
تعداد نشریات | 26 |
تعداد شمارهها | 447 |
تعداد مقالات | 4,557 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,379,999 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,580,063 |
تولید بیوکمپوست غنی شده از پسماندهای برنج به روشهای بیوتکنولوژیک در سطح پایلوت | ||
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
دوره 15، شماره 3، مهر 1402، صفحه 165-196 اصل مقاله (1.05 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22103/jab.2023.21086.1460 | ||
نویسندگان | ||
رضا شرفی1؛ غلامرضا صالحی جوزانی* 2؛ ابراهیم کریمی3؛ حسین قنواتی4؛ مژگان کوثری4 | ||
1دانشجوی دکتری، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. | ||
2استاد پژوهشی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. | ||
3مربی پژوهشی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. | ||
4استادیار پژوهشی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
چکیده | ||
هدف: سالیانه در جهان میلیونها تن پسماند کشاورزی تولید میشود که با وجود پتانسیل استفاده در صنایع مختلف، در بسیاری از نقاط دنیا کاربرد خاصی پیدا نکردهاند. برای نمونه از 1150 میلیون تن کاه و کلش برنج تولیدی، 80 درصد آن سوزانده میشود که سوزاندن یک تن آن باعث تولید 2/2-2 کیلوگرم انواع گازهای گلخانهای و سایر آسیبهای زیست محیطی میشود. استفاده از ریزجانداران دارای فعالیت هیدرولازی بالا در راستای تبدیل پسماندها به کمپوست، یکی از روشهای جایگزین سوزاندن به شمار میرود. در تحقیق حاضر پس از جداسازی، خالصسازی و غربال فعالیت آنزیمی قارچ Thermoascus aurantiacus و Trichoderma sp و باکتریهای Bacillus licheniformis، Nocardiopsis alba، B. subtilis در کنار بهینهسازی سایر افزودنیها، امکان تولید کمپوست از کاه و کلش برنج بررسی شد. مواد و روشها: یک سویه قارچی و سه سویه باکتری به عنوان سویههای برتر از توده کمپوست دیگری جداسازی و توان هیدرولازی آنها روی محیطهای اختصاصی ارزیابی شد. تولید کمپوست با بهینهسازی مواد افزودنی به همراه دو پروه میکروارگانیسم شامل M1 (Bacillus licheniformis، Nocardiopsis alba، B. Subtilis و قارچ Thermoascus aurantiacus) و M2 (Bacillus licheniformis، Nocardiopsis alba، B. subtilis و قارچ Trichoderma sp.) در قالب 8 تیمار با 3 تکرار به مدت 8 هفته انجام شد. خصوصیات فیزیکوشیمیایی تغییرات دما، pH، EC، نسبت C/N، میزان فلزات سنگین و عناصر غذایی، میزان سمیت و تاثیر بر روی رشد گندم در طی هشت هفته بررسی شد. نتایج: بررسیها نشان داد سویه قارچی T. aurantiacus و سه سویه باکتری Bacillus licheniformis، Nocardiopsis alba، B. Subtilis بیشترین فعالیت آنزیمی در تجزیه زایلان، سلولز، لیگنین و نشاسته داشتند. تیمار G (واجد کود مرغی وM1) سبب افزایش معنیدار دمای توده کاه و کلش برنج تا 69 درجه سلسیوس و همچنین کاهش معنیدار نسبت C/N به میزان48/73 درصد در فرآیند تولید کمپوست(در سطح پایلوت) شد. آزمون شاخص جوانهزنی نشان داد تیمار G هیچ گونه سمیت گیاهی روی بذر مدل نداشته و بیشترین تاثیر مثبت را بر روی شاخصهای رشد گندم به ویژه شاخص سطح برگ و شاخص سطح ویژه برگ نسبت به شاهد داشت. همچنین آنالیز خصوصیات فیزیکوشیمیایی تیمار G با استاندارد ملی تولید کمپوست همخوانی داشت. نتیجهگیری: با توجه به مقایسه تیمارهای واجد میکروارگانیسم و فاقد آن مشخص شد توان هیدرولیزی T. aurantiacus دارای بیشترین تاثیر مثبت بر خواص فیزیکوشیمیایی به ویژه کاهش نسبت کربن به نیتروژن کمپوست داشته و میتواند به عنوان افزودنی تجاری در تولید کمپوست در نیل به کاهش زمان تولید و افزایش کیفیت محصول نهایی مطرح شود. | ||
کلیدواژهها | ||
کلیدواژهها: کاه و کلش برنج؛ بیوکمپوست؛ بوستر میکروبی؛ پایلوت | ||
مراجع | ||
Abdel-rahman MA (2016) Establishment of efficient cellulolytic bacterial consortium potential for designed composting of rice straw. Adv Biol Res 3, 211–228.
