Пасмондаҳои ошхона; аз сабаби намии баланд, равған, намак ва моддаи органикӣ моддаи дақиқтарини идорашаванда мебошанд. Аммо бо равандҳои дурусти биологӣ метавон онро ба компост, нури органикӣ ё дигар маҳсулоти арзишманд табдил дод.

Ин таҳқиқоти preprint таъсири чор намуд дорои микроби композитро дар раванди биоқуруткунӣ-компосткунии партовҳои ошхона муқоиса мекунад. Инокуланти микробии композит маънои омезиши якчанд микроорганизмҳои муфидро дар бар мегирад. Таҳқиқгарон махсусан омезиши таҳиякардаи худ бо номи WH2-ро бо се инокулянти тиҷоратӣ ва гурӯҳи назорат муқоиса кардаанд

Бар асоси натиҷаҳо WH2; дар бартараф кардани намӣ, пошидани маводи органикӣ, пухтани компост ва нигоҳдории нитроген самаранокӣ нишон дод. Таҳлилҳои микробиалӣ нишон доданд, ки WH2 гурӯҳҳои бактерияе чун Lactobacillus, Bacillus ва Saccharomonospora-ро дар марҳилаҳои гуногун сер менамояд ва метавонад баъзе нишондиҳандаҳои денитрификатсияро, ки бо талафи нитроген алоқаманданд, фишор диҳад.

Мушкил чист?

Парчҳои ошхона дар байни партовҳои шаҳр таҳти бахши бузургтар қарор доранд. Дар ин партовҳо унсурҳои органикии арзишманд монанди сафеда, чарб, карбогидрат ва нах мавҷуданд. Аз ин ҷиҳат, партови ошхона танҳо «партов» нест, балки агар дуруст коркард шавад, як манбаи биологии бозёфтшаванда мебошад.

Аммо идоракунии партови ошхона осон нест. Одатан намии баланд дорад, ба осонӣ вайрон мешавад, бӯи бад пайдо карда метавонад ва хароҷоти интиқол/коркардро афзоиш медиҳад. Ҳамчунин дар раванди компост кардан ҳангоми гум шудани нитроген рух медиҳад. Нитроген ғизои муҳиме барои арзиши кимиёвии компост мебошад; аммо агар ҳангоми раванди аммиак ё газҳои нитрогении гум шаванд, ҳам сифати маҳсулот ва ҳам таъсири экологӣ метавонад зиёд шавад.

Барои суръат додани равандҳои компосткашӣ ва ба даст овардани маҳсулоти босифат микробҳои иловаӣ метавонанд истифода шаванд. Аммо ин ҷо một саволи муҳим вуҷуд дорад:

Оё омезишҳои микробӣ танҳо компостро тез мекунанд, ё бо тағир додани сохтори ҷомеаи микробӣ ҳам ба нигоҳ доштани нитроген дар система кӯмак мекунанд?

Ин таҳқиқот махсусан кӯшиш мекунад, ки ин механизмро фаҳмад.

Усул чӣ пешниҳод мекунад?

Ин таҳқиқот асосан дар бораи раванди 10-рӯзаи биоқурӯзӣ-компостсозӣ мебошад, ки бо омехтани партови ошхона ва талаш иҷро мешавад.

Биокуруткунӣ-компостсозӣ метавонад дар ду марҳила андешида шавад:

Дар марҳилаи аввал, гармии истеҳсолкардаи микроорганизмҳо аз вайрон кардани маводи органикӣ ба хориҷ кардани намӣ кӯмак мерасонад. Ин раванд ҳамчун хушккунии биологӣ дида мешавад.

Дар марҳилаи дуюм, компостикунонидан/стабилизатсия идома меёбад, то моддаи органикӣ ба таври мутавозин ва барои растанӣ бехатартар шавад.

Тадқиқотгарон панҷ гурӯҳ ташкил кардаанд:

• CK: Гурӯҳи назоратӣ бе илова кардани микроэлементҳои бактериявӣ
• A1: инокулянти бо номи VJ
• A2: инокулянт, ки таҳия шудааст ва бо номи WH2 маъруф аст
• A3: инокулянтҳо тиҷоратӣ бо номи VT1000
• A4: inokulanti тиҷорӣ бо номи SKH

WH2 омехтаи Saccharomyces cerevisiae, Bacillus licheniformis, Geobacillus thermoglucosidasius, Bacillus thermoamylovorans ва Ureibacillus suwonensis микроорганизмҳоро дар бар мегирад.

