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प्रयोगशाला पैमाने पर मॉडल गंध और गैस गहरे पलंगों पैक खाद द्वारा उत्सर्जित सांद्रता का मूल्यांकन करने के लिए

Published: July 19, 2018 doi: 10.3791/57332
Automatic Translation
1
1USDA ARS U.S. Meat Animal Research Center

Summary

एक प्रोटोकॉल के लिए गैसों को मापने के लिए विकसित किया गया है, गंध, और प्रयोगशाला में पोषक तत्वों की संरचना, पलंगों वाली खाद पैक, जो तरीके वाणिज्यिक पशु सुविधाओं में हवा की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के लिए गहरे पलंगों वाले खाद पैक का उपयोग कर ।

Abstract

एक प्रयोगशाला स्केल्ड नकली पलंगों वाले पैक मॉडल पशु मोनो ढलान सुविधाओं में इस्तेमाल किया गहरे पलंगों वाले पैक की हवा की गुणवत्ता और पोषक तत्वों की संरचना का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था. इस प्रोटोकॉल को प्रभावी ढंग से कई अलग बिस्तर सामग्री, पर्यावरण चर (तापमान, आर्द्रता), और संभावित शमन उपचार है कि वाणिज्यिक गहरे में हवा की गुणवत्ता में सुधार कर सकते है मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है मोनो-ढलान सुविधाओं । मॉडल गतिशील है और शोधकर्ताओं को आसानी से पलंगों वाले पैक से कई रासायनिक और भौतिक माप इकट्ठा करने के लिए अनुमति देता है । साप्ताहिक माप, छह से सात सप्ताह के दौरान एकत्र, पर्याप्त समय पलंगों वाले पैक परिपक्व के रूप में समय के साथ हवा की गुणवत्ता माप में परिवर्तन देखने के लिए अनुमति देता है । नकली पलंगों वाले पैक से एकत्र डेटा पहले से वाणिज्यिक गहरे पलंगों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं में मापा सांद्रता की सीमा के भीतर है. पिछले अध्ययनों से पता चला है कि उपचार के प्रति 8-10 प्रयोगात्मक इकाइयों नकली पलंगों वाले पैक के बीच सांख्यिकीय मतभेदों को खोजने के लिए पर्याप्त हैं । पलंगों वाले पैक को बनाए रखने के लिए आसान कर रहे हैं, प्रति सप्ताह पलंगों पैक प्रति श्रम के कम से 10 मिनट की आवश्यकता मूत्र, मल जोड़ने के लिए, और बिस्तर । नमूना गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर संग्रह पलंगों वाले पैक प्रति 20-30 मिनट की आवश्यकता है, माप है कि एकत्र किया जा रहा है पर निर्भर करता है । प्रयोगशाला के उपयोग के बिस्तर पर पलंगों के लिए इस तरह के तापमान, नमी के रूप में चर नियंत्रित करने के लिए शोधकर्ता की अनुमति देता है, और मुश्किल या एक अनुसंधान या व्यावसायिक सुविधा में नियंत्रण असंभव है कि बिस्तर स्रोत । जबकि नहीं "वास्तविक दुनिया" शर्तों के एक परिपूर्ण सिमुलेशन, नकली पलंगों वाले पैक के लिए शोधकर्ताओं के लिए एक अच्छा मॉडल के रूप में सेवा के लिए पलंगों पैक के बीच उपचार मतभेदों की जांच का उपयोग करें । कई प्रयोगशाला पैमाने पर अध्ययन के लिए उंहें एक अनुसंधान या व्यावसायिक-सुविधा आकार में की कोशिश कर रहा से पहले संभव उपचार समाप्त आयोजित किया जा सकता है ।

Introduction

बीफ़ मवेशी प्रसूति सुविधाओं मिडवेस्ट और ऊपरी महान मैदानों में एक लोकप्रिय आवास विकल्प हैं । इस क्षेत्र के दक्षिणी मैदानी इलाकों की तुलना में और अधिक आम है, क्योंकि इस क्षेत्र में अधिक वार्षिक वर्षा होती है, जो अधिक feedlot अपवाह बनाता है जिसे समाहित किया जाना चाहिए । कई उत्पादकों ने गोमांस मवेशियों के लिए मोनो ढलान वाले खलिहानों का निर्माण करना चुना । प्राथमिक कारण एक मोनो-ढलान सुविधा का चयन करने के लिए उत्पादकों द्वारा उद्धृत श्रम और खाद हटाने अनुसूची करने की क्षमता थी, और खुला बहुत feedlots1की तुलना में बेहतर प्रदर्शन. पशु उत्पादकों के बहुमत (७२.२%) मोनो ढलान खलिहानों का उपयोग कर मवेशियों की एक बारी या अब के लिए एक पलंगों पैक बनाए रखने, एक गहरे बिस्तर और अपशिष्ट1के लिए प्रबंधन प्रणाली का उपयोग कर । सबसे आम बिस्तर प्रयुक्त सामग्री मकई पशुओं का चारा है, हालांकि उत्पादकों सोयाबीन खूंटी, गेहूं का भूसा, मकई दानों, और1चूरा का उपयोग कर रिपोर्ट । मकई पशुओं का चारा बिस्तर के लिए क्षेत्रीय मांग की वजह से, कई उत्पादकों वैकल्पिक बिस्तर सामग्री है कि मोनो में इस्तेमाल किया जा सकता ढलान सुविधाओं में रुचि रखते थे । अर्थशास्त्र और पशु आराम के अलावा, उत्पादकों ने सवाल किया कि कैसे बिस्तर सामग्री की सुविधा का वातावरण, सुगंधित गैसों के उत्पादन सहित प्रभाव होगा, जिसके परिणामस्वरूप खाद के पोषक तत्व संरचना/, और रोगजनकों की उपस्थिति ।

कुछ अध्ययनों से हवा विभिंन बिस्तर पशुधन आवास में प्रयुक्त सामग्री से उत्पंन मापने के लिए आयोजित किया गया है, सबसे अधिक केवल अमोनिया पर ध्यान केंद्रित के साथ । हवा की गुणवत्ता के पिछले मूल्यांकन के अधिकांश पर एक या दो एक बार में विश्लेषण किया जा रहा है उपचार प्रति प्रयोगात्मक इकाइयों के साथ कृषि डेटा संग्रह में शामिल2,3,4,5। प्रयोगात्मक इकाइयों के सीमित संख्या होने के अध्ययन के लिए कई बार दोहराया जाना चाहिए, इस तरह के मौसम की स्थिति, उंर या पशुओं के उत्पादन के चरण के रूप में अतिरिक्त चर जोड़ने, और शायद बिस्तर विभिंन बढ़ती मौसम में उत्पादित सामग्री .

के साथ कोई ज्ञात प्रयोगशाला के लिए हवा की गुणवत्ता और खाद के पोषक तत्वों की संरचना को प्रभावित करने के कारकों का अध्ययन करने के लिए स्केल मॉडल/बीफ गहरे पलंगों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं के परिणामस्वरूप मिश्रण, शोधकर्ताओं ने पहली बार एक का उपयोग कर वाणिज्यिक पशु सुविधाओं के उपयोग का प्रयास किया डीप बेड वाले सिस्टम6,7,8. स्थैतिक फ्लक्स कक्षों को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया था एनएच3 सांद्रता की सतह पर मोनो-ढलान गहरे पलंगों वाले मवेशी सुविधाओं पर एक 18 महीने की अवधि6. प्रत्येक दो खलिहानों में दो कलम नापी गई. कटा मकई डंठल पसंदीदा बिस्तर सामग्री थे, लेकिन गेहूं के भूसे और सोयाबीन डंठल भी इस परियोजना की संक्षिप्त अवधि के दौरान बिस्तर के लिए इस्तेमाल किया गया । बिस्तर का उपयोग १.९५ से लेकर-३.३७ प्रति दिन पशु प्रति किलो और कलम घनत्व ३.२२-६.१३ एम2 पशु प्रति से लेकर । बाद के अध्ययनों से अमोनिया और हाइड्रोजन सल्फाइड उत्सर्जन7खलिहान से मापा जाता है, और8खलिहान के बाहर बात सांद्रता कण । इन अध्ययनों से एक 2 साल की अवधि में दो से चार खलिहान स्थानों का उपयोग किया गया । पर कृषि डेटा संग्रह के साथ चुनौती नियंत्रण की कमी है कि अनुसंधान प्रणाली पर है । उत्पादकों बदल पशु आहार, कलम से कलम से ले जाने के लिए, विभिंन स्रोतों से बिस्तर सामग्री का उपयोग करें, और साफ और फिर से उनके उत्पादन और श्रम बल के रूप में बिस्तर कलम की अनुमति देता है, इस प्रकार कई चर की स्थापना । पर कृषि अनुसंधान भी यात्रा खर्च और प्रयोगात्मक उपचार (जैसे बिस्तर सामग्री के रूप में) की बड़ी मात्रा में शामिल है । इस परियोजना के उद्देश्य के लिए एक प्रयोगशाला पैमाने पर मॉडल है कि पशु गहरे बिस्तरों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं में हवा की गुणवत्ता और पोषक तत्वों के प्रबंधन को प्रभावित कारकों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता था विकसित किया गया ।

