Микробный синтез на основе целлюлозы: белок и другие ценные продукты - Лобанок А.Г.
ISBN 5-343-00283-8
Скачать (прямая ссылка):
Японская фирма получила штамм бактерий, предназначенный для эффективной переработки рисовой соломы в компост, представляющий собой удобрение для сельскохозяйственных растений. Фирма намечала провести производственные испытания 50 т препарата, получившего название «дайкомпо», который предполагали получить в промышленных условиях в 1980 г. из культуры выделенного штамма (Экспресс-информ. ..., 1979).
Ученые Токийского университета, исследуя возможные способы утилизации навоза свиней, крупного рогатого скота и птиц, показали, что для навоза крупного рогатого скота компостирование наиболее эффективно. Оно предусматривает внесение в навоз микробного инокулята, брикетирование и выдерживание в течение 9 мес. Куриный помет компостируется с использованием инокулята термофильных бактерий (0,025 объема). Процесс включает два этапа: ферментацию в полуанаэробных условиях в течение 65 ч, затем аэробную ферментацию с барботажем при температуре 70 °С в течение почти 40 ч. Ведущая термофильная культура — Thermomonospora viridis. Метод позволяет полностью уничтожить развитие патогенной микрофлоры и дает значительную экономию энергии (Naito et al., 1982).
Для компостирования соломы применяются смешанные популяции микроорганизмов, в которых бактерии, не разлагающие целлюлозу, растут на продуктах, образуемых целлюлозолитичес-кнми грибами, дающими также подходящие субстраты для образования бактериального полисахарида, улучшающего структуру почв. В сообществе с целлюлозолитическими грибами Trichoderma или Penicilium анаэробные бактерии Clostridium bu-tyricum фиксируют атмосферный азот. При компостировании целлюлоза и гемицеллюлоза соломы превращаются микроорганизмами в продукты питания растений (Lynch et al., 1984).
228
В 1984 г. во Францииразработан новый способ биоконверсии растительных, животных и хозяйственных отходов в гуминовые удобрения. Гумификация целлюлозы и лигнина осуществляется аэробными бактериями, действующими в симбиозе с грибами, завершающими получение стабильного гумуса.
Размножение бактерии активизируется путем введения в субстрат металлических электродов любой формы. Возникающий электрический ток обеспечивает электролиз среды и снабжение ее кислородом и водородом. Несколько часов спустя происходит разогревание среды до 60°С, что способствует быстрому разложению субстрата.
Широкое распространение в последние годы получили древесные отходы, которые используются при приготовлении ком-постов (особенно в Японии). Так, для устранения неприятного запаха при компостировании свиного навоза его смешивают с опилками и готовым сухим компостом в соотношении 5:8: 1, оптимальная скорость аэрации при этом 86 мл/(мин-кг). Навоз крупного рогатого скота компостируют с древесными опилками в течение 23 нед. Через 5 нед от начала компостирования соотношение С : N стабилизируется, что свидетельствует о готовности компоста.
Исходным сырьем для приготовления искусственной почвы также служат древесные опилки. Их насыпают в стойлах на фермах крупного рогатого скота слоем 10 см. Через 15 дней опилки, пропитанные экскрементами и мочой животных, смешивают с рыбными отходами и компостируют в ямах. При снижении температуры саморазогревающегося компоста до 30 °С (через 2 мес) в него вносят дождевых червей, и процесс компостирования продолжается еще 16 мес. Полученный материал переносят на птицеферму, где применяют одновременно в качестве подстилки и корма для кур. На заключительном этапе приготовления искусственной почвы подстилку компостируют в буртах и гомогенизируют.
Искусственная почва характеризуется прочной агрегатной структурой, содержит 54 % углерода, 2,7% азота и около 20% водно-растворимых зольных веществ. В смеси с песком она может быть использована как субстрат для выращивания растений в вегетационных сосудах, при этом в отличие от других искусственных субстратов на ней не происходит загнивания корней. В полевом опыте показано, что искусственная почва является высокоэффективным органическим удобрением (Tanaka et al., 1983; Harada et al., 1983).
В европейских странах и США за последние 30 лет возросло производство компоста из коры древесных пород, представляющего собой ценное удобрение для сельскохозяйственных культур. Разработаны методы компостирования, которые позволяют контролировать процесс микробиологического разложения исходного сырья. В ФРГ, где ежегодно в отходы идет 1,5 млн т коры, ее
229
компостированием занимаются 33 специализированных предприятия. Они производят 550 тыс. м3 компоста в год (Экспресс-информ. ..., 1984).
В Италии исследуют вопросы утилизации сельскохозяйственных отходов в Институте лесного хозяйства и охраны природы. Проведена оценка пригодности различных видов отходов для выработки органических удобрений. В стране накапливается около 410 млн м3 отходов деревообрабатывающей промышленности, устранение которых связано с большими трудностями. Создана технология переработки отходов в компост, по которой работают три промышленные установки призводительностью 30 т органических удобрений в год. На специально оборудованной площадке измельченную кору лиственных пород (55%) смешивают с осадком сточных вод целлюлозно-бумажных фабрик (20%) и формируют из них бурты, в которые в три приема добавляют птичий помет (25%)- Массу отходов за весь период компостирования несколько раз перемешивают. Через 8 мес компост готов, он богат гуминовыми кислотами и другими веществами, повышающими плодородие почв. Удобрение широко применяется в садоводстве и овощеводстве, доза 100—200 ц/га. В Италии вырабатывают более 4 млн ц органических удобрений с использованием коры. Внесение ее не только улучшает качество выращиваемых овощей, но и способствует более длительному сохранению товарного качества быстропортящихся овощей при транспортировке.