Дар таҷриба ҳарорат, намӣ, pH, гузариши барқӣ, нитроген умумӣ, карбон умумӣ, нитрогени аммоний, нитрогени нитрат, нитрогени нитрит ва нишондиҳандаи ҳосилнокии тухм чен карда шуд. Ҳамчунин сохтори ҷамъияти бактериявӣ бо секвенсинги 16S rRNA мавриди омӯзиш қарор гирифт.

Барои фаҳмидани он ки чӣ гуна ҷамъиятҳои микробӣ шакл мегиранд, моделҳои ҷамъияти нейтралӣ, таҳлилҳои модели сифр, таҳлили шабака, ва асбобҳои пешгӯии биоинформатикӣ монанди FAPROTAX ва PICRUSt2 истифода шудаанд.

Формулаҳо чӣ гуна фаҳмонда медиҳанд?

Ин тадқиқот ба ҷои формулаҳои математикии сершумор асосан ба маълумоти равандӣ ва моделсозии ҷамъиятҳои микробӣ асос ёфтааст.

Яке аз мафҳумҳои муҳим арзиши β-NTI мебошад. Ин арзиш барои фаҳмидани он истифода мешавад, ки тағйири ҷамъиятҳои микробӣ бештар тавассути равандҳои тасодуфӣ ё равандҳои муайянкунандаи мисли интихоби экологӣ шакл мегирад.

Ба осонӣ:

• |β-NTI| < 2 агар ҳисоб карда шавад, дар гардиши ҷамъиятӣ равандҳои тасодуфӣ бештар барҷаста ҳисобида мешаванд.
• Агар |β-NTI| > 2 бошад, он ҳамчун муайянкунанда, яъне равандҳои детерминистӣ бештар таъсиргузор ҳисобида мешавад

Дар ин пажӯҳиш раванди тасодуфӣ дар ҳама гурӯҳҳо муҳим ба назар мерасад, аммо дар гурӯҳи WH2 ин саҳмият ба сатҳи баландтарин расидааст. Ин маънои онро дорад, ки WH2 метавонад ба барқарорсозии динамикии ҷомеаи микроби кӯмак карда бошад.

Мафҳуми дигари муҳим тавозуни NH4+/NO3− мебошад. Дар ҳангоми арзёбии пухтагиаш компрост, зиёд будани аммоний нисбат ба нитрат метавонад нишон диҳад, ки раванд пурра ва дар ҳолати устувор нест. Дар таҳқиқот барои компрости пухта ин нисбат кам будани он мусбӣ арзёбӣ шудааст. Дар гуруҳи WH2 ин нисбат ба яке аз арзишҳои пасттарин расида, аз нуқтаи назари пухтани компрост сигнали мусбӣ додааст.

Ҳамчунин таҳқиқот наҳорӣ шудани моддаҳои генетикии марбут ба давраи нитроген, ба мисли nifH, ureC, nxrA, nxrB, nasB ва nirS-ро арзёбӣ мекунад. Дар ин ҷо махсусан гени nirS муҳим аст, зеро он бо дезнитрифитсия алоқаманд аст. Камшавии фаровонии nirS тавассути WH2 қобилияти маҳдуд кардани талафи нитроген дар шакли газиро нишон медиҳад.

Паёми Асосии График / Ҷадвал / Схема

Ҳамчун хулоса дар мақола тасвирҳо бе нусхабардории мустақим метавонанд чунин фарқ карда шаванд:

Гурӯҳи аввали график сатҳи хориҷ кардани намиро, таҷзияи моддахои сахт ва индекси шинондани тухмро муқоиса мекунад. Паёми асосӣ чунин аст: Ҳамаи инокулянтҳои микробиалӣ иҷрои компостсозиро беҳтар карданд; вале гурӯҳи WH2 аз ҷиҳати хориҷ кардани намӣ ва таҷзияи моддаҳои органикӣ аз қувваттарин гурӯҳҳо буд. Индекси шинондани тухм низ ба сатҳи мусбати пухтагӣ расид.

