Oshxona chiqindilari; yuqori namlik, yog‘, tuz va organik modda tarkibi tufayli boshqarilishi qiyin chiqindi turidir. Ammo to'g'ri biologik jarayonlar orqali kompost, organik o‘g‘it yoki boshqa qimmatbaho mahsulotlarga aylantirilishi mumkin.

Ushbu preprint tadqiqot oshxona chiqindilarini bioquritish-kompostlash jarayonida to'rtta turli kompozit mikroblar inokulyantlarining ta'sirini taqqoslaydi. Kompozit mikroblar inokulanti — bu bir nechta foydali mikroorganizmlar birga ishlatilgan aralashma. Tadqiqotchilar o'zlari ishlab chiqqan WH2 deb atalgan aralashmani uchta tijorat inokulant va nazorat guruhlari bilan solishtirishdi.

Natijalarga ko‘ra WH2; namlikni chiqarish, organik moddalar parchalanishi, kompostning pishishi va azotni ushlab turish bo‘yicha kuchli natija ko‘rsatgan. Tadqiqotning mikrobl tahlillari, WH2’ning Lactobacillus, Bacillus va Saccharomonospora kabi turli bosqichlarda samarali bo‘lishi mumkin bo‘lgan bakteriya guruhlarini boyitishini va azot yo‘qotilishi bilan bog‘liq ba’zi denitrifikatsiya belgilarini bostirishi mumkinligini ko‘rsatmoqda.

Muammo nima?

Oshxona chiqindilari shahar chiqindilarida tobora ko'proq ulushga ega bo'lmoqda. Bu chiqindilar oqsil, yog', uglevodlar va tolalar kabi qimmatli organik komponentlarni o'z ichiga oladi. Shu nuqtai nazardan, oshxona chiqindilari nafaqat "axlat", balki to'g'ri qayta ishlanganda qayta ishlanadigan biologik resurs hisoblanadi.

Biroq oshxona chiqindilarini boshqarish oson emas. Ular odatda yuqori namlikka ega, oson buziladi, yomon hid hosil qilishi mumkin va tashish/ishlash xarajatini oshiradi. Shuningdek, kompostlash jarayonida azot yo‘qolishi mumkin. Azot kompostning o‘g‘it sifatida qiymati uchun muhim oziq moddadir; lekin jarayon davomida ammonyak yoki azotli gazlar shaklida yo‘qolsa, nafaqat mahsulot sifati pasayadi, balki atrof-muhitga ta’sir ham ortadi.

Mikrob inokulantlar kompostlash jarayonini tezlashtirish va yuqori sifatli mahsulotlar olish uchun ishlatilishi mumkin. Lekin bu yerda muhim savol bor:

Mikrobial aralashmalar faqat kompostni tezlashtiradimi, yo mikrobial jamoa tuzilishini o'zgartirib, azotni tizimda saqlashga ham yordam beradimi?

Bu ish ayniqsa ushbu mexanizmni tushunishga harakat qilmoqda.

Usul Nimani Taklif Qilmoqda?

Tadqiqot oshxona chiqindilari va arra yog'och talashini aralashtirib o'tkazilgan 10 kunlik bioquruqlik-kompostlash jarayoniga asoslangan.

Bioquritish-kompostlash ikki bosqichda ko'rib chiqilishi mumkin:

Birinchi bosqichda, mikroorganizmlar organik moddani parchalab hosil qilgan issiqlik hozni olib tashlashga yordam beradi. Bu jarayon biokuqitish deb qaralishi mumkin.

Ikkinchi bosqichda, organik moddaning yanada muvozanatli va o'simlik uchun xavfsizroq bo'lishi uchun kompostlash/stabilizatsiya davom etadi.

Tadqiqotchilar besh guruh tuzgan:

• CK: Mikrobiologik inokulyant kiritilmagan nazorat guruhi
• A1: VJ nomli inokulyant
• A2: WH2 nomli o‘z ishlab chiqqan inokulyant
• A3: VT1000 nomli tijorat inokulyanti
• A4: SKH nomli tijorat inokulyanti

WH2 aralashmada Saccharomyces cerevisiae, Bacillus licheniformis, Geobacillus thermoglucosidasius, Bacillus thermoamylovorans va Ureibacillus suwonensis kabi mikroorganizmlar mavjud.

