تاثیر غنی‌سازی و تلقیح میکروبی بر بهبود خصوصیات کیفی ویناس چغندر قند برای استفاده در اراضی کشاورزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم خاک دانشگاه زنجان

2 استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور

چکیده

سابقه و هدف : ویناس پساب صنعت الکل‌سازی بوده و مایعی با رنگ قهوه‌ای تیره می‌باشد که محتوی ترکیبات آلی و معدنی متنوعی است و ورود آن به محیط زیست ممکن است مشکلاتی به همراه داشته باشد. طی سال‌های اخیر نگاه متفاوت به محصولات جانبی و استفاده از آنها در سایر زمینه‌های مختلف مورد توجه قرار گرفته است. کاربرد این ضایعات در زمین‌های کشاورزی به عنوان بخشی از برنامه حاصلخیز نمودن خاک یکی از این موارد می‌باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر تیمار ویناس با نوعی کنسرسیوم متشکل از سه گونه باکتری مختلف بر نیاز اکسیژن شیمیایی(COD)، نیاز اکسیژن زیستی(BOD)، فنل و شدت رنگ ویناس خام و همچنین تاثیر ویناس خام و تیمار شده بر جمعیت قارچ‌ها و باکتری‌های خاک می‌باشد.
مواد و روشها : ویناس مورد مطالعه از کارخانه شرکت الکل‌سازی تقطیر خراسان تهیه شد. در این پژوهش، تجزیه زیستی با استفاده از نوعی کنسرسیوم متشکل از سه باکتری Pseudomonas aeruginosa ، Stenotrophomonas maltophila وProteus mirabilis انجام شد. در این مطالعه، تاثیر دما، غلظت آلوده‌سازی، وجود نمک‌های معدنی، غلظت‌های متفاوت اسید هیومیک و منابع متفاوت کربن و نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تاثیر کاربرد ویناس خام و تیمار شده بر جمعیت میکروارگانیسم‌های خاک، جمعیت باکتری‌ها و قارچ‌های خاک به عنوان شاخص جمعیت میکروارگانیسم‌ها شمارش شد.
یافته‌ها : نتایج نشان داد که این کنسرسیوم با ایجاد شرایط بهینه در دمای 38 درجه سلسیوس و غلظت آلوده‌سازی 10 درصد حجمی- حجمی طی مدت 5 روز قادر به کاهش 1/57 و 7/75 درصدی به ترتیب در مقدار COD و BOD بود. مقدار رنگ و فنل نیز به ترتیب 2/59 و 6/66 درصد کاهش یافت. اضافه نمودن گلوکز به عنوان منبع ساده کربن باعث افزایش تاثیرگذاری کنسرسیوم بر ویناس شد. حضور اسید هیومیک به عنوان منبع پیچیده کربن و همچنین یک عامل محرک رشد باکتری‌ها بر عملکرد کنسرسیوم بر ویناس تاثیر مثبت داشت. بیشترین کاهش رنگ، COD و فنل در غلظت 40 میلی‌گرم بر لیتر اسید هیومیک دیده شد. با اضافه کردن ویناس خام و تیمار شده به خاک پس از گذشت 33 روز، جمعیت باکتری‌ها تحت تاثیر ویناس خام و تیمار شده به ترتیب 6/27 و 0/17 درصد افزایش یافت. این روند به طور تقریبا مشابه برای قارچ‌ها نیز تکرار شد.
نتیجه‌گیری : به طور کلی نتایج حاصل از این آزمایش نشان می‌دهد که استفاده از این کنسرسیوم با ایجاد شرایط بهینه قادر به کاهش درصد بالایی از رنگ، COD و مواد فنولیک می‌باشد و استفاده از این کنسرسیوم برای تجزیه زیستی ویناس تولید شده در صنعت الکل سازی، قبل از رهاسازی آنها به محیط زیست می‌تواند تاثیر منفی بالقوه آنها را کاهش دهد. همچنین اضافه کردن ویناس خام و تیمار شده به خاک باعث افزایش جمعیت قارچ‌ها و باکتری‌ها می‌شود که تاثیرگذاری ویناس خام در این مورد بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of enrichment and microbial inoculation on properties of sugar beet vinasse for application in farmland

نویسنده [English]

  • Akbar Hassani 1

چکیده [English]

Background and objectives: Vinasse is a dark brown effluent of ethanol industrial process, which contains different organic and inorganic compounds and disposal of vinasse into the environment may create some problems. In recent years, different point of view at by-products and their application is taken into consideration. Application of vinasse in farmlands as a part of soil fertilization program is one of the cases. The aim of this study was to evaluate the effect of vinasse treatment with a consortium of three different bacteria and the effects on chemical and biological oxygen demand, phenol concentration and color of vinasse and also the effects of raw and treated vinasse on soil fungal and bacterial populations.
Materials and methods: Vinasse was supplied from Taghtir Khorasan company. In this study, A bacterial consortium comprising of three bacterial cultures, Pseudomonas aeruginosa, Stenotrophomonas maltophila and Proteus mirabilis was used to degrade vinasse. The effects of temperature degree, inoculum concentration, presence of mineral salts, different concentrations of humic acid and various sources of carbon and nitrogen on vinasse degradation was studied. To evaluate the effect of raw and treated vinasse on soil microbial community, populations of soil bacteria and fungi as an indicator of microbial population was determined.
Results: The results showed that in optimum condition with inoculum concentration of 10 percent V/V at 38⁰ C under static condition the consortium reduced chemical and biological oxygen demand 57.1% and 75.7% respectively within 5 days. Also 59.2 % decolorization and 66.6 % reduction in phenolic matters was observed. Gglucose as a simple source of carbon increased the effectiveness of the consortium and humic acid as a complex source of carbon had a positive effect on the consortium effectiveness on vinasse. The most decolorization and reduction of chemical oxygen demand and phenol was in concentration of 40 mg L-1 of humic acid. Soil bacterial populations increased 27.6% and 17.0% by adding raw and treated vinasse to soil within 33 days. This was repeated almost similar to fungi.
Conclusion: The results of this study showed the application of the consortium at optimum condition could considerably reduce color, chemical oxygen demand and phenolic matter concentration in vinasse and treating the raw vinasse with the consortium to reduction the potentially harmful effects could considered in ethanol industry. Adding raw and treated vinasse to soil, increased fungal and bacterial populations which the effect of raw vinasse was some more than treated one.

کلیدواژه‌ها [English]

  • vinasse
  • bacterial consortium
  • biologycal treatment
  • Humic acid
  • biologycal oxygen demand