Composting sugar cane bagasse at full scale: organic matter decay kinetics, metagenomics and plant-growth promoting bacteria capabilities



Document title: Composting sugar cane bagasse at full scale: organic matter decay kinetics, metagenomics and plant-growth promoting bacteria capabilities
Journal: Revista internacional de contaminación ambiental
Database: PERIÓDICA
System number: 000451414
ISSN: 0188-4999
Authors: 1
2
1
Institutions: 1Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco A.C., Guadalajara, Jalisco. México
2Universidad Autónoma de Nayarit, Unidad Academica de Ciencias Básicas e Ingenierías, Tepic, Nayarit. México
Year:
Volumen: 36
Number: 2
Pages: 361-370
Country: México
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental, analítico
Spanish abstract Las dificultades de manejo del compostaje a escala comercial o de campo dificultan el desarrollo de estudios cinéticos, lo que ha llevado a una ausencia de información en la literatura en las condiciones reales comerciales. Aunque se ha reportado que el compostaje tiene tres fases según la temperatura y la materia orgánica, se ha descrito que sigue una cinética de decaimiento exponencial. En el presente trabajo se analizaron la disminunición de materia orgánica y la temperatura interna y externa de filas de composta de bagazo de caña a lo largo del tiempo a nivel comercial (escala de campo) y metagenómica del producto final. La composta final se alcanzó a las 12-17 semanas con 41-47 % de humedad y 31-47 % de materia orgánica. El modelo cinético de degradación mostró una R2 ≥ 0.6 y no se observaron diferencias entre el ajuste al modelo exponencial y el lineal. La constante de degradación lineal fue de 2.5 % materia orgánica/semana, en un rango entre 2.2 y 3.7 %/semana. Las clases bacterianas más abundantes de los análisis metagenómicos del producto final fueron Bacilli y Anaerolineae. Los aislados bacterianos cultivados mostraron capacidad de promoción de crecimiento de plantas y degradación de aromáticos. Esto aporta conocimiento para futuros estudios de prospección para cientìficos y empresas que realicen compostaje a nivel comercial
English abstract The management difficulties implied at field-scale composting make difficult to perform kinetic studies, leading to a gap in the literature at real enterprise conditions. Although composting has been reported to show a three-phase kinetics regarding the temperature, for organic matter, an exponential decay kinetics has been described. Organic matter decay, internal temperature of sugar-cane bagasse compost windrows along the time at enterprise (field-scale) level and the microbial community of the final product were analyzed. Final compost was achieved at 12-17 weeks with 41-47 % humidity and 31-47 % organic matter content. Kinetics model of organic matter biodegradation showed R2 ≥ 0.6 and no differences between exponential or linear model R2 were observed. Linear biodegradation constant was 2.5 % of organic matter loss/week, ranging from 2.2 to 3.7 %/week. The most abundant bacterial classes were Bacilli and Anaerolineae from metagenomic analysis. Bacterial cultures isolated showed plant-growth promoting and aromatic degradation capabilities. This shed light to future prospection studies on real-world composting for enterprises and scientists
Disciplines: Química,
Biología,
Ingeniería
Keyword: Ingeniería química,
Fermentaciones,
Bacterias,
Composta,
Caña de azúcar,
Biodegradabilidad,
Microbioma,
Biofertilizantes
Keyword: Chemical engineering,
Fermentation,
Bacteria,
Sugar cane,
Compost,
Biodegradability,
Microbioma,
Biofertilizers
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