Το Έργο

Επιστημονικό υπόβαθρο και κεντρική ιδέα

Η αξιοποίηση των αγροδιατροφικών αποβλήτων αποτελεί σημαντική πρόκληση για τη μετάβαση προς ένα περισσότερο βιώσιμο και κυκλικό μοντέλο αγροτικής παραγωγής. Η μετατροπή οργανικών υπολειμμάτων σε υλικά με δυνητική γεωργική αξία μπορεί να συμβάλει στην αποτελεσματικότερη χρήση των διαθέσιμων πόρων και στη μείωση της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης από τη διαχείρισή τους.

Στο πλαίσιο αυτό, η εκτροφή εντόμων και ειδικότερα της μύγας Hermetia illucens (Black Soldier Fly – BSF) αποτελεί μια προσέγγιση βιομετατροπής οργανικών υπολειμμάτων. Κατά τη διαδικασία εκτροφής παράγεται frass, ένα οργανικό υλικό του οποίου τα χαρακτηριστικά και η δυνατότητα αξιοποίησης ως λιπάσματος ή εδαφοβελτιωτικού αποτελούν αντικείμενο αυξανόμενου ερευνητικού ενδιαφέροντος.

Το έργο «Κυκλική Οικονομία στη Θεσσαλία: Αξιοποίηση αγροδιατροφικών αποβλήτων για την παραγωγή οργανικού λιπάσματος/εδαφοβελτιωτικού» εστιάζει στην αξιοποίηση στερεών αποβλήτων ζυθοποιίας και υπολειμμάτων βαμβακοκαλλιέργειας, δύο κατηγοριών οργανικών υπολειμμάτων που συνδέονται με παραγωγικές δραστηριότητες της Θεσσαλίας.

Η κεντρική ερευνητική ιδέα βασίζεται στη διερεύνηση της αλληλουχίας «αγροδιατροφικά απόβλητα – εκτροφή εντόμων – παραγωγή frass – αξιοποίηση στις καλλιέργειες», συνδυάζοντας τη μελέτη της ανάπτυξης και της μοριακής λειτουργίας των εντόμων με την αξιολόγηση των επιδράσεων του παραγόμενου frass στα φυτά και στο εδαφικό μικροβίωμα.

Σκοπός του έργου

Βασικός σκοπός του έργου είναι η διερεύνηση της δυνατότητας αξιοποίησης επιλεγμένων αγροδιατροφικών αποβλήτων της Θεσσαλίας ως υποστρωμάτων εκτροφής του εντόμου Hermetia illucens, με στόχο την παραγωγή frass και την επιστημονική αξιολόγησή του ως οργανικού λιπάσματος/εδαφοβελτιωτικού.

Η προσέγγιση του έργου δεν περιορίζεται στην παραγωγή του frass, αλλά περιλαμβάνει τον χαρακτηρισμό των ιδιοτήτων του, τη διερεύνηση των βιολογικών μηχανισμών που σχετίζονται με την εκτροφή των εντόμων και την αξιολόγηση της επίδρασής του στη φυσιολογία, τη θρέψη και την παραγωγικότητα επιλεγμένων καλλιεργειών.