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Protocol

अध्ययन के लिए साप्ताहिक डेटा संग्रह के साथ ४२ दिनों से अधिक आयोजित किया जा बनाया गया है । सभी पशु प्रक्रियाओं की समीक्षा की और अमेरिका के मांस पशु अनुसंधान केंद्र संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया ।

1. नकली पलंगों वाले पैक का निर्माण

  1. प्लास्टिक सिलेंडर कंटेनरों कि ०.३८ मीटर व्यास के साथ ०.४२ मीटर ऊंचे हैं के साथ शुरू करो ।
    नोट: इस अध्ययन में, एक विशेष 10 गैलन वाणिज्यिक कचरा कंटेनर ( सामग्री की तालिकादेखें) इस्तेमाल किया गया था, लेकिन अंय समान आकार प्लास्टिक कंटेनर उपयुक्त होगा ।
  2. छह 1-सेमी छेद समान रूप से एक प्लास्टिक कंटेनर की परिधि के आसपास के स्थान पर लगभग 5 सेमी प्लास्टिक कंटेनर के शीर्ष पर । कंटेनर से किसी भी प्लास्टिक के अवशेष निकालें ।
  3. प्लास्टिक कंटेनर को बारदाना और प्लास्टिक कंटेनर की साइड पर मास रिकॉर्ड करें । वजन में चयनित बिस्तर सामग्री के ३२० जी एक संतुलन का उपयोग कर पैन और प्लास्टिक कंटेनर के लिए बिस्तर सामग्री जोड़ने ।
    नोट: किसी भी बिस्तर पशु सुविधाओं में उपयोग के लिए उपयुक्त समझा सामग्री9,10,11,12,13,14,15इस्तेमाल किया जा सकता है । ऊपरी महान मैदानों में गहरी पलंगों वाले मवेशी सुविधाओं मॉडलिंग के लिए, मकई पशुओं का चारा सबसे आम बिस्तर सामग्री1 पर माना जाता है, लेकिन सोयाबीन पशुओं का चारा, गेहूं का भूसा, और लकड़ी के चिप्स भी1इस्तेमाल किया गया है । यदि इस प्रणाली का उपयोग करने के लिए गहरे बिस्तर वाले सूअर या डेयरी सुविधाओं, गेहूं का भूसा, जौ का भूसा, जई का भूसा, घास, लकड़ी शेविंग, लकड़ी के चिप्स, चूरा, अखबार, मकई दानों, सोयाबीन खूंटी, चावल पतवार, या रेत अधिक उपयुक्त हो सकता है16,17 ,18.
  4. एक प्लास्टिक प्लेट पर ताजा मवेशी मल का वजन ३२० जी संतुलन का उपयोग कर और प्लास्टिक कंटेनर को जोड़ने ।
    नोट: मूत्र और मल एकत्र और बनाए रखा है के रूप में पहले11वर्णित है ।
  5. उपाय १०००-एमएल एेसे सिलेंडर में ताजे मवेशी गोमूत्र के ३२० मिलीलीटर । प्लास्टिक कंटेनर में खाली सामग्री । एक सरगर्मी रॉड (५.०८ सेमी परिधि) का उपयोग करना, बिस्तर सामग्री मिश्रण के लिए थोड़ा मिश्रण 30 एस ।
    नोट: इस मामले में, अंत पर एक प्लास्टिक कवर के साथ एक खोखले स्टील रॉड का इस्तेमाल किया गया था । वैकल्पिक रूप से, रॉड के किसी भी प्रकार इस्तेमाल किया जा सकता है ।
  6. रोगाणुओं के पार संदूषण को रोकने के लिए एक एंटीसेप्टिक निपटान पोंछ का उपयोग कर प्रत्येक पलंगों पैक के बीच सरगर्मी छड़ी के अंत को साफ करें ।
    नोट: गर्म साबुन के पानी की एक बाल्टी भी चमचे रॉड को साफ करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । एक प्लास्टिक सैंडविच बैग भी छड़ी के अंत करने के लिए एक रबर बैंड के साथ सुरक्षित किया जा सकता है और पार संदूषण को रोकने के लिए प्रत्येक पलंगों पैक के बाद प्रतिस्थापित ।
  7. वजन और बिस्तर मिश्रण के अंतिम मास रिकॉर्ड । पर्यावरण चैंबर19 में प्लास्टिक कंटेनर प्लेस 12 डिग्री सेल्सियस के एक ओस बिंदु के साथ 18-20 डिग्री सेल्सियस के एक परिवेश के तापमान के लिए सेट करें ।

2. नकली पलंगों वाले पैक बनाए रखना

  1. मल और मूत्र जोड़ने से पहले ४८ घंटे, फ्रीजर से जमे हुए मल और मूत्र को हटाने और कमरे के तापमान (20-25 ˚ C) पर गल की अनुमति दें ।
  2. बिस्तरों वाले पैक करने के लिए मूत्र जोड़ने से पहले एक घंटे से भी कम, मूत्र के पीएच उपाय ।
  3. उचित व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (दस्ताने, सुरक्षा चश्मा) 6 मीटर NaOH से निपटने के लिए आवश्यक पर रखो ।
  4. एेसे सिलेंडर में 25 एमएल का 6 मीटर सोडियम हीड्राकसीड (NaOH) डाल दें । मिश्रण हिलाओ, तो पीएच जांच एक पीएच का उपयोग कर परीक्षण । दोहराएं जब तक मूत्र पीएच ७.४, शारीरिक पीएच20तक पहुंचता है ।
  5. एक बार जब मूत्र का पीएच समायोजित किया जाता है, मूत्र कंटेनर पर टोपी की जगह जब उपयोग में मूत्र से नाइट्रोजन की लीचिंग को रोकने के लिए नहीं ।
  6. वजन और पलंगों वाले पैक के द्रव्यमान रिकॉर्ड । यदि ताजा बिस्तर इस दिन पर जोड़ा जा करने के लिए है, एल्यूमीनियम में चयनित बिस्तर सामग्री के ३२० g वजन संतुलन का उपयोग कर पैन और संबंधित पलंगों पैक करने के लिए बिस्तर सामग्री जोड़ें । यदि कोई बिस्तर इस दिन पर जोड़ा जा करने के लिए है, तो चरण २.७ जारी रखें ।
  7. शेष का उपयोग कर एक प्लास्टिक प्लेट पर गल मवेशी मल का वजन ३२० जी और पलंगों वाले पैक में जोड़ें ।
    नोट: 21 दिन पर, गल मल के बजाय ताजे मल का उपयोग करें ।
  8. १०००-एमएल एेसे सिलेंडर में गल चुके मवेशी मूत्र के नाप ३२० मिलीलीटर । पलंगों वाले पैक पर खाली सामग्री ।
    नोट: 21 दिन पर, गल मूत्र के बजाय ताजे मूत्र का प्रयोग करें ।
  9. एक सरगर्मी रॉड का प्रयोग, बिस्तर पैक मिश्रण थोड़ा 30 सेकंड के लिए हलचल । रोगाणुओं के पार संदूषण को रोकने के लिए प्रत्येक पलंगों वाले पैक के बीच सरगर्मी छड़ी के प्लास्टिक के अंत को साफ करें । वजन और बिस्तर मिश्रण के अंतिम मास रिकॉर्ड ।
  10. पर्यावरण चैंबर में प्लास्टिक कंटेनर लौटें ।
  11. दोहराएँ चरण २.१-२.१० सोमवार, बुधवार, और प्रत्येक सप्ताह के शुक्रवार को, बिस्तर सामग्री के साथ जोड़ा जा रहा है (चरण २.६) और हवा के नमूने प्रत्येक बुधवार को एकत्र.

