Processo di compostaggio avanzato – Il bioreattore Johnson-Su

Nel nostro sforzo di produrre un compost altamente diversificato e ricco per rigenerare i nostri terreni, abbiamo incluso una tecnica avanzata chiamata “Johnson-Su Bioreactor”. Questo metodo di compostaggio è stato sviluppato dal microbiologo molecolare David C. Johnson e sua moglie Hui-Chun-Su. Stavano cercando un sistema di compostaggio a basso contenuto di sali, che presentasse un elevato rapporto di batteri fungini, bassa manutenzione e in grado di stimolare la crescita delle colture. È così che è nato il bioreattore Johson-Su.

Alcuni dei principali vantaggi del Bioreattore sono che è realizzato con materiali facili da reperire, è economico e non richiede manutenzione una volta costruito e riempito. Infatti, non disturbiamo il processo di compostaggio, permettendo ai funghi di diffondersi e colonizzare il cumulo. Il bioreattore è costituito da rete metallica, utilizzata nel settore edile o per recinzioni, telo da giardino, un pallet e tubi di plastica perforati (10 cm di diametro), sebbene vengano utilizzati solo per un giorno.

I volontari Roberta e Christian, ci aiutano nel livellamento di una base in legno per due bioreattori.

Immagine a sinistra: Chris sta sistemando i tubi di plastica per l'aerazione. Questi tubi mantengono il bioreattore con ossigeno all'inizio del processo.

Dopo il primo giorno, le ife fungine (la struttura filamentosa di un fungo) sono già così accumulate che è possibile estrarre i tubi. Le sei prese d'aria rimarranno aperte e consentiranno all'aria di fluire da sotto il pallet, che è leggermente rialzato, mantenendo un ambiente aerobico.

Raccogliamo il materiale alcuni giorni prima della costruzione del Bioreattore.


L'immagine a destra offre una panoramica della stazione di lavoro in cui mettiamo a bagno il materiale carbonioso (cippato) e il materiale ricco di azoto (letame bovino).

I materiali devono essere completamente bagnati prima di iniziare a riempire il bioreattore.
Inizio a riempire la pila
Vista dei materiali e degli strumenti
Bioreattore riempito a metà

La cosa più importante è lasciarlo maturare abbastanza a lungo, per un anno. Sì, un lungo anno! ma il materiale finale ottenuto attraverso questo processo ne vale davvero la pena.

Foto a sinistra: vista del Bioreattore una volta riempito e con i tubi in plastica.

Man mano che aggiungiamo materiali ricchi di carbonio e azoto, la pila inizia a riscaldarsi per un paio di giorni.

I microrganismi iniziano a riprodursi e a generare calore rapidamente.

Inoltre, l’umidità è un aspetto molto importante per mantenere il mucchio in condizioni ideali affinché i microrganismi possano prosperare. Il mucchio dovrebbe mantenere un livello di umidità intorno al 70% quindi si consiglia l'installazione di un sistema di irrigazione.

Puoi trovare tutte le istruzioni presso la New Mexico State University (inglese) qui.

Dato che siamo persone curiose, 4 mesi dopo aver costruito il bioreattore abbiamo dato un'occhiata al materiale parzialmente compostato sotto il microscopio e i risultati sono stati eccezionali. La diversità e la ricchezza della microbiologia erano sorprendenti (alcune immagini sotto).

Utilizzeremo il compost finale, dopo un anno, come inoculante estratti di compost, tè di compost, e come pacciame intorno agli alberi. Consideriamo questo materiale anche come un complemento perfetto per una delle tecniche più utili nell'agricoltura rigenerativa: le colture di copertura!
Le colture di copertura alimenteranno la microbiologia proveniente dal Bioreattore con gli zuccheri prodotti durante la fotosintesi (essudati radicali), e insieme rigenereranno i suoli e la salute di piante e alberi.

Perché amiamo vedere i funghi nella nostra terra?

Il nostro più grande interesse in questo bioreattore è il fatto di evitare qualsiasi disturbo, essendo ricco di materiali di carbonio e quindi creando un ambiente perfetto affinché i funghi possano prosperare e crescere.

Sì, adoriamo vedere i funghi nella nostra terra!

Sfortunatamente, dall’inizio dell’agricoltura convenzionale all’inizio degli anni 20th secolo, le pratiche agricole sono state estremamente dannose per le comunità fungine.

Queste comunità fungine sono essenziali per ottenere un suolo sano poiché sostengono il ciclo nutritivo delle piante, rendendo disponibili i nutrienti (attraverso potenti enzimi), stabilendo sinergie tra funghi e piante (scambio di zuccheri prodotti attraverso la fotosintesi delle piante, chiamati essudati, e acqua e sostanze nutritive fornito dai funghi) e, non ultimo, sequestrare il carbonio attraverso la formazione di complesse molecole della catena umica nel suolo.

La maggior parte dei nostri terreni sono dominati da batteri con quasi nessuna presenza di funghi, il che significa che il rapporto funghi-batteri è molto basso. Ciò implica che in alcuni casi anche più del 95% del carbonio (zuccheri) catturato dalla pianta attraverso la fotosintesi va al suolo per nutrire le comunità microbiche. Tuttavia, in un terreno sano, dove sono presenti funghi e quindi il rapporto funghi-batteri è più elevato, la pianta ha bisogno di inviare solo circa il 40-50% del carbonio al terreno trattenendone il resto per la propria crescita e sviluppo.

Non c'è da stupirsi che siamo molto felici quando vediamo le ife fungine nei nostri suoli con l'aiuto del nostro microscopio.

