Koku ve derin tarafından yayılan gaz konsantrasyonları değerlendirmek için laboratuvar ölçekli modeli paketi gübre Yataklı
Summary
Bir iletişim kuralı gazlar, kokular ve derin Yataklı gübre paketleri kullanarak ticari sığır tesislerinde hava kalitesini artırmak için yollar eğitim için kullanılan laboratuvar ölçekli kişilik gübre paketlerine besin kompozisyon ölçmek için geliştirilmiştir.
Abstract
Bir simüle kişilik paketi laboratuvar ölçekli model hava kalitesi ve derin Yataklı paketleri sığır mono-yamaç tesislerinde kullanılan besin bileşimi incelemek için geliştirilmiştir. Bu iletişim kuralı etkin bir şekilde pek çok farklı yatak malzemeleri, ortam değişkenleri (sıcaklık, nem) ve potansiyeli değerlendirmek için kullanılan artırabilir azaltıcı tedaviler hava kalitesi tesislerinde ticari derin Yataklı mono-eğim. Model dinamiktir ve araştırmacılar kolayca kişilik sürüden birçok kimyasal ve fiziksel ölçümleri toplamak için izin verir. Haftalık ölçümleri, altı-yedi hafta boyunca toplanan kişilik paketi geliştikçe zaman içinde hava kalitesi ölçüm değişiklikleri görmek için yeterli zaman sağlar. Simüle kişilik bohça–dan toplanan veriler konsantrasyonları aralıkta daha önce ticari derin Yataklı mono-yamaç tesislerinde ölçülür. Son çalışmalar tedavi başına 8-10 deneysel birim simüle kişilik paketleri arasında istatistiki farklılıkları algılamak için yeterli olduğunu göstermiştir. Kişilik paketleri bakımı kolay 10 dakikadan daha az bir kişilik paketleri idrar, dışkı ve yatak takımları eklemek için haftalık ücret emeğin gerektiren vardır. Gaz örnekleme sistemi kullanarak örnek koleksiyon bağlı olarak toplanmakta olan ölçümleri kişilik paket başına 20-30 dakika gerektirir. Laboratuvar ölçekli kişilik paketleri kullanımı zor veya imkansız bir araştırma veya ticari tesis denetimine denetim değişkenlere sıcaklık, nem ve yatak takımları kaynak gibi araştırmacı sağlar. “Gerçek dünya” koşullar, benzetimli değil mükemmel bir simülasyon yatmış iken paketleri kişilik paketleri arasında tedavi farklılıklar incelemek için kullanmak araştırmacılar için iyi bir model olarak hizmet vermektedir. Olası tedaviler bir araştırma veya ticari ölçekli tesis denemeden önce ortadan kaldırmak için birkaç laboratuar ölçekli çalışmalar yapılabilir.
Introduction
Sığır hapsi Midwest ve üst Great Plains popüler konut seçenektir. Bölge bulunması gerekir daha fazla feedlot akış oluşturur daha fazla yıllık yağış alır çünkü hapsi Güney Plains bu bölgede daha sık görülür. Birçok üretici mono-yamaç kulübeler sığır için bir inşa seçti. Mono-yamaç tesis seçmek için üreticileri tarafından atıf birincil nedeni yetenek zamanlama emek ve gübre kaldırma ve geliştirilmiş performans çok feedlots1açmak için göre yapıldı. Mono-yamaç kulübeler kullanarak sığır üreticileri (%72.2) çoğunluğu derin-yatak yönetim sistemi için odada bir dönüş sığır veya uzun bir kişilik paket korumak ve1atık. Kullanılan en yaygın yatak malzeme Mısır stover, olsa da soya anız, buğday, Mısır koçanı ve talaş1kullanarak üreticileri raporu. Mısır stover yatak için bölgesel talep nedeniyle, birçok üretici mono-yamaç tesislerinde kullanılabilecek alternatif yatak malzemeleri ilgilenmişlerdir. Ekonomi ve hayvan çift ek olarak, üreticileri yatak malzemesi kokulu gazlar üretimi, besin kompozisyonu elde edilen gübre/yatak takımları ve patojenler varlığı da dahil olmak üzere tesis, çevre nasıl etkiler sorguladı.
Çoğu sadece amonyak üzerinde odaklanan Hayvancılık konut, kullanılan farklı yatak malzemelerin kaynaklanan hava kalitesini ölçmek için bazı çalışmalar yapılmıştır. Çoğu hava kalitesinin önceki değerlendirme, tarım dışı veri toplama içerir bir veya iki deneysel birim-tedaviler ile varlık aynı anda2,3,4,5analiz. Deneysel birim sayıları sınırlı birden çok kez yinelenmesi için çalışma böylece hava koşulları, Yaş veya hayvan, üretim aşaması gibi başka değişkenler eklemek gerekir ve belki de malzeme yatak takımları farklı büyüyen sezonunda üretilen .