3. नकली पलंगों वाले पैक से नमूनों का संग्रह

नोट: नमूने एक बार साप्ताहिक, मल, मूत्र, और ताजा बिस्तर जोड़ने से पहले नकली पलंगों पैक से एकत्र कर रहे हैं ।

  1. प्रत्येक नकली पलंगों पैक के headspace से हवा के नमूनों को इकट्ठा करने की तैयारी ।
    1. सभी हवा नमूना उपकरण पर बारी और निर्माता के निर्देशों के अनुसार गर्म करने की अनुमति, लगभग 1 घंटे.
      नोट: इस अध्ययन में प्रयुक्त अमोनिया (NH3), हाइड्रोजन सल्फाइड (एच2एस), मीथेन (CH4), नाइट्रस ऑक्साइड (एन2ओ) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) गैस विश्लेषक के लिए सामग्रियों की तालिका देखें ।
    2. एक शासक का उपयोग नकली पलंगों पैक पकड़े प्लास्टिक कंटेनर के शीर्ष करने के लिए नकली पलंगों पैक के शीर्ष से दूरी को मापने.
    3. निंन सूत्र का उपयोग करके headspace क्षेत्र की मात्रा परिकलित करें:
      Equation 1
      जहां आर प्लास्टिक कंटेनर के त्रिज्या =,
      ज = प्लास्टिक कंटेनर के शीर्ष पर पलंगों वाले पैक के ऊपर से दूरी, और
      Vफ्लक्स चैंबर = प्रवाह प्लास्टिक कंटेनर के शीर्ष पर स्थित चैंबर की मात्रा ।
      नोट: इस अध्ययन में प्रयुक्त फ्लक्स मंडलों ०.०६४ एम21,22की सतह क्षेत्र के साथ 0.007 एम3 के एक आंतरिक मात्रा में था ।
    4. पैक की अनुमानित केंद्र पर पलंगों वाले पैक की सतह में एक धातु हिस्सेदारी लगभग 5 सेमी पुश । थ्रेड ०.६४-प्रत्येक नकली पलंगों वाले पैक कंटेनर के शीर्ष पर 1 सेमी छेद में से एक के माध्यम से मुख्यमंत्री निष्क्रिय टयूबिंग और बिस्तर पैक की सतह के ऊपर एक १२.५ सेमी धातु दांव १.३ सेमी पर सुरक्षित । प्लेस स्टेनलेस स्टील अर्धगोल स्थैतिक फ्लक्स मंडलों21,22 रबर स्कर्ट के साथ प्रत्येक नकली पलंगों वाले पैक (चित्रा 1) के शीर्ष पर ।
      नोट: रबड़ स्कर्ट है ६१-मुख्यमंत्री चौकों केंद्र में कटौती २२.९-cm व्यास छेद के साथ नरम, लोचदार रबर के बने । छेद फ्लक्स चैंबर पर फिट बैठता है और स्कर्ट प्लास्टिक कंटेनर के शीर्ष पर एक मुहर फार्म जब कंटेनर पर रखा ।
    5. संलग्न ०.६४-cm निष्क्रिय टयूबिंग प्रवाह कक्षों के लिए निष्क्रिय संपीड़न फिटिंग का उपयोग ।
      नोट: निष्क्रिय टयूबिंग गैस नमूना कई गुना है जो हवा नमूना उपकरण में फ़ीड से जुड़ा हुआ है । गैस नमूना प्रणाली एक 24 वोल्ट प्रोग्राम तर्क रिले द्वारा नियंत्रित किया जाता है ( सामग्री की तालिकादेखें) जो बहु-स्थिति 3 रास्ता solenoids को खोलने के लिए और गैस नमूना कई गुना पर आठ हवा प्रवेश लाइनों में से एक बंद का संकेत है । एक पंक्ति एक समय में खोला प्रत्येक पलंगों वाले पैक से व्यक्तिगत हवा नमूने के लिए अनुमति है ।
    6. 30 मिनट के लिए 5 एल मिन-1 की दर से टयूबिंग के माध्यम से कमरे से निस्तब्धता परिवेश हवा शुरू करते हैं ।
      नोट: नमूना लाइनों के माध्यम से हवा फ्लश करने के लिए इस्तेमाल पंप के लिए सामग्री की तालिका देखें ।
  2. उपाय अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, और नकली पलंगों वाले पैक के headspace में हाइड्रोजन सल्फाइड की एकाग्रता ।
    1. पर्याप्त रूप से नकली बिस्तरों वाले पैक निस्तब्धता के बाद, नमूना लाइन पर खुला टोंटी को निष्क्रिय नमूना लाइनों में कमरे से परिवेशी हवा को आकर्षित करने के लिए गैस नमूना कई गुना से जुड़ा ।
    2. हवा नमूना उपकरण में हवा खींचने शुरू करने के लिए प्रोग्राम तर्क रिले सक्रिय करें । परिवेश हवा से रिकॉर्ड माप 20 मिनट के लिए परिवेशी वायु में मापा गैसों की एकाग्रता निर्धारित करने के लिए । यह एक पृष्ठभूमि हवा एकाग्रता के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा । जब परिवेशी वायु एकाग्रता का संग्रह समाप्त, नमूना लाइन पर टोंटी बंद करो ।
    3. प्रत्येक फ्लक्स चैंबर से जुड़ी निष्क्रिय नमूना लाइनों से हवा नमूना शुरू करने के लिए प्रोग्राम तर्क रिले को सक्रिय करें । प्रत्येक नमूना लाइन से 20 मिनट के लिए हर पलंगों वाले पैक के headspace में मापा गैसों की सांद्रता निर्धारित करने के लिए रिकॉर्ड माप ।
    4. परिणाम गैस की औसत एकाग्रता के रूप में सूचित किया जा सकता है (एनएच3, सीओ2, एन2ओ, CH4, एच2एस) हवा के नमूनों में (मिलीग्राम kg-1 या पीपीएम), या प्रवाह घनत्व (उत्सर्जन दर) गैस की गणना कर सकते है एक बड़े पैमाने पर प्रति इकाई क्षेत्र प्रति इकाई समय आधार निंनलिखित समीकरण का उपयोग कर:
      Equation 2
      जहां जे = µ जी एम में प्रवाह-2 मिन-1,
      एक = स्रोत के क्षेत्र (एम2) चैंबर के अंदर,
      क्यू = स्वीप हवा प्रवाह दर एम3 मिन-1, और
      Cair = चैंबर को छोड़कर VOC एकाग्रता (µ g m-3)23.
  3. नकली पलंगों पैक के headspace में सुगंधित वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों की एकाग्रता को मापने ।
    1. लेटेक्स या nitrile डिस्पोजेबल दस्ताने पर रखो ।
    2. पर्याप्त रूप से नकली पलंगों वाले पैक निस्तब्धता के बाद, बिना शर्त स्टेनलेस स्टील sorbent ट्यूबों से पीतल के भंडारण टोपियां निकालें ।
      नोट: इस अध्ययन में प्रयुक्त sorbent ट्यूबों ८९ मिमी × ६.४ मिमी Tenax टा sorbent ( सामग्री की तालिकादेखें) से भरा आयुध डिपो थे । पीतल टोपियां polythtrafluorethylene (PTFE) ferrules है ।
    3. संलग्न प्रवाह लचीला रबर टयूबिंग का उपयोग कर चैंबर पर प्रवेश बंदरगाह के लिए sorbent ट्यूब के अंत, और एक वैक्यूम पंप के लिए sorbent ट्यूब के दूसरे छोर देते हैं ।
      नोट: इस अध्ययन में प्रयुक्त वैक्यूम पंप ( सामग्री की तालिकादेखें) ७५ मिलीलीटर मिनट-1की एक प्रवाह दर पर sorbent ट्यूबों के माध्यम से हवा खींच लिया ।
    4. पंप की अनुमति के लिए sorbent ट्यूब में हवा खींचने के लिए 5 मिनट के लिए ०.३७५ L का एक नमूना मात्रा, तो बंद पंप बारी और sorbent ट्यूब डिस्कनेक्ट. sorbent ट्यूबों के सिरों पर पीतल के भंडारण टोपियां बदलें ।
    5. दोहराएँ चरण 3.3.1-3.3.4 प्रत्येक पलंगों वाले पैक के लिए एक sorbent ट्यूब इकट्ठा करने के लिए.
    6. स्टोर sorbent ट्यूबों थर्मल desorption द्वारा विश्लेषण तक-गैस chromatograph-मास-स्पेक्ट्रोमेट्री (टीडी-जीसी-MS) । ट्यूबों कमरे के तापमान पर संग्रहीत किया जा सकता है (20-25 ˚ C) < 24 h के लिए यदि भंडारण > 24 एच, फ्रिज में स्टोर ।
    7. तुरंत टीडी-जीसी-एमएस प्रणाली पर नमूना विश्लेषण से पहले, sorbent ट्यूबों से पीतल के भंडारण टोपियां निकालें और PTFE विश्लेषणात्मक कैप्स23के साथ बदलें ।
    8. अस्थिर कार्बनिक यौगिकों के लिए sorbent ट्यूबों का विश्लेषण करें24 (एसिटिक एसिड, butyric एसिड, propionic एसिड, isobutyric एसिड, isovaleric एसिड, valeric एसिड, hexanoic एसिड, heptanoic एसिड, phenol, पी-cresol, इण्डोल, skatole, dimethyl डाइसल्फ़ाइड, और dimethyl trisulfide) टीडी-जीसी-MS23,24,25का उपयोग कर ।
    9. परिणाम हवा के नमूनों में VOC की एकाग्रता के रूप में सूचित किया जा सकता है (µ g m-3), या प्रवाह घनत्व (उत्सर्जन दर) VOC के प्रति इकाई क्षेत्र प्रति एक बड़े पैमाने पर गणना की जा सकती इकाई समय के आधार पर निंनलिखित समीकरण का उपयोग:
      Equation 2
      जहां जे = µ जी एम में प्रवाह-2 मिन-1,
      एक = स्रोत के क्षेत्र (एम2) चैंबर के अंदर,
      क्यू = स्वीप हवा प्रवाह दर एम3 मिन-1, और
      Cair= चैंबर को छोड़कर VOC एकाग्रता (µ g m-3)23.
  4. नकली पलंगों वाले पैक के भौतिक और रासायनिक माप ले लीजिए ।
    नोट: तापमान, पीएच, और वाष्पीकरण पानी की हानि हर बार अतिरिक्त सामग्री नकली पलंगों पैक करने के लिए जोड़ा गया मापा जाता है । पोषक तत्व संरचना दिन 0 और ४२ दिन में निर्धारित किया जाता है । नि: शुल्क हवा अंतरिक्ष ४२ दिन में ही निर्धारित किया जाता है ।
    1. पलंगों वाले पैक के केंद्र में एक तापमान जांच डालने के द्वारा पलंगों वाले पैक के तापमान का निर्धारण, नकली पलंगों वाले पैक की सतह के नीचे लगभग ७.६ सेमी. तापमान को स्थिर और रिकॉर्ड करने के लिए अनुमति दें ।
    2. निर्धारित वाष्पीकरण पानी के नुकसान का अनुमान
      1. प्लास्टिक कंटेनर को बैलेंस पर रखें ।
      2. मापने के लिए और पहले और बाद में नकली पलंगों पैक के द्रव्यमान का रिकॉर्ड मल के प्रत्येक इसके अलावा/
      3. पिछले दिन के समाप्त होने वाले मास से वर्तमान दिन की शुरुआत द्रव्यमान को घटा कर अनुमानित वाष्पीकरण जल हानि की गणना करें । अंतर पानी का अनुमान है कि दिनों के बीच पलंगों वाले पैक से काफूर हो गया है और पलंगों पैक के बीच सापेक्ष मतभेद की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, हालांकि यह निरपेक्ष हानि को प्रतिबिंबित नहीं करता है ।
    3. नकली पलंगों वाले पैक का पीएच निर्धारित करें
      1. पलंगों वाले पैक की सतह के नीचे लगभग ७.६ सेमी की गहराई पर पैक के केंद्र से प्रत्येक नकली बिस्तरों वाले पैक से एक प्रतिनिधि 5-10 जी नमूना लीजिए । एक प्लास्टिक ५० एमएल शंकु ट्यूब, कैप, और लेबल में नमूना रखो ।
      2. निर्माता के निर्देशों के अनुसार बफर पीएच 4 और 7 के साथ पीएच मीटर जांचना ।
      3. प्रत्येक शंकु के द्रव्यमान का निर्धारण ।
      4. आसुत, जल के साथ एक जन आधार पर प्रत्येक नमूना 1:2 पतला । शंकु मिलाने के लिए पानी और बिस्तर सामग्री मिश्रण । शंकु, माप, और नमूना के पीएच रिकॉर्ड में पीएच जांच डालें ।
    4. 0 दिन और ४२ पर ही, नकली पलंगों पैक के पोषक तत्व सामग्री का निर्धारण ।
      1. पलंगों वाले पैक की सतह के नीचे लगभग ७.६ सेमी की गहराई पर पैक के केंद्र से प्रत्येक नकली पलंगों वाले पैक से एक ५० ग्राम प्रतिनिधि नमूना लीजिए. एक कागज मिट्टी नमूना बैग में रखें ।
      2. 24 घंटे के भीतर पोषक तत्व विश्लेषण के लिए एक प्रयोगशाला में परिवहन । फ्रिज में स्टोर जब तक नमूने पोषक तत्व विश्लेषण के लिए एक प्रयोगशाला में ले जाया जा सकता है ।
        नोट: किसी भी स्थूल या सूक्ष्म पोषक तत्व का विश्लेषण किया जा सकता है । हम एक वाणिज्यिक प्रयोगशाला में कुल नाइट्रोजन26, फास्फोरस और सल्फर विश्लेषण27 के लिए विश्लेषण ।
    5. ४२ दिन पर ही, नकली पलंगों पैक में मुक्त हवा अंतरिक्ष का निर्धारण ।
      1. एक संतुलन पर प्लास्टिक कंटेनर प्लेस और जन रिकॉर्ड । पानी की सतह नकली पलंगों पैक की सतह के साथ भी है जब तक पानी से धीरे भरें । पानी की अनुमति दें जब तक कोई अधिक बुलबुले नकली पलंगों पैक से आ रहे हैं, तो प्लास्टिक कंटेनर के बड़े पैमाने पर रिकॉर्ड बसने के लिए
      2. निंनलिखित गणना का उपयोग कर मुक्त हवा अंतरिक्ष का प्रतिशत निर्धारित करें:
        Equation 3
  5. सभी वांछित डेटा संग्रह कदम पूरा करने के बाद (कदम ३.१-३.४), मल, मूत्र जोड़ने, और चरणों २.१-२.१० के बाद नकली पलंगों पैक करने के लिए बिस्तर ।