Гурӯҳи дуюми график тағйири умумии нитроген, аммоний, нитрат ва нитритро нишон медиҳад. Паёми асосӣ дар инҷо: Дар ҷараёни компосткунӣ нитрогени умумӣ дар тамоми гурӯҳҳо коҳиш меёбад, аммо WH2 ин талафотро ба таври назаррас маҳдуд мекунад. Аммоний ва нитрит аввал меафзоянд ва баъд коҳиш меёбанд, дар ҳоле ки нитрат бо гузашти вақт зиёд мешавад. Ин нишон медиҳад, ки табдили нитроген бо фаъолият идома дорад.

Графикҳои ҷомеаи микробӣ нишон медиҳанд, ки гурӯҳҳои калони бактерияҳо, мисли Firmicutes, Actinobacteria ва Proteobacteria, дар тӯли вақт тағйир меёбанд. Дар гурӯҳи WH2 махсусан дар марҳалаи охирин афзоиши Actinobacteria ва сершавии Saccharomonospora назаррас аст. Ин гурӯҳҳо метавонанд бо пошидани моддаҳои органикии душвору ҷудо ва равандҳои ҳумуссозӣ алоқаманд бошанд.

Нақшаи ҷамъоварӣ ва графикаи функсияи нитроген нишон медиҳанд, ки WH2 танҳо ба "илова кардани микробҳои бештар" маҳдуд намешавад. WH2 метавонад такрори сохти ҷамъият ва ҳаракати бактерияҳои марбут ба даври нитрогенро самараноктар роҳнамоӣ кардааст.

Схемаи охирини механизми, модели умумии кори онро содда мекунад: Инокулянтҳои микробӣ метавонанд иҷрои компостро тавассути таъсир расонидан ба муҳоҷиратҳои микроорганизмҳо дар компост, пайдарҳамии ҷомеаҳо, сершавии намудҳои бактерияҳои муфид ва генҳои давраи нитроген тағйир диҳанд. WH2 дар ин занҷир таъсироти дарозмуддат ва васеътар нишон дод.

Таҷрибаҳо чӣ гуна анҷом дода шуданд?

Тадқиқотгарон партовҳои ошхонаро бо тиреза бо нисбати 7:1 ба вазн омехта кардаанд. Ин омехта дар реакторҳои 55 литрӣ барои 10 рӯз коркард шудааст. 4 рӯзи аввал табурди термалии биокӯркунӣ ва 6 рӯзи минбаъда раванд ҳамчун компосткунӣ тарҳрезӣ шудааст.

Ҳар як гурӯҳи кор се маротиба иҷро шудааст. Инокулантҳои микробиалӣ бо иқтидори якхелаи бактерияҳо истифода шудаанд. Риакторҳо дар давраҳои муайян ҳаво гирифта ва ҳар ду рӯз як маротиба омехта карда шудаанд.

Ҳарорат се маротиба дар як рӯз чен карда шудааст. Намунаҳо дар рӯзҳои 0, 2, 4, 6, 8 ва 10 гирифта шудаанд. Ҳар намуна барои таҳлилҳои гуногун ҷудо карда шудааст:

• Як қисмат барои карбон ва нитроген умумӣ хушк карда шудааст.
• Як қисми он барои намӣ, pH, гузариши барқӣ, аммоний, нитрат, нитрит ва нишондиҳандаи сабзиши нигоҳ дошта шудааст.
• Як қисми он барои таҳлили микробиалӣ DNA яхкардашуда аст

Дар таҳлили микробиалӣ таркиби гени 16S rRNA муайян карда шудааст. Ин усул кӯмак мекунад, ки муайян кунад, кадом гурӯҳҳои бактерия дар муҳит ҳастанд ва чӣ гуна бо гузашти вақт тағйир мекунанд.

Натиҷаҳо чӣ нишон медиҳанд?

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки истифодаи микрообии инокулянт равандҳои иқтидори биокуруткунӣ-компостсозиро дар маҷмӯъ беҳтар мекунад. Аммо WH2 нисбат ба дигар гурӯҳҳо иҷрои баробар ва қавитар нишон дод.

Дар гурӯҳи WH2 ҳарорат зуд баланд шуда, баландтарин ҳарорат бештар будааст ва давраи термофилӣ дарозтар давом кардааст. Ин нишон медиҳад, ки моддаҳои органикӣ фаъолтар мешикананд ва тоза кардани намӣ самараноктар аст.

