Taka za jikoni; Ni aina ngumu ya taka kusimamia kwa sababu ya kiwango cha juu cha unyevu, mafuta, chumvi, na vitu vya kikaboni. Hata hivyo, kwa michakato sahihi ya kibaolojia, mbolea inaweza kubadilishwa kuwa mbolea ya kikaboni au bidhaa nyingine muhimu.

Utafiti huu wa preprint unalinganisha athari za viowevu vinne vya mchanganyiko wa vijidudu katika mchakato wa ukomeshaji-biokomposti wa taka za jikoni. Mchanganyiko wa vijidudu unamaanisha mchanganyiko wa viumbe hai vinavyosaidia vinavyotumika pamoja. Watafiti walispeciali kulinganisha mchanganyiko wao wa WH2 ulioendelezwa na wao wenyewe, na viowevu vitatu vya kibiashara na kikundi cha udhibiti.

Kulingana na matokeo, WH2 imeonyesha utendaji mzuri katika kuondoa unyevu, kuoza kwa nyenzo za kikaboni, ukubwa wa compost, na kushikilia nitrojeni. Uchambuzi wa mikrobiolojia wa utafiti huo unaonyesha kuwa WH2 huongeza makundi ya bakteria ambayo yanaweza kufanya kazi katika hatua tofauti kama Lactobacillus, Bacillus, na Saccharomonospora, na kwamba inaweza kupunguza baadhi ya alama za denitryfikeshini zinazohusiana na upotevu wa nitrojeni.

Tatizo Nini?

Takataka za jikoni zinachukua sehemu kubwa zaidi kati ya takataka za miji. Kati ya takataka hizi kuna vipengele vya kibiolojia vyenye thamani kama protini, mafuta, wanga na nyuzi. Kwa mtazamo huu, takataka za jikoni si tu 'takataka', bali ni rasilimali ya kibiolojia inayoweza kurejeshwa ikiwa itatibiwa vizuri.

Hata hivyo, kusimamia taka za jikoni si rahisi. Kawaida huwa na unyevu mwingi, huharibika kwa urahisi, inaweza kutoa harufu mbaya, na inaweza kuongeza gharama ya usafirishaji / usindikaji. Zaidi ya hayo, upotezaji wa nitrojeni unaweza kutokea wakati wa mchakato wa mbolea. Nitrojeni ni kirutubisho muhimu kwa thamani ya mbolea ya mbolea; Hata hivyo, ikiwa itapotea kwa namna ya amonia au gesi za nitrojeni wakati wa mchakato, ubora wa bidhaa hupungua na athari za mazingira zinaweza kuongezeka.

Aina ya bakteria inaweza kutumika kuharakisha mchakato wa komposti na kupata bidhaa bora zaidi. Lakini hapa kuna swali muhimu:

Je, mchanganyiko wa vijidudu unaharakisha tu compost, au pia husaidia kushikilia nitrojeni kwenye mfumo kwa kubadilisha muundo wa jamii ya vijidudu?

Kazi hii inajaribu hasa kuelewa mfumo huu.

Mbinu Inapendekeza Nini?

Utafiti umejikita katika mchakato wa siku 10 wa bio-kuhifadhi-kuchakata taka uliofanywa kwa kuchanganya taka za jikoni na mchele wa mbao.

Biodrying-mbolea inaweza kuzingatiwa katika hatua mbili:

Kwenye hatua ya mwanzo, joto linalozalishwa na microorganisms wanapoyeyusha vitu vya kikaboni husaidia kuondoa unyevu. Mchakato huu unaweza kuonekana kama ukavu wa kibayolojia.

Kwenye hatua ya pili, mchakato wa kutengeneza taluni/utulivu unaendelea ili mali ya kikaboni iwe na usawa zaidi na kuwa salama zaidi kwa mimea.