Hava kalitesi ve besin kompozisyonu gübre/yatak takımları etkileyen faktörler eğitim için bilinen laboratuar ölçekli model ile sığır eti derin Yataklı mono-yamaç tesislerinden, araştırmacılar ilk kaynaklanan karışımı kullanarak ticari sığır imkanları kullanmak girişiminde bir Sistem derin Yataklı6,7,8. Statik akı chambers NH3 konsantrasyonları mono-yamaç derin kişilik sığır imkanları yüzeyi üzerinde bir 18 aylık dönem6ölçmek için kullanılmıştır. Her iki kulübeler iki kalem ölçüldü. Kıyılmış mısır saplarını tercih edilen yatak malzeme vardı ama buğday saman ve soya saplarını da bu projenin kısa dönemlerde yatak için kullanıldı. Yatak takımları kullanım 1.95-3.37 kg / gün ve kalem yoğunluğu hayvan başına 3.22-6.13 m2 arasında değişiyordu başına hayvan arasında değişiyordu. Sonraki çalışmalar amonyak ve hidrojen sülfür emisyon ahır7ve8ahır dışında partiküler madde konsantrasyonu ölçülür. Bu çalışmalar iki ila dört ahır konumları kullanarak 2 yıllık bir süre içinde yapılmıştır. Meydan okuma ile tarım dışı veri toplama sistemi üzerinden araştırma olmayan denetimi olmaması. Kalem kalem hareket hayvan üreticileri sığır diyetler, değiştirmek, yatak malzemeleri farklı kaynaklardan ve temiz ve yeniden yatağa kalemler üretim kullanın ve iş gücü sağlar, böylece fazla değişken semptomlarıdır. Tarım dışı araştırma Ayrıca seyahat masrafları ve (gibi malzeme yatak) deneysel tedavilerin bol miktarda içerir. Bu projenin amacı hava kalitesi ve besin yönetim sığır derin Yataklı mono-yamaç tesislerinde etkileyen faktörler eğitim için kullanılabilir bir laboratuvar ölçekli modeli geliştirmekti.
Protocol
Representative Results
Discussion
İdrar ve dışkı kişilik paketleri için sık eklenmesi kritik bir adımdır. İdrar ve dışkı sadece haftalık bir kez ekleme ile denedi, ama kişilik paketi gazlar paketi içinde sıkışıp ve ticari yapılar temsilcisi değildi bir kabuk, geliştirilen bulundu. Çalışmanın başında taze dışkı kullanımı kişilik paketleri aşılanmış olduğunu sığır tesislerinde bulunan yaygın bakteriyel nüfus ile sağlar. Ayrıca idrar pH kişilik paketleri eklemeden önce fizyolojik pH için ayarlamak hatırlama…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazar Alan Kruger, Todd Boman, Shannon Ostdiek, Elaine Berry ve Ferouz Ayadi simüle kişilik paketleri kullanarak veri koleksiyon ile yardımcı kabul etmek istiyor. Yazar ayrıca çevre chambers korumak onların yardım için Tami Brown-Brandl ve Dale Janssen tanır.
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 |
References
- Doran, B., Euken, R., Spiehs, M. Hoops and mono-slopes: What we have learned about management and performance. Feedlot Forum 2010. , 8-16 (2010).
- Andersson, M. Performance of bedding materials in affecting ammonia emissions from pig manure. J. Agric. Engng. Res. 65, 213-222 (1996).
- Jeppsson, K. H. Volatilization of ammonia in deep-litter systems with different bedding materials for young cattle. J. Agric. Engng. Res. 73, 49-57 (1999).
- Powell, J. M., Misselbrook, T. H., Casler, M. D. Season and bedding impacts on ammonia emissions from tie-stall dairy barns. J. Environ. Qual. 37, 7-15 (2008).
- Gilhespy, S. L., Webb, J., Chadwick, D. R., Misselbrook, T. H., Kay, R., Camp, V., Retter, A. L., Bason, A. Will additional straw bedding in buildings housing cattle and pigs reduce ammonia emissions. Biosystems Engng. , 180-189 (2009).
- Spiehs, M. J., Woodbury, B. L., Doran, B. E., Eigenberg, R. A., Kohl, K. D., Varel, V. H., Berry, E. D., Wells, J. E. Environmental conditions in beef deep-bedded mono-slope facilities: A descriptive study. Trans ASABE. 54, 663-673 (2011).
- Cortus, E. L., Spiehs, M. J., Doran, B. E., Al Mamun, M. R. H., Ayadi, F. Y., Cortus, S. D., Kohl, K. D., Pohl, S., Stowell, R., Nicolai, R. . Ammonia and hydrogen sulfide concentration and emission patterns for mono-slope beef cattle facilities in the Northern Great Plains. , (2014).
- Spiehs, M. J., Cortus, E. L., Holt, G. A., Kohl, K. D., Doran, B. E., Ayadi, F. Y., Cortus, S. D., Al Mamun, M. R., Pohl, S., Nicolai, R., Stowell, R., Parker, D. Particulate matter concentration for mono-slope beef cattle facilities in the Northern Great Plains. Trans. ASABE. 57, 1831-1837 (2014).
