Μιχάλης Ομήρου (MSc, PhD) Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών Η επίδραση της ποικιλότητας και της γονιμότητας των εδαφών στην αειφόρο γεωργία και την παραγωγή γεωργικών προϊόντων Μιχάλης Ομήρου (MSc, PhD) Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών Κλάδος Αγροβιοτεχνολογίας

Τι θα δούμε σήμερα… Υγειή και γόνιμα εδάφη = Η βιοποικιλότητα των εδαφών είναι απαραίτητη για την «υγεία» και τη γονιμότητα των εδαφών Υγειή και γόνιμα εδάφη = Υψηλές και ποιοτικές αποδόσεις + αειφόρος διαχείριση των πόρων

Βιοποικιλότητα των εδαφών; Συχνά λέμε ότι γνωρίζουμε πάρα πολύ λίγα για τους βυθούς των ωκεανών και των θαλασσών απ’ όσα γνωρίζουμε για την επιφάνεια της σελήνης. Στη γεωργία υπάρχει ένας πολύ σημαντικός πόρος ο οποίος πρέπει να διαχειρίζεται με αειφορία και για τον οποίο γνωρίζουμε ακόμη λιγότερα πράγματα

Βιοποικιλότητα των εδαφών; Η βιοποικιλότητα είναι ένας όρος ο οποιος είναι σχετικά γνώριμος και συνήθως αυτό αφορά τα φυτά και τα ζώα Η βιοποικιλότητα των εδαφών είναι ένας τέτοιος όρος σήμερα;

Βιοποικιλότητα των εδαφών; Χωρίς τους μικροοργανισμούς στο έδαφος όπως τα βακτήρια και οι μύκητες δεν μπορεί να ολοκληρωθούν οι κύκλοι των θρεπτικών στοιχείων και του άνθρακα

Βιοποικιλότητα των εδαφών; Συμμετέχουν σε βασικές οικολογικές διεργασίες στα φυσικά και τα αγροτικά οικοσυστήματα: Ανοργανοποίηση οργανικής ουσίας Διάσπαση ξενοβιοτικών ουσιών Προαγωγή της ανάπτυξης των φυτών Διατήρηση και βελτίωσης της δομής των εδαφών Συμμετέχουν στην πρόσληψη νερού από τα φυτά

Συμμετοχή στη βελτίωση της δομής των εδαφών Υφές μύκητα στο έδαφος

Ανοργανοποίηση θρεπτικών στοιχείων

Βιοποικιλότητα των εδαφών σε αριθμούς... Ο πληθυσμός του πλανήτη: 7.2 δις Βακτηριακός πληθυσμός σε 1 g εδάφους: 1 δις Η ποικιλότητα των βακτηρίων ανα γραμμάριο εδάφους : 6400 – 38000 είδη ΜΟΝΟ το 3% μπορεί να καλλιεργηθεί (απομονωθεί στο εργαστήριο) Δηλαδή μια χούφτα έδαφος έχει περισσότερα βακτήρια από τον πληθυσμό της γης

Πρόκληση.... Να παράγουμε ικανοποιητικής ποσότητας και ποιότητας τρόφιμα με πρακτικές που σέβονται το περιβάλλον και την αειφορία των πόρων. Παράλληλα με τη βελτίωση των καλλιεργειών ΠΡΕΠΕΙ να κατανοήσουμε και να ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΟΥΜΕ τη μικροβιακή ποικιλότητα του εδάφους που ΕΠΙΤΡΕΠΕΙ στα αγροτικά οικοσυστήματα να παρέχουν υπηρεσίες!!!