Watafiti wameunda makundi matano:

• CK: Kundi la kudhibiti ambalo haliwekwa viinihai vya mikrobi
• A1: inokulanti inayoitwa VJ
• A2: kiinoculant chake kilichotengenezwa mwenyewe kinachoitwa WH2
• A3: Chanjo ya kibiashara inayoitwa VT1000
• A4: inokulanti ya kibiashara yenye jina SKH

Mchanganyiko wa WH2 una mikroorganizimu kama Saccharomyces cerevisiae, Bacillus licheniformis, Geobacillus thermoglucosidasius, Bacillus thermoamylovorans na Ureibacillus suwonensis.

Katika jaribio, joto, unyevu, pH, ufanisi wa umeme, jumla ya nitrojeni, jumla ya kaboni, nitrojeni ya amonia, nitrojeni ya nitrati, nitrojeni ya nitriti na kiashiria cha kuchipua mbegu vilipimwa. Pia, muundo wa jumuiya ya bakteria ulichunguzwa kwa mpangilio wa 16S rRNA.

Ili kuelewa jinsi jumuiya za vijidudu zinavyojifunza, zimetumika modeli ya jumuiya ya neutral, uchambuzi wa modeli ya null, uchambuzi wa mtandao, na zana za utabiri wa bionformatics kama FAPROTAX na PICRUSt2.

Je, Fomula Zinamaanisha Nini?

Utafiti huu umejikita zaidi kwenye data za mchakato na uundaji wa mifumo ya jumuiya ya bakteria kuliko kwenye fomula za hisabati nzito.

Moja ya dhana muhimu zaidi ni thamani ya β-NTI. Thamani hii inatumiwa kuelewa kama mabadiliko ya jumuiya ya mikrobia yanaumbwa zaidi na michakato ya bahati nasibu au michakato ya kuamua kama uchaguzi wa kimazingira.

Kwa urahisi:

• Kama |β-NTI| < 2, inachukuliwa kuwa mchakato wa nasibu unaotawala katika mabadiliko ya jumuiya.
• |β-NTI| > 2 inachukuliwa kuwa ya kuamua, yaani michakato ya kirahisi inaonekana kuwa yenye nguvu zaidi.

Katika utafiti huu, mchakato wa bahati ulionekana muhimu katika makundi yote, lakini mchango huu ulifikia kiwango cha juu zaidi katika kundi la WH2. Hii ina maana kuwa WH2 inaweza kuwa imesaidia upya kuundwa kwa jamii ya bakteria kwa njia ya nguvu zaidi.

Dhana nyingine muhimu ni NH4+/NO3− kiwango. Wakati wa kutathmini umri wa mbolea, uwepo wa ammonium kuliko nitrate inaweza kuonyesha kuwa mchakato haujakamilika kikamilifu. Katika utafiti, kiwango hiki kuwa kidogo kwa mbolea iliyokomaa kiliamuliwa kuwa kizuri. Kundi la WH2 kilifikia moja ya viwango vya chini zaidi vya kiwango hiki, ikitoa ishara nzuri katika suala la ukomavu.

Utafiti pia unakadiria wingi la makisio ya vijenzi vinavyohusiana na mzunguko wa nitrojeni kama nifH, ureC, nxrA, nxrB, nasB na nirS. Hapa hasa jeni nirS ni muhimu kwa sababu inahusiana na denitrifikishaji. Kupungua kwa wingi wa nirS kutokana na WH2 kumefafanuliwa kama uwezekano wa kupunguza upotevu wa nitrojeni katika gesi.

Ujumbe Kuu wa Chati / Jedwali / Mchoro

Picha zilizo kwenye makala zinaweza kuelezwa kwa ufupi kama ifuatavyo bila kunakili moja kwa moja:

Kundi la kwanza la grafu linalinganisha kiwango cha kuondoa unyevu, mabaki ya kioo vinavyopungua na faharisi ya kuota mbegu. Ujumbe mkuu ni huu: Viumbe vyote vilivyoanzishwa vimeboresha utendaji wa kuchakata takataka; lakini kundi la WH2 limekuwa moja ya makundi yenye nguvu zaidi katika kuondoa unyevu na kuoza kwa vitu vya kikaboni. Faharisi ya kuota mbegu pia imepanda hadi kiwango chanya kwa kuzingatia ukomavu.

