Биоконверсия твердых отходов животноводства с помощью консорциума органотрофных микроорганизмов: результаты опытно-промышленных испытаний | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 66. DOI: 10.17223/19988591/66/11

Биоконверсия твердых отходов животноводства с помощью консорциума органотрофных микроорганизмов: результаты опытно-промышленных испытаний

Приведены результаты исследования по выделению микроорганизмов-продуцентов и опытно-промышленному испытанию сконструированного бактериального консорциума для совместного компостирования отходов животноводства (на примере птичьего помета) и деревообработки (опилок хвойных пород) в условиях Западной Сибири. В состав консорциума вошли термофильные и термотолерантные штаммы органотрофных непатогенных бактерий, продуцентов гидролитических ферментов, выделенные из отходов животноводства и избыточного активного ила очистных сооружений в Томской области: Anoxybacillus kamchatkensis AS-GOS-2, Bacillus amyloliquefaciens PL-1, Aneurinibacillus thermoaerophilus PL-5, Brevibacillus brevis PM-3, Pseudoxanthomonas taiwanensis PM-cell. Тестирование консорциума в ходе совместного компостирования птичьего помета и опилок хвойных пород в соотношении 1:2, проведенное в течение 46 суток при температуре окружающей среды от +3°С до -15°С, показало положительное влияние консорциума на санитарно-паразитологические и микробиологические характеристики использованного помета. Разработанный консорциум может быть рекомендован для компостирования органических отходов в широком технологическом коридоре значений рН и температур. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 3

Ключевые слова

контролируемое компостирование, органические отходы, биоконверсия, микробные консорциумы, термофильные и термотолерантные органотрофные микроорганизмы

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Ивасенко Денис Александрович	Томский государственный университет; ООО «Дарвин»	ст. преп. кафедры ихтиологии и гидробиологии; директор	ivasenko.da@mail.ru
Франк Юлия Александровна	Томский государственный университет; ООО «Дарвин»	доцент, канд. биол. наук, доцент кафедры ихтиологии и гидробиологии; заместитель директора по научной работе	yulia.a.frank@gmail.com
Перченко Роман Викторович	Томский государственный университет	аспирант, Биологический институт	perchenko-roman@mail.ru
Рыбкин Данила Сергеевич	ООО «Дарвин»	главный технолог	danila.rybkin@gmail.com
Герасимчук Анна Леонидовна	Томский государственный университет	канд. биол. наук, доцент кафедры ихтиологии и гидробиологии	gerasimchuk_ann@mail.ru

Всего: 5

Ссылки

Gul-Guven R., Guven K., Poli A., Nicolaus B. Anoxybacillus kamchatkensis subsp. asaccharedens subsp. nov., a thermophilic bacterium isolated from a hot spring in Batman // Journal of General and Applied Microbiology. 2008. Vol. 54, № 6. PP. 327-334.

Lee S.J., Lee Y.J., Ryu N., Park S., Jeong H., Lee S.J., Kim B.C., Lee D.W., Lee H.S. Draft genome sequence of the thermophilic bacterium Anoxybacillus kamchatkensis G10 // Journal of Bacteriology. 2012. Vol. 194, № 23. PP. 6684-6685.

Kevbrin V., Zengler K., Lysenko A., Wiegel J. Anoxybacillus kamchatkensis sp. nov., a novel thermophilic facultative aerobic bacterium with a broad pH optimum from the Geyser valley, Kamchatka // Extremophiles. 2005. Vol. 9, № 5. PP. 391-398.

Takagi H., Shida O., Kadowaki K., Komagata K., Udaka S. Characterization of Bacillus brevis with descriptions of Bacillus migulanus sp. nov., Bacillus choshinensis sp. nov., Bacillus parabrevis sp. nov., and Bacillus galactophilus sp. nov. // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 1993. Vol. 43, № 2. PP. 221-231.

Kamli M.R., Alzahrani N.A.Y., Hajrah N.H., Sabir J.S.M., Malik A. Genome-driven discovery of enzymes with industrial implications from the genus Aneurinibacillus // Microorganisms. 2021. Vol. 26. PP. 499.

Acharya S., Chaudhary A. Alkaline cellulase produced by a newly isolated thermophilic Aneurinibacillus thermoaerophilus WBS2 from hot spring, India // African Journal of Microbiology Research. 2012. Vol. 6. PP. 5453-5458.

Zottig X., Meddeb-Mouelhi F., Charbonneau D.M., Beauregard M. Characterization of a novel alkalophilic lipase from Aneurinibacillus thermoaerophilus: lid heterogeneity and assignment to family I.5 // The Protein Journal. 2017. Vol. 36. PP. 478-488.

Meier-Stauffer K., Busse H., Rainey F., Burghardt J., Scheberl A., Hollaus L.F., Kuen B., Makristathis A., Sleytr U., & Paulmessner I. Description of Bacillus themoaerophilus sp. nov., to include sugar beet isolates and Bacillus brevis ATCC 12990 T // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 1996. Vol. 46. PP. 532-541.

