تولید کمپوست غنی شده از باگاس نیشکر با استفاده از فرایندهای بیوتکنولوژیک در سطح پایلوت

پژوهش حاضر با هدف جداسازی و ارزیابی میکروارگانیسم های با فعالیت هیدرولازی و دخیل در فرایند کمپوست از باگاس نیشکر و بهینهسازی تولید سریع بیوکمپوست از باگاس نیشکر با استفاده از میکروارگانیسم های بومی و سایر پسماندهای قابل دسترس انجام شد. بدین منظور در ابتدا یک بیوراکتور بستر جامد دینامیک 4 مخزنی با قابلیت کنترل اتوماتیک کشت شامل دما، جریان هوا، رطوبت نسبی و سرعت مخلوط کردن طراحی و راه اندازی شد. در ادامه جداسازی عوامل میکروبی مزوفیل و ترموفیل از فرایند کمپوست در بیوراکتور مذکور با استفاده از محیط کشت های اختصاصی و منابع کربنی حاوی زایلان، سلولز و سلوبیوز جداسازی و ارزیابی شدند. از تعداد حدود 200 جدایه باکتریایی، اکتینومیست و قارچی مزوفیل و ترموفیل، تعداد حدود 60 جدایه دارای حداقل دو فعالیت آنزیمی بودند. در ادامه بر اساس آزمون های کمی تعداد 10 جدایه به عنوان جدایه های برتر انتخاب شدند. به منظور بهینه سازی فرایند تولید بیوکمپوست از باگاس، چهار سویه باکتریایی بومی با فعالیت بالای هیدرولازی در شرایط بهینه کشت و تولید شدند. تولید کمپوست در قالب طرح آماری کاملا تصادفی در کمپوسترهای آزمایشگاهی اجرا شد. در همه تیمارها (بجز شاهد)، باگاس، فیلتر کیک و ویناس به عنوان مواد پایه استفاده شدند و در هر کدام نیز بوستر میکروبی (107-106 سلول در گرم پسماند)، کود مرغی یا اوره استفاده شد. تیمارها شامل 1- کودمرغی و بوستر میکروبی، 2- کودمرغی، 3- کود اوره و بوستر میکروبی، 4- کود اوره، و 5- فقط باگاس (شاهد) بودند. بعد از راه اندازی سیستم، پارامترها شامل میزان C/N، آمونیوم، نیترات، فسفر، پتاسیم، pH و EC هر ده روز یکبار و اندازه گیری دما نیز به صورت روزانه انجام شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان افزایش دما (تا 58 درجه)، و بیشترین میزان کاهش C/N (9/15) و EC در تیمار 1 روی داد. بالاترین میزان محتویات فسفر قابل جذب (1/1 %)، پتاسیم ( 1%)، نیتروژن کل (2%) و نیترات (210 میلی گرم در کیلوگرم) و همچنین پایین ترین میزان آمونیوم (67 میلی گرم در کیلوگرم) به ترتیب در تیمار های 1 و 2 مشاهده شد. بررسی سمیت کمپوست نهایی تیمارها بر جوانه زنی بذر ترتیزک نشان داد که سریعترین و بیشترین میزان جوانه زنی در کمپوست تیمار 1 و2 مشاهده شد. ارتفاع، وزن خشک و تر گیاهان گندم کشت شده در کمپوست حاصل از تیمار 1 بطور معنی داری بیش از سایر تیمارها بود. لذا حضور سویه های میکروبی و همچنین کود مرغی منجر به کاهش معنی دار زمان فرایند، بلوغ کامل کمپوست و در نهایت افزایش کیفیت کودی کمپوست تولیدی از پسماندهای نیشکر شده است. در ادامه تولید بیوکمپوست در سطح پایلوت در محل شرکت توسعه نیشکر خوزستان با دو تیمار شاهد و حاوی کود مرغی و کوکتیل میکروبی انجام شد. با شروع فرایند در هفته اول دما در تیمار میکروبی به شدت و سریع بالا رفت (تا بیش از 75 درجه سلسیوس) و از روز 8 به بعد شروع به کاهش معنی دار کرده و در روز 30 به حدود 50 درجه سلسیوس رسید، در حالیکه در تیمار شاهد تغییر محسوسی در دما ایجاد نشد. از طرف دیگر میزان نسبت کربن به ازت نیز در تیمار میکروبی بعد از یک ماه حدود 40 درصد کاهش یافت که نشانگر بلوغ کمپوست تولیدی در تیمار میکروبی بود ولی در تیمار شاهد تغییر محسوسی مشاهده نشد. علاوه بر این، سایر شاخص های کیفی شامل میزان ازت، فسفر و پتاسیم نیز در تیمار میکروبی بطور معنی داری بالاتر از شاهد بود. در نهایت تحقیق حاضر نشان داد که استفاده از میکروارگانیسم های بومی و همچنین سایر پسماندهای تنظیم کننده محتویات کمپوست می توانند موجب کاهش معنی دار زمان فرایند و همچنین تولید کمپوست غنی شده از باگاس نیشکر شود.واژگان کلیدی: باگاس، بوستر میکروبی، کمپوست، کود مرغی، فیلتر کیک، ویناس