№78-16
Склад мікрофлори біодобрив, отриманих шляхом застосування технологій вермикультивування та компостування
О.І. Сідашенко1, І.Г. Миронова1, К.І. Тимчий2
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2024, 78:186–196
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/78.186
АНОТАЦІЯ
Мета. Дослідження мікробіологічного складу біогумусу порівняно з компостом, отриманих із твердої органічної біомаси після метанового бродіння шляхом технологій вермикультивування та компостування.
Методика дослідження. Вивчення порівняльного складу еколого-трофічних груп мікроорганізмів біогумусу та компосту проведено за допомогою стандартних методів бактеріологічного посіву на чашки Петрі з подальшим підрахунком колоній для визначення кількості колонієутворюючих одиниць (КУО/мл). Отримані результати було опрацьовано за допомогою MS Office Exel.
Результати дослідження. Досліджено склад мікрофлори органічної біомаси, отриманої після біогазового бродіння, яку піддавали біотрансформації шляхом застосування методу вермикультивування за допомогою культури черв’яків р. Eiseniaта процесу компостування. Встановлювали кількість мікроорганізмів різних еколого-трофічних груп — амоніфікаторів, мікроміцетів та актиноміцетів, що відіграють важливу роль у відновленні та покращенні родючості ґрунтів. Виявлено, що біомаса після метанового бродіння, яку піддавали вермикультивуванню на 55-ту добу дослідження у середньому мала у 2,2 рази більшу кількість різних груп мікроорганізмів порівняно з компостом, що говорить про її цінність та якість з точки зору застосування у якості біодобрива.
Наукова новизна. Вперше проведено порівняльний аналіз мікрофлори вермикультивованої і компостованої біомаси, отриманої після метанового бродіння. Встановлено, що протягом перших двох тижнів (15 доба) і по завершенню дослідження (55 доба), біогумус характеризувався вищим рівнем мікроорганізмів різних еколого-трофічних груп, а саме амоніфікаторів, мікроміцетів і актиноміцетів, порівняно з компостом, що вказує на доцільність застосування технології вермикультивування для утилізації органічних відходів різного походження порівняно з процесом компостуванням.
Практичне значення. Біомаса, яку отримують після метанового бродіння має неприємний запах, та внаслідок застосування біотехнологічного процесу вермикультивування протягом 55 діб можна отримати біогумус – одне із найякісніших біодобрив, що дозволяє вирощувати якісну еко-продукцію, відіграє значну роль у відновленні та підвищенні родючості ґрунтів, а залишки представників вермикультури – черв’яків р. Eiseniaможна застосовувати у тваринництві, що відповідає вимогам циркулярної економіки. Таким чином, процес вермикультивування дозволяє знизити рівень антропогенного навантаження на навколишнє середовище.
Ключові слова: біогумус, вермикультивування, компостування, еколого-трофічні групи мікроорганізмів, амоніфікатори, мікроміцети, актиноміцети, КУО/мл.
Перелік посилань
1. Фірсова, В.Е., Сітало, А.В., & Миронова, І.Г. (2023, 1–3 березня). Оцінка стану ґрунтів країн Європи та розробка заходів щодо підвищення їх родючості. Матеріали 13-ої Всеукраїнської наук.-техн. конф. студ., аспірантів та молодих вчених «Наукова весна», Дніпро, Україна, 104–106.
2. Zhang, H., Li, J., Zhang, Y., & Huang, K. (2020). Quality of Vermicompost and Microbial Community Diversity Affected by the Contrasting Temperature during Vermicomposting of Dewatered Sludge. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(5), 1748. https://doi.org/10.3390/ijerph17051748
3. Lee, L. H., Wu, T. Y., Shak, K. P. Y., Lim, S. L., Ng, K. Y., Nguyen, M. N., & Teoh, W. H. (2018). Sustainable approach to biotransform industrial sludge into organic fertilizer via vermicomposting: a mini‐review. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 93(4), 925–935. Portico. https://doi.org/10.1002/jctb.5490
4. Senchuk, N. (2021). Introduction of mechanized vermicomposting for utilization of vegetable waste of horticultural farms. Agrobìologìâ, 2(167), 137–145. Internet Archive. https://doi.org/10.33245/2310-9270-2021-167-2-137-145
5. Дідух, В.Ф. (2022, 29–30 вересня). Техніка і технології приготування компостів. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Процеси, машини та обладнання агропромислового виробництва: проблеми теорії та практики», Тернопіль, Україна,12–15.