Priest F., Goodfellow M., Shute L.A., Berkeley R. Bacillus amyloliquefaciens sp. nov. norn. rev. // International Journal of Systematic Bacteriology. 1987. Vol. 37. PP. 69-71.

Gotor-Vila A., Teixido N., Sisquella M., Torres R., Usall J. Biological characterization of the biocontrol agent Bacillus amyloliquefaciens CPA-8: The effect of temperature, pH and water activity on growth, susceptibility to antibiotics and detection of enterotoxic genes // Current Microbiology. 2017. Vol. 74, № 9. PP. 1089-1099.

Chen M.Y., Tsay S.S., Chen K.Y., Shi Y.C., Lin Y.T., Lin G.H. Pseudoxanthomonas taiwanensis sp. nov., a novel thermophilic, N2O-producing species isolated from hot springs // International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2002. Vol. 52, № 6. PP. 2155-2161.

Moreno B., Vivas A., Nogales R., Benitez E. Solvent tolerance acquired by Brevibacillus brevis during an olive-waste vermicomposting process // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2009. Vol. 72, № 8. PP. 2109-2114.

Devi S., Sharma C.R., Singh K. Microbiological biodiversity in poultry and paddy straw wastes in composting systems // Brazilian Journal of Microbiology. 2012. Vol. 43. PP. 288296.

Swain M.R., Laxminarayana K., Ray R.C. Phosphorus solubilization by thermotolerant Bacillus subtilis isolated from cow dung microflora // Agricultural Research. 2012. Vol. 1, № 3. PP. 273-279.

Möller E.M., Bahnweg G., Sandermann H., Geiger H.H. A simple and efficient protocol for isolation of high molecular weight DNA from filamentous fungi, fruit bodies, and infected plant tissues // Nucleic Acids Research. 1992. Vol. 20, № 22. PP. 6115-6116.

Gerasimchuk A.L., Ivasenko D.A., Bukhtiyarova P.A., Antsiferov D.V., Frank Y.A. Search for new cultured lipophilic bacteria in industrial fat-containing wastes // BIO Web of Conferences. II International Scientific Conference "Plants and Microbes: The Future of Biotechnology" (PLAMC2020). 2020. Vol. 23. PP. 002012.

ГОСТ 33830-2016. Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2020.

Azim K., Soudi B., Boukhari S., Perissol C., Roussos S., Thami Alami I.Composting parameters and compost quality: a literature review // Organic Agriculture. 2018. Vol. 8. PP. 141-158.

Kulikowska D., Gusiatin Z.M. Sewage sludge composting in a two-stage system: Carbon and nitrogen transformations and potential ecological risk assessment // Waste Management. 2015. Vol. 38. PP. 312-320.

Ogunwande G.A., Osunade J.A. Passive aeration composting of chicken litter: effects of aeration pipe orientation and perforation size on losses of compost elements // Journal of Environmental Management. 2011. Vol. 92. PP. 85-91.

Peirce J.J., Weiner R.F., Vesilind P.A. Chapter 14 - Reuse, Recycling, and Recovery // Environmental Pollution and Control, 4th edn. Butterworth-Heinemann, 1998. PP. 177-191.

Huang G.F., Wu Q.T., Wong J.W.C., Nagar B.B. Transformation of organic matter during co-composting of pig manure with sawdust // Bioresource Technology. 2006. Vol. 97, № 15. PP. 1834-1842.

Kuba T., Tscholl A., Partl C., Meyer K., Insam H. Wood ash admixture to organic wastes improves compost and its performance // Agriculture, Ecosystems & Environment. 2008. Vol. 127, № 1-2. PP. 43-49.

Isikgora F.H., Remzi Becer C. Lignocellulosic biomass: a sustainable platform for the production of bio-based chemicals and polymers // Polymer Chemistry. 2015. Vol. 6. PP. 4497-4559.

Rayne N., Lawrence A. Livestock manure and the impacts on soil health: a review // Soil Systems. 2020. Vol. 4, № 4. PP. 64.

Muhammad J., Khan S., Lei M., Khan M.A., Nawab J., Rashid A., Ullah S., Khisro S.B. Application of poultry manure in agriculture fields leads to food plant contamination with potentially toxic elements and causes health risk // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 19. PP. 100909.

Becker S.J., Ebrahimzadeh A., Plaza Herrada B.M., Lao M.T. Characterization of compost based on crop residues: changes in some chemical and physical properties of the soil after applying the compost as organic // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 2010. Vol. 41, № 6. PP. 696-708.

Tahseen S., Basheer-Salimia R., Hawamde F., Sanchez A. Recycling of organic wastes through composting: process performance and compost application in agriculture // Agronomy. 2020. Vol. 10, № 11. PP. 1838.

Awogbemi O., Von Kallon D.V. Pretreatment techniques for agricultural waste // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2022. Vol. 6. PP. 100229. 10.1016/j. cscee.2022.100229.

Chilakamarry C.R., Sakinah A.M., Zularisam A., Sirohi R., Khilji I.A., Ahmad N., Pandey A. Advances in solid-state fermentation for bioconversion of agricultural wastes to valueadded products: Opportunities and challenges // Bioresourse Technology. 2022. Vol. 343. PP. 126065.