Сатҳи хориҷ кардани намии WH2 дар гурӯҳ 61% расидааст. Ин муҳим аст, зеро яке аз муҳимтарин мушкилоти партовҳои ошхона намии баланд мебошад. Ҳангоми хориҷ кардани намӣ самаранок, ҳаҷми партов, интиқол ва сифати маҳсулоти ниҳоӣ метавонад бартарӣ пайдо кунад.

Нисбати таркиши газии моддаҳои сахт дар WH2 ҳамчун 38% гузориш шудааст. Ин арзиш нишон медиҳад, ки иҷрои парокандашавии моддаҳои органикӣ чӣ қадар аст. Яъне WH2 на танҳо обро кам кардааст, балки парокандашавии моддаҳои органикиро низ суръат бахшидааст.

Индекси шукуфтани тухм WH2 ба 111% расидааст. Индекси шукуфтан яке аз нишондиҳандаҳои амалӣ мебошад, ки барои фаҳмидани он, ки компост барои растаниҳо заҳрнок аст ё не, истифода мешавад. Аз 70% боло одатан аз лиҳози пухтан мусбӣ ҳисобида мешавад. Қимати баландтари WH2 сигналҳои қавӣ аз лиҳози пухтании маҳсулот медиҳад.

Аз нуқтаи назари нитроген, нитрогени умумӣ дар ҳамаи гурӯҳҳо коҳиш ёфтааст; вале дар гурӯҳи WH2 талаф хеле камтар боқӣ мондааст. Дар гурӯҳи назоратӣ талафи умумии нитроген тақрибан 29,5% ва дар гурӯҳи WH2 тақрибан 10,5% ҳисоб шудааст. Ин нишон медиҳад, ки WH2 метавонад нитрогенро дар компост беҳтар нигоҳ дорад.

Дар сатҳи микробиалӣ WH2; Lactobacillus, Bacillus ва Saccharomonospora бо сершавии намудҳои таъсирбахш дар марҳилаҳои гуногун алоқаманд дониста шудаанд. Ин намудҳо метавонанд дар таҷзияи моддаҳои органикӣ, баландшавии ҳарорат, ҳумусшавӣ ва равандҳои пухтани компост нақш дошта бошанд.

Барои пешгӯии давраи нитроген WH2 ба назар мерасад, ки серии нисбии гени nirS марбут ба денитрифкатсияро коҳиш медиҳад. Денитрифкатсия равандест, ки метавонад ба талафи нитроген дар шакли газ оварда расонад. Аз ин рӯ, фишор овардан ба nirS ҳамчун механизме баррасӣ шудааст, ки бо кам шудани талафи нитроген мувофиқ аст.

Ин чаро муҳим аст?

Идораи партовҳои ошхона масъалаи муҳимест аз ҷиҳати шаҳрсозӣ ва истифодаи устувори захираҳо. Агар миқдори зиёди партовҳои органикӣ ба ҷойҳои нигоҳдории онҳо раванд, метавонад бӯй, оби ғализ, газҳои гармхонаӣ ва мушкилоти гигиенӣ ба вуҷуд орад. Дар муқобил, ин партовҳоро бо коркарди биологии мувофиқ метавон ба нуриҳои органикӣ табдил дод.

Аммо компосткунӣ танҳо "қабули партов" нест. Дар раванд ҳарорат, намӣ, pH, шӯрӣ, тавозуни микроорганизмҳо ва гардиши нитроген якҷоя кор мекунанд. Компосткунӣ бо идораи номувофиқ ҳам суст пеш меравад ва ҳам бо сабаби талафи нитроген маҳсулоти камқимат ба бор меорад.

Ин тадқиқот нишон медиҳад, ки инокулянтҳои микробӣ на танҳо равандро суръат намедиҳанд, балки метавонанд ба он таъсир расонанд, ки ҷамъиятҳои микробӣ чӣ тавр ташкил мешаванд ва чӣ гуна нитроген дар система нигоҳ дошта мешавад.

Барҷастагии WH2 метавонад аҳамияти омехтаҳои микробиалӣ, ки махсус барои иншоотҳои идоракунии партовҳо дар оянда тарҳрезӣ шудаанд, афзояд. Аммо барои ин зарур аст, ки аз миқёси лабораторӣ берун рафта, тадқиқотҳое мувофиқи миқёси калон ва бо ченкунии партоби газ ва фарогирии таркиби гуногуни партовҳо гузаронида шаванд.