Tajriba davomida harorat, namlik, pH, elektr o‘tuvchanlik, jami azot, jami uglerod, ammiak azoti, nitrat azoti, nitrit azoti va urug‘ning unib chiqish indeksi o‘lchangan. Bundan tashqari, 16S rRNA ketma-ketlik bilan bakterial jamiyat tuzilishi o‘rganilgan.

Mikrobial jamoalarning qanday shakllanganini tushunish uchun neytral jamoa modeli, null model tahlillari, tarmoq tahlili, FAPROTAX va PICRUSt2 kabi bioinformatika taxmin vositalari ishlatilgan.

Formulalar Nima Aytmoqda?

Ushbu ish ko‘proq zich matematik formulalarga emas, balki jarayon ma'lumotlari va mikrobial jamoa modellashtirishlariga asoslangan.

Eng muhim tushunchalardan biri β-NTI qiymatidir. Bu qiymat, mikrobial jamoa o‘zgarishi ko‘proq tasodifiy jarayonlar bilanmi yoki atrof-muhit tanlovi kabi belgilovchi jarayonlar bilanmi shakllanayotganini tushunish uchun ishlatiladi.

Oddiy qilib aytganda:

• |β-NTI| < 2 bo'lsa, jamoa o'zgarishida tasodifiy jarayonlar ustunroq deb hisoblanadi.
• |β-NTI| > 2 bo'lsa, belgilovchi, ya'ni deterministik jarayonlar ko'proq ustun bo'lganligi hisoblanadi.

Ushbu tadqiqotda barcha guruhlarda tasodifiy jarayonlar muhim ko‘rinishda bo‘lgan, lekin WH2 guruhida bu hissa eng yuqori darajaga chiqqan. Bu, WH2 ning mikroblar jamoasining yanada dinamik tarzda qayta tiklanishiga yordam bergan bo‘lishi mumkinligini anglatadi.

Boshqa muhim tushuncha NH4+/NO3− nisbatidir. Kompostning pishib yetilishini baholashda ammoniyning nitratga nisbatan ko‘p bo‘lishi jarayon to‘liq amalga oshmaganini ko‘rsatishi mumkin. Tadqiqotda, pishgan kompost uchun bu nisbatning past bo‘lishi ijobiy deb hisoblangan. WH2 guruhida bu nisbat eng past qiymatlardan biriga yetib, pishish nuqtai nazaridan ijobiy signal bergan.

Shuningdek, tadqiqot; nifH, ureC, nxrA, nxrB, nasB va nirS kabi azot aylanishi bilan bog‘liq genlarning taxminiy ko‘pligini baholaydi. Bu yerda ayniqsa nirS geni, denitrifikatsiya bilan bog‘liq bo‘lgani uchun muhimdir. WH2 ning nirS ko‘pligini kamaytirishi, azotning gaz shaklida yo‘qotilishini cheklash salohiyati bilan talqin qilingan.

Grafik / Jadval / Shema Asosiy Xabari

Maqoladagi tasvirlar to'g'ridan-to'g'ri nusxalanmasdan shunday qisqacha bayon qilinishi mumkin:

Birinchi grafik guruhi namlikni yo‘qotish darajasi, uchuvchi qattiq moddalarning parchalanishi va urug‘lik yonalish indeksini taqqoslaydi. Asosiy xabar shuki: Barcha mikroblarli inokulyantlar kompostlash samaradorligini oshirgan; ammo WH2 guruhi namlikni yo‘qotish va organik modda parchalanishi bo‘yicha eng kuchli guruhlardan biri bo‘lgan. Urug‘lik yonalish indeksi ham pishib yetish nuqtai nazaridan ijobiy darajaga chiqqan.

