Kako inokulacija utječe na proces kompostiranja: poboljšanje učinkovitosti i mikrobioma

Autor:

Kategorija:

spot_img

Kompostiranje je bitan proces u gospodarenju otpadom u poljoprivredi, pretvarajući organski otpad u hranjive tvari za tlo. Međutim, postizanje optimalne učinkovitosti kompostiranja može biti izazovno, osobito u industrijskoj mjeri. Posljednjih su godina istraživači istraživali upotrebu sredstava za inokulaciju za povećanje učinkovitosti kompostiranja i mikrobne aktivnosti. Ovaj članak ispituje učinke pojednostavljenog agensa inokuluma na kompostiranje kravljeg gnoja, fokusirajući se na njegov utjecaj na učinkovitost kompostiranja i mikrobiom.

Razumijevanje inokulacije u kompostiranju

Inokulacija uključuje uvođenje specifičnih mikroorganizama u proces kompostiranja kako bi se poboljšala razgradnja i kruženje hranjivih tvari. Odabir inokuluma je ključan jer može značajno utjecati na učinkovitost kompostiranja i razvoj raznolike mikrobne zajednice. U studiji koju su proveli Dong i sur. (2024.), pojednostavljeno sredstvo za inokulum koje se sastoji od Bacillus subtilis i Aspergillus niger korišteno je za industrijsko kompostiranje kravljeg gnoja.

Poboljšanje učinkovitosti kompostiranja

Dodatak pojednostavljenog sredstva za inokulum imao je nekoliko pozitivnih učinaka na učinkovitost kompostiranja. Jedno značajno otkriće bilo je povećanje prosječne i vršne temperature tijekom termofilne faze kompostiranja. Inokulacija je povisila temperature do 7, odnosno 10 ◦C u usporedbi s kontrolnom skupinom. Ovo povećanje temperature može ubrzati razgradnju organske tvari i smanjenje patogena, što dovodi do učinkovitijeg kompostiranja.

Nadalje, proces inokuliranog kompostiranja pokazao je produljeno razdoblje visokih temperatura iznad 50 ◦C. Dok je kontrolna skupina održavala te temperature 12 dana, proces inokuliranog kompostiranja pokazao je povišene temperature 26 dana. Ova produžena termofilna faza daje dodatno vrijeme za razgradnju složenih organskih spojeva i inaktivaciju sjemena korova i patogena.

Povećana termofilna aktivnost i učinkovito iskorištavanje izvora ugljika uočeni u procesu inokuliranog kompostiranja imaju važne implikacije za industrijske razmjere. Uvođenjem upotrebe pojednostavljenog inokuluma, kao što su Bacillus subtilis i Aspergillus niger, postrojenja za kompostiranje mogu postići bržu i učinkovitiju razgradnju organskog otpada. Ovo ne samo da poboljšava praksu gospodarenja otpadom, već također proizvodi visokokvalitetni kompost koji se može koristiti u raznim poljoprivrednim primjenama. 

Mikrobne promjene i sastav

Uvođenje pojednostavljenog inokuluma također je dovelo do značajnih promjena u mikrobnoj raznolikosti i sastavu tijekom procesa kompostiranja. Tijekom mezofilne faze, Aspergillus je napredovao, potencijalno inicirajući proces kompostiranja. Aspergillus je poznat po svojoj sposobnosti razgradnje lignoceluloznih materijala, što ga čini vrijednim doprinosom kompostiranju.

Kako je proces kompostiranja napredovao do termofilne faze, mikrobna zajednica je doživjela daljnje promjene. Bacillus, Lysinibacillus i Clostridium obogaćeni su tijekom ove faze, što ukazuje na njihovu aktivnu ulogu u razgradnji organske tvari i stvaranju topline. Ove su bakterije poznate po svojoj sposobnosti proizvodnje celulolitičkih i lignolitičkih enzima, koji pomažu u razgradnji složenih organskih spojeva.

Funkcionalne promjene u mikrobiomu

Metagenomsko sekvenciranje procesa inokuliranog kompostiranja otkrilo je značajne promjene u funkcionalnim genima povezanim s enzimima aktivnim ugljikohidratima (CAZymes) i glikometabolizmom. Obilje CAZymes gena odgovornih za razgradnju lignoceluloze povećalo se nakon inokulacije, što ukazuje na pojačanu razgradnju materijala biljnog podrijetla. Ovaj je nalaz u skladu s poboljšanim učinkom kompostiranja uočenim u inokuliranoj skupini.

Dodatno, proces inokuliranog kompostiranja pokazao je povećano obilje gena povezanih s glikometabolizmom, koji su pridonijeli stvaranju topline. Glikometabolizam ima presudnu ulogu u razgradnji složenih ugljikohidrata, što dovodi do oslobađanja metaboličke energije u obliku topline. Prisutnost ovih gena sugerira učinkovitije iskorištavanje izvora ugljika i pojačanu termofilnu aktivnost u procesu kompostiranja.

Implikacije za kompostiranje u industrijskim razmjerima

Nalazi iz ove studije imaju značajne implikacije za industrijske operacije kompostiranja. Korištenje pojednostavljenog sredstva za inokulum koje sadrži Bacillus subtilis i Aspergillus niger može uvelike poboljšati učinkovitost kompostiranja i mikrobnu aktivnost. Povećanjem temperatura, produljenjem termofilne faze i poticanjem rasta korisnih mikroorganizama, proces inokuliranog kompostiranja može postići bržu i učinkovitiju razgradnju organskog otpada.

Štoviše, obogaćivanje bakterijama kao što su Bacillus i Clostridium tijekom termofilne faze naglašava njihov potencijal kao bioindikatora za praćenje napretka kompostiranja. Te bakterije mogu poslužiti kao pokazatelji učinkovitosti procesa kompostiranja i pružiti dragocjene uvide u mikrobnu dinamiku unutar sustava.

Zaključak

Inokulacija s pojednostavljenim sredstvom koje se sastoji od Bacillus subtilis i Aspergillus niger pokazalo se učinkovitom strategijom za poboljšanje učinkovitosti kompostiranja i dinamike mikrobioma. Ovaj pristup podiže temperature, produljuje termofilnu fazu i potiče rast korisnih mikroorganizama odgovornih za razgradnju lignoceluloze i stvaranje topline. Primjena tehnika inokulacije u industrijskim operacijama kompostiranja može dovesti do učinkovitijeg gospodarenja otpadom i proizvodnje visokokvalitetnog komposta za poljoprivrednu primjenu.

Inkorporiranjem nalaza Dong et al. (2024.), ovaj članak pruža vrijedan uvid u to kako inokulacija utječe na proces kompostiranja, naglašavajući važnost odabira odgovarajućih sredstava za inokulaciju i razumijevanja njihovog utjecaja na mikrobne zajednice. S daljnjim istraživanjem i primjenom, upotreba inokulacije u kompostiranju ima veliko obećanje za održivo gospodarenje otpadom i proizvodnju dodataka tlu bogatih hranjivim tvarima.

SAVJETODAVNI PARTNER

Pročitajte više

Povezani članci