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Representative Results

तारीख करने के लिए, सात अनुसंधान अध्ययन प्रकाशित किया गया है9,10,11,12,13,14,15 इस प्रक्रिया का उपयोग कर, संशोधनों के साथ और मॉडल में सुधार और विशिष्ट प्रयोगों के उद्देश्यों को प्रतिबिंबित करने के लिए किए गए समायोजन. इस प्रक्रिया के लिए कई बिस्तर सामग्री और गंध और गैस के उत्पादन पर परिवेश के तापमान के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, साथ ही संशोधन है कि अमोनिया उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए जोड़ा जा सकता है । पलंगों वाले पैक की रासायनिक और भौतिक संपत्तियों को वाणिज्यिक खलिहानों में मापा गया है6,28 के रूप में के रूप में अच्छी तरह के रूप में नकली पलंगों पैक (तालिका 1). इस डेटा के लिए यदि प्रोटोकॉल एक उपयुक्त मॉडल पर महंगा कृषि अनुसंधान परीक्षणों के पूरक था निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । एयर गुणवत्ता डेटा दो अलग तरीकों (तालिका 2) का उपयोग कर वाणिज्यिक सुविधाओं और नकली पलंगों पैक से एकत्र किया गया है । गैस नमूना प्रणाली इस प्रोटोकॉल में वर्णित नई तकनीक है कि परीक्षण किया गया है और पहले इस्तेमाल किया तरीकों की तुलना में है ।

