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냄새 및 가스 농도 깊은 방출 실험실 스케일 모델 침대 팩 비료

doi: 10.3791/57332 Published: July 19, 2018

Summary

측정 가스, 냄새, 및 침대 비료 연구소 확장 팩, 상업 가축 시설 깊은 침대 비료 팩을 사용 하 여 공기 품질을 개선 하는 방법을 연구 하는 데 사용할 수 있습니다 영양 구성 하는 프로토콜 개발 되었습니다.

Abstract

실험실 조정 시뮬레이션된 침대 팩 모델 공기 품질과 소 모노 슬로프 시설에서 사용 하는 깊은 떡 치 팩의 영양 구성 연구 개발 되었다. 이 프로토콜은 효과적으로 많은 다른 침구 물자, 환경 변수 (온도, 습도), 및 잠재력을 평가 하기 위해 사용 되었습니다 완화 치료를 향상 시킬 수 있는 공기 상업 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설에 질. 모델 동적 이며 쉽게 침대 팩에서 많은 화학 및 물리적 측정을 수집 하는 연구를 수 있습니다. 주간 측정, 6 ~ 7 주에 걸쳐 수집 된 충분 한 시간을을 침대 팩 성숙 시간이 지남에 공기 품질 측정에 변화를 볼 수 있습니다. 시뮬레이션된 침대 팩에서 수집 된 데이터는 농도의 범위 내에서 이전 측정 상업 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설. 과거의 연구는 치료 당 8-10 실험 단위는 시뮬레이션된 침대 팩 간의 통계적 차이 검출 하기 위하여 충분 한 증명 하고있다. 침대 팩은 소변, 대변, 및 침구 추가 주당 침대 팩 당 노동의 10 분을 요구, 유지 하기 쉽다. 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 샘플 컬렉션 수집 되는 측정에 따라 침대 팩 당 20-30 분 필요 합니다. 실험실 조정 침대 팩 사용 어렵거나 연구 또는 상업 시설에서 제어 하는 온도, 습도, 등 침구 소스 제어 변수를 연구 수 있습니다. 시뮬레이션 "현실 세계" 조건의 완벽 한 시뮬레이션 하지 침대 하는 동안 팩 연구자 침대 팩 치료 차이를 사용 하 여에 대 한 좋은 모델로 역할. 여러 실험실 규모 연구 연구 또는 상업적 규모의 시설에 그들을 시도 하기 전에 가능한 치료법을 제거 하기 위해 수행할 수 있습니다.

Introduction

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육 우 감 금 시설 중서부와 대평원 상단에 인기 있는 주택 옵션입니다. 감 금 시설 지역 포함 해야 합니다 더 많은 feedlot 결선을 만듭니다 더 많은 연간 강수량을 받기 때문에 남부 평원 보다이 지역에서 더 일반적입니다. 많은 생산자 쇠고기 가축에 대 한 모노 기울기 질러를 구축 하기로 했다. 모노-슬로프 시설 선택에 대 한 생산자에 의해 언급 하는 주된 이유 일정 노동 및 배설물 제거, 및 많은 feedlots1열에 비해 향상 된 성능을 했다. 모노-기울기 질러를 사용 하 여 가축 생산자 (72.2%)의 대다수 침구에 대 한 깊은-침구 관리 시스템을 사용 하 여 한 차례 소의 이상 침대 팩을 유지 하 고1을 낭비. 사용 되는 가장 일반적인 침구 재료는 옥수수 stover, 비록 생산자 보고서 콩 수염, 밀 짚, 옥수수 cobs, 톱 밥1을 사용 하 여. 옥수수 stover 침구에 대 한 지역 수요, 많은 생산자 모노 슬로프 시설에서 사용할 수 있는 대체 침구 재료에 관심이 있었다. 경제와 동물 편안 하 게, 생산자 어떻게 침구 물자의 향기가 있는 가스의 생산, 결과 비료/침구, 영양 구성 및 병원 균의 존재를 포함 하 여 시설 환경 영향 조사.