Το ΙΓΕ και οι μικροοργανισμοί... Το ΙΓΕ διεξάγει έρευνα στο τομέα της μικροβιολογίας των εδαφών και ειδικότερα: Πως η χρήση συγκεκριμένων λειτουργικών μικροβιακών ομάδων όπως οι μυκορριζες και τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια επηρεάζουν την απόδοση των φυτών Στο πως επηρεάζεται η βιοποικιλότητα και η μικροβιακή δραστηριότητα στις διάφορες πρακτικές

Μυκόρριζες Είναι η συμβίωση μεταξύ ρίζας ενός φυτικού οργανισμού και ενός μη παθογόνου μύκητα Χρονολογείται εδώ και 450 εκ. χρόνια Ο μύκητας αποικίζει το ριζικό σύστημα των φυτικών οργανισμών και παρέχει στο φυτό: Νερό Θρεπτικά στοιχεία Το φυτό παρέχει στον μύκητα ενώσεις άνθρακα Υδατάνθρακες Πέραν του 90% των φυτών στα χερσαία οικοσυστήματα αποικίζονται με μυκόρριζες

Μυκόρριζες Εκτο-μυκόρριζες Ενδο-μυκόρριζες Αποικίζουν εξωτερικά τη ρίζα αλλά και στους μεσοκυττάριους χώρους Κυρίως δασικά είδη Π.χ Κόκκινο μανιτάρι (Lactarious deleciosous) Ενδο-μυκόρριζες Αποικίζουν τα κύτταρα του ξενιστή μεταβάλλοντας τη φυσιολογία και τη δομή τους Εφαρμογές στη γεωργία Θυσανοειδείς Μυκόρριζες Bonfante and Genre, Nature 2010

Αζωτοδεσμευτικά βακτήρια Αφομοίωση Ν2 σε οργανικές μορφές Συμβίωση με φυτά της οικογένειας των ψυχανθών Σημαντική πηγή αζώτου για τα αγροτικά οικοσυστήματα

Ερευνητικά αποτελέσματα

Εμβολιασμός φυτών λουβιού

Τα φυτά τα οποία εμβολιάστηκαν με τους δύο μικροοργανισμούς παρουσίασαν πιο ισορροπημένη περιεκτικότητα σε θρεπτικά στοιχεία και αυτό συσχετίστηκε θετικά με την παραγωγή βιομάζας σε χωρίς Ν-ουχο λίπανση

Εμβολιασμός πιπεριάς σε έδαφος με υψηλή περιεκτικότητα σε Ρ Σημαντική διαφορά στον αποικισμό των φυτών Καμιά διαφορά στην απόδοση!!! α βγ βγ γ Α Α Α Α Α Omirou et al 2012, Proceedings of the Helenic Society of Mikrobiokosmos

Εμβολιασμός καρπουζιού σε συνθήκες έλλειψης νερού Σημαντική διαφορά στον αποικισμό των φυτών Σημαντική διαφορά στην απόδοση ΜΟΝΟ σε συνθήκες έλλειψης νερού. Aa Ab Bb Omirou et al 2013, Applied Soil Ecology

Ενσωμάτωση φυτικών υπολειμμάτων και των φυτοφαρμάκων

Επίδραση της χρήσης εκχυλισμάτων κομπόστας στον αποικισμό και την ποικιλότητα ΑΜ σε φυτά μαρουλιού 15 HMM 35 HMM k1 k2 k3 A M b3 b4 b1 b2 b5 50 6.5 50 6.5 P (ppm) P (ppm) Omirou et al. 2014 unpublished data

Το % αποικισμού αυξάνει στη χημική λίπανση με χαμηλό Ρ a ab b c Το % αποικισμού αυξάνει στη χημική λίπανση με χαμηλό Ρ Τα εκχυλίσματα κομπόστας δεν ευνοούν τον αποικισμό και αυτό εξαρτάται από την προέλευση του εκχυλίσματος Η ποικιλότητα είναι σημαντικά μειωμένη στις μεταχειρίσεις με εκχυλίσματα κομπόστας Omirou et al. 2014 unpublished data

Ο εμβολιασμός επηρεάζει σημαντικά τον γηγενή πληθυσμό ο οποίος μπορεί να είναι και λειτουργικός