नकली पलंगों वाले पैक की सूखी बात संरचना व्यावसायिक सुविधाओं6,28से एकत्र बिस्तरों वाले पैक सामग्री की प्रकाशित शुष्क बात सामग्री की सीमा के भीतर थे । पहली बार प्रोटोकॉल का इस्तेमाल किया गया था11, बिस्तर के ४०० जी शुरू में ताजा बिस्तर के प्रति सप्ताह २०० जी के बाद के अतिरिक्त के साथ पलंगों वाले पैक में शामिल थे, और ४०० ग्राम मूत्र और मल के प्रत्येक तीन बार साप्ताहिक जोड़ा । यह स्थापित किया गया था व्यावसायिक खलिहानों में जो बिस्तर के कई गांठें शुरू में जोड़ रहे है और केवल एक या दो गांठें प्रति सप्ताह के बाद पैक में जोड़ा अनुकरण । बिस्तर के अनुपात: पशुधन अपशिष्ट वाणिज्यिक गहरे पलंगों वाले मोनो-ढाल सुविधाओं1,6से एकत्र डेटा का उपयोग कर अनुमान लगाया गया था । पहले अध्ययन के अंत में, पलंगों वाले पैक की शुष्क पदार्थ सामग्री सूखी बात सामग्री के समान थी पलंगों वाले पैक सामग्री वाणिज्यिक सुविधाओं से एकत्र में मापा6,28. हालांकि, पलंगों वाले पैक के दृश्य अवलोकन ने संकेत दिया कि बिस्तर सामग्री के जल धारण क्षमता में परिवर्तनशीलता का एक बहुत कुछ था । उदाहरण के लिए, मकई दानों के साथ पलंगों वाले पैक बहुत गीला दिखाई दिया, लेकिन २७.२ ± १.५%16की एक सूखी बात सामग्री थी, जबकि गेहूं के भूसे के बिस्तर के साथ पलंगों पैक अपेक्षाकृत शुष्क दिखाई दिया, लेकिन २१.२ ± १.१%11की एक सूखी बात सामग्री थी । को बेहतर वाणिज्यिक खलिहानों6,28का प्रतिनिधित्व पैक के शुष्क बात सामग्री बढ़ाने की कोशिश, प्रोटोकॉल थोड़ा ३२० g बिस्तर के प्रत्येक के साथ समायोजित किया गया था, मूत्र, और मल जोड़ा जब पैक शुरू किया गया था, तीन साप्ताहिक ३२० जी मूत्र और मल के प्रत्येक के अतिरिक्त, और एक बिस्तर के ३२० जी के साप्ताहिक अतिरिक्त सामग्री पैक करने के लिए जोड़ा । इस प्रोटोकॉल पलंगों वाले पैक के शुष्क बात सामग्री उठाया है, लेकिन बिस्तर सामग्री13 प्रयोग में इस्तेमाल किया और पर्यावरण मंडलों14के तापमान पर अत्यधिक निर्भर था । हालांकि यह चर था, नकली पलंगों वाले पैक की सूखी बात सामग्री वाणिज्यिक खलिहानों में मापा सीमा के भीतर थे तो दूसरे प्रोटोकॉल के बाद सभी अध्ययनों के लिए इस्तेमाल किया गया है ।

पोषक तत्वों की संरचना, पैक तापमान, और नकली पलंगों वाले पैक के पीएच आगे सबूत है कि नकली पलंगों पैक वाणिज्यिक सुविधाओं में खाद पलंगों वाले पैक का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक अच्छा मॉडल है प्रदान करते हैं । कुल N, कुल पी, कुल एस, और कुल कश्मीर लगातार वाणिज्यिक गहरे बिस्तरों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं6,28से मापा सामग्री की सीमा के भीतर किया गया है । आंशिक खाद गहरे बिस्तरों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं के पलंगों वाले पैक में होता है, तो यह लैब में वाणिज्यिक सुविधाओं के तापमान को दोहराने के लिए महत्वपूर्ण था-स्केल्ड नकली पलंगों पैक. जब परिवेशी वायु तापमान 0 और २०.६ ˚ c के बीच था तो पलंगों वाले पैक्सों का तापमान १९.२ ± ०.३ ˚ c 6था । पर्यावरण मंडलों में तापमान 20 ˚ सी पर स्थापित किया गया था इस प्रोटोकॉल का उपयोग कर संचालित अध्ययन के अधिकांश के लिए । इन अध्ययनों में नकली पलंगों वाले पैक का तापमान लगातार १८.३ और २०.१ ˚ सी के बीच रहा है. इस के लिए अपवाद था जब तापमान एक कारक है कि एक तीन तरह के कारक प्रयोग में परीक्षण किया गया था । दो पर्यावरण मंडलों में ४० ˚ सी निर्धारित की गई थी और दो पर १० ˚ सी निर्धारित की गई थी. उस अध्ययन में, नकली पलंगों वाले पैक का तापमान शीत मंडलों में 12-13 ˚ सी था और उष्णता कक्षों में ३२-३५ ˚ सी. एक बार फिर, इस प्रतिबिंबित वाणिज्यिक खलिहानों, जहां पैक तापमान थे १५.४ ± ०.४ ˚ सी जब परिवेश तापमान 0 ˚ सी या ठंडा थे, और २९.० ± ०.३ ˚ सी जब परिवेश हवा तापमान से अधिक था २०.६ ˚ सी 6। मकई पशुओं का चारा बिस्तर का उपयोग कर वाणिज्यिक खलिहानों में पलंगों वाले पैक का पीएच एक अध्ययन6 में मापा गया था और ७.५-८.० से लेकर । मकई पशुओं का चारा बिस्तर के साथ नकली पलंगों पैक ७.१-७.३11,13के पीएच मूल्यों पड़ा है । सभी नकली पलंगों वाले पैक के पीएच ६.२ से ९.०, जो प्रयोग में प्रयुक्त बिस्तर सामग्री की एक किस्म को दर्शाता है की सीमा है ।

गैस नमूना प्रणाली है कि इस प्रोटोकॉल में प्रयोग किया जाता है राष्ट्रीय वायु उत्सर्जन की निगरानी अध्ययन के भाग के रूप में वाणिज्यिक पोल्ट्री, सूअर, और डेयरी खलिहानों में आयोजित अध्ययन की एक श्रृंखला से अनुकूलित किया गया था29। इस प्रणाली के प्रवाह कक्ष के माध्यम से कमरे में हवा flushes, एक गतिशील प्रवाह चैंबर कि चयनित गैसों कि एक 20 मिनट की अवधि में उत्सर्जित कर रहे है की एकाग्रता उपाय बनाने । गैस नमूना प्रणाली का उपयोग करने के लिए पिछला, एनएच3 के स्थिर जगह एकाग्रता 2 मॉल एल1 सल्फर एसिड6युक्त एसिड जाल के साथ स्थिर प्रवाह कक्षों का उपयोग कर प्रत्येक पलंगों वाले पैक से हवा के नमूनों का संग्रह द्वारा निर्धारित किया गया था, 22. चैंबर के भीतर हवा 1 L मिनट के लिए 20 मिनट के लिए 1 की दर से एसिड जाल के माध्यम से पुनर्नवीनीकरण किया गया था । कुल कम sulfides एक हाथ से आयोजित नमूना का उपयोग कर एकत्र किए गए । हवा के नमूनों स्थिर फ्लक्स कक्षों के माध्यम से परिचालित किया गया 1 एल मिनट की एक प्रवाह दर पर एक छोटे से पंप का उपयोग नहीं अब से 4 मिनट के लिए । लगातार चार नमूनों की एक ंयूनतम प्रत्येक नकली पलंगों पैक से तैयार की गई । ग्रीनहाउस गैस सांद्रता (N20, CO2, और CH4) प्रत्येक स्थैतिक फ्लक्स चैंबर के शीर्ष पर सेपता का उपयोग कर प्रत्येक नकली पलंगों पैक से हवा के १ २० मिलीलीटर नमूना एकत्रित करके निर्धारित किया गया था । बाद में एक गैस chromatograph का उपयोग कर नमूनों का विश्लेषण किया गया । इन सभी गैस के नमूनों को इकट्ठा करने की पिछले विधि बहुत गहन श्रम था और दो या तीन लोगों को सभी संग्रह उपकरणों का प्रबंधन करने के लिए आवश्यक है । गैस नमूना प्रणाली का उपयोग बहुत कम श्रम गहन है । एक व्यक्ति को गैस नमूना प्रणाली स्थापित करने में सक्षम है, प्रोग्राम तर्क रिले शुरू और लगभग १६० मिनट बाद जब नमूने 8 नकली पलंगों वाले पैक से गैस डेटा का संग्रह समाप्त हो गया है वापस ।