몇 연구 암모니아에 대부분 집중 된 가축 주택에 사용 되는 다른 침구 재료에서 발생 하는 공기 품질을 측정 하기 위해 실시 되었습니다. 대부분의 공기 품질 이전 평가의 농장에서 데이터 수집을 포함 하나 또는 두 개의 실험 단위 치료 당 분석 되 고 한 번에2,3,,45. 실험 단위의 숫자 제한 하는 데 필요 합니다 여러 번 반복 해야 연구 따라서 기상 조건, 나이 또는 동물의 생산의 단계와 같은 추가적인 변수를 추가 하 고 다른 성장 절 기에 생산 아마도 자료 침구 .

아니 알려진 연구소 확장 모델을 공기 품질 및 비료/침구의 영양 구성에 영향을 미치는 요인 연구 쇠고기 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설, 연구원에서에서 먼저 발생 하는 혼합 상업 가축 시설 활용 하려고 한 깊은 침대 시스템6,,78. 정적 플럭스 챔버는 18 달 기간6모노 슬로프 깊은 침대 가축 시설의 표면에 NH3 농도 측정에 사용 되었다. 각 두 질러 두 펜 측정 되었다. 다진된 옥수수 줄기 선호 침구 소재, 하지만 밀 짚과 콩 줄기도이 프로젝트의 짧은 기간 동안 침구 사용 했다. 침구 사용 동물 동물 당 3.22-6.13 m2 에서 배열 했다 일과 펜 밀도 당 당 1.95 3.37 k g에서 ranged. 후속 연구 반7,8명이 밖에 서 미 립 자 물질 농도에서 암모니아와 황화 수소 배출 측정. 이 연구는 2 ~ 4 명이 위치를 사용 하 여 2 년 동안 실시 되었다. 농장에서 데이터 컬렉션에 대 한 도전 컨트롤 연구 시스템의 부족 이다. 제작자 소 다이어트 변경, 동물 펜에서 펜, 침구 재료를 사용 하 여 서로 다른 소스에서 이동한 청소 하며 그들의 생산과 노동력으로 다시 침대 펜, 따라서 많은 변수를 혼동 농장에서 연구는 또한 여행 경비와 실험적 치료 (침구 소재) 등의 대량을 포함 한다. 이 프로젝트의 목적은 공기 품질 및 가축 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설 영양 관리에 영향을 미치는 요인 연구 하는 데 사용할 수 있는 실험실 스케일 모델을 개발 했다.

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Protocol

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연구는 주간 데이터 수집 42 일 동안 실시 될 설계 되었습니다. 모든 동물 절차 검토 하 고 미국 고기 동물 연구 센터 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인 했다.

1. 건설 시뮬레이션 베드 팩

  1. 0.42 m 0.38 m 직경을 가진 높은 플라스틱 실린더 용기로 시작 합니다.
    참고:이 연구에서 하나의 특정 10 갤런 상업 쓰레기 컨테이너는 사용된 ( 재료의 표참조), 하지만 다른 비슷한 크기의 플라스틱 용기에 적합 한 것.
  2. 드릴 6 1 ㎝ 구멍 동등 하 게 간격 플라스틱 컨테이너의 둘레 각 플라스틱 컨테이너 약 5 cm에는 플라스틱 컨테이너의 상단. 컨테이너에서 플라스틱 잔해를 제거 합니다.
  3. 플라스틱 용기를 포장 하 고 플라스틱 용기 측면에 질량을 기록 합니다. 균형을 사용 하 여 무게 팬으로 선택한 침구 물자의 320 g의 무게와 침구 물자는 플라스틱 컨테이너를 추가 합니다.
    참고: 모든 침구 소재 간주 적합 가축 시설에 사용 될 수 있습니다 사용9,10,11,12,13,,1415. 깊은 침대 가축 시설 위 대평원에 모델링에 대 한 가장 일반적인 침구 소재1 만 콩 stover, 밀 짚, 옥수수 stover로 간주 하 고 나무 칩 사용된1도 있다. 깊은 침대 모델 돼지 또는 유제품 시설, 밀 짚, 보 리 짚, 귀리 밀 짚, 건초, 나무 부스러기, 나무 토막, 톱 밥, 신문 하이 시스템을 사용 하는 경우 옥수수 cobs, 콩 수염, 쌀 껍질, 또는 모래는 더 적당 한16,17 수 있습니다. ,18.
  4. 신선한 소 배설물 플라스틱에 균형을 사용 하 여 접시와 플라스틱 컨테이너에 추가의 320 g 무게.
    참고: 소변과 대변은 수집 및 앞에서 설명한11로 유지.
  5. 1000 mL 졸업된 실린더에 신선한 소 소변의 320 mL를 측정 합니다. 플라스틱 용기에 빈 내용입니다. 30 위한 약간 침구 소재 혼합물을 혼합 교 반 막대 (5.08 cm 둘레)를 사용 하 여 s.
    참고:이 경우에, 빈 강철 막대 끝에 플라스틱 커버와 함께 사용 되었다. 또는, 막대의 모든 종류 사용 될 수 있습니다.
  6. 미생물의 교차 오염을 방지 하기 위해 살 균 처리 지우기를 사용 하 여 각 침대 팩 사이의 교 반 막대의 끝을 청소.
    참고: 따뜻한 비눗물의 양동이 교 반 막대 청소를 사용할 수 있습니다. 플라스틱 샌드위치 가방 또한 막대의 끝에 고무 밴드와 함께 안전 하 고 각 교차 오염을 방지 하기 위해 팩을 떡 치 후 대체 수 있습니다.
  7. 무게와 침구 혼합물의 최종 질량을 기록. 환경 챔버19 12 ° c.의 노점와 18-20 ° C의 주위 온도를 설정에서 플라스틱 컨테이너를 놓습니다

