Laboratório-escala modelo para avaliar o Odor e as concentrações de gases emitidas pelo profundo com camas Pack estrume
Summary
Um protocolo foi desenvolvido para medir gases, odores e composição de nutrientes em embalagens de esterco com cama dimensionado para laboratório, que pode ser usado para estudar maneiras de melhorar a qualidade do ar nas instalações de gado comercial usando pacotes de estrume com camas profundas.
Abstract
Foi desenvolvido um modelo de laboratório-escalada simulado bloco com cama para estudar a qualidade do ar e composição de nutrientes dos packs com camas profundas utilizados em instalações de mono-ladeira do gado. Este protocolo tem sido usado para avaliar eficazmente muitos materiais de cama diferentes variáveis ambientais (temperatura, umidade) e potencial tratamentos de mitigação que podem melhorar a qualidade em instalações comerciais de mono-ladeira com camas profundas do ar. O modelo é dinâmico e permite que os pesquisadores facilmente coletar muitas medições físicas e químicas do bloco com cama. Medições semanais, coletadas ao longo de seis ou sete semanas, permite tempo suficiente para ver mudanças nas medições de qualidade do ar ao longo do tempo à medida que amadurece o pack com cama. Os dados coletados dos pacotes de camas simulados é dentro do intervalo de concentrações anteriormente medidos em instalações comerciais de mono-ladeira com camas profundas. Após estudos têm demonstrado que 8-10 unidades experimentais por tratamento são suficientes para detectar diferenças estatísticas entre os pacotes de camas simulados. Os pacotes de camas são fáceis de manter, exigindo menos de 10 minutos de trabalho por camas pacotes por semana para adicionar urina, fezes e roupa de cama. Coleta de amostra, usando o sistema de amostragem de gás requer 20-30 minutos pelo bloco com cama, consoante as medidas que estão sendo coletados. O uso de pacotes com cama dimensionado para laboratório permite o pesquisador para controle de variáveis como temperatura, umidade e fonte de roupa de cama que são difíceis ou impossíveis de controle em uma investigação ou instalações comerciais. Enquanto não é uma perfeita simulação das condições do “mundo real”, o simulado com camas pacotes de servem como um bom modelo para pesquisadores usar para examinar as diferenças de tratamento entre pacotes de camas. Vários estudos de laboratório-escala podem ser conduzidos para eliminar possíveis tratamentos antes de experimentá-las em uma investigação ou instalações de tamanho comercial.
Introduction
Instalações de confinamento de gado de corte são uma opção de habitação popular no Midwest e Upper grandes planícies. Instalações de confinamento são mais comuns nesta região do planícies do Sul, porque a região recebe mais precipitação anual, que cria mais escoamento de confinamento que deve ser contido. Muitos produtores decidiram construir celeiros de mono-ladeira dos bovinos. As principais razões citadas pelos produtores para selecionar uma instalação de mono-inclinação foi a capacidade de remoção de cronograma do trabalho e estrume e melhor desempenho comparado a abrir muito confinamentos1. A maioria dos produtores de gado (72,2%) usando mono-ladeira celeiros manter um bloco com cama para uma volta de gado ou mais, usando um sistema de gestão do fundo-roupa de cama para o fundamento e resíduos1. O material da cama mais comum usado é a palha de milho, apesar de relatório produtores usando palha de soja, palha de trigo, espigas de milho e serragem1. Por causa da demanda regional para o fundamento de caules e folhas de milho, muitos produtores estavam interessados em materiais de cama alternativos que poderiam ser usados em instalações de mono-ladeira. Além de economia e conforto animal, produtores questionaram como o material da cama teria impacto no ambiente da instalação, incluindo a produção de gases odoríferos, composição de nutrientes do estrume/fundamento resultante e a presença de agentes patogénicos.
Alguns estudos têm sido realizados para medir a qualidade do ar resultante de camas diferentes materiais utilizados na carcaça de gado, com maioria focando apenas amônia. A maioria das avaliações anteriores da qualidade do ar incluem a coleta de dados na exploração com uma ou duas unidades experimentais por tratamentos sendo analisados de uma só vez2,3,4,5. Ter limitado o número de unidades experimentais requer o estudo a ser repetido várias vezes, assim adicionando variáveis adicionais, tais como condições climáticas, idade ou fase de produção de animais, e talvez o fundamento materiais produzidos em diferentes estações de crescimento .