पिछले से परिणाम, श्रम गहन नमूना प्रोटोकॉल, साथ ही गैस नमूना प्रणाली (तालिका 2) से परिणाम दिखाए जाते हैं । क्योंकि डेटा एकत्र करने के लिए आवश्यक परिश्रम की मात्रा के कारण सभी डेटा वाणिज्यिक सुविधाओं से एकत्रित नहीं हो पा रहे थे । अमोनिया एकाग्रता वाणिज्यिक मोनो-ढलान सुविधाओं में पलंगों वाले पैक की सतह से एसिड जाल विधि का उपयोग कर एकत्र किया गया था और नकली पलंगों पैक की तुलना में । नकली पलंगों वाले पैक में मापा अमोनिया सांद्रता लगातार वाणिज्यिक मवेशी सुविधाओं में पलंगों वाले पैक से मापा गया एनएच3 सांद्रता के समान थे । अमोनिया नई गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर सांद्रता के लिए मवेशी सुविधाओं में मौजूद सांद्रता के कम अंत पर दिखाई देते हैं । कि एनएच3 विश्लेषक के कारण हो सकता है या यह नए गैस नमूना प्रणाली का इस्तेमाल किया है कि प्रयोगों में उपचार का एक प्रतिबिंब हो सकता है. यह भी वाणिज्यिक खलिहानों में हवा के प्रवाह की तुलना में नकली पलंगों वाले पैक पर हवा के प्रवाह की एक उच्च दर को प्रतिबिंबित कर सकता है, जो अमोनिया के नमूनों की एकाग्रता को कमजोर करेगा । प्रयोगों की एक श्रृंखला एक सतह संशोधन के रूप में फिटकिरी के उपयोग का परीक्षण किया है कि पलंगों पैक करने के लिए आवेदन कर सकते हैं करने के लिए पैकेट पीएच कम, जिससे एनएच3के रूप में नाइट्रोजन की लीचिंग को कम करने. कार्बन डाइऑक्साइड, CH4, और एन2ओ वाणिज्यिक सुविधाओं में एक पलंगों वाले पैक की सतह पर नहीं मापा गया है । हालांकि, पिछले गैस क्रोमैटोग्राफी विधि का उपयोग कर और एकाग्रता की सीमा गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर मापा की रेंज में मापा इन गैसों की सांद्रता की सीमा के बहुत समान हैं । कुछ हद तक उच्च सांद्रता का उत्पादन किया गया जब नकली पलंगों वाले पैक एक ३५ ˚ सी पर्यावरण चैंबर में स्थित थे 20 ˚ सी चैंबर, जो प्रयोगों के बीच परिवर्तनशीलता के लिए खातों की तुलना में. हाइड्रोजन सल्फाइड के लिए टीआरएस तुलना एक सीधा तुलना नहीं है, टीआरएस के बाद से अधिक सिर्फ हाइड्रोजन सल्फाइड शामिल हैं । इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि नकली पलंगों वाले पैक से टीआरएस एकाग्रता गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर मापा H2S सांद्रता से थोड़ा अधिक कर रहे हैं । यह भी दो नमूने प्रोटोकॉल का उपयोग कर संचालित अध्ययन का एक प्रतिबिंब है । पलंगों पैक कि हरे देवदार बिस्तर निहित बहुत उच्च टीआरएस सांद्रता12उत्पंन है, जबकि उन है कि मकई पशुओं का चारा बिस्तर होते नहीं था । नमूने गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर एकत्र मकई पशुओं का चारा, गेहूं का भूसा, सोयाबीन पशुओं का चारा, और पाइन चिप बिस्तर सामग्री पर कोई हरे देवदार बिस्तर का इस्तेमाल किया है ।

व्यावसायिक खलिहानों1-2 नकली बिस्तरों वाले पैक3-6
शुष्क पदार्थ,% २९.९९ ± ३.१५ १६.० – ३६.६ २०.८ – २७.२ २२.३ – २६.१ २४.० – ५८.० २०.८ – २४.९
कुल N, g kg-1 ६०.९७ ± १३.७७ २१.२ – २३.६ १९.४ – २८.२ १७.८ – २२.३ १५.६ – १८.६ १७.८ – २३.८
कुल पी, जी केजी-1 १४.१३ ± ३.९९ ६.७ – ७.५ ६.२ – ९.६ ७.१ – ९.६ ६.७ – ८.५ ६.२ – ९.६
कुल एस, जी केजी-1 ७.८८ ± १.४८ ५.६ – ६.७ ३.६ – ६.५ ४.५ – ५.३ --- ३.६ – ६.५
कुल K, g केजी-1 ३२.७४ ± ८.३९ १५.५ – २१.१ १६.३ – २३.१ --- १८.८ – २५.६ १६.३ – २५.२
Lignin, जी केजी-1 --- --- २६.५ – १३९.६ ४९.९ – १३६.९ --- ६२.६ – १३९.६
ऐश, जी केजी-1 --- १५४-२१४ ११९.३ – २००.५ ९८.९ – २२३.६ --- ११९.३ – २००.५
C:N अनुपात --- --- १७.४ – २८.२ २०.२ – २९.७ --- २०.६ – २७.५
फोन --- ७.५-8 ६.२ – ७.२ ६.८ – ७.६ ८.५ – ९.० ७.४ – ७.७
तापमान, ˚ ग --- १५.४ – २९.० १८.३ – १९.९ १८.४ – २०.० १२.० – ३५.० १९.७ – २०.१
1 Euken, २००९. मानक विचलन के रूप में Euken द्वारा रिपोर्ट, २००९ दिखाया गया है । कुल p और कुल k की गणना की गई, जो क्रमशः रिपोर्ट P2o5 और k2o रचना, परिवर्तित कर रहा है ।
2 Spiehs एट अल., २०११. प्रत्येक दो खलिहानों में दो कलम से एकत्र डेटा । कटा मकई डंठल पसंदीदा बिस्तर सामग्री थे, लेकिन गेहूं के भूसे और सोयाबीन डंठल भी इस परियोजना की संक्षिप्त अवधि के दौरान बिस्तर के लिए इस्तेमाल किया गया । बिस्तर का उपयोग १.९५ से लेकर-३.३७ प्रति दिन पशु प्रति किलो और कलम घनत्व ३.२२ से रेंज-पशु प्रति ६.१३ m2 ।
3 Spiehs एट अल., २०१२. नकली पलंगों वाले पैक से एकत्र डेटा । बिस्तर सामग्री मकई पशुओं का चारा, सेम पशुओं का चारा, गेहूं का भूसा, गोली मकई दानों, कागज, लकड़ी के चिप्स, और बुरादा शामिल थे ।
4 Spiehs एट अल., 2014b. नकली पलंगों वाले पैक से एकत्र डेटा । बिस्तर सामग्री मकई पशुओं का चारा, पाइन लकड़ी के चिप्स, गीले देवदार के चिप्स, और सूखी देवदार के चिप्स शामिल थे ।
5 अयडी एट अल., 2015b. नकली पलंगों से एकत्र डेटा मकई पशुओं का चारा और सेम पशुओं का चारा बिस्तर सामग्री का उपयोग कर पैक । दो तापमान का उपयोग किया गया (40 ˚ सी और 10 ˚ सी)
6 Spiehs एट अल., २०१७. नकली पलंगों से एकत्र डेटा बिस्तर सामग्री के मिश्रण का उपयोग कर 0, 10, 20, 30, ४०, ६०, ८०, शेष जा रहा मकई पशुओं का चारा के साथ १००% पाइन ।

तालिका 1. की सूचना सूखी बात और पोषक तत्वों की संरचना (शुष्क-मामला आधार) बिस्तर के वाणिज्यिक गहरे पलंगों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं (Euken, २००९ और Spiehs एट अल., २०११) और अध्ययन से नकली पलंगों वाले पैक का उपयोग कर संचालित (Spiehs एट al., २०१२, २०१४, २०१७ और अयडी एट अल., २०१५) ।