2. 유지 관리 하는 시뮬레이션 베드 팩

  1. 대변과 소변, 추가 하기 전에 48 시간 냉장고에서 냉동된 대변과 소변을 제거 하 고 실내 온도 (20-25 ˚C)에 녹여 수 있게.
  2. 침대 팩 소변을 추가 하기 전에 한 시간 소변의 pH를 측정 합니다.
  3. 6 M NaOH를 처리 하는 데 필요한 적절 한 개인 보호 장비 (장갑, 안전 안경)에 넣어.
  4. 졸업된 실린더에 6 M 수산화 나트륨 (NaOH)의 25 mL를 붓으십시오. 혼합물을 저 어 다음 pH 프로브를 사용 하 여 산도 테스트 합니다. 소변 pH 7.4, 생리 적 pH20에 도달할 때까지 반복 합니다.
  5. 일단 소변의 pH 조정 때 소변에서 질소의 휘 발을 방지 하기 위해 사용 중인 소변 용기 뚜껑을 교체 합니다.
  6. 무게와 질량 침대 팩의 기록. 신선한 침구가이 하루에 추가 될 경우 320 g의 무게 균형을 사용 하 여 알루미늄 팬으로 소재 침구를 선택 하 고 추가 침구 소재 각각 침대 팩. 없는 침구가이 하루에 추가 하는 것입니다, 단계 2.7 계속.
  7. 해 동된 가축 배설물 플라스틱에 균형을 사용 하 여 접시와 침대 팩에 추가의 320 g 무게.
    참고: 하루 21에 해 동된 배설물 대신 신선한 배설물을 사용 합니다.
  8. 1000 mL 졸업된 실린더에 해 동된 가축 소변의 320 mL를 측정 합니다. 침대 팩에 빈 내용입니다.
    참고: 하루 21에 해 동된 소변 대신 신선한 소변을 사용 합니다.
  9. 교 반 막대를 사용 하 여 30 초 동안 약간 침구 팩 혼합물을 저 어. 미생물의 교차 오염을 방지 하기 위해 각 침대 팩 사이의 교 반 막대의 플라스틱 끝을 청소. 무게와 침구 혼합물의 최종 질량을 기록.
  10. 환경 챔버에는 플라스틱 컨테이너를 반환 합니다.
  11. 침구 추가 되 고 (단계 2.6) 소재와 공기 샘플 각 수요일 수집으로 월요일, 수요일, 그리고 금요일 각 주에 2.1-2.10 단계 반복 합니다.

3. 시뮬레이션 침대 팩에서 샘플 수집

참고: 샘플 수집 됩니다 시뮬레이션된 침대 팩에서 매주 한 번, 대변, 소변, 그리고 신선한 침구를 추가 하기 전에.