Ikkinchi grafiklar guruhi azot, ammiak, nitrat va nitritning umumiy o'zgarishini ko'rsatadi. Asosiy xabar: Kompostlash jarayonida barcha guruhlarda umumiy azot kamayadi, lekin WH2 bu yo'qotishni sezilarli darajada cheklaydi. Ammoniy va nitrit avval ko'tariladi, keyin pasayadi, nitrat esa vaqt o'tishi bilan oshadi. Bu azot konvertatsiyasi faol ravishda davom etayotganini ko'rsatadi.

Mikrobiyal jamoa grafiklari, Firmicutes, Actinobacteria va Proteobacteria kabi katta bakteriya guruhlarining vaqt o'tishi bilan o'zgarishini ko'rsatadi. WH2 guruhida ayniqsa oxirgi bosqichda Actinobacteria ning ortishi va Saccharomonospora ning boyishi e'tiborni tortadi. Ushbu guruhlar, yanada qiyin parchalanadigan organik moddalarining ajralishi va gumuslanish jarayonlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Jamoa yig‘ilishi va azot funksiyasi grafiklari, WH2’ning faqat “ko‘proq mikrob qo‘shish” bilan cheklanishini o‘ylashga imkon bermaydi. WH2, jamoaning qayta tartiblanishini va azot aylanishi bilan bog‘liq bakteriyalarning harakatini samaraliroq yo‘naltirgan bo‘lishi mumkin.

Oxirgi mexanizm sxemasi ishning umumiy modelini soddalashtiradi: Mikrobial inokulyantlar kompostdagi mikroorganizmlarning ko'chishini, jamoa navbatini, foydali bakteriya turlari boyishini va azot aylanishi genlarini taʼsir qilib, kompostning samaradorligini o'zgartirishi mumkin. WH2 ushbu zanjirda uzoqroq va kengroq taʼsir ko'rsatgan.

Tajriba Qanday O'tkazilgan?

Tadqiqotchilar oshxona chiqindisini talash bilan 7:1 og‘irlik nisbati bilan aralashtirgan. Ushbu aralashma 55 litrlik reaktorlarida 10 kun davomida ishlov berilgan. Birinchi 4 kun qo‘llab-quvvatlangan termal biquritish, keyingi 6 kun esa kompostlash jarayoni sifatida rejalashtirilgan.

Har bir jarayon guruhi uch marta takrorlangan. Mikrobial inokulyantlar bir xil tirik bakteriya zichligida qo‘llanilgan. Reaktorlarga ma’lum interval bilan havolantirish amalga oshirilgan va ikki kunda bir marta aralashtirilgan.

Harorat kuniga uch marta o‘lchanadi. Namuna 0, 2, 4, 6, 8 va 10-kunlarda olingan. Har bir namuna turli tahlillarga ajratilgan:

• Ba'zi qismi umumiy uglerod va umumiy azot uchun quritilgan.
• Bir qismi namlik, pH, elektr o'tkazuvchanlik, ammoniy, nitrat, nitrit va germinatsiya indeksi uchun saqlangan.
• Bir qismi ham mikroblar DNA tahlili uchun muzlatilgan.

Mikrobiyal tahlilda 16S rRNA genining ketma-ket nusxasi olingan. Bu usul, muhitda qaysi bakteriya guruhlari mavjudligini va vaqt o'tishi bilan qanday o'zgarishini tushunishga yordam beradi.

Natijalar Nimalarni Ko‘rsatmoqda?

Natijalar, mikrobiologik inokulyantdan foydalanishning bioquritish-kompostlash jarayonini umumiy ravishda yaxshilashini ko'rsatmoqda. Ammo WH2 boshqa guruhlarga nisbatan yanada muvozanatli va kuchli natija ko'rsatdi.

WH2 guruhida harorat tez ko‘tarilgan, eng yuqori harorat yuqoriroq bo‘lgan va termofilik davr uzoqroq davom etgan. Bu, organik moddalar faolroq parchalangani va namlikni yo‘qotish samaraliroq bo‘lganini ko‘rsatadi.