Πρακτικές που βελτιώνουν την μικροβιολογία των εδαφών Ενσωμάτωση οργανικής ουσίας (+) Κομπόστες Κοπριές Βιο-ανθρακας (bio-char) Ενσωμάτωση φυτικών υπολειμμάτων (ποκαλάμη) Χλωρή λίπανση (+) Ψυχανθή Σταυρανθή Αμειψισπορά Απολύμανση εδαφών (-) Ελαφρά κατεργασία εδαφών (+) Εμβολιασμός (εισαγωγή μικροοργανισμών) (-/+) Άλλες πρακτικές (-/+)

Η ομάδα μας!!! Ευδοκία Νεοφύτου, ΤΓΕ Λουΐζα Κωνσταντίνου, ΤΓΕ

Η αποστείρωση επηρεάζει σημαντικά τη λειτουργική μυκορριζική κοινότητα του εδάφους και αυτό συνδέεται με την παραγωγή βιομάζας Αποστειρωμένο έδαφος Μη αποστειρωμένο έδαφος Omirou et al. 2014 Mycorrhiza (under revision)

Μυκορριζικά εμβόλια – Τι κυκλοφορεί στην αγορά Τα εμβόλια που κυκλοφορούν στην αγορά αποτελούνται από υλικό το οποίο μπορεί να αποικίσει το ριζικό σύστημα των φυτών Σπόρια/Υφές/Ρίζες όλα αυτά μαζί με ένα αδρανές υλικό Τα είδη που εμπορεύονται περιέχουν τόσο εκτομυκόρριζες όσο και ενδομυκόρριζες για να μπορεί να χρησιμοποιηθούν και για δασικά αλλά και για καλλιεργούμενα είδη. Το ερώτημα που προκύπτει είναι: Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΓΙΝΕΤΑΙ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΙΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ; Η απάντηση είναι διττή

Η αποτελεσματικότητα των εμβολίων Το χωράφι - παραγωγό Εμβόλιο Επίπεδα θρεπτικών στοιχείων. Αμειψισπορά Απολύμανση εδάφους Φυτικό είδος Κατεργασία εδάφους Αριθμός ειδών που υπάρχουν μέσα στο εμβόλιο Από πού ξεκινά η παραγωγή του (σπόρια ή trap cultures) Με ποιο κριτήριο έγινε η επιλογή;

Παραγωγή εμβολίων Scale up (τουλάχιστον 6 μήνες) Συλλογή, ταυτοποίηση και φύλαξη σπορίων (Τράπεζα υλικού) Καθορισμός στόχου (τι θέλουμε να φτιάξουμε;) Ανάλυση και εξακρίβωση των ικανοτήτων του γενετικού μας υλικού σε διαδοχικές γενιές (1 έτος) – Πολύ σημαντικό τμήμα γιατί σχετίζεται με την μεγάλη ενδοειδική παραλλακτικότητα των ΑΜ. Φάση προσαρμογής: (αυτό καθορίζεται από το σημείο 2) και κατ’ευθείαν επιλογή ανάλογα με το φυτικό είδος (π.χ αγγούρι) (διάρκεια 6 μήνες) Scale up (τουλάχιστον 6 μήνες) Quality control (Δεν υπάρχουν πρότυπα για αυτού του τύπου τα σκευάσματα) Γίνεται μόνο αναφορά στον αριθμό των Propagules που υπάρχουν στο σκεύασμα Το όφελος του εμβολιασμού πρέπει να είναι >25%

Ποιότητα και τι λέει η ετικέτα;

Σύνοψη Ο παραγωγός πρέπει να γνωρίζει το έδαφος (Αναλύσεις) Η αμειψισπορά και η συμπερίληψη χλωρής λίπανσης είναι σημαντικό στοιχείο για την βελτίωση της γονιμότητας των εδαφών Η απολύμανση του εδάφους επηρεάζει αρνητικά το γηγενή πληθυσμό ο οποίος μπορεί να είναι λειτουργικός άρα πρέπει να μελετηθεί με μεγαλύτερη λεπτομέρεια πως επηρεάζουν τα διάφορα απολυμαντικά στο έδαφος τον αποικισμό και την αποτελεσματικότητα των εμβολίων. Ο εμβολιασμός με εμπορικά σκευάσματα επηρεάζει σημαντικά την μικροβιακή ποικιλότητα.