E solo una nota finale…

La scienza non è in grado di comprendere tutti i processi che avvengono nel suolo attraverso le interazioni tra diversi gruppi microbici e molto spesso, purtroppo, utilizza un modo di pensare lineare. Tuttavia, ciò che appare sempre più chiaro è che un aumento della diversità e della presenza di questi gruppi può tradursi in una maggiore resilienza e forza. Ecco perché è così importante utilizzare strumenti come il bioreattore per aggiungere quella diversità.
Allo stesso modo, la salute umana dipende dalla diversità e dalla salute delle nostre comunità microbiche intestinali. Interessante, vero?

La comprensione di come funziona il suolo potrebbe aiutarci a capire come i microbi nel nostro intestino interagiscono e lavorano per noi, o viceversa?

Mentre cerchiamo di rispondere a questa domanda, continueremo a prenderci cura dei nostri suoli con l’aiuto di potenti eserciti microscopici prodotti nei bioreattori e in altri processi di compostaggio, così come continueremo a prenderci cura di noi stessi mangiando cibo di qualità prodotto in suoli sani.


Come riconoscere un olio d'oliva buono o mediocre?

Ogni anno cerchiamo di migliorare la qualità delle nostre olio extravergine d'oliva. Attraverso tecniche rigenerative.Stiamo aumentando la quantità e la diversità dei microrganismi presenti nel suolo.

Stiamo migliorando la capacità di trattenere l'acqua del suolo e aumentando i livelli di materia organica attraverso l'applicazione di compost stagionato, il cippato e l'uso di colture di copertura.

Abbiamo inoltre iniziato ad applicare bio-fertilizanti e tè di compost che nutrono e proteggono gli olivi attraverso le foglie (la cosiddetta applicazione fogliare). 

E possiamo monitorare tutti questi cambiamenti e la qualità dei nostri preparativi grazie al nostro laboratorio del suolo. (yeah :))

Siamo felici di vedere i primi miglioramenti sui nostri alberi e nell'orto. Piante più felici e più sane ci dicono che stiamo andando nella direzione giusta.

Abbiamo confermato l'efficacia dei nostri sforzi di rigenerazione controllando il terreno al microscopio e scoprendo una gamma più ampia di batteri, funghi e protozoi nei campioni.

Abbiamo anche confermato di essere sulla strada giusta conducendo analisi consecutive dell'olio e confrontando i livelli di composti come polifenoli e fenoli nel nostro olio d'oliva (vedi sotto).

Quando affermiamo che il nostro olio d'oliva è medicinale, non ci riferiamo solo al fatto che non aggiungiamo composti sintetici sotto forma di pesticidi, fungicidi, fertilizzanti, né utilizziamo lavorazioni del terreno che disturbano il suolo.

Ci riferiamo anche all'impatto sul suolo e sulla biologia in esso contenuta, che migliora il livello di composti medicinali che si trovano successivamente nell'olio.

Diamo un'occhiata ai composti medicinali

L'olio d'oliva, oltre ad avere una composizione lipidica benefica per la salute umana, è anche un'ottima fonte di sostanze fenoliche con eccellenti proprietà di protezione della salute. Regolamento europeo 432/2012 distingue gli oli di oliva in termini di effetto sulla salute, a seconda del contenuto di queste sostanze. In realtà, gli oli di oliva con un contenuto di polifenoli di 250mg/kg o più possono dichiararsi designati "Prodotti alimentari che proteggono la salute". 

Conoscete il livello di polifenoli del nostro olio extravergine di oliva? 

Contiene 438 mg/kg di totali polifenoli e stiamo lavorando molto per incrementare ulteriormente questo valore 🙂

Uno dei composti fenolici più interessanti sono Oleocantale e Oleaceine. Hanno suscitato grande interesse scientifico per le loro straordinarie proprietà biologiche, come ad esempio anticancro e anti-infiammatorio attività simile a quella dell'ibuprofene in grado di inibire la progressione di la malattia di Alzheimer. L'oleaceina presenta anti-infiammatorio, anti-aterosclerotico (L'aterosclerosi è l'accumulo di grassi, colesterolo e altre sostanze nelle e sulle pareti delle arterie), antiossidante, e neuroprotettiva attività. 

oleocanthal in olive oil
Rappresentazione della molecola di oleocantale.

Tutti questi polifenoli si trovano nell'olio d'oliva in concentrazioni diverse, a seconda, tra l'altro, della stagione di raccolta e delle condizioni di produzione dell'olio.

Durante la vendemmia 2023 abbiamo prodotto un olio di oliva molto precoce per ottenere un prodotto più ricco di alcuni polifenoli come l'oleocantale e l'oleaceina, e ha funzionato: I valori sono raddoppiati rispetto al nostro olio del 2021.

Purtroppo, il fatto di produrre l'olio d'oliva così presto si ripercuote anche sul gusto, che diventa meno brillante e saporito. L'oleocantale può attivare alcuni recettori nella cavità orofaringea e dare una sensazione di bruciore. Questa sensazione viene descritta come "pungenza" e lo sentiamo in fondo alla gola. 

Contattaci se volete provare il nostro olio d'oliva precoce, altamente medicinale ("Verdone") o il nostro normale olio extravergine d'oliva. Entrambi sono oli di oliva altamente naturali e di qualità superiore, ma il secondo ha un gusto leggermente più gradevole e pieno (anche se non discuteremo con chi preferisce il sapore del "Verdone" medicinale).

Qual è il modo più affidabile per identificare un buon olio d'oliva?

Attraverso le nostre papille gustative 😀

Risorse: