تاثير غني سازي و تلقيح ميكروبي بر بهبود خصوصيات كيفي ويناس چغندر قند براي استفاده در اراضي كشاورزي

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

سابقه و هدف : ويناس پساب صنعت الكل سازي بوده و مايعي با رنگ قهوه اي تيره مي باشد كه محتوي تركيبات آلي و معدني متنوعي است و ورود آن به محيط زيست ممكن است مشكلاتي به همراه داشته باشد. طي سال هاي اخير نگاه متفاوت به محصولات جانبي و استفاده از آنها در ساير زمينه هاي مختلف مورد توجه قرار گرفته است. كاربرد اين ضايعات در زمين هاي كشاورزي به عنوان بخشي از برنامه حاصلخيز نمودن خاك يكي از اين موارد مي باشد. هدف از اين پژوهش بررسي تاثير تيمار ويناس با نوعي كنسرسيوم متشكل از سه گونه باكتري مختلف بر نياز اكسيژن شيميايي(COD)، نياز اكسيژن زيستي(BOD)، فنل و شدت رنگ ويناس خام و همچنين تاثير ويناس خام و تيمار شده بر جمعيت قارچ ها و باكتري هاي خاك مي باشد. مواد و روش ها : ويناس مورد مطالعه از كارخانه شركت الكل سازي تقطير خراسان تهيه شد. در اين پژوهش، تجزيه زيستي با استفاده از نوعي كنسرسيوم متشكل از سه باكتري Pseudomonas aeruginosa ، Stenotrophomonas maltophila و Proteus mirabilis انجام شد. در اين مطالعه، تاثير دما، غلظت آلوده سازي، وجود نمك هاي معدني، غلظت هاي متفاوت اسيد هيوميك و منابع متفاوت كربن و نيتروژن مورد بررسي قرار گرفت. براي بررسي تاثير كاربرد ويناس خام و تيمار شده بر جمعيت ميكروارگانيسم هاي خاك، جمعيت باكتري ها و قارچ هاي خاك به عنوان شاخص جمعيت ميكروارگانيسم ها شمارش شد. يافته ها : نتايج نشان داد كه اين كنسرسيوم با ايجاد شرايط بهينه در دماي 38 درجه سلسيوس و غلظت آلوده سازي 10 درصد حجمي- حجمي طي مدت 5 روز قادر به كاهش 57/1 و 75/7 درصدي به ترتيب در مقدار COD و BOD بود. مقدار رنگ و فنل نيز به ترتيب 59/2 و 66/6 درصد كاهش يافت. اضافه نمودن گلوكز به عنوان منبع ساده كربن باعث افزايش تاثيرگذاري كنسرسيوم بر ويناس شد. حضور اسيد هيوميك به عنوان منبع پيچيده كربن و همچنين يك عامل محرك رشد باكتري ها بر عملكرد كنسرسيوم بر ويناس تاثير مثبت داشت. بيشترين كاهش رنگ، COD و فنل در غلظت 40 ميلي گرم بر ليتر اسيد هيوميك ديده شد. با اضافه كردن ويناس خام و تيمار شده به خاك پس از گذشت 33 روز، جمعيت باكتري ها تحت تاثير ويناس خام و تيمار شده به ترتيب 27/6 و 17/0 درصد افزايش يافت. اين روند به طور تقريبا مشابه براي قارچ ها نيز تكرار شد. نتيجه گيري : به طور كلي نتايج حاصل از اين آزمايش نشان مي دهد كه استفاده از اين كنسرسيوم با ايجاد شرايط بهينه قادر به كاهش درصد بالايي از رنگ، COD و مواد فنوليك مي باشد و استفاده از اين كنسرسيوم براي تجزيه زيستي ويناس توليد شده در صنعت الكل سازي، قبل از رهاسازي آنها به محيط زيست مي تواند تاثير منفي بالقوه آنها را كاهش دهد. همچنين اضافه كردن ويناس خام و تيمار شده به خاك باعث افزايش جمعيت قارچ ها و باكتري ها مي شود كه تاثيرگذاري ويناس خام در اين مورد بيشتر است.

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.