  1. 준비에서 각 시뮬레이션된 침대 팩의 headspace 공기 샘플을 수집 하 고.
    1. 켜고 모든 공기 샘플링 장비 제조 업체의 지시에 따라 약 1 시간 워밍업 허용.
      주: 암모니아 (NH3), 황화 수소 (H2S), 메탄 (CH4), 질소 산화물 (N2O)와 이산화탄소 (CO2) 가스 분석기가이 연구에 사용 된 재료의 표를 참조 하십시오.
    2. 눈금자를 사용 하 여 시뮬레이션된 침대 팩을 들고 플라스틱 컨테이너의 상단에 시뮬레이션된 침대 팩의 위에서 거리를 측정 합니다.
    3. 다음 수식을 사용 하 여 헤드 스페이스 영역의 볼륨을 계산:
      Equation 1
      여기서 r = 플라스틱 컨테이너의 반지름
      h = 플라스틱 컨테이너의 상단에 침대 팩의 위에서 거리 고
      V플럭스 챔버 = 플라스틱 컨테이너 위에 있는 플럭스 챔버의 볼륨.
      참고:이 연구에 사용 된 플럭스 챔버 0.064 m21,22의 표면 면적 0.007 m3 의 내부 볼륨을 했다.
    4. 팩의 대략적인 센터에서 침대 팩의 표면에 금속 지분 약 5 cm를 밀어. 0.64 cm 불활성 튜브 12.5 cm 금속 말뚝 침구 팩의 표면 위에 1.3 cm에 보안 각 시뮬레이션된 침대 팩 컨테이너의 상단에 1 ㎝ 구멍 중 하나를 통해 스레드. 스테인레스 스틸 반구형 정적 플럭스 챔버21,22 고무 스커트 각 시뮬레이션된 침대 팩 (그림 1) 위에 놓습니다.
      참고: 고무 스커트는 61 c m 사각형 22.9 cm 직경 구멍 중심으로 연약한, 탄력 있는 고무의 만든. 구멍 플럭스 챔버에 적합 하 고 스커트 플라스틱 컨테이너는 컨테이너에 배치 하면 위에 물개를 형성 한다.
    5. 사용 하 여 불활성 압축 피팅 플럭스 챔버에 0.64 cm 불활성 튜브를 연결 합니다.
      참고: 불활성 튜브 공기 샘플링 장비에 피드 가스 샘플링 매니폴드에 첨부 됩니다. 가스 샘플링 시스템 24 볼트 프로그래밍 가능 로직 릴레이 의해 제어 되는 8 공기 입구 라인 가스 샘플링 매니폴드에의 한 개폐를 다중 위치 3 방향 솔레노이드 신호 ( 재료의 표참조). 한 줄 각 침대 팩에서 개별 공기 샘플링 수 있도록 한 번에 열립니다.
    6. 30 분 동안 5 L 분-1 의 비율로 튜브를 통해 룸에서 주변 공기를 내뿜는 시작.
      주: 샘플 라인을 통해 공기를 사용 하는 펌프에 대 한 재료의 표를 참조 하십시오.
  2. 암모니아, 이산화탄소, 메탄, 그리고 시뮬레이션된 침대 팩의 headspace에 황화 수소의 농도 측정 합니다.
    1. 후 적절 하 게는 시뮬레이션 홍 조 팩 침대, 불활성 샘플 라인 가스 샘플링 매니폴드에 연결에 대기 방에서 그리는 샘플 선 자 지를 엽니다.
    2. 에 어 샘플링 장비에 공기를 당기기 시작 프로그래밍 가능 로직 릴레이 활성화 합니다. 주변 공기에 측정된 가스의 농도 결정 하기 위해 20 분에 대 한 주변 공기에서 기록 측량. 이 배경 공기 농도로 사용 될 것입니다. 끝나면 대기 농도 수집, 샘플 라인에 자 지를 닫습니다.
    3. 각 플럭스 챔버에 연결 된 불활성 샘플 라인에서 공기를 샘플링 하려면 프로그래밍 가능한 로직 릴레이 활성화 합니다. 각 침대 팩의 headspace에 측정된 가스의 농도 결정 하기 위해 20 분에 대 한 각 샘플에서 기록 측량.
    4. 공기 샘플 mg k g-1 (ppm), 가스 (NH3, CO2, N2O, 채널4, H2S)의 평균 농도 결과 보고 수 또는 가스의 자 속 밀도 (방출 속도)는 단위 당 질량에 산출 될 수 있다 다음 수식을 사용 하 여 단위 시간 기준 위치:
      Equation 2
      여기서 J = µ g m-2-1에 플럭스
      A = 챔버 내부에, 소스 (m2)의 영역
      Q =는 스윕 공기 흐름 속도 m3-1, 그리고
      C공기 챔버 (µ g m-3)23떠나 VOC 농도 =.
  3. 시뮬레이션 된 침대 팩의 headspace에 향기가 있는 휘발성 유기 화합물의 농도 측정 합니다.
    1. 라텍스 또는 니트 릴 일회용 장갑에 넣어.
    2. 적절 하 게는 시뮬레이션 홍 조 팩 침대, 황동 스토리지 모자 preconditioned 스테인리스 매 튜브에서 제거.
      참고:이 연구에 사용 된 매 튜브 89 mm × 6.4 mm OD Tenax TA 매 (참조 테이블의 재료)으로 가득 했다. 황동 모자 polythtrafluorethylene (PTFE) 깃 봉 있다.
    3. 유연한 고무 튜브를 사용 하 여 유동 챔버에 입구 포트를 매 관의 득점된 끝 및 진공 펌프에 매 튜브의 다른 쪽 끝을 연결 합니다.
      참고:이 사용 되는 진공 펌프 연구 75 mL 분-1의 유량에 매 튜브를 통해 공기를 뽑아 ( 재료의 표참조).