- Ayadi, F. Y., Cortus, E. L., Spiehs, M. J., Miller, D. N., Djira, G. D. Ammonia and greenhouse gas concentrations at surfaces of simulated beef cattle bedded manure packs. Trans. ASABE. 58, 783-795 (2015).
- Ayadi, F. Y., Spiehs, M. J., Cortus, E. L., Miller, D. N., Djira, G. D. Physical, chemical, and biological properties of simulated beef cattle bedded manure packs. Trans. ASABE. 58, 797-811 (2015).
- Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Berry, E. D., Wells, J. E. Effect of bedding materials on concentration of odorous compounds and Escherichia coli in beef cattle bedded manure packs. J. Environ. Qual. 42, 65-75 (2013).
- Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Jaderborg, J. P., Diconstanzo, A., Berry, E. D., Wells, J. E. Use of wood-based materials in beef bedded manure packs: 1. Effect on ammonia, total reduced sulfide, and greenhouse gas concentrations. J. Environ. Qual. 43, 1187-1194 (2014).
- Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Berry, E. D., Wells, J. E., Parker, D. B., Miller, D. N., Jaderborg, J. P., Diconstanzo, A. Use of wood-based materials in beef bedded manure packs: 2. Effect on odorous volatile organic compounds, odor activity value, Escherichia coli, and nutrient concentration. J. Environ. Qual. 43, 1195-1206 (2014).
- Spiehs, M. J., Brown-Brandl, T. M., Parker, D. B., Miller, D. N., Berry, E. D., Wells, J. E. Ammonia, total reduced sulfides, and greenhouse gases of pine chip and corn stover bedding packs. J. Environ. Qual. 45, 630-637 (2016).
- Spiehs, M. J., Berry, E. D., Wells, J. E., Parker, D. B., Brown-Brandl, T. M. Odorous volatile organic compounds, Escherichia coli, and nutrient concentrations when kiln-dried pine chips and corn stover bedding are used in beef bedded manure packs. J. Environ. Qual. 46, 722-732 (2017).
- Herbert, S., Hashemi, M., Chickering-Sears, C., Weis, S. . Bedding options for livestock and equine. , (2008).
- Effects of bedding on pig performance. Iowa State Research Farm Progress Reports Available from: https://lib.dr.iastate.edu/farms_reports/134/ (2012)
- Brown-Brandl, T. M., Nienaber, J. A., Eigenberg, R. A. Temperature and humidity control in indirect calorimeter chambers. Trans. ASABE. 54, 685-692 (2011).
- Abney, C. S., Vasconcelos, J. T., McMeniman, J. P., Keyser, S. A., Wilson, K. R., Vogel, G. J., Galyean, M. L. Effects of ractophamine hydrochlodride on performance, rate and variation in feed intake, and acid-base balance in feedlot cattle. J. Anim. Sci. 85, 3090-3098 (2007).
- Miller, D. N., Woodbury, B. L. A solid-phase microextraction chamber method for analysis of manure volatiles. J. Environ. Qual. 35, 2383-2394 (2006).
- Woodbury, B. L., Miller, D. N., Eigenberg, R. A., Nienaber, J. A. An inexpensive laboratory and field chamber for manure volatile gas flux analysis. Trans. ASABE. 49, 767-772 (2006).
- Koziel, J. A., Spinhirne, J. P., Lloyd, J. D., Parker, D. B., Wright, D. W., Kuhrt, F. W. Evaluation of sample recovery of malodorous livestock gases from air sampling bags, solid-phase microextraction fibers, Tenax TA sorbent tubes, and sampling canisters. J. Air Waste Manag. Assn. 55, 1147-1157 (2005).
- Parker, D. B., Gilley, J., Woodbury, B., Kim, K., Galvin, G., Bartelt-Hunt, S. L., Li, X., Snow, D. D. Odorous VOC emission following land application of swine manure slurry. Atmos. Environ. 66, 91-100 (2013).
- Parker, D. B., Koziel, J. A., Cai, L., Jacobson, L. D., Akdeniz, N. Odor and odorous chemical emissions from animal buildings: Part 6. Odor activity value. Trans. ASABE. 55, 2357-2368 (2012).
- Watson, M., Wolf, A., Wolf, N., Peters, J. Total nitrogen. Recommended methods of manure analysis. , 18-24 (2003).
- Wolf, A., Watson, M., Wolf, N., Peters, J. Digestion and dissolution methods for P, K, Ca, Mg, and trace elements. Recommended methods of manure analysis. , 30-38 (2003).
- Euken, R. A survey of manure characteristics from bedded confinement buildings for feedlot beef productions: Progress report. Animal Industry Report. , (2009).
- Li, L., Li, Q. -. F., Wang, K., Bogan, B. W., Ni, J. -. Q., Cortus, E. L., Heber, A. J. The National Air Emission Monitoring Study’s southeast layer site: Part I. Site characteristics and monitoring methodology. Trans. ASABE. 56, 1157-1171 (2013).