Com nenhum modelo conhecido de escala de laboratório para estudar os fatores que afetam a qualidade do ar e composição de nutrientes do estrume/fundamento mistura resultante da carne com camas profundas mono-ladeira instalações, os pesquisadores primeiro tentou utilizar instalações de gado comercial usando um com camas profundas sistema6,7,8. Câmaras de fluxo estático foram usadas para medir concentrações de NH3 na superfície das instalações mono-inclinação profunda camas gado ao longo de um período de 18 meses6. Duas canetas em cada um dos dois celeiros foram medidas. Hastes do milho picadas eram o material preferido do fundamento, mas talos de soja e palha de trigo também foram utilizados para o fundamento durante breves períodos deste projeto. Fundamento do uso variou de 1.95-3,37 kg por animal por dia e caneta densidade variou 3,22-6,13 m2 por animal. Estudos posteriores medido emissões de amônia e sulfeto de hidrogênio do celeiro7e as concentrações de partículas em suspensão do lado de fora do celeiro8. Estes estudos foram conduzidos durante um período de 2 anos usando locais de celeiro de dois a quatro. O desafio com coleta de dados na fazenda é a falta de controle que a pesquisa tem sobre o sistema. Produtores mudam dietas de gado, mover animais da caneta a caneta, use materiais de cama, de diferentes fontes e limpa e re-cama canetas como sua produção e força de trabalho permite, confundindo assim a muitas variáveis. Pesquisa na exploração envolve também as despesas de viagem e grandes quantidades de tratamentos experimentais (como fundamento material). O objetivo deste projeto foi desenvolver um modelo de escala de laboratório que poderia ser usado para estudar os fatores que afetam a qualidade do ar e gestão de nutriente em instalações de mono-ladeira gado com camas profundas.
Protocol
Representative Results
Discussion
A adição frequente de urina e fezes para os pacotes de camas é um passo crítico. Experimentamos com adição de urina e fezes, só uma vez semanal, mas achei que o pacote de cama desenvolveu uma crosta, que preso gases dentro da embalagem e não era representativa de instalações comerciais. O uso de fezes frescas no início do estudo assegura que os pacotes de camas é inoculado com populações bacterianas comuns, encontradas em instalações de gado. Também é importante, ao adicionar a urina, lembre-se de ajust…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O autor deseja reconhecer Alan Kruger, Todd Boman, Shannon Ostdiek, Elaine Berry e Ferouz Ayadi que ajudou com a coleta de dados, usando os pacotes de camas simulados. O autor também reconhece Tami Brown-Brandl e Dale Janssen por sua assistência mantendo as câmaras ambientais.
Materials
| 10 gallon plastic cylinder containers | Rubbermaid | Model 2610 | Other similar-sized plastic containers are suitable |
| Mass balance | Any | Capable of measuring 0.1 gram | |
| Electric drill with 1 cm bit | Any | ||
| Methane analyzer | Thermo Fisher Scientific | Model 55i Methane/Non-methane Analyzer | |
| Hydrogen sulfide analyzer | Thermo Fisher Scientific | Model 450i | |
| Ammonia analyzer | Thermo Fisher Scientific | Model 17i | |
| Carbon dioxide analyzer | California Analytical | Model 1412 | |
| Nitrous oxide analyzer | California Analytical | Model 1412 | |
| Programmable Logic Relay | TECO | Model SG2-020VR-D | |
| Stainless steel flux chambers | Any | Constructed using the parts list and directions cited at Woodbury et al., 2006 | |
| Rubber skits | Any | Constructed from flexible rubber material. Cut into squares (61 cm x 61 cm) with 22.9 cm diameter hole in center. | |
| pH meter | Spectrum Technologies | IQ150 | |
| thermometer | Spectrum Technologies | IQ150 | |
| Ruler or tape measure | Any | Capable of measuring in cm | |
| Sorbent tubes | Markes International | Tenax TA | |
| Pocket pumps | SKC Inc. | Series 210 | |
| Inert sampling line | Teflon | 0.64 cm diameter | |
| Pump | Thomas | 107 series | Used to flush air through sample lines |
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