    4. 0.375 L의 샘플 볼륨에 대 일 분 매 관으로 공기를 끌어 다음 펌프를 해제 하 고 분리 매 튜브를 펌프를 수 있습니다. 매 관의 끝에 황동 저장 모자를 교체 합니다.
    5. 단계 3.3.1-3.3.4 각 침대 팩에 대 한 1 개의 매 관 수집을 반복 합니다.
    6. 열 탈 착 가스 크로마 토 그래프-질량 분석 (TD-GC-MS) 매 관 분석까지 저장 합니다. 튜브에 대 한 실내 온도 (20-25 ˚C)에 저장 될 수 있습니다 < 24 h. 저장 하는 경우 > 24 h, 냉장고에 있는 상점.
    7. TD-GC-MS 시스템에 샘플 분석, 직전 매 튜브에서 황동 스토리지 뚜껑을 제거 하 고 PTFE 분석 모자23으로 바꿉니다.
    8. 휘발성 유기 화합물24 (초 산, 버터 산, 프로, isobutyric 산, isovaleric 산, valeric 산, hexanoic 산, heptanoic 산, 페 놀, p-크 레 졸, indole, skatole, 디 메 틸 아 황산, 산과 디 메 틸에 대 한 매 관 분석 trisulfide) TD GC-MS23,,2425를 사용 하 여.
    9. 공기 샘플 (µ g m-3), 휘발성 유기 화합물 농도 결과 보고 수 또는 휘발성 유기 화합물의 자 속 밀도 (방출 속도)는 단위 시간을 기준으로 다음 수식을 사용 하 여 당 단위 넓이 당 질량에 산출 될 수 있다:
      Equation 2
      여기서 J = µ g m-2-1에 플럭스
      A = 챔버 내부에, 소스 (m2)의 영역
      Q =는 스윕 공기 흐름 속도 m3-1, 그리고
      C공기챔버 (µ g m-3)23떠나 VOC 농도 =.
  4. 시뮬레이션된 침대 팩의 물리적, 화학적 측정을 수집 합니다.
    참고: 온도, pH, 증발 물 손실을 추가 자료 시뮬레이션된 침대 팩에 추가 된 각 시간 측정 됩니다. 영양소 구성 0와 하루 42에서 결정 됩니다. 무료 공기 공간에서 하루 42만 결정 됩니다.
    1. 침대 팩, 시뮬레이션된 침대 팩의 표면 아래 약 7.6 cm의 중심 온도 프로브를 삽입 하 여 침대 팩의 온도 확인 합니다. 온도 안정화 하 고 기록할 수 있습니다.
    2. 예상된 증발 물 손실을 결정합니다
      1. 균형에 플라스틱 컨테이너를 놓습니다.
      2. 측정 하 고 각 추가 대변/소변/침구 시뮬레이션 침대 팩의 전후 시뮬레이션된 침대 팩의 질량을 기록 합니다.
      3. 예상된 증발 물 손실을 이전 하루의 끝에서 현재 날짜의 처음 질량을 빼서 계산 합니다. 차이점은 일 사이 침대 팩에서 증발 하 고 절대 손실 반영 하지 않습니다 비록 침대 팩 간의 상대적 차이 비교 하 사용할 수 있습니다 물의 예상된 질량.
    3. 시뮬레이션 된 침대 팩의 pH를 결정
      1. 침대 팩의 표면 아래 약 7.6 cm의 깊이에 팩의 중심에서 각 시뮬레이션 침대 팩에서 대표 5-10 g의 샘플을 수집 합니다. 플라스틱 50 mL 원뿔 튜브, 모자, 그리고 라벨에 샘플을 넣어.
      2. 버퍼 ph 4와 제조 업체의 지시에 따라 7 pH 미터 보정.
      3. 각 원뿔의 질량을 결정 합니다.
      4. 희석 증류수, 이온을 제거 된 물으로 대량으로 각 샘플 1:2. 원뿔 물과 침구 소재를 섞어 흔들어. 원추형으로 pH 프로브를 삽입 하 고 측정, 시료의 pH를 기록.
    4. 일 0와 42만, 시뮬레이션된 침대 팩의 영양 내용을 확인 합니다.
      1. 침대 팩의 표면 아래 약 7.6 cm의 깊이에 팩의 중심에서 각 시뮬레이션 침대 팩에서 50 g 대표 샘플을 수집 합니다. 종이 토양 샘플 가방에 넣습니다.
      2. 24 시간 영양 분석을 위한 실험실으로 전송 합니다. 샘플 영양 분석을 위한 실험실에 수송 될 수 있다 때까지 냉장고에 저장 합니다.
        참고: 모든 매크로 또는 마이크로 양분 분석할 수 있습니다. 총 질소26, 인 및 유황 분석27 상업 실험실에서 분석.
    5. 하루 42만, 시뮬레이션 침대 팩에서 무료 공기 공간을 결정 합니다.
      1. 균형에 플라스틱 용기를 놓고 질량을 기록 합니다. 천천히 물 표면도 함께 시뮬레이션된 침대 팩의 표면 때까지 물으로 채우십시오. 아니 더 많은 거품이 시뮬레이션된 침대 팩에서 오고 있다 때까지 정착 물 허용 다음 플라스틱 컨테이너의 질량을 기록
      2. 다음 계산을 사용 하 여 무료 공기 공간 비율을 확인 합니다.
        Equation 3
  5. 모든 원하는 데이터를 완료 한 후 수집 단계 (단계 3.1-3.4), 단계 2.1-2.10 다음 시뮬레이션된 침대 팩에 대변, 소변, 및 침구 추가 합니다.