Επιμέρους στόχοι

1. Αξιοποίηση αγροδιατροφικών υπολειμμάτων: Διερεύνηση της καταλληλότητας στερεών αποβλήτων ζυθοποιίας και υπολειμμάτων βαμβακοκαλλιέργειας ως συστατικών σιτηρεσίων για την εκτροφή προνυμφών BSF.
2. Βελτιστοποίηση της παραγωγής frass: Αξιολόγηση της απόκρισης των εντόμων στα διαφορετικά σιτηρέσια και χαρακτηρισμός της ποσότητας και της ποιότητας του παραγόμενου frass.
3. Διερεύνηση μοριακών μηχανισμών: Μελέτη της επίδρασης της διατροφής στη γονιδιακή έκφραση των προνυμφών, με έμφαση σε μηχανισμούς που σχετίζονται με την πέψη και την αξιοποίηση των διαφορετικών υποστρωμάτων.
4. Χαρακτηρισμός μικροβιακών κοινοτήτων: Μελέτη της σύνθεσης του μικροβιώματος του εντερικού σωλήνα των εντόμων και του παραγόμενου frass, καθώς και της συσχέτισής του με τα διαφορετικά σιτηρέσια.
5. Αξιολόγηση εφαρμογής σε 4 καλλιέργειες ιδιαίτερης σημασίας για τη Θεσσαλία: Διερεύνηση της επίδρασης τεσσάρων διαφορετικών τύπων frass στην ανάπτυξη, τη φυσιολογική λειτουργία, τη θρεπτική κατάσταση και την παραγωγικότητα βαμβακιού, ρίγανης, κριθαριού και ρεβιθιού.
6. Μελέτη εδαφικού μικροβιώματος: Αξιολόγηση των επιδράσεων της εφαρμογής frass στην ποικιλότητα και τη λειτουργία των μικροβιακών κοινοτήτων του εδάφους και της ριζόσφαιρας.

Μεθοδολογική προσέγγιση

Η μεθοδολογία του έργου οργανώνεται σε τρία αλληλοσυνδεόμενα Πακέτα Εργασίας, τα οποία καλύπτουν διαδοχικά την παραγωγή του frass, τον μοριακό και μικροβιακό χαρακτηρισμό του συστήματος εκτροφής και την αξιολόγηση του παραγόμενου υλικού σε καλλιέργειες.

ΠΕ1 – Εκτροφή εντόμων με αγροδιατροφικά απόβλητα

Δοκιμάζονται διαφορετικά σιτηρέσια που περιλαμβάνουν υπολείμματα βαμβακοκαλλιέργειας και απόβλητα ζυθοποιίας, με σκοπό την επιλογή τεσσάρων κατάλληλων σιτηρεσίων και την παραγωγή frass για τις επόμενες ερευνητικές δραστηριότητες.

ΠΕ2 – Μοριακή μελέτη εντόμων και μικροβιώματος

Εφαρμόζονται τεχνικές ανάλυσης γονιδιακής έκφρασης, αλληλούχησης νέας γενιάς και βιοπληροφορικής για τη διερεύνηση των αποκρίσεων των εντόμων στα διαφορετικά σιτηρέσια και τον χαρακτηρισμό των μικροβιακών κοινοτήτων του εντερικού σωλήνα και του frass.

ΠΕ3 – Αξιολόγηση εφαρμογής frass σε καλλιέργειες

Πραγματοποιούνται πειράματα φυτοδοχείων σε βαμβάκι, ρίγανη, κριθάρι και ρεβίθι, με σύγκριση διαφορετικών τύπων frass έναντι μεταχειρίσεων χωρίς λίπανση και με συμβατική ανόργανη λίπανση. Παράλληλα, αξιολογούνται φυσιολογικές και αναπτυξιακές παράμετροι των φυτών, η θρεπτική τους κατάσταση και το μικροβίωμα του εδάφους και της ριζόσφαιρας.

Αναμενόμενη συμβολή

Μέσω της συνδυαστικής αξιολόγησης των εντόμων, του παραγόμενου frass, των φυτών και του εδαφικού μικροβιώματος, το έργο επιδιώκει να παράγει επιστημονική γνώση για τις δυνατότητες βιομετατροπής αγροδιατροφικών αποβλήτων και αξιοποίησης των παραγόμενων οργανικών υλικών στη γεωργία.

Τα αποτελέσματα αναμένεται να συμβάλουν στην τεκμηρίωση κατάλληλων πρωτοκόλλων εκτροφής, στην κατανόηση των σχέσεων μεταξύ σιτηρεσίου και βιολογικών αποκρίσεων των εντόμων, καθώς και στην αξιολόγηση της γεωργικής αποτελεσματικότητας του frass.

Η παραγόμενη γνώση θα μπορούσε να υποστηρίξει μελλοντικές εφαρμογές κυκλικής οικονομίας στον αγροδιατροφικό τομέα, ενισχύοντας τη σύνδεση της επιστημονικής έρευνας με τις παραγωγικές δραστηριότητες της Θεσσαλίας.