Namlikni yo'qotish darajasi WH2 guruhida %61 gacha etdi. Bu muhim, chunki oshxona chiqindilarining eng katta muammolaridan biri yuqori namlikdir. Namlik samarali tarzda yo'qotilganda chiqindining hajmi, tashilishi va oxirgi mahsulot sifatiga ijobiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Uchuvchi qattiq parchalanish darajasi WH2 da %38 sifatida bildirildi. Bu qiymat organik moddaning parchalanish samaradorligini ko‘rsatadi. Ya’ni WH2 faqat suvni kamaytirish bilan cheklanib qolmasdan, organik modda parchalanishini ham tezlatgan.

Donor ekish indeks WH2da %111 ga yetdi. Ekish indeksi, kompostning o'simliklar uchun zaharli yoki zaharsiz ekanligini tushunishda ishlatiladigan amaliy ko'rsatkichlardan biridir. 70% dan yuqori ko'pincha pishib yetish nuqtai nazaridan ijobiy hisoblanadi. WH2ning yuqori qiymati, mahsulot pishganligi nuqtai nazaridan kuchli signal beradi.

Azot nuqtai nazaridan qaralganda, jami azot barcha guruhlarda kamaygan; lekin WH2 guruhida yo‘qotish ancha past darajada qolgan. Nazorat guruhida jami azot yo‘qotilishi taxminan %29,5 bo‘lsa, WH2 guruhida taxminan %10,5 deb xabar qilingan. Bu, WH2’ning azotni kompost ichida yaxshiroq saqlay olishini o‘ylashga undaydi.

Mikrobiyal darajada WH2; Lactobacillus, Bacillus va Saccharomonospora kabi turli bosqichlarda samarali jinslarning boyishishi bilan bog‘langan. Ushbu jinslar organik moddalar parchalanishi, harorat ko‘tarilishi, humuslashish va kompost pishishi jarayonlarida rol o‘ynashi mumkin.

Azot aylanishi bashoratlarida WH2 denitrifikatsiya bilan bog‘liq nirS genining nisbiy ko‘pligini kamaytirgan ko‘rinadi. Denitrifikatsiya azotning gaz shaklida yo‘qolishiga olib kelishi mumkin bo‘lgan jarayondir. Shu sababli, nirS ni bostirish azot yo‘qolishining kamayishi bilan uyg‘un mexanizm sifatida izohlangan.

Bu Nima Uchun Muhim?

Oshxona chiqindilarini boshqarish, shaharlashuv va barqaror resurslardan foydalanish nuqtai nazaridan muhim masaladir. Katta miqdordagi organik chiqindilar saqlash punktlariga yuborilsa, hid, oqindi suvi, issiqxona gazlari va gigiena muammolarini yuzaga keltirishi mumkin. Buning aksiga, mos biologik jarayon bilan bu chiqindilar organik o'g'itga aylantirilishi mumkin.

Ammo kompostlash faqat “qoldiqni saqlash” emas. Jarayonda harorat, namlik, pH, sho‘rlik, mikroorganizmlarning muvozanati va azot aylanishi birga ishlaydi. Noto'g'ri boshqarilgan kompostlash sekin kechishi mumkin va azot yo‘qotilishi sababli past oziqlik qiymatiga ega mahsulot berishi mumkin.

Ushbu ish shuni ko‘rsatadiki, mikrobiya inokulyantlari faqat jarayonni tezlashtirmaydi, balki mikrobiya jamiyatining qanday tashkil etilishini va azotning tizimda qanday ushlab turilishini ham ta'sir qilishi mumkin.

WH2ning oldinga chiqishi, kelajakda chiqindi boshqarish inshootlari uchun maxsus ishlab chiqilgan mikroblar aralashmalarining ahamiyatini oshirishi mumkin. Biroq buning uchun laboratoriya miqyosidan chiqib, kattaroq miqyosli, gaz emissiyasi o‘lchanadigan va turli chiqindi tarkiblarini qamrab oladigan tadqiqotlar kerak bo‘ladi.

Diqqat Nuqtalari

Ushbu ish hakamlar baholashidan o'tmagan bir preprintdir. Topilmalar mustaqil baholash jarayonidan keyin o'zgarishi mumkin.