स्थैतिक फ्लक्स चैंबर विधि1 गतिशील फ्लक्स चैंबर विधि2
अमोनिया, पीपीएम ९५.८ – ६४१.१ ३५०.८ – ५१६.७ ३८१-१५८४ ३८६.३ – ५०२.३ ८९.४ – १६६.७
टीआरएस, ppb --- ८.२ – १६५.९ --- ५.३ – ११.४ ---
हाइड्रोजन सल्फाइड, ppb --- --- --- --- ०.१ – १८.१
कार्बन डाइऑक्साइड, पीपीएम --- १२३२-२००० २३२२-६९१७ ९१८-११५८ ९५७ – २१४९
मीथेन, पीपीएम --- २.३ – ३.६ ७.२ – ८७.० ४.४ – ६.७ ३.२ – १६.७
नाइट्रस ऑक्साइड, पीपीएम --- ०.६७ – ०.७२ ०.३१ – ०.७७ ०.२१ – ०.२३ ०.४४ – ०.५८
1 Spiehs एट अल., २०११, 2014a, 2015a, 2016a. इन अध्ययनों से डेटा अमोनिया, एक हाथ से कुल कम sulfides के पारखी आयोजित नमूना के लिए एसिड जाल का उपयोग कर एकत्र किए गए थे, और प्रत्येक नकली पलंगों वाले पैक के headspace से एक नमूना कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, और नाइट्रस ऑक्साइड के लिए एक ग्रीनहाउस गैस GC पर विश्लेषण किया ।
2 इस डेटा तीन बिस्तर सामग्री और गंध और गैस के उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए सतह संशोधन अलग का उपयोग कर आयोजित अध्ययन का प्रतिनिधित्व करता है । ये अध्ययन गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर संचालित कर रहे थे और अभी तक प्रकाशित नहीं कर रहे हैं ।

तालिका 2. अमोनिया की सूचना दी सांद्रता की सीमा, कुल कम sulfides (टीआरएस), हाइड्रोजन सल्फाइड, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, और नाइट्रस ऑक्साइड वाणिज्यिक गहरे बिस्तर पर मोनो ढलान सुविधाओं से (Spiehs एट अल., २०११) और अध्ययन का उपयोग कर संचालित से नकली पलंगों वाला पैक्स (Spiehs एट अल., 2014a, २०१६ और अयडी एट अल., २०१५) ।

Figure 1
चित्र 1. स्टेनलेस स्टील फ्लक्स चैंबर और रबर जुड़े और हवा नमूना लेने के लिए तैयार तमाशे के साथ प्लास्टिक कंटेनरों में नकली पलंगों पैक । नकली पलंगों पैक पर्यावरण मंडलों के अंदर स्थित हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

पलंगों वाले पैक को मूत्र और मल के लगातार अलावा एक महत्वपूर्ण कदम है । हम सिर्फ एक बार साप्ताहिक मूत्र और मल जोड़ने के साथ प्रयोग किया, लेकिन पाया कि पलंगों पैक एक परत है, जो पैक के अंदर गैसों फंस गया है और वाणिज्यिक सुविधाओं का प्रतिनिधि नहीं था विकसित की है । अध्ययन की शुरुआत में ताजा मल का उपयोग सुनिश्चित करता है कि पलंगों वाले पैक आम जीवाणु पशुओं की सुविधाओं में पाया आबादी के साथ inoculated है । यह भी महत्वपूर्ण है, जब मूत्र जोड़ने, को पलंगों वाले पैक को जोड़ने से पहले शारीरिक पीएच को पीएच समायोजित याद है । एक अवसर पर, एक त्रुटि बना दिया गया था और कम पीएच मूत्र पलंगों वाले पैक करने के लिए जोड़ा गया था । इससे methanogenic बैक्टीरिया आबादी को मार गिराया । जब गैस नमूना प्रणाली की स्थापना, सभी फिटिंग गैस माप की गुणवत्ता समझौता हो सकता है कि रिसाव को रोकने के लिए सुरक्षित होने की जरूरत है ।

यह पहली बार विकसित किया गया था के बाद से प्रोटोकॉल अनुकूलित किया गया है । स्थिर फ्लक्स चैंबर अनुकूलन गतिशील फ्लक्स कक्षों के लिए शोधकर्ताओं के बजाय headspace गैसों में सिर्फ सांद्रता के उत्सर्जन की गणना करने के लिए अनुमति देता है । नए गतिशील गैस नमूना प्रणालियों का उपयोग भी नमूना एक व्यक्ति के बजाय दो से तीन लोगों की जरूरत के लिए सभी डेटा संग्रह का प्रबंधन करने के लिए पूरा किया जा करने के लिए अनुमति देता है ।

रूपांतरों को बिस्तर सामग्री या गंध सूअर या डेयरी सुविधाओं में प्रयुक्त संशोधन का मूल्यांकन करने के लिए नकली पलंगों वाले पैक का उपयोग किया जा सकता है । समायोजन के लिए उपयुक्त बिस्तर निर्धारित करने की आवश्यकता होगी: खाद सूअर या डेयरी सुविधाओं में विशिष्ट अनुपात । प्रकाशित साहित्य शुष्क पदार्थ और वाणिज्यिक सूअर या डेयरी सुविधाओं है कि बिस्तर, मल, और मूत्र कि नकली पलंगों पैक को समायोजित करने की आवश्यकता होगी की राशि का अनुमान लगाने में मदद मिलेगी से पोषक तत्व संरचना अपेक्षाओं प्रदान करना चाहिए प्रोटोकॉल एक सूअर या डेयरी सुविधा का प्रतिनिधित्व करने के लिए । प्रोटोकॉल के लिए एक अकार्बनिक बिस्तर सामग्री, जैसे रेत, जो अक्सर डेयरी सुविधाओं में इस्तेमाल किया जाता है मापने के लिए इस्तेमाल नहीं किया गया है । जबकि वहां कोई कारण नहीं मानना है कि यह सफलतापूर्वक एक बिस्तर कार्बनिक बिस्तर सामग्री युक्त पैक से गैस के उत्सर्जन को मापने नहीं होता है, यह अतिरिक्त परीक्षण की आवश्यकता होगी ।

वहां अतिरिक्त गैसों है कि नमूना है कि हम मूल्यांकन नहीं किया जा सकता है हो सकता है । किसी भी गैस नमूना साधन है कि एक निष्क्रिय गैस नमूना लाइन, सैद्धांतिक रूप से, इस प्रणाली के साथ इस्तेमाल किया जा करने में सक्षम होना चाहिए करने के लिए संलग्न किया जा सकता है ।

मॉडल भी अलग बिस्तर का पता लगाने के लिए समायोजित किया जा सकता है: खाद अनुपात अगर एक शोधकर्ता ऐसा करने के लिए चुना है । शायद एक शोधकर्ता खाद या मूत्र कि एक पलंगों पैक करने के लिए जोड़ा जा सकता है पहले महत्वपूर्ण गंध का पता लगाया गया था की अधिकतम राशि का निर्धारण करने में रुचि थी । या एक शोधकर्ता को हवा की गुणवत्ता पर विभिंन तापमान और आर्द्रता प्रभाव की जांच करना चाहता था । मॉडल भी इन कारकों की जांच के लिए समायोजित किया जा सकता है ।

प्रोटोकॉल के लिए हवा की गुणवत्ता और प्रयोगशाला से पोषक तत्वों की संरचना को मापने के लिए विकसित किया गया था एक नियंत्रित वातावरण में पलंगों से लगा हुआ पैक और प्रभावी ढंग से कई अलग बिस्तर सामग्री का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, पर्यावरण चर (तापमान, आर्द्रता), और संभावित शमन उपचार है कि वाणिज्यिक गहरे बिस्तरों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं में हवा की गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं । मॉडल गतिशील है और शोधकर्ताओं ने आसानी से पलंगों वाले पैक से कई रासायनिक और भौतिक माप इकट्ठा करने के लिए अनुमति देता है, सहित NH3, CH4, N2हे, CO2, H2S, VOC, तापमान, पीएच, पोषक तत्वों की संरचना, मुफ्त हवा अंतरिक्ष, और संभावित दूसरों है कि अभी तक नहीं मापा गया है । साप्ताहिक छह से सात सप्ताह के दौरान एकत्र माप पर्याप्त समय पलंगों वाले पैक परिपक्व के रूप में समय के साथ हवा की गुणवत्ता माप में परिवर्तन देखने के लिए अनुमति देता है । नकली पलंगों वाले पैक से एकत्र डेटा पहले से वाणिज्यिक गहरे पलंगों वाले मोनो-ढलान सुविधाओं में मापा सांद्रता की सीमा के भीतर है. पिछले अध्ययनों से पता चला है कि 8-10 उपचार प्रति प्रयोगात्मक इकाइयों नकली पलंगों वाले पैक9,10,11,12के बीच सांख्यिकीय मतभेदों को खोजने के लिए पर्याप्त हैं, 13,14,15. पलंगों वाले पैक को बनाए रखने के लिए आसान कर रहे हैं, प्रति सप्ताह पलंगों पैक प्रति श्रम के कम से 10 मिनट की आवश्यकता मूत्र, मल जोड़ने के लिए, और बिस्तर । नमूना गैस नमूना प्रणाली का उपयोग कर संग्रह पलंगों वाले पैक प्रति 20-30 मिनट की आवश्यकता है, माप है कि एकत्र किया जा रहा है पर निर्भर करता है । अतीत में, के रूप में कई के रूप में 20 पलंगों वाले पैक एक सामांय 8 घंटे के कार्यदिवस में एक व्यक्ति द्वारा विश्लेषण किया गया है । प्रयोगशाला के उपयोग के बिस्तर पर पलंगों के लिए इस तरह के तापमान, नमी के रूप में चर नियंत्रित करने के लिए शोधकर्ता की अनुमति देता है, और मुश्किल या एक अनुसंधान या व्यावसायिक सुविधा में नियंत्रण असंभव है कि बिस्तर स्रोत । कई प्रयोगशाला पैमाने पर अध्ययन के लिए उंहें एक अनुसंधान या व्यावसायिक-सुविधा आकार में की कोशिश कर रहा से पहले संभव उपचार समाप्त आयोजित किया जा सकता है ।