Kundi la pili la michoro linaonyesha mabadiliko ya jumla ya nitrojeni, amonia, nitrati na nitriti. Ujumbe mkuu hapa: Katika mchakato wa komposti, nitrojeni jumla inapungua katika makundi yote, lakini WH2 inapunguza upotevu huu kwa kiwango cha dhahiri. Amonia na nitriti huongezeka kwanza kisha kupungua, wakati nitrati huongezeka kadri wakati unavyopita. Hii inaonyesha kuwa mabadiliko ya nitrojeni yanaendelea kwa ufanisi.

Michoro ya jamii ya viini vidogo inaonyesha kuwa makundi makubwa ya bakteria kama Firmicutes, Actinobacteria na Proteobacteria yanabadilika kwa muda. Katika kundi la WH2, ongezeko la Actinobacteria na utajiri wa Saccharomonospora katika hatua ya mwisho linavutia sana. Makundi haya yanaweza kuhusishwa na kuwashwa na michakato ya humasi ya vitu vigumu zaidi vya kikaboni.

Ukusanyaji wa jamii na michoro ya kazi ya nitrojeni inapendekeza kwamba WH2 haikuwa tu "kuongeza vijidudu zaidi." WH2 inaweza kuwa imeelekeza upya mpangilio wa jamii na harakati za bakteria zinazohusiana na mzunguko wa nitrojeni kwa ufanisi zaidi.

Mchoro wa mwisho wa mfumo unarahisisha mfano wa jumla wa utafiti: Viambatanisho vya kibiolojia vinaweza kubadilisha utendaji wa komposti kwa kuathiri uhamaji wa viumbe vidogo katika komposti, mfuatano wa jumuiya, ueneaji wa aina za bakteria zinazofaa, na vinasaba vya mzunguko wa nitrojeni. WH2 imeonyesha athari ya muda mrefu na pana zaidi katika mnyororo huu.

Je, majaribio yamefanywa vipi?

Watafiti walichanganya taka za jikoni na mchele kwa uwiano wa uzito wa 7:1. Mchanganyiko huu ulisindikwa ndani ya reactor za lita 55 kwa siku 10. Siku 4 za mwanzo zilikuwa za kioevu cha joto kilichosaidiwa, na siku 6 zilizofuata zilipangwa kama mchakato wa kutengeneza mbolea.

Kila kikundi cha mchakato kilifanywa mara tatu. Viinua bakteria vilitumika kwa wingi sawa wa bakteria hai. Reaktota zilivutwa hewa kwa vipindi vya kawaida na kuchanganywa kila baada ya siku mbili.

Halijoto ilipimwa mara tatu kwa siku. Sampuli zilikusanywa siku ya 0, 2, 4, 6, 8 na 10. Kila sampuli ilisambazwa kwa uchambuzi tofauti:

• Sehemu yake imekaukwa kwa ajili ya kaboni jumla na nitrojeni jumla.
• Sehemu yake imehifadhiwa kwa unyevu, pH, uendeshaji wa umeme, amonia, nitrate, nitrite na faharisi ya kupanda.
• Sehemu yake pia imehifadhiwa kwa ajili ya uchambuzi wa kirutubisho wa kibiolojia DNA.

Katika uchambuzi wa kimaikrobia, mlolongo wa jeni 16S rRNA umefanywa. Njia hii husaidia kuelewa ni makundi gani ya bakteria yanayopatikana katika mazingira na jinsi yanavyobadilika kwa muda.

Matokeo Yanaonyesha Nini?

Matokeo yanaonyesha kuwa matumizi ya kirutubisho cha vijidudu yameboresha kwa ujumla mchakato wa uhai-kuchakata samadi. Hata hivyo, WH2 imeonyesha utendaji thabiti na wenye nguvu ukilinganisha na makundi mengine.

Katika kundi la WH2, joto limepanda haraka, kiwango cha juu cha joto kilikuwa kikubwa zaidi na kipindi cha thermophilic kilidumu kwa muda mrefu. Hii inaashiria kuwa mali ya kikaboni imevunjika kwa nguvu zaidi na kuondoa unyevunyevu ilikuwa yenye ufanisi zaidi.

