Wastewater from Tapioca Starch Manufacturers Affecting Growth and Yield of Sugarcane

Authors

  • Jureeporn Keabpimai Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Pilanee Vaithanomsat Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Waraporn Apiwatanapiwat Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Chanaporn Trakunjae Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Phornphimon Janchai Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Eakpong Tanawat Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Jiraporn Meelaksana Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University
  • Antika Boondaeng Kasetsart Agricultural and Agro-Industrial Product Improvement Institute (KAPI), Kasetsart University

DOI:

https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2024.4

Keywords:

tapioca starch industrial effluent wastewater, nutrient elements, heavy metal, sugarcane, yield components

Abstract

The severe drought crisis in Thailand, which has been intensifying since the end of 2019 continuously resulting in water shortages. Therefore, utilizing industrial wastewater for beneficial purposes has been one of the strategies to address the drought problem. This research aimed to study the impacts of effluent wastewater from tapioca starch manufacturers on the growth and yield of sugarcane, comparing it with natural water and rainfed conditions. The quality of the effluent wastewater from the tapioca starch factory was assessed, revealing that the levels of total suspended solids (TSS), total dissolved solids (TDS), initial biochemical oxygen demand (BOD), and chemical oxygen demand (COD) exceeded the prescribed standard for discharge of tapioca starch effluent wastewater. The growth and biomass of sugarcane var. KhonKaen 3 were examined to investigate the effect of supplying effluent wastewater. The experimental design of the plot followed a randomized complete block design (RBD) with four replications and three treatments. The treatments included: 1) Supplemental water using factory effluent wastewater, 2) Supplemental water using natural water, and 3) No water (rainfed condition serving as the control) weekly measurements of crop water uptake for sugarcane var. KhonKaen3 was recorded and calculated based on crop water requirements handbook. The effect of water supply on sugarcane cultivation revealed no significant differences in growth and sugarcane yields including stem height (257.8-270 cm.), length of internode (8.38-8.94 cm.), number of internodes/stem (26.83-27.08 internodes/stem), weight/stem (1.85-1.87 kg/stem), and yield/rai (16.96-17.30 tons/rai) between the supply of factory effluent wastewater and natural water supply. The application of rainfed supply resulted in a decrease in both growth and sugarcane yield. However, the percentage of CCS (commercial cane sugar) exhibited no statistically significant difference across the treatments (12.38-13.40 °Brix). After harvesting, the accumulated levels of toxic substances and heavy metals in sugarcane and soil samples remained within the acceptable standard limits. The analysis of soil samples revealed relatively elevated levels of nutrient element accumulation, including potassium, calcium, magnesium, manganese, and iron, which remained below the standard value. Nonetheless, the extent of toxic substance accumulation in the soil is contingent upon the duration of the plantation period. In primary conclusion, the findings suggest that the effluent wastewater from the tapioca starch industry holds promise for plant cultivation during a drought crisis, as it does not exhibit any significant adverse effects on plant yields and soil quality.

References

กระทรวงอุตสาหกรรม. 2560. ประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม เรื่อง กำหนดมาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้งจากโรงงาน พ.ศ. 2560. ประกาศ ณ วันที่ 30 พฤษภาคม 2560. ประกาศในราชกิจจานุเบกษา วันที่ 7 มิถุนายน 2560.

กรมควบคุมมลพิษ. 2548. คู่มือปฏิบัติการนักรบสิ่งแวดล้อม. กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมกรุงเทพฯ. 34 หน้า.

กรมควบคุมมลพิษ. 2553. วิธีปฏิบัติสำหรับการเก็บตัวอย่างน้ำจากแหล่งน้ำ. กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม กรุงเทพฯ. 58 หน้า.

กรมชลประทาน. 2554. คู่มือการหาปริมาณการใช้น้ำของพืช. แหล่งข้อมูล: http://kmcenter.rid.go.th/kchydhome/documents/2554/manual/Manual_07.pdf.,1. สืบค้น: 1 กุมภาพันธ์ 2564.

กรมวิชาการเกษตร. 2548. คำแนะนำการใช้ปุ๋ยกับพืชเศรษฐกิจ. เอกสารวิชาการ กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์, กรุงเทพฯ. 121 หน้า.

กรมวิชาการเกษตร. 2550. ระดับเกณฑ์พื้นฐานของโลหะหนักในดิน และค่าสูงสุดของโลหะหนัก. กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์, กรุงเทพฯ.

กรมพัฒนาที่ดิน. 2547. คู่มือการวิเคราะห์ตัวอย่างดิน น้ำ ปุ๋ย พืช วัสดุปรับปรุงดิน และการวิเคราะห์เพื่อตรวจรับรองมาตรฐานสินค้า เล่ม 1. สำนักวิทยาศาสตร์เพื่อการพัฒนาที่ดิน. กรุงเทพฯ. 184 หน้า.

