτων. Τα Υγρά Απόβλητα Ελαιουργείας (ΥΑΕ) και τα Υπολείµµατα Εκκοκκιστηρίου Βάµβακος (ΥΕΒ), τα οποία αποτελούν βασικά υποπροϊόντα της σύγχρονης ελληνικής γεωργικής παραγωγής, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόστρωµα. Η κατανόηση της µικροβιακής ποικιλότητας στα διάφορα στάδια της κοµποστοποίησης είναι αναγκαία για να γίνει καλύτερη διαχείριση της διαδικασίας και να εκτιµηθεί η ποιότητα του τελικού προϊόντος. Για τη µελέτη της διαδικασίας της συγκοµποστοποίησης εκτιµήθηκαν οι φυσικο-χηµικοί παράγοντες, όπως η θερµοκρασία, η υγρασία, το pH, η ηλεκτρική αγωγιµότητα, το ολικό άζωτο, το άζωτο των νιτρικών και αµµωνιακών ιόντων και η αναπνευστική δραστηριότητα. Η θερµόφιλη φάση διήρκεσε τέσσερις ηµέρες και η µέγιστη θερµοκρασία που σηµειώθηκε ήταν 59 C. Οι συνεχείς αλλαγές των φυσικο-χηµικών παραγόντων κατά τη διαδικασία της κοµποστοποίησης υπαγορεύουν δυναµικές αλλαγές και διαδοχή συγκεκριµένων οµάδων µικροοργανισµών. Η µικροβιακή ποικιλότητα µελετήθηκε µε τη χρήση κλασσικών τεχνικών καλλιέργειας. Εκτιµήθηκε ο αριθµός βιώσιµων µονάδων των ολικών, σποριογόνων, κυτταρινολυτικών, αζωτοδεσµευτικών βακτηρίων, µυκήτων και ακτινοµυκήτων και αποµονώθηκαν στελέχη απο αυτούς τους µικροοργανισµούς από δείγµατα κόµποστ. Μοριακές τεχνικές (υποκλωνοποίηση και φυλογενετική ανάλυση µε βάση τα γονίδια που κωδικοποιούν για το 18S rRNA και την ITS περιοχή του ριβοσώµατος) χρησιµοποιήθηκαν για την ταυτοποίηση τριών στελεχών µυκήτων που αποµονώθηκαν από το κόµποστ και ανήκαν στο γένος Aspergillus. Τα στελέχη αυτά βρέθηκε ότι έχουν υψηλή οµολογία µε τα είδη A. fumigatus, A. flavus και A. niger αντίστοιχα.

Composting is a dynamic process of degradation and stabilization of organic substrates carried out by a complex microbial community under conditions that allow high temperatures in the thermophilic region, as a result of biologically produced heat. The goal of this study is to investigate the microbial diversity and the physic-chemical parameters affecting it, during the co-composting process of agro-industrial residues. Olive Mill Wastewaters (OMW) and Cotton gin wastes, two residues of the contemporary greek agriculture, were used as substrate for the preparation of the compost pile. Characterizing and understanding of microbial community structure and diversity is essential to improve and evaluate the composting process and the quality of the end product. The physico-chemical parameters examined were temperature, moisture, pH, electrical conductivity, total nitrogen, ammonium and nitrate nitrogen and respiratory rate. The thermophilic stage of the process lasted four days and the maximum temperature was 59 ο C. Changes in the physicochemical

parameters during the process influence changes in microbial populations and its stage of the process is characterizes by the activity of different microbial groups. Microbial diversity was studied using classical culture dependent methods. It was estimated the Colony Forming Units (CFU) of total, endospore-forming, cellulolytic, nitrogen-fixing bacteria, fungi and actinomycetes and several strains of these microbes were isolated in pure cultures. Molecular tools (sub-cloning and phylogenetic analyses based on the 18S rRNA gene and the ITS region of the fungal ribosome) were used to identify three fungal strains belonging to the genus Aspergillus. The strains showed high homology with A. fumigatus, A. flavus and A. niger species.