Kiwango cha kuondoa unyevu kimefikia 61% katika kundi la WH2. Hii ni muhimu kwa sababu mojawapo ya matatizo makubwa ya taka za jikoni ni unyevu mkubwa. Wakati unyevu unapoondolewa kwa ufanisi zaidi, faida inaweza kupatikana kwa ukubwa wa taka, usafirishaji na ubora wa bidhaa ya mwisho.

Kiwango cha kuoza kwa kioevu cha kioo kimeonekana kuwa %38 kwenye WH2. Thamani hii inaonyesha utendaji wa uharibifu wa dutu ya kikaboni. Hivyo basi, WH2 haikupunguza tu maji, bali pia iliharakisha uharibifu wa dutu ya kikaboni.

Kiashiria cha kuota kwa mbegu kimefikia %111 katika WH2. Kiashiria cha kuota ni mojawapo ya viashiria vya vitendo vinavyotumika kuelewa kama compost ni sumu kwa mimea au la. Zaidi ya 70% kwa kawaida huchukuliwa kuwa chanya kwa suala la ukuaji. Thamani ya juu ya WH2 inatoa ishara yenye nguvu kuhusu ukuaji wa mazao.

Kwa kuangalia kwa mtazamo wa nitrojeni, nitrojeni jumla imepungua katika makundi yote; lakini katika kikundi cha WH2, kupoteza kulibaki kuwa kidogo zaidi. Katika kikundi cha udhibiti, kupoteza nitrojeni jumla ilikuwa takriban %29.5, wakati katika kikundi cha WH2 iliripotiwa kuwa takriban %10.5. Hii inaashiria kwamba WH2 inaweza kushika nitrojeni vizuri zaidi ndani ya komposti.

WH2 katika kiwango cha microbial; Lactobacillus imehusishwa na uboreshaji wa mifugo yenye ushawishi katika hatua tofauti, kama vile Bacillus na Saccharomonospora. Genera hizi zinaweza kuwa na jukumu katika michakato ya kuvunjika kwa vitu vya kikaboni, kupanda kwa joto, humusization, na kukomaa kwa mbolea.

Katika makadirio ya mzunguko wa nitrojeni, WH2 inaonekana kuwa imepunguza wingi wa jeni nirS zinazohusiana na denitrification. Denitrification ni mchakato ambao unaweza kusababisha upotezaji wa nitrojeni katika fomu ya gesi. Kwa hivyo, ukandamizaji nirS umefasiriwa kama utaratibu unaoendana na kupunguza upotezaji wa nitrojeni.

Hii Ni Kwa Nini Muhimu?

Usimamizi wa taka za jikoni ni suala muhimu kwa upande wa miji na matumizi endelevu ya rasilimali. Ikiwa kiasi kikubwa cha taka za kikaboni kitaenda kwenye maeneo ya kuhifadhia, inaweza kusababisha harufu, maji yanayodhihirika, gesi ya chafu na matatizo ya usafi. Kwa upande mwingine, kwa mchakato sahihi wa kibaolojia, taka hizi zinaweza kubadilishwa kuwa mbolea ya kikaboni.

Hata hivyo, kufanya komposti si tu "kusubiri taka". Katika mchakato huo, joto, unyevu, pH, chumvi, uwiano wa vijidudu na mzunguko wa nitrojeni hufanya kazi pamoja. Kuendesha komposti vibaya kunaweza kusababisha mchakato wa polepole na pia kutoa bidhaa yenye virutubisho vya chini kutokana na kupoteza nitrojeni.

Utafiti huu unaonyesha kuwa mbolea za vijidudu haviwezi tu kuharakisha mchakato, bali pia zinaathiri jinsi jamii ya vijidudu inavyoundwa na jinsi nitrojeni inavyoshikiliwa ndani ya mfumo.

Kuibuka kwa WH2 kunaweza kuongeza umuhimu wa mchanganyiko maalum wa kiikolojia uliotengenezwa kwa ajili ya vituo vya usimamizi wa taka katika siku za usoni. Hata hivyo, kwa ajili ya hili, inahitajika kufanya utafiti wa kiwango kikubwa zaidi kuliko ile ya maabara, wenye vipimo vya utoaji gesi na unaojumuisha mchanganyiko tofauti wa taka.