กรมโรงงานอุตสาหกรรม 2563. อุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลัง. แหล่งข้อมูล: http://www2.diw.go.th/I_Standard/Web/pane_files/Industry2.asp. สืบค้น: 3 กุมภาพันธ์ 2564.

คณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ. 2564. ประกาศคณะกรรมการสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ เรื่อง กำหนดมาตรฐานคุณภาพดิน พ.ศ. 2564. ประกาศ ณ วันที่ 6 มกราคม พ.ศ. 2564. ประกาศในราชกิจจานุเบกษา วันที่ 11 มีนาคม 2564.

เบญจภรณ์ ประภักดี และจิรวีฐ์ แสงทอง. 2559. แนวทางการฟื้นฟูพื้นที่ปนเปื้อนแคดเมียมด้วยวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม จากขวดทดลองสู่พื้นที่จริง. วารสารสิ่งแวดล้อม. 20(1): 1-13.

ประเสริฐ ฉัตรวชิระวงษ์. 2542. อ้อย. หน้า 270-295. ใน: พืชเศรษฐกิจ. ภาควิชาพืชไร่นา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.

เมธา จันทร์ชื่น สุรศักดิ์ จอนเจิดสิน และสุทธิวรรณ สุทธิสงค์.2536. การออกแบบแปลงให้น้ำสำหรับพืชไร่. โครงงานวิทยานิพนธ์ชลประทาน. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

สุดชล วุ้นประเสริฐ และธีรยุทธ เกิดไทย. 2558. การจัดการดินและน้ำเพื่อเพิ่มผลผลิตอ้อยตอ ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. ใน: รายงานการวิจัย สาขาวิชาเทคโนโลยีการผลิตพืช สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. 48 หน้า.

โสภิดา บุญเอนกทรัพย์. 2541. การศึกษาคุณสมบัติน้ำทิ้งในขั้นตอนกระบวนการผลิตแป้งมันสำปะหลัง.หน้า 818-819. ใน: การประชุมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาเศรษฐกิจ ครั้งที่ 24. ณ ศูนย์ประชุมแห่งชาติสิริกิติ์ กรุงเทพฯ.

สำนักข่าวกรมประชาสัมพันธ์. 2565. ชาวไร่อ้อยได้ เฮ! อีกครั้ง หลังรัฐสนับสนุนการเข้าถึงเงินทุนในการพัฒนาการทำเกษตร. แหล่งข้อมูล: https://thainews.prd.go.th/th/news/detail/TCATG220605145744588. สืบค้น: 5 กุมภาพันธ์ 2566.

อาทิตย์ หลอกลาง. 2559. การใช้ประโยชน์น้ำเสียจากโรงงานแป้งมันสำปะหลังสำหรับปลูกหญ้าเนเปียร์ในพื้นที่ดินเค็ม. วารสารราชภัฏธนบุรี. 2: 7-22.

Ayers, R.S. and D.W. Westcot. 1985. Water quality for agriculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. 174 p.

CEC (Commission of the European Communities). 1993. Withdrawal of certain proposal and drafts from the Commission to the Council (93/C 228/04). Office Journal of the European Communities No. C 228/13.

Iwai, C.B., M. Ta-Oun and N. Barry. 2015. Reuse of wastewater from cassava industry for Napier grass production. International Journal of Environmental and Rural Development. 6(2): 42-47.

Pierzynski, M., J.T. Sims and G.F. Vance. 2000. Soil phosphorus and environmental quality. pp 155-207. In: Soils and Environmental Quality, CRC Press, Boca Raton, USA.

Sánchez, M., O.G. Gonzalo, S. Yáñez, I. Ruiz and M. Soto. 2021. Influence of nutrients and pH on the efficiency of vertical flow constructed wetlands treating winery wastewater. Journal of Water Process Engineering. 42: 102103.

Setyawaty, R., K. Katayama-Hirayama, H. Kaneko and K. Hirayama. 2011. Current tapioca starch wastewater (TSW) management in Indonesia. World Applied Science Journal. 14(5): 658-665.

Zhou, C., S. Xu, M. Zhang, Y. Chen, X. Guan, S. Wu, Z. Bai. 2012. Utilization of sweet potato starch wastewater for biofertilizer production by Bacillus amyloliquefaciens. pp. 237. In: WIT Press. Dec. 11, 2012. Southampton, United Kingdom.

Published

2024-04-29

How to Cite

Keabpimai, J., Vaithanomsat, P., Apiwatanapiwat, W., Trakunjae , C. ., Janchai , P. ., Tanawat , E. ., Meelaksana, J. ., & Boondaeng, A. (2024). Wastewater from Tapioca Starch Manufacturers Affecting Growth and Yield of Sugarcane. Thai Agricultural Research Journal, 42(1), 37–50. https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2024.4

Issue

Section

Technical or research paper