मॉडल की प्राथमिक सीमा यह है कि यह "वास्तविक दुनिया" शर्तों के एक परिपूर्ण अनुकरण नहीं है । यह पूरी तरह से मूत्र और मल जो एक पशुधन सुविधा में होता है के नित्य अतिरिक्त के रूप में वाणिज्यिक शर्तों अनुकरण मुश्किल है । शुष्क बात सामग्री और व्यावसायिक सुविधाओं की तुलना में नकली पलंगों वाले पैक की पोषक तत्व संरचना के आधार पर, और हमारे प्रयोगशाला में उपलब्ध श्रम, हम तीन बार निर्धारित किया है और मूत्र मल के साप्ताहिक जोड़ पर्याप्त है । हालांकि, अगर एक संशोधन के लिए आवधिक ताजा मूत्र और मल कई बार दैनिक जोड़ने के लिए विकसित किया जा सकता है, कि बेहतर वाणिज्यिक वातावरण अनुकरण होगा ।

एक और मांयता प्राप्त सीमा जमे हुए और गल मल और मूत्र का उपयोग है । जबकि हर प्रयास जल्दी से मूत्र और मल फ्रीज करने के लिए नाइट्रोजन और किसी भी जीवाणु विकास, मूत्र और एक संतुलन अध्ययन से एकत्र मल के लीचिंग को रोकने के लिए किया जाता है केवल एक बार दैनिक एकत्र कर रहे हैं । यह एक घंटे या अधिक लेता है इकट्ठा करने के लिए, वजन, संग्रह कंटेनरों रीसेट, और मूत्र और मल विभाजन । यह भी एक-4 ˚ सी फ्रीजर में रखा जा रहा है के बाद भी मूत्र के एक 20 एल काबोइ के लिए कई घंटे पूरी तरह से फ्रीज करने की आवश्यकता है । इस समय के दौरान, लीचिंग और बैक्टीरियल वृद्धि हो सकती है । संग्रह और ठंड के बीच इस समय देरी के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, मूत्र संग्रह तंत्र से कंटेनर को हटाने के बाद तुरंत पीएच 4 के लिए acidified है बैक्टीरियल विकास और नाइट्रोजन लीचिंग को रोकने के लिए. मूत्र एक बार यह गल जाता है पीएच 7 के लिए बहाल है, लेकिन यह ताजा मूत्र जोड़ने के रूप में ठीक ही नहीं हो सकता है । हालांकि, के रूप में वहां नहीं किया गया है NH3 में मनाया वृद्धि जमे हुए मूत्र की तुलना में पलंगों वाले पैक करने के लिए ताजा मूत्र के अलावा निंनलिखित लीचिंग, हमें विश्वास है कि हम इस सीमा को कम किया है । बैक्टीरियल आबादी या मारे गए जब मल जम जाता है की कमी हुई है । यह प्रोटोकॉल है कि हम दिन 0 और 21 दिन पर ताजा मल जोड़कर कम करने का प्रयास किया है की एक मांयता प्राप्त सीमा है ।

कोमल मिश्रण करने के लिए एक इस्पात छड़ी का उपयोग बिस्तर सामग्री के साथ हौसले से जोड़ा मल और मूत्र पूरी तरह से एक वाणिज्यिक सुविधा में मवेशियों के वजन अनुकरण नहीं कर सकते हैं, इस प्रकार कुछ अलग संकुचन और पानी धारण क्षमता में जिसके परिणामस्वरूप । पलंगों वाले पीठ के porosity के लिए खाते के लिए, और नि: शुल्क हवा अंतरिक्ष कि पलंगों वाले पैक में मौजूद हो सकता है का एक संकेत के रूप में, पानी प्रत्येक पलंगों वाले पैक 9 0 >,10,11,12,13,14,15। फ्री एयर स्पेस एक अध्ययन से आम तौर पर एक दूसरे के लिए, लेकिन एक वाणिज्यिक सुविधा में मौजूद है कि मुक्त हवा अंतरिक्ष की तुलना में नहीं किया गया है ।

प्रोटोकॉल अंय पशुधन प्रजातियों या सुविधा के प्रकार के साथ परीक्षण नहीं किया गया है, ऐसे सूअर गहरे बिस्तर वाले हुप्स या स्वीडिश गहरे पलंगों farrowing सुविधाओं, डेयरी खाद खलिहानों या अंय डेयरी पलंगों सुविधाओं, या पोल्ट्री सुविधा के किसी भी प्रकार बिस्तर का उपयोग कर के रूप में । हालांकि ऐसा लगता है कि मॉडल क्षमता के लिए अंय पशुधन सुविधाओं के लिए एक मॉडल के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, प्रोटोकॉल के समायोजन के लिए पर्याप्त रूप से एक बीफ़ मवेशी गहरे पलंगों वाली सुविधा से परे किसी भी सुविधा का प्रतिनिधित्व आवश्यक हो सकती है ।

जबकि मॉडल वाणिज्यिक सुविधाओं का एक सही अनुकरण नहीं है, यह एक प्रारंभिक बिंदु है जब ऐसे बिस्तर, तापमान, आर्द्रता, या संशोधन है कि एक पशुधन की सुविधा में पलंगों वाले पैक में जोड़ा जा सकता है के रूप में कारकों का मूल्यांकन कर सकते हैं । यह एक शोधकर्ता एक नियंत्रित वातावरण में उपचार मतभेद का मूल्यांकन करने और एक पूर्ण पैमाने पर वाणिज्यिक आकार आपरेशन के लिए आवश्यक संसाधनों पर पैसा खर्च करने से पहले संभावित कम प्रभावी उपचार के विकल्प को खत्म करने की अनुमति देता है ।

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Disclosures

इस शोध को संघीय रूप से विनियोजित धन से USDA कृषि अनुसंधान सेवा, अनुसंधान परियोजना संख्या 3040-41630-001-00D को वित्त पोषित किया गया ।

इस लेख में व्यापार के नाम या वाणिज्यिक उत्पादों का उल्लेख केवल विशिष्ट जानकारी प्रदान करने के प्रयोजन के लिए है और सिफारिश या USDA द्वारा बेचान मतलब नहीं है ।

USDA एक समान अवसर प्रदाता और नियोक्ता है ।

Acknowledgments

लेखक को एलन क्रूगर, टोड Boman, शैनन Ostdiek, ऐलेन बेरी, और Ferouz अयडी जो डेटा संग्रह के साथ सहायता के अनुकरण पलंगों पैक का उपयोग कर स्वीकार करना चाहता है । लेखक भी अपनी सहायता के लिए तळमळ ब्राउन-Brandl और डेल Janssen पर्यावरण मंडलों को बनाए रखने पहचानता है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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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References

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पर्यावरण विज्ञान १३७ अंक वायु गुणवत्ता अमोनिया बिस्तर कार्बन डाइऑक्साइड प्रसूति पशु सुविधाएं ग्रीनहाउस गैसों हाइड्रोजन सल्फाइड मीथेन नाइट्रस ऑक्साइड
प्रयोगशाला पैमाने पर मॉडल गंध और गैस गहरे पलंगों पैक खाद द्वारा उत्सर्जित सांद्रता का मूल्यांकन करने के लिए
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Spiehs, M. J. Lab-Scale Model to… More

Spiehs, M. J. Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure. J. Vis. Exp. (137), e57332, doi:10.3791/57332 (2018).

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