Нуқтаҳои диққат

Ин кор мақолае мебошад, ки аз ҷониби баррасии таҳлилгар нагузаштааст. Натиҷаҳо баъд аз раванди арзёбии мустақил тағир ёфта метавонанд.

Санҷиш дар миқёси реактории 10-рӯза гузаронида шудааст. Дар корхонаҳои коркарди партовҳои ошхона дар миқёси воқеии шаҳрдорӣ ҳарорат, омехта, намӣ, ҷараёни ҳаво ва таркиби партов метавонад гуногунтар бошад.

Тадқиқот талафоти нитрогенро тавассути нишондиҳандаҳои раванди ва пешгӯиҳои функсионалӣ шарҳ медиҳад; вале қисми назорати мустақими газ маҳдуд боқӣ мондааст. Дар оянда лозим аст, ки NH3, N2O ва газҳои дигар мустақиман чен карда шаванд.

Асбобҳои мисли FAPROTAX ва PICRUSt2 функсияҳои микробиро пешгӯӣ мекунанд; онҳо чун ченкунии мустақими ифодаи ген ё фаъолияти фермент наменамоянд. Аз ин рӯ, истифодаи ибораи «ин ген бешубҳа ин таъсирро расонд» аз ҷои он ки «ин механизм метавонад дастгирӣ шавад» дурусттар аст.

Ҳарчанд WH2 умедбахш ба назар мерасад, омехтаҳои гуногуни партовҳои ошхона, иқлимҳои гуногун, дизайнҳои гуногуни реактор ва бехатари маҳсулоти дарозмуддат бояд дубора санҷида шаванд.

Натиҷа

Ин таҳқиқоти preprint нишон медиҳад, ки чӣ гуна иҷрои микробиологии композитсионӣ метавонад дар раванди биохушккунӣ-компосткунӣ тағйир ёбад. Ҳарчанд ҳар чор микроинокулянт равандро беҳтар кунанд, WH2 ҳамчун гурӯҳи ҷолибтар мувофиқ мебарояд.

WH2; дар ҷиҳати дур кардани наҳорӣ, таҳшин шудани моддаҳои органикӣ, пухта расидани компост ва нигоҳдории нитроген натиҷаҳои қавӣ доштааст. Таҳлилҳои микробиалӣ нишон медиҳанд, ки ин комёбӣ на танҳо аз афзудани микробҳо дар оғоз, балки аз танзими дубораи ҷомеаи микробӣ дар тӯли раванд, бойшавии ҷинсҳои муфид ва ҷаҳидан ба самтҳои гуногуни давраи нитроген сарчашма мегирад.

Паёми асосии ин мақола барои хонандаи Verianla чунин аст: Чизе, ки партовро ба маҳсулоти арзишманд табдил медиҳад, на танҳо қуттии компост ё реактор аст; балки он аст, ки экосистемаи микробиалӣ дар вақти дуруст вазифаҳои дурустро бар ӯҳда мегирад. Махлутҳо монанди WH2 метавонанд роҳи самараноктар идора кардани ин оркестри микробиалӣ бошанд; аммо барои татбиқи воқеӣ таҳлили васеътар лозим аст.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Ин матн шарҳи соддакардаи тоҷикӣ барои пажӯҳиши K24 мебошад, ки таъсири маҳлулҳои микробии композитӣ дар равандҳои биоқут ва компостсозии партови ошхонаро меомӯзад, аммо ҳанӯз аз ҷониби аъзои назаррас санҷида нашудааст. Матн тарҷумаи ҳамаҷониба нест; идеяи асосӣ, усул, паёми графикҳо, таҳлилҳои микробиалӣ, ёфтҳои давраи нитроген ва маҳдудиятҳо барои хонандаи K23 бозгӯ шудаанд.

Тадқиқот асосан бар пояи омехтаи партовҳои ошхонаӣ ва чарб, реакторҳои 55 литрӣ, раванди биокушт- компосткунӣ 10 рӯз, чор намуди инокулянтҳо, андозаҳои физикӣ-кимёвӣ, 16S rRNA силсиласозӣ, моделсозии ҷамъиятҳои микробӣ ва пешгӯии функсияҳои давраи нитроген ва қарор дорад. Ёфтҳо бояд дар миқёси лабораторӣ/реактор арзёбӣ шаванд; барои татбиқи корхонаҳои воқеӣ лозим аст зиёд кардани миқёс ва андозагирии ихроҷи газ.