Porast populacije ima za posljedicu povećanje želja i potreba pojedinca što dovodi do intenzivnog razvoja industrije. Samim time i poljoprivrede. Intenzivnom poljoprivrednom proizvodnjom narušava se agroekosustav ljudskim aktivnostima. One dovode do povećanja koncentracije određenih kemijskih elemenata i spojeva u atmosferi, tlu, vodi i biljkama.
U Republici Hrvatskoj, prema podacima Državnog zavoda za statistiku za 2020. godinu. Postotak površina vinograda iznosi 1,4 % ukupne poljoprivredne površine po kategorijama korištenja. Isto toliko iznosi i za maslinike. Usporedbe radi, oranice i vrtovi zauzimaju čak 59,0 % ukupne poljoprivredne površine. Iako vinogradarstvo i maslinarstvo nisu najzastupljenije grane poljoprivredne proizvodnje u Republici Hrvatskoj, hrvatska vina i maslinova ulja svake godine postižu sjajne rezultate na globalnoj razini, što dokazuju brojna međunarodna priznanja i nagrade. To nam govori da proizvođači drže korak s novim tehnologijama proizvodnje vina i maslinovog ulja.
Jedan od izazova u poljoprivrednoj proizvodnji jesu nusproizvodi koji ostaju nakon prerade. Budući da bi se svaki poljoprivrednik trebao voditi načelima dobre poljoprivredne prakse, postavlja se pitanje na koji način gospodariti kominom grožđa i maslina, kao i ostalim nastalim otpadom tijekom proizvodnje. U posljednje se vrijeme sve više pažnje posvećuje kružnom gospodarenju otpadom. Dobiveni nusproizvodi nastoje iskoristiti u obliku energenata (obnovljivi izvori energije) ili gnojiva/poboljšivača tla. Praksa je vratiti hraniva u nasad koja su se iznijela nakon berbe plodova.
Komina, koja je najveći nusproizvod u vinarijama i uljarama, smatra se visokovrijednim organskim gnojivom zbog visokog sadržaja organske tvari te biljci pristupačnih oblika makro i mikroelemenata. Međutim, direktnom primjenom svježe komine u tlo narušava se agroekosustav zbog zakiseljavanja tla. Onečišćuje se okoliš zbog ispiranja dušika i nekih fitotoksičnih spojeva. Visok sadržaj fenola i tanina komine grožđa mogu inhibirati rast korijena usjeva i razvoj mikroorganizama tla. Zbog svega navedenog, kompostiranje komine predstavlja ekološko i ekonomsko rješenje u zbrinjavanju i recikliranju otpada poljoprivredne proizvodnje.
Kompostiranje kao najstarija metoda recikliranja
Kompostiranje se definira kao razgradnja i mineralizacija organske tvari utjecajem mikroorganizama u prisustvu kisika. Pri tome nastaju ugljikov dioksid, stabilne forme ugljika i humus. Može se provoditi u specijaliziranim kantama za kompostiranje, tzv. komposterima, drvenim ili betonskim konstrukcijama, u hrpama na površini tla, PVC kantama, ovisno o vrsti i količini sirovine koja se planira kompostirati. Proces započinje mezofilnom fazom prilikom koje masa za kompostiranje dostiže temperaturu okoliša. Obično se kreće od 20 do 40 °C.
U ovoj fazi povećava se broj gljivica i bakterija koje se hrane prisutnim šećerima i škrobom iz mase. Slijedi termofilna faza koju karakterizira temperatura mase od 50 do 60 °C. Vrlo je bitno dostići temperaturu mase od 60 °C kako bi se uništili svi patogeni mikroorganizmi. U ovoj fazi enzimi su najaktivniji i razgrađuju proteine, hemicelulozu i celulozu. Nakon odrađene termofilne faze nastupa hlađenje ili druga mezofilna faza koja je prepoznatljiva po smanjenoj mikrobiološkoj aktivnosti uslijed trošenja supstrata. Četvrta faza je dozrijevanje komposta pri čemu se formiraju humusni kompleksi i lignin. Kao što je vidljivo, temperatura mase ima značajnu ulogu u kompostiranju zbog održavanja mikrobiološke aktivnosti.
Međutim, mnogo je čimbenika koji utječu na proces razgradnje organske tvari i kompostiranja. Osim temperature, vrlo je važna i sama vlaga. Voda utječe na brzinu razgradnje organske tvari, a optimalna vlaga mase tijekom kompostiranja kreće se između 50 i 70 %. Za vlaženje mase komposta može se upotrijebiti voda ili kišnica, a u nekim slučajevima i otpadna voda vinarija ili uljara. Mnoga istraživanja ukazuju i na važnost prozračivanja komposta kako bi se stvorili povoljni uvjeti za rast i razvoj mikroorganizama. Posebnu važnost pridodaje se i omjeru ugljika i dušika mase koji utječe na razgradnju organske tvari, ali i na sastav konačnog proizvoda. Optimalni omjer ugljika i dušika iznosi 5:6. Ako je omjer veći, razgradnja organske tvari bit će sporija, a manji omjer od navedenog rezultirat će većim gubicima dušika. Iz svega navedenog može se zaključiti da će praćenje spomenutih parametara odrediti završetak kompostiranja, odnosno zrelost i stabilnost komposta.