Alburquerque JA, Gonzalvez J, Tortosa G, Baddi GA, Cegarra J (2009) Evaluation of “alperujo” composting based on organic matter degradation, humification and compost quality. Biodegradation 20, 257–270.
Amalero EG, Ingua GL, Erta GB, Emanceau PL (2003) Review article Methods for studying root colonization by introduced. J Agron 23, 407–418.
Azim K, Ouyahia K, Amellouk A et al. (2014) Dynamic composting optimization through C/N ratio variation as a start-up parameter. Proc of the 4th ISOFAR Scientific Conference, Building Organic Bridges at the Organic World Congress. Oct 13-15, 2014. Istanbul, Turkey. pp. 787-790.
Bandounas L, Wierckx NJ, de Winde JH, Ruijssenaars HJ (2011) Isolation and characterization of novel bacterial strains exhibiting ligninolytic potential. BMC Biotechnol https://doi.org/10.1186/1472-6750-11-94
Canet R, Pomares F, Cabot B et al. (2008). Composting olive mill pomace and other residues from rural southeastern Spain. J Waste Manag 28, 2585–2592.
Chandel AK, daSilva SS, Carvalho W, Singh OV (2012). Sugarcane bagasse and leaves: Foreseeable biomass of biofuel and bio-products. J Chem Technol Biotechnol 87(1), 11–20.
Chen H, Awasthi SK, Liu T et al. (2020). Effects of microbial culture and chicken manure biochar on compost maturity and greenhouse gas emissions during chicken manure composting. J Hazard Mate 389, e121908. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121908.
Chi CP, Chu S, Wang B et al. (2020) Bioresource Technology Dynamic bacterial assembly driven by Streptomyces griseorubens JSD-1 inoculants correspond to composting performance in swine manure and rice. Bioresour Technol 313, e123692. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123692.
Duan Y, Awasthi SK, Chen H et al. (2019). Evaluating the impact of bamboo biochar on the fungal community succession during chicken manure composting. Bioresour Technol 272, 308–314.
Esmaeili A, Reyahi M, Gholami M, Eslami H (2020) Pistachio waste management using combined composting- vermicomposting technique : Physico-chemical changes and worm growth analysis. J Clean Prod 242, e118523. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118523.
Gao M, Li B, Yu A et al. (2010) Bioresource technology The effect of aeration rate on forced-aeration composting of chicken manure and sawdust. Bioresour Technol 101, 1899–1903.
Ghasemzadeh S, Sharafi R, Salehi Jouzani G et al. (2022) Efficient lignocellulose degradation during rice straw composting with native effective microorganisms and chicken manure. Org Agric 12(3), 397-409.
Gummert M, Van Hung N, Chivenge P, Douthwaite B (2020) Sustainable rice straw management. (1st ed), Springer Nature Switzerland. pp 1-13. Springer Nature.
Hubner T, Herrmann A, Kretzschmar J, Harnisch F (2019) Suitability of fecal sludge from composting toilets as feedstock for carbonization. J Water Sanit Hyg Dev https://doi.org/10.2166/washdev.2019.047
Husks MR (2018) Biofiltration of Acetic Acid Vapours Using Filtering Bed Compost from Poultry Manure - Pruning Residues - Rice Husks. Chem Eng J 64, 511-516.
Jagwe J, Komakech AJ, Karungi J et al. (2019) Assessment of a cattle manure vermicomposting system using material flow analysis: A case study from Uganda. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su11195173.
Karanja AW, Njeru EM, Maingi JM (2019). Assessment of physicochemical changes during composting rice straw with chicken and donkey manure. Int J Recycl Org Waste Agric 8, 65–72.
Karimi E, Mohseni Fard E (2017). Nanomaterial Effects on Soil Microorganisms. Cham https://doi.org/10.1007/978-3-319-46835-8_5.
Kaur P, Singh G, Monica K, Taggar S (2019) Enhanced bio ‑ composting of rice straw using agricultural residues : an alternate to burning. Int J Recycl Org Waste Agric 8, 479-483.
Kausar H, Sariah M, Mohd Saud H et al. (2011). Isolation and screening of potential actinobacteria for rapid composting of rice straw. Biodegradation 22, 367–375.
