Nematicidal and fertilizing effects of chicken manure, fresh and composted olive mill wastes on organic melon

Abstract The fertilizing and nematicidal effects of three organic amendments were evaluated in a pot experiment on melon plants infested by the root-knot nematode Meloidogyne incognita. A soil artificially infested with 4 eggs and juveniles/ ml soil of the nematode was amended with: a) virgin olive pomace (VOP); b) composted olive pomace (COP); c) chicken manure based fertilizer (CM) and d) chicken manure based fertilizer combined with the biological control agent Paecilomyces lilacinus strain 251, brand name BioAct WG (CMB). VOP was applied at doses of 11 (VOP-A), 22 (VOP-B) and 44 t/ha (VOP-C); COP at 4.5 (COP-A), 9 (COP-B) and 18 t/ha (COP-C); CM at 3 t/ha and CMB at 3 t/ha combined with 4 kg/ha of BioAct WG. Untreated soil was used as control. The treatments CM, CMB, VOP-B and COP-B were established on the basis of N requirement of melon plants (120 kg/ha) taking into account soil and amendments N availability. Two weeks later amendment application and nematode inoculation, the soil was poured in 4.8 l clay pots which were arranged in a greenhouse according to a randomized block design with ten replications for each treatment. A one-month old melon seedling (cv. Galia) was transplanted in each pot and organic farming management practices were used during the growing period. At the end of the experiment, 60 days after transplant, plants were uprooted and height, fresh and dry shoot and root weights were recorded. Root gall index, on the roots, caused by the nematode attack, was estimated according to a 0–5 scale. Final nematode population density and reproduction rate were also calculated for each pot. All data were subjected to statistical analysis of variance (ANOVA) and means compared according to Least Significant Difference's Test. Nematode population and root infestation were significantly suppressed by the addition of all amendments, compared to untreated control. However, CM and CMB resulted in a total more suppressive effect and in a significantly higher plant growth in comparison to all the other treatments. A significant correlation was found between root gall index and eggs and juveniles/g root and final nematode population density. No signifycant correlations were found between nematological parameters or plant growth parameters and amendment doses

Analisi di fitotossicità e impiego di sansa umida denocciolata in una rotazione farro-cece in regime di agricoltura biologica

Pratiche di agricoltura intensiva hanno condotto alla degradazione della risorsa suolo, vale a dire ne hanno diminuito la qualità. Più precisamente, la degradazione riguarda la riduzione della sostanza organica, della stabilità strutturale e della disponibilità di nutrienti nel suolo, con conseguente decremento della produttività. All’interno di un progetto di ricerca in corso, relativo a produzione e impiego di compost in agricoltura biologica, sono previste analisi di fitotossicità su sansa umida denocciolata (SD) poi impiegata in una rotazione farro-cece. L’obiettivo della ricerca è quello di verificare come l’incorporazione al suolo di matrici organiche (M), anche tal quali, può concorrere a mantenere o incrementare la fertilità del suolo ed a sostenere i livelli produttivi delle colture. Nelle analisi di fitotossicità su SD, effettuate con specie test Lepidium sativum L., sono state saggiate oltre alle consuete concentrazioni dell’estratto (50% e 75%), indicate nelle metodiche ufficiali, anche una diluizione maggiore pari al 25% e SD tal quale (100%) centrifugata e filtrata. In una rotazione biennale cece da granella - farro, effettuata a Foggia (campo sperimentale del CRA-SCA) nell’annata agraria 2007-2008, sono stati posti a confronto per ciascuna coltura i seguenti trattamenti: SD tal quale; fertilizzante organo-minerale (OM) ammesso in biologico; controllo non fertilizzato (C). I risultati dei saggi di fitotossicità indicano che la M in esame è risultata fitotossica essendo stato riscontrato un indice di germinazione (Ig) del 44,4%. Dall’esame degli indici calcolati per ciascuna diluizione, inoltre, si è evidenziato come al diminuire della stessa (25%>50%>75%>100%) aumenta l’inibizione all’emergenza e alla crescita radicale (Ig: 66,2%>55,2%>46,9%>9,2%), fino al valore minimo di Ig riscontrato per SD tal quale. Infine, è emerso che la tossicità si esercita a livello di percorsi metabolici diversi, con una netta prevalenza degli effetti sulla lunghezza radicale piuttosto che sul numero di semi germinati. I risultati ottenuti nella prova agronomica hanno evidenziato per il cece una maggiore produzione di granella con OM (2,5 t ha-1) rispetto al trattamento SD (2,1 t ha-1), mentre i valori rilevati per i residui sono paragonabili tra le tre tesi. Le produzioni di granella ottenute per il farro risultano confrontabili, mentre la produzione di paglia è stata maggiore con OM (3,4 e 2,9 t ha-1 rispettivamente per OM e per SD). Da questa attività di ricerca è emerso che SD è una matrice particolare relativamente agli effetti sulle colture, che dovrebbe essere stabilizzata e maturare grazie ad attività di biodegradazione (e quindi compostata in miscela con altre matrici) per poter influenzare positivamente la fertilità del suolo e la produttività delle colture

Innovazioni di processo per la produzione di compost di qualità idonei alla conservazione del suolo e alla sostenibilità in agricoltura biologica