Sehemu za Umakini

Kazi hii ni preprint ambayo haijapitiwa na hakimu. Matokeo yanaweza kubadilika baada ya mchakato wa tathmini huru.

Jaribio limefanywa katika kiwango cha reaktori cha siku 10. Katika mitambo halisi ya kuchakata taka za jikoni kwa kiwango cha manispaa, joto, kuchanganya, unyevu, mtiririko wa hewa na mchanganyiko wa taka yanaweza kuwa tofauti zaidi.

Utafiti unaeleza upotevu wa nitrojeni kupitia viashiria vya mchakato na makadirio ya kazi; lakini sehemu ya ufuatiliaji wa moja kwa moja wa utoaji wa gesi imekaa kidogo. Baadaye, NH3, N2O na gesi zingine zinapaswa kupimwa moja kwa moja.

Vifaa kama FAPROTAX na PICRUSt2 vinatabirika kazi za mikrobi; si kipimo cha moja kwa moja cha usemi wa jeni au shughuli ya enyimu. Kwa hivyo, lugha ya “jeni hili lilifanya athari hii” badala yake “mfumo huu unaweza kuwa unaungwa mkono” ni sahihi zaidi.

Ingawa WH2 inaonekana kuahidi, utunzi tofauti wa taka za jikoni unahitaji kujaribiwa tena kwa hali ya hewa tofauti, miundo tofauti ya vinu, na usalama wa bidhaa wa muda mrefu.

Matokeo

Utafiti huu wa preprint unaonyesha jinsi inoculants za mchanganyiko wa microbial zinavyoweza kubadilisha utendaji katika mchakato wa bio-kukausha-komposti wa taka za jikoni. Licha ya kwamba inoculants zote nne huboresha mchakato, WH2 inatokea kama kikundi kinachovutia zaidi.

WH2; imeonyesha matokeo makubwa katika kuondoa wingi wa nem, kuoza kwa mali ya kikaboni, ukuaji wa compost, na uhifadhi wa nitrojeni. Uchambuzi wa vijidudu unaashiria kwamba mafanikio haya hayasababishwi tu na kuongeza vijidudu zaidi mwanzoni, bali pia kuwapo upya kwa jamii za vijidudu wakati wa mchakato, kuongezeka kwa aina nzuri, na mabadiliko katika mzunguko wa nitrojeni.

Ujumbe mkuu wa makala hii kwa msomaji wa Verianla ni huu: Kinachobadilisha taka kuwa bidhaa ya thamani siyo tu boksi la compost au reactor; ni mfumo wa ikolojia wa bakteria ndani yake kuchukua kazi sahihi kwa wakati unaofaa. Mchanganyiko kama WH2 unaweza kuwa njia ya kuwasha mfumo huu wa kikemikali vizuri zaidi; lakini uthibitisho mkubwa unaohitajika kwa matumizi halisi.

Kumbuka Vyanzo na Mbinu

Makala hii ni maelezo rahisi kwa Kiswahili ya utafiti wa preprint usiohakikishwa uliochunguza athari za viinoculants vya mchanganyiko vya kibaolojia katika mchakato wa bio-kukauka na komposti wa taka za jikoni. Maandishi haya si tafsiri kamili; wazo kuu lililopo kwenye makala, mbinu, ujumbe wa michoro, uchambuzi wa kibaolojia, matokeo ya mzunguko wa nitrojeni na vikwazo vimeelezewa upya kwa msomaji wa Verianla.

Utafiti huu umejikita katika mchanganyiko wa taka za jikoni-na mkaa, reactor za lita 55, mchakato wa umegaji-baiokomposti wa siku 10, aina nne tofauti za viinua, vipimo vya kimwili-na kemikali, upangaji wa 16S rRNA, uundaji wa mfano wa jamii ya vimelea na makisio ya kazi za mzunguko wa nitrojeni. Matokeo yanapaswa kutathminiwa kwa kiwango cha majaribio/lab,; matumizi halisi kwenye kiwanda yanahitaji ongezeko la kiwango na vipimo vya mionzi ya gesi.