Lasaridi K, Protopapa I, Kotsou M et al. (2006) Quality assessment of composts in the Greek market: The need for standards and quality assurance. J Environ Manage 80, 58–65.
Liu L, Wang S, Guo X et al. (2018) Succession and diversity of microorganisms and their association with physicochemical properties during green waste thermophilic composting. J Waste Manag 73, 101-112.
Malik K, Rani S, Ahlawat S (2021) Bioconversion process for compost production from agricultural residue. Int J Chem Stud 9(2), 827–830.
Nair J, Sekiozoic V, Anda M (2006) Effect of pre-composting on vermicomposting of kitchen waste. Bioresour Technol 97, 2091-2095.
Nakasaki K, Shoda M, Kubota H. (1985) Effect of temperature on composting of sewage sludge. Appl Environm Microbiol 50, 1526-1530.
Nguyen H, VanNguyen CD, Tran T et al. (2016) Energy efficiency, greenhouse gas emissions, and cost of rice straw collection in the Mekong river delta of Vietnam. Field Crops Res 198, 16–22.
Palkova L,Tomova A, Repiska G et al. (2021) Evaluation of 16S rRNA primer sets for characterisation of microbiota in paediatric patients with autism spectrum disorder. Sci Rephttps://doi.org/10.1038/s41598-021-86378-w.
Palanivell P, Susilawati K, Ahmed O, Muhamad A (2014) Effects of extraction period on yield of rice straw compost humic acids. Afr J Biotechnol 11, 4530–4536.
Parkash V, Saikia AJ (2015) Production and multiplication of native compost fungal activator by using different substrates and its influence on growth and development of capsicum. Biotechnol Res Int 481363, https://doi.org/ 10.1155/2015/481363
Raja HA, Miller AN, Pearce CJ, Oberlies NH (2017) Fungal identification using molecular tools: a primer for the natural products research community. J Nat Prod 80, 756-770.
Pourmazaheri H, Salehi Jouzani G, Karimi E et al. (2015) Development of a bioprocess for fast production of enriched biocompost from municipal solid wastes. Int Biodeterior Biodegradation 104, 482-489.
Ribeiro N, de Q, Souza TP et al. (2017) Microbial additives in the composting process. Cienc Agrotecnologia 41, 159–168.
Ryckeboer J, Mergaert J, Coosemans J et al. (2003) Microbiological aspects of biowaste during composting in a monitored compost bin. J Appl Microbiol 94, 127-37.
Santos F, Machado G, Faria D et al. (2017) Productive potential and quality of rice husk and straw for biorefineries. Biomass Convers Biorefin 7(1), 117-126.
Suluk K, Tosun I, Ekinci K (2017) Co-composting of two-phase olive-mill pomace and poultry manure with tomato harvest stalks. Environ Technol https://doi.org/10.1080/09593330.2016.1217279.
Tiquia S, Tam NF (1998) Spent pig litter in turned and forced aeration piles. Environ Pollut 8, 329-337 8,329-337.
Vasconcelos S, Goes C, Salomao R et al. (2019) Screening of bacterial extracellular xylanase producers with potential for cellulose pulp biobleaching. Acta Sci https://doi.org/10.4025/actascibiolsci.v41i1.42101.
Wong JW, Fung SO, Selvam A (2009) Coal fly ash and lime addition enhances the rate and efficiency of decomposition of food waste during composting. Bioresour Technol 100, 3324-3331.100, 3324–3331.
Wu D, Wei Z, Qu F et al. (2020) Effect of Fenton pretreatment combined with bacteria inoculation on humic substances formation during lignocellulosic biomass composting derived from rice straw. Bioresour Technol https://doi: 10.1016/j.biortech.2020.122849. Epub.
Xu D, Deng Y, Xi P et al. (2019) Fulvic acid-induced disease resistance to Botrytis cinerea in table grapes may be mediated by regulating phenylpropanoid metabolism. Food Chem 286, 226–233.
Yaldız G, Camlıca M, Ozen F, Eratalar SA (2019) Effect of poultry manure on yield and nutrient composition of sweet basil (Ocimum Basilicum L.). Commun Soil Sci Plant Anal 50, 838-852.
Zhou M, Guo P, Wang T et al. (2017). Metagenomic mining pectinolytic microbes and enzymes from an apple pomace-adapted compost microbial community. Biotechnol Biofuels https://doi.org/10.1186/s13068-017-0885-y. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 248 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 208 |