Fed-batch production of high-quality biofertilizer from the mackerel wastewater and its economic analysis for commercialization

Abstract

유기물 폐기물과 폐수가 유용한 자원으로 인식이 되며, 생선 폐수로부터의 생물학적 비료 생산은 생선 폐수의 완전한 재활용뿐만 아니라 농업에 유익한 도움이 되는 방식으로 많은 주목을 받고 있다. 이러한 측면에서, 생물학적 비료의 핵심 성분은 공급-일괄 공정에서 생물 분해를 통해 수집되고 특성화되었다. 공급-일괄 공정에서는 높은 수(5.33 × 10^9 CFU/mL)의 생존 세포가 더 많은 저분자량 가수분해물을 더 높은 가수분해도(48.1%)로 생성하여, 2 kDa 미만의 가수분해물로부터 높은 항산화 활성(84.17%의 DPPH 및 98.45의 ABTS)을 나타났다. 생물 분해에 사용된 미생물은 식물 성장 촉진 활동을 가지고 있으며, 밀 수경재배 동안 식물 뿌리에 위치하게 된다. 비료에 포함된 바이오매스의 수가 많을수록 잎 길이, 잎 무게, 그리고 뿌리 길이에서 보여지는 밀의 성장이 더욱 우수하였다. 이런 경향은 밀의 건강 상태와 잎의 항산화 활성에서도 나타났다. 마찬가지로, 비료의 이러한 효과는 30일 동안의 상추 수경재배에서도 발견되었는데, 이는 대조군보다 상당히 높고 상업적 비료와 비교할 수 있는 수준이었다. 모든 결과는 핵심 성분이 생물학적 비료의 품질에 중요한 영향을 미친다는 것을 보여준다. 생물학적 비료 생산의 상업적 실현 가능성을 확인하기 위한 경제적 분석에서는 생물학적 비료 생산 규모의 확대에 대한 명확한 효과가 있었고, 원료 고등어 폐수의 실질적인 재활용으로부터 예상되는 이익은 한 번의 생분해를 수행할 경우 150리터당 $308.25로, 이는 연간 $14,796.13에 해당하게 된다. 결과적으로, 고등어 폐수로부터의 생물학적 비료 생산은 환경 영향의 감소와 지속 가능한 농업에 기여할 수 있다.