Επίδραση των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων στην επισχετική δράση του εδάφους

Abstract

Olive mill wastewaters (OMW) constitute a major environmental problem especially for the Mediterranean countries, which are responsible for the largest part of the olive oil produced worldwide. On the other hand, many researchers have established the high fertilizing value of these wastes when they are applied to the soil: OMW are known to increase the soil organic matter content and the concentration of inorganic elements essential for plant growth. Nevertheless, OMW are also known to be highly phytotoxic, which has proven to be a strong limitation to their application to cultivated soils. Untreated wastewater can be applied to fallow soils or to soils that will only be cultivated after a period of time during which the phytotoxic substances will have been degradated. A solution to the problem of the direct application of the wastewater to the cultivated land is its biological treatment / bioremediation. Such an approach is the aerobic bioremediation of the olive mill wastewater with the nitrogen-fixing bacterium Azotobacter vinelandii. The use of organic amendments as a method for the biological control of soilborne plant pathogenic fungi has been reported by many researchers. In the context of this thesis, the effect of the addition to the soil of untreated olive mill wastewater and bioremediated olive mill wastewater on the suppressiveness against the plant pathogen Rhizoctonia solani was investigated. Several biological parameters have been investigated for the interpretation of the suppressive effects that have been observed. When the soil treated with OMW was infected with Rhizoctonia solani after a certain period of time from the last OMW application, the infection of lettuce seedlings was limited compared to the control (soil treated with water). Suppressiveness was also observed when the soil was infected with the pathogen during the period of the wastewater additions, but to a lesser degree. The effect of a low and a high dose of OMW addition was also examined and a higher suppressiveness was observed in soil treated with the high dose of the wastewater. The use of bioremediated OMW did not reveal any significant suppressive effect against R. solani, neither when the soil was infected with the pathogen during the waste addition nor after a period of time from the last addition of the wastewater nor when a high dose of wastewater was used. The effect of the OMW to the pathogen growth was investigated. It was observed that the wastewater did not prevent the fungus growth; on the contrary it slightly promoted it. It is known that R. solani is a saprophytic fungus able to grow on organic residues. The fungus is also equipped with a specific enzymatic system (lacasses) that is related to the oxidation of phenolic compounds and lignin.

Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων αποτελούν ένα σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα ιδιαίτερα για τις Μεσογειακές χώρες οι οποίες είναι υπεύθυνες για το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής ελαιολάδου. Ωστόσο, από πολύ νωρίς διαπιστώθηκε η λιπαντική αξία των αποβλήτων αυτών, αφού οι εφαρμογές τους στο έδαφος οδηγούν τόσο στην αύξηση της οργανικής ουσίας όσο και στην αύξηση της συγκέντρωσης ανόργανων στοιχείων τα οποία είναι απαραίτητα στη θρέψη των φυτών. Περιορισμό για την εφαρμογή των αποβλήτων σε καλλιέργειες αποτελεί η έντονα φυτοτοξική τους δράση. Τα ανεπεξέργαστα απόβλητα μπορούν να εφαρμοστούν σε ακαλλιέργητα εδάφη τα οποία θα χρησιμοποιηθούν μόνο μετά την πάροδο κάποιου χρονικού διαστήματος κατά τη διάρκεια του οποίου θα αποικοδομηθούν οι φυτοτοξικές ενώσεις. Μπορούν επίσης να εφαρμοστούν απ’ ευθείας σε καλλιέργειες κατόπιν αερόβιας βιολογικής επεξεργασίας και μια τέτοια προσέγγιση αποτελεί η μεθοδολογία της αερόβιας επεξεργασίας με το αζωτοδεσμευτικό βακτήριο Azotobacter vinelandii. Η χρήση οργανικών προσθηκών στο έδαφος έχει αναφερθεί ως πρακτική για το βιολογικό έλεγχο εδαφογενών φυτοπαθογόνων μυκήτων. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής μελετήθηκε η επίδραση που έχουν οι προσθήκες ανεπεξέργαστων και επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων στην επισχετικότητα του εδάφους έναντι του φυτοπαθογόνου μύκητα Rhizoctonia solani. Η επισχετικότητα που εκδηλώθηκε έναντι του μύκητα στο έδαφος που δέχθηκε τα απόβλητα, ερμηνεύτηκε με τη μεταβολή διαφόρων βιολογικών παραμέτρων. Παρατηρήθηκε ότι όταν έδαφος το οποίο είχε δεχθεί ανεπεξέργαστα απόβλητα ελαιοτριβείων μολύνονταν με το παθογόνο μετά την πάροδο κάποιου χρονικού διαστήματος από την τελευταία διάβρεξη, η προσβολή των φυτών μαρουλιού ήταν περιορισμένη σε σχέση με τον μάρτυρα (έδαφος το οποίο δέχονταν νερό). Όταν χρησιμοποιήθηκαν μεγαλύτερες ποσότητες αποβλήτων, η επισχετικότητα του εδάφους έναντι του Rhizoctonia solani ήταν εντονότερη. Όταν το παθογόνο εισήχθηκε στο έδαφος κατά τη διάρκεια των διαβρέξεων του εδάφους με τα απόβλητα, εκδηλώθηκε κάποια επισχετικότητα αλλά σε μικρότερο βαθμό. Η χρήση του επεξεργασμένου αποβλήτου ελαιοτριβείων δεν οδήγησε στην εκδήλωση σημαντικής επισχετικότητας, σε καμία από τις περιπτώσεις που μελετήθηκαν (εισαγωγή του παθογόνου μετά την πάροδο κάποιου χρονικού διαστήματος από την τελευταία διάβρεξη, χρήση μεγαλύτερης ποσότητας αποβλήτων, εισαγωγή του παθογόνου κατά τη διάρκεια των διαβρέξεων με το απόβλητο). Μελετήθηκε επίσης το κατά πόσο τα ίδια τα απόβλητα παρεμποδίζουν την ανάπτυξη του παθογόνου και διαπιστώθηκε ότι δεν έχουν παρεμποδιστική δράση και ότι η όποια επίδρασή τους είναι ελαφρώς ευνοϊκή. Άλλωστε ο Rhizoctonia solani είναι σαπροφυτικός μύκητας και μπορεί να αυξάνεται εκμεταλλευόμενος τα υπολείμματα οργανικής ουσίας και επιπλέον διαθέτει ενζυμικό σύστημα (λακάσσες) το οποίο σχετίζεται με την οξείδωση των φαινολικών ενώσεων και της λιγνίνης. (σπόρια, ενδοσπόρια).