Tajriba 10 kunlik reaktor o'lchamida o'tkazildi. Haqiqiy shahar miqyosidagi oshxona chiqindilarini qayta ishlash zavodlarida harorat, aralashma, namlik, havo oqimi va chiqindilar tarkibi ko'proq o'zgaruvchan bo'lishi mumkin.

Ish, azot yo‘qolishini jarayon ko‘rsatkichlari va funksion taxminlari bilan tushuntiradi; ammo gaz emissiyalarini to'g'ridan-to'g'ri kuzatish qismi cheklangan bo‘lib qolgan. Kelajakda NH3, N2O va boshqa gazlarni to'g'ridan-to'g'ri o‘lchash kerak bo‘ladi.

FAPROTAX va PICRUSt2 kabi vositalar, mikroblarning funksiyalarini taxmin qiladi; to'g'ridan-to'g'ri gen ekspressiyasi yoki ferment faoliyatini o‘lchash emas. Shu sababli “shu gen aniq shu ta’sirni ko‘rsatdi” deb emas, “bu mexanizm qo‘llab-quvvatlanayotgan bo‘lishi mumkin” deyilishi to'g'riroq.

WH2 umid baxsh qiluvchi ko‘rinishga ega bo‘lsa-da, turli oshxona chiqindilari tarkiblari, turli iqlimlar, turli reaktor dizaynlari va uzoq muddatli mahsulot xavfsizligi nuqtai nazaridan qayta sinovdan o‘tkazilishi kerak.

Natija

Bu preprint ish, oshxona chiqindilarini bioquruq-kompostlash jarayonida kompozit mikrobial inokulyantlarning samaradorligini qanday o'zgartirishi mumkinligini ko'rsatadi. To'rt inokulyantning barchasi jarayonni yaxshilasa-da, WH2 eng diqqatga sazovor guruh sifatida ajralib turadi.

WH2; chirishni yo‘qotish, organik moddalar parchalanishi, kompost pishganligi va azotni saqlash bo‘yicha kuchli natijalar bergan. Mikrobial tahlillar ushbu muvaffaqiyatning faqat boshlang‘ichda ko‘proq mikroblar qo‘shilishidan emas, balki jarayon davomida mikrobial jamoaning qayta tashkil etilishidan, foydali turlarni boyishidan va azot aylanishining turli yo‘nalishlarga siljishidan kelib chiqishi mumkinligini bildiradi.

Verianla o'quvchisi uchun ushbu maqolaning asosiy xabari shuki: chiqindilarni qimmatli mahsulotga aylantiradigan narsa faqat kompost idishi yoki reaktor emas; Bu mikroblar ekotizimi bo'lib, to'g'ri vazifalarni o'z vaqtida bajarishi kerak. WH2 kabi aralashmalar bu mikrob orkestrni samaraliroq boshqarish usuli bo'lishi mumkin; biroq, amalda amalga oshirish yanada keng ko'lamli tasdiqlashni talab qiladi.

Manba va Usul Eslatma

Ushbu maqola oshxona chiqindilarini bioquritish-kompostlash jarayonida kompozit mikrob inokulantlarining ta'sirini o'rganadigan preprint ilmiy tadqiqotning soddalashtirilgan o'zbekcha talqini hisoblanadi. Matn so'zma-so'z tarjima emas; Grafiklarning asosiy g'oyasi, usuli, xabari, mikroblar tahlili, azot sikli natijalari va maqoladagi cheklovlar Verianla o'quvchisi uchun qayta bayon qilingan.

Ish; oshxona chiqindilari-yog'och talashi aralashmasi, 55 litrlik reaktorlar, 10 kunlik bioquritish-kompostlash jarayoni, to'rt xil inokulyant, fiziko-kimyoviy o'lchovlar, 16S rRNA sekvensiya, mikroblar jamoasi modellashuvi va azot aylanishi funksiyasi prognozlari asosida olib borilgan. Topilmalar laboratoriya/reaktor miqyosida baholanishi lozim; haqiqiy inshootda qo'llash uchun qo'shimcha miqyosni oshirish va gaz chiqarilishini o'lchash zarur.