Komina grožđa je kruti organski otpad koji nastaje nakon prešanja masulja. Obično se sastoji od preostale kožice bobica, sjemenki i peteljkovine koje zajedno čine oko 25 % mase grozda. Proizvodnjom jednog hektolitra vina približno se dobije 18 kg komine.
Za razliku od komine grožđa, komina maslina je polukruti organski otpad koji nastaje nakon prešanja ili centrifugiranja mljevenih plodova maslina. Ovisno o vrsti ekstrakcije, maslinovo se ulje dobiva diskontinuiranim procesom te centrifugalnom ekstrakcijom u dvije ili tri faze. Kao rezultat prerade plodova dobiva se ulje, a nusproizvodi su kruti i tekući otpad. Komina maslina odlikuje se visokim sadržajem vode, fenola, lipida i organskih kiselina. Količina nusproizvoda razlikuje se ovisno o načinu prerade, a obično se na jednu tonu maslina dobiva između 400 i 950 kg komine te 600 i 1200 kg otpadne vode (što uključuje i vodu za pranje). Dokazano je da je 1 m3 otpada uljara ekvivalentno 100-200 m3 komunalnog otpada, što odgovara količini otpada koju proizvodi 100 000 ljudi.
U Hrvatskoj i drugim maslinarskim zemljama, sve je više rasprostranjena dvofazna centrifugalna ekstrakcija kod koje nastaje najmanja količina otpadne vode. Voda dobivena preradom predstavlja veliki problem kako u maslinarskoj, tako i u vinskoj industriji. Otpadna voda uljara je kiseli nusproizvod bogat organskom tvari koji ima visoku vodljivost. Sastav i sadržaj otpadne vode ovisi o sorti masline, agrotehnološkim uvjetima uzgoja, vremenu berbe te načinu prerade plodova.
Količina i sastav otpadne vode iz vinske industrije ovisi o samoj tehnologiji proizvodnje vina, a najčešće je karakterizira kiseli pH, visoki sadržaj organske tvari i polifenola, kao i prisustvo teških metala. Kao što je već spomenuto, otpadna voda može poslužiti kao sredstvo za vlaženje komposta, ali iz gore navedenih razloga potrebna je određena doza opreza kako se ne bi narušili povoljni mikrobiološki uvjeti komposta.
Kako se kompostira komina?
Kompost od komine grožđa i maslina može se obaviti samo s kominom ili miješanjem s ostacima rezidbe, slamom, stajskim gnojivom i drugim materijalima koji pospješuju proces kompostiranja. U tom slučaju, potrebno je odrediti omjer komine i ostalih materijala, a preporučljivo je dodati od 80 do 90 % komine i od 10 do 20 % ostalih materijala. Konačni proizvod kompostiranja komina odlikuje se blago kiselim do neutralnim pH, većim sadržajem organskog ugljika i hraniva, smanjenom električnom vodljivošću i niskim sadržajem teških metala. Prema tome, razvidno je da primjena komine i otpadne vode direktno u tlo može prouzročiti ekološke katastrofe, a kompostiranje spomenutih materijala je neizbježno želi li se dobiti ekološki prihvatljiv proizvod.
Projekt BIONUTRIVINE
U okviru projekta ”Biougljen kao ekološki prihvatljiv i održiv način upravljanja ishranom vinove loze u kontekstu klimatskih promjena – BIONUTRIVINE” (UIP-2019-04-7370) Instituta za poljoprivredu i turizam u Poreču, a financiranog od strane Hrvatske zaklade za znanost, planiran je pokus kompostiranja komine grožđa i maslina s dodatkom biougljena dobivenog pirolizom ostataka rezidbe vinove loze. Istraživanja ukazuju na povoljan utjecaj biougljena na kruženje hraniva u tlu, a naročito na zadržavanju dušika i sprječavanju njegovog ispiranja.
Cilj istraživanja je utvrditi utjecaj biougljena na proces kompostiranja u smislu povećanja mikrobiološke aktivnosti, brzine razgradnje organske tvari, povećanja prozračnosti komposta te obogaćenja istoga hranivima i organskom tvari. Osim zbrinjavanja otpada dobivenog preradom, reciklirat će se i biomasa nastala rezidbom vinove loze. Istraživanja koja su već provedena ukazuju da primjena komposta s biougljenom može poslužiti kao potpuna ili djelomična zamjena za mineralna gnojiva zbog povećanja biodostupnosti hraniva i mikrobne aktivnosti u rizosferi. U konačnici dobit će se održiv proizvod nultog kilometra koji je ekološki i ekonomski prihvatljiv sa svojstvima poboljšivača tla.
