Abstract

Livestock and poultry wastes, when effectively managed, become feedstock for organic fertiliser production. Researchers from the All-Russian Research Institute of Reclaimed Lands, the branch of Federal Research Center “V.V. Dokuchaev Soil Science Institute”, proposed an accelerated regimen of cattle manure solid-phase fermentation with peat: 48 h at 37 °C, then 48 h at 60 °C and 24 h at 37 °C, terminating with nat-ural cooling of the fermented mass. A distinctive feature of the proposed accelerated fermentation is maintenance of set-point temperatures. The aim of the work is to perform a microbiological evaluation of the process of accelerated solid-phase fermentation. An experiment was carried out in a 1.75 dm3 laboratory fermenter. During the fermentation, we studied the number of microorganisms, which use organic and mineral nitrogen forms, using the limiting dilution method, as well as the species membership by mass spectrometry. The experimental findings showed that the temperature regime of the main fermentation steps yielded the maximum number of mesophilic and thermophilic nitrogen-transforming microorganisms. Their active growth caused the intensive transformation of the fermented mixture, as evidenced by mesophilic and thermophilic mineralisation coefficients. At the end of the process, the linear mineralisation coefficients were used to assess the completion of the fermentation product transformation and stabilisation. The fermentation product comprised a high number of nitrogen-transforming microorganisms (on average, 3.5±0.3•108 COE/g on a dry weight basis). The determination of the microbiota species membership in the fermented mass and the final product confirmed that the process temperature regime ensured the elimination of the sanitary-indicatory microorganisms present in the original mixture (E. coli, Citrobacter, Proteus). In addition, during pasteurisation, this regime led to the active development of non-pathogenic Bacillus bacteria (B. megaterium, B. subtilis, B. licheniformic, B. pumilus and B. altitudinis). The fermentation product is recommended for use as an environmentally safe organic fertiliser based on the microbiological evaluation.

Highlights

  • For citation: Fomicheva NV, Rabinovich GYu, Prutenskaya EA, Smirnova YuD

  • We studied the number of microorganisms, which use organic and mineral nitrogen forms, using the limiting dilution method, as well as the species membership by mass spectrometry

  • Определение видовой принадлежности микрофлоры ферментируемой массы подтвердило, что предложенный температурный режим проведения ускоренной ферментации обеспечивает уничтожение санитарно-показательных микроорганизмов и способствует активному развитию бактерий рода Bacillus: B. megaterium, B. subtilis, B. licheniformic, B. pumilus и B. altitudinis, которые не являются патогенными и болезнетворными микроорганизмами и безопасны для человека

Read more

Summary

Температурный режим ускоренной ферментации

Если в начале процесса ферментации численность термофильных микроорганизмов, использующих органический и минеральный азот, составляла 11,3±1,1·106 КОЕ/г АСВ и 3,4±0,5·106 КОЕ/г АСВ соответственно, то спустя 48 ч при температуре 60 oС их количество достигало максимума – 5,6±0,7·108 КОЕ/г АСВ и 8,1±0,9·108 КОЕ/г АСВ соответственно, что свидетельствовало об активном разложении сложных органических соединений в этот период [14]. Потребляющих органические и минеральные формы азота, при 60 oС отмечены и в другом лабораторном эксперименте по компостированию навоза КРС [9]. В биоудобрении Полифункур, полученном сотрудниками Института микробиологии НАН Беларуси и Института природопользования НАН Беларуси в лабораторном биореакторе путем переработки куриного помета, численность микроорганизмов, использующих органический азот, достигала 1,1±0,04·107 КОЕ/г АСВ, а усваивающих минеральные формы азота – 0,6±0,05·107 КОЕ/г АСВ. В биоудобрении Омуг, разработанном сотрудниками ВНИИСХМ и ИАЭП на основе аэробной ферментации помета, численность аммонификаторов составляет 9·107 КОЕ/г АСВ. [16]

Коэффициент минерализации
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.