La tutela della risorsa suolo è tra gli aspetti fondamentali del metodo di produzione biologico. L’applicazione di compost di qualità coniuga la necessità del recupero di materia da scarti organici con l’esigenza di reintegrare il contenuto di sostanza organica dei suoli. Tali premesse sono la base di una ricerca finalizzata alla produzione di compost tramite un sistema innovativo, alla caratterizzazione del prodotto finito e alla realizzazione di prove sperimentali in ambiente confinato e in pieno campo, idonee ad individuare un codice di buona pratica agricola per l’utilizzo del compost in agricoltura biologica. Il protocollo sperimentale ha previsto la produzione di 4 tipi di compost (C1, C2, C3, C4) ottenuti da una miscela di partenza contenente: sansa umida denocciolata (sn), stallatico (st) e residui ligneocellulosici triturati (lc). I compost C1 (C/N=30) e C3 (C/N=45) sono stati ottenuti dalla miscelazione di sn :st: lc nel rapporto 7:1:5 (p/p) e 1:5:5 (p/p). C2 e C4 derivano rispettivamente da C1 e C3 per essiccazione all’aria in strato sottile alla fine della fase di biossidazione accelerata (BA). L’essiccazione è stata effettuata al fine di rallentare le attività microbiche ed i processi di evoluzione della sostanza organica ottenendo matrici a due stadi di maturazione. I parametri di processo monitorati sono stati: umidità, temperatura, pH, e solidi volatili. Ad inizio processo (T0), alla fine della fase di BA (T1) e alla fine della fase di curing (T2), sono stati prelevati campioni rappresentativi dai cumuli per la misurazione dell’indice respirometrico dinamico (IRD). I 4 compost, prodotti presso l’impianto di compostaggio sperimentale IAMB, sono stati applicati su una rotazione biennale farro - cece da granella e su una coltivazione di spinacio, entrambi condotti con metodo di produzione biologico. La fase di BA, della durata di 35 gg per C1 e C2 e 18 gg per C3 e C4, è stata condotta in cassone areato non movimentato. La fase di curing (86 gg per C1 e 65 gg per C3) è stata condotta in cumulo statico. L’umidità è stata controllata settimanalmente e corretta al fine di garantire valori di processo tra 50 e 60%, la temperatura massima raggiunta è stata di 72 °C per C1 e 76 °C per C3. L’IRD, partendo da valori compatibili con i dati di letteratura nella miscela iniziale (T0: 4.171 mgO2 gSV-1 h-1 per C1 e C2; 5.955 mgO2 gSV-1 h-1 per C3 e C4), ha raggiunto livelli di piena stabilità per tutti i materiali già alla fine della fase di BA (T1: 424 mgO2 gSV-1 h-1 per C1e C2 e 789 mgO2 gSV-1 h-1 per C3 e C4). I diversi rapporti C/N e i contributi della matrice sn nelle due miscelazioni hanno comportato differenze nei tempi di processo e negli andamenti dei picchi di temperatura giornalieri, risultando più brevi per C3-C4 rispetto a C1-C2. In attesa dei risultati finali relativi all’applicazione in pieno campo, si ipotizza che il prolungarsi del processo in C1-C3 rispetto a C2-C4 comporterà una diversa disponibilità di elementi nutritivi nelle relative tesi sperimentali per effetto del procedere dei processi di biossidazione ed evoluzione della sostanza organica

Scaled-up experimental biogas production from two agro-food waste mixtures having high inhibitory compound concentrations

The most abundant agro-food wastes in Puglia (Italy) are derived either from olive oil production, e.g., olive pomace (OP) and olive mill wastewaters (OMW), or from diary activity, e.g., milk whey. All of these wastes have an acidic pH (3.5e5.5), high organic matter volatile solids, a (VS) higher than 50 g/L, and chemical substances such as total nitrogen (TN), total ammonia (TAN) and total phosphorous (TP), which are able to alter the properties of the soil and pollute aquifers in scenarios where they were released into the ground without any treatment. Two types of OP exist but have different chemical characteristics: OP from a two phase centrifugation (OPII) and OP from a three phase centrifugation (OPIII). These differ primarily in their water content, which is higher in OPIII, and in their polyphenol and ammonia content. In the present work, two mixtures of wastes from olive oil and dairy production were prepared and initially tested in a 50 L batch digester. Then, in a scaled up 2 m3 anaerobic reactor a test in continuous mode was realized. Two feeds were tested: a first mixture containing OPII and a second mixture with OPIII. The tests were conducted in mesophilic conditions (35 C) with a total solid (TS) content of approximately 10% w/w in continuous mode. The test including OPIII showed a productivity of 1.23 LCH4/ L d against 0.83 LCH4/L d for the test with OPII, as a consequence of the higher organic content and the simultaneous effect of the minor inhibitory compound (ammonia and polyphenols) concentration in OPII

Biogas production’s yield through anaerobic digestion (AD) of coffee production firm

Coffee is one of the most cultivated plant and the one of the most produced beverage in the world. The wastes derived from its production as Coffee Seed Skin (CSS), Send Refuse (SR) and Coffee Product Refuse (CPR) present a high content of organic matter. AD represents the best technology to treat these wastes in order to obtain a stabilized sludge and, mainly, a biogas rich in methane. This work concerns on the experimental tests on coffee production refuses. They were crushed and mixed with tap water till to obtain the dispersion with a Total Solids (TS) concentration of about 10% w/w. The mixture was carried out in 45 L anaerobic reactor working in continuous mode and in mesophilic condition (38 °C) with a hydraulic retention time (HRT) of about 40 days. A biogas production of 0.7 L/L•day with a methane percentage of 65% v/v was obtained. It corresponds to a specific methane production of 820 L CH4/ kg ΔVS