Uso de cepas de Bacillus spp. para el pre- tratamiento de residuos lignocelulósicos en fases previas al proceso de compostaje

Abstract

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la aplicación de dos cepas termotolerantes y ligninocelulolíticas de Bacillus spp. en etapas previas al proceso de compostaje, como agentes activadores de la degradabilidad de residuos vegetales procedentes de la agricultura intensiva. El material de partida estuvo compuesto de restos de plantas de tomate y restos de poda mezclados en una proporción (50:50 v/v). Los microorganismos lignocelulolíticos formaban parte de la colección de cepas propia del grupo de investigación “BIO-175” de la Universidad de Almería, habiendo sido identificadas previamente como Bacillus safensis 190 y Bacillus licheniformis 1974. Una vez acondicionados los materiales de partida, se inoculó la mezcla de residuos con ambas cepas microbianas de forma independiente, a dosis alta (106 UFC/g de residuo) y baja (104 UFC/g de residuo) de inóculo, estableciéndose posteriormente muestreos a los 10 y 30 días después del inicio del tratamiento. Para determinar la capacidad de ambas cepas para activar la biodegradación de las mezclas se evaluaron los siguientes parámetros: humedad, materia orgánica, cenizas, relación C/N, respirometría y contenido en celulosa, hemicelulosa y lignina, a lo largo de los 30 días que duró el ensayo. Los resultados mostraron que el tratamiento con las cepas B. licheniformis 1974 y B. safensis 190 influyó en el carácter biodegradable de las mezclas inoculadas después de 10 días de incubación, lo que se tradujo en valores de AT4 superiores a los observados en las muestras no tratadas, así como en una leve reducción de la relación C/N y del contenido en Materia Orgánica. Además, la inoculación con ambas cepas aceleró la degradación de la celulosa en comparación a lo observado en los controles sin inocular, mientras que la degradación de hemicelulosa y lignina fue más notable entre 10 y 30 días desde la aplicación de los tratamientos.

The objective of this study was to evaluate the effect of the application of two thermotolerant and ligninocellulolytic strains of Bacillusspp. in stages prior to the composting process, as agents activating the degradability of plant residues from intensive agriculture. The starting material was composed of tomato plant remains and pruning residues mixed in a ratio (50:50 v/v). The lignocellulolytic microorganisms were part of the collection of strains belonging to the "BIO-175" research group of the University of Almeria, having been previously identified as Bacillus safensis 190 and Bacillus licheniformis 1974. Once the starting materials were conditioned, the mixture was inoculated with both microbial strains independently, at high (106 CFU/g residue) and low (104 CFU/g residue) inoculum doses, and samples were taken 10 and 30 days after the beginning of the treatment. To determine the capacity of both strains to activate the biodegradation of the mixtures, the following parameters were evaluated: moisture, organic matter, ash, C/N ratio, respirometry and cellulose, hemicellulose and lignin content, throughout the 30 days of the trial. The results showed that treatment with strains B. licheniformis 1974 and B. safensis 190 influenced the biodegradability of the inoculated mixtures after 10 days of incubation, which resulted in higher AT4 values than those observed in the untreated samples, as well as a slight reduction in the C/N ratio and organic matter content. In addition, inoculation with both strains accelerated cellulose degradation compared to that observed in the uninoculated controls, while hemicellulose and lignin degradation was more noticeable between 10 and 30 days after the application of the treatments.