6. Diacono, M., Gebremikael, M. T., Testani, E., Persiani, A., Fiore, A., Alfano, V., Ciaccia, C., Montemurro, F., & DeNeve, S. (2024). Agricultural Waste Recycling in an Organic Zucchini-Lettuce Rotation: Soil Microbial Parameters Under Laboratory and Field Conditions, and Crop Production Parameters Assessment. Waste and Biomass Valorization, 15(12), 6941–6958. https://doi.org/10.1007/s12649-024-02637-7
7. Toop, T. A., Ward, S., Oldfield, T., Hull, M., Kirby, M. E., & Theodorou, M. K. (2017). AgroCycle – developing a circular economy in agriculture. Energy Procedia, 123, 76–80. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.269
8. Raimi, A. R., Atanda, A. C., Ezeokoli, O. T., Jooste, P. J., Madoroba, E., & Adeleke, R. A. (2022). Diversity and predicted functional roles of cultivable bacteria in vermicompost: bioprospecting for potential inoculum. Archives of Microbiology, 204(5). https://doi.org/10.1007/s00203-022-02864-3
9. Munoz-Ucros, J., Panke-Buisse, K., & Robe, J. (2020). Bacterial community composition of vermicompost-treated tomato rhizospheres. PLOS ONE, 15(4), e0230577. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0230577
10. Vyas, P., Sharma, S., & Gupta, J. (2022). Vermicomposting with microbial amendment: Implications for bioremediation of industrial and agricultural waste. BioTechnologia, 103(2), 203–215. https://doi.org/10.5114/bta.2022.116213
11. Веред, П.І., Мельниченко, О.М., & Злочевський, М.В.(2023, 26 жовтня). Утилізація органічних відходів методом вермікультивування та визначення вмісту нітратів у аграрній продукції вирощеній за використання одержаного біогумусу. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування: освіта – наука – виробництво”, Біла Церква, Україна,7–9.
12. Kumar, R., Jha, S., Singh, S. P., Kumar, M., Kumari, R., & Padbhushan, R. (2023). Organic waste recycling by vermicomposting amended with rock phosphate impacts the stability and maturity indices of vermicompost. Journal of the Air & Waste Management Association, 73(7), 553–567. https://doi.org/10.1080/10962247.2023.2207504
13. Климнюк, С.І,. Ситник, І.О., & Широбоков, В.П. (2018). Практична мікробіологія: навчальний посібник (В.П. Широбокова & С.І. Климнюка, за заг. ред.). Вінниця, Нова книга.
14. Кривцова, М.В., & Сікура, А.О. (2022). Санітарна мікробіологія. Ужгород, ПП Данило.
15. Miranda-Carrazco, A., Chávez-López, C., Ramírez-Villanueva, D. A., & Dendooven, L. (2022).Bacteria in (vermi)composted organic wastes mostly survive when applied to an arable soil cultivated with wheat (Triticum sp. L.). Environmental Monitoring and Assessment, 194(5). https://doi.org/10.1007/s10661-022-09996-5
16. Afanador-Barajas, L. N., Navarro-Noya, Y. E., Luna-Guido, M. L., & Dendooven, L. (2021). Impact of a bacterial consortium on the soil bacterial community structure and maize (Zea mays L.) cultivation. Scientific Reports, 11(1). https://doi.org/10.1038/s41598-021-92517-0
17. Bhatti, A. A., Haq, S., & Bhat, R. A. (2017). Actinomycetes benefaction role in soil and plant health. Microbial Pathogenesis, 111, 458–467. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2017.09.036
18. Teheran-Sierra, L. G., Funnicelli, M. I. G., de Carvalho, L. A. L., Ferro, M. I. T., Soares, M. A., & Pinheiro, D. G. (2021). Bacterial communities associated with sugarcane under different agricultural management exhibit a diversity of plant growth-promoting traits and evidence of synergistic effect. Microbiological Research, 247, 126729. https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126729
19. Allali, K., Goudjal, Y., Zamoum, M., Bouznada, K., Sabaou, N., & Zitouni, A. (2019). Nocardiopsis dassonvillei strain MB22 from the Algerian Sahara promotes wheat seedlings growth and potentially controls the common root rot pathogen Bipolaris sorokiniana. Journal of Plant Pathology, 101(4), 1115–1125. https://doi.org/10.1007/s42161-019-00347-x
20.van der Meij, A., Worsley, S. F., Hutchings, M. I., & van Wezel, G. P. (2017). Chemical ecology of antibiotic production by actinomycetes. FEMS Microbiology Reviews, 41(3), 392–416. https://doi.org/10.1093/femsre/fux005
21. Solans, M., Messuti, M. I., Reiner, G., Boenel, M., Vobis, G., Wall, L. G., & Scervino, J. M. (2019). Exploring the response of Actinobacteria to the presence of phosphorus salts sources: Metabolic and co‐metabolic processes. Journal of Basic Microbiology, 59(5), 487–495. Portico. https://doi.org/10.1002/jobm.201800508
22. Devanshi, S., R. Shah, K., Arora, S., & Saxena, S. (2022). Actinomycetes as An Environmental Scrubber. Crude Oil – New Technologies and Recent Approaches. https://doi.org/10.5772/intechopen.99187
23. Donald, L., Pipite, A., Subramani, R., Owen, J., Keyzers, R. A., & Taufa, T. (2022). Streptomyces: Still the Biggest Producer of New Natural Secondary Metabolites, a Current Perspective. Microbiology Research, 13(3), 418–465. https://doi.org/10.3390/microbiolres13030031
24.Liu, X-C., Chen, L., Li, S-Q, Shi, Q-H, &Wang, X-Y. (2021). Effects of vermicompost fertilization on soil, tomato yield and quality in greenhouse. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao, 32(2), 549–556. https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.202102.022
25. Krishnaswamy, V. G., Sridharan, R., Kumar, P. S., & Fathima, M. J. (2022). Cellulase enzyme catalyst producing bacterial strains from vermicompost and its application in low-density polyethylene degradation. Chemosphere, 288, 132552. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132552