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Representative Results

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날짜 하려면, 7 연구 연구 되었습니다9,10,11,,1213,14,15 수정이 절차를 사용 하 여 게시 하 고 조정 모델을 개선 하 고 특정 실험의 목표를 반영 했다. 이 절차 암모니아 배출 제어에 추가할 수 있는 수정 뿐만 아니라 냄새 및 가스 생산, 수많은 침구 재료와 온도 효과 평가 하기 위해 사용 되었습니다. 침대 팩의 화학 및 물리적 특성 시뮬레이션된 침대 팩 (표 1)에서 뿐만 아니라 상업적인 질러6,28 에서 측정 되어 있다. 이 데이터는 프로토콜 비싼 농장에서 연구 실험을 보완 하기 위해 적합 모델 결정 하 사용 되었다. 공기 품질 데이터 상업 시설에서 수집 되어 있으며 두 가지 방법 (표 2)를 사용 하 여 침대 팩을 시뮬레이션. 이 프로토콜에서 설명 하는 가스 샘플링 시스템 테스트 되 고 이전에 사용한 방법에 비해 새로운 기술입니다.

상업 시설6,28에서 수집 침대 팩 자료의 게시 된 건조 문제 내용의 범위 내에서 시뮬레이션된 침대 팩의 마른 물질 구성이 했다. 처음으로 프로토콜 사용된11, 침구의 400 g은 처음에 추가 되었습니다 신선한 침구의 주당 200 g, 소변과 대변 세 번 매주 추가의 각 400 g의 후속 추가 침대 팩. 이 침구의 여러가 마 니는 처음에 추가 되 고 이후 주당 팩에 추가 하나 또는 두 개의 꾸러미에 상업 질러 시뮬레이션을 설정 했다. 침구: 가축 낭비의 비 상업 깊은 침대 모노 슬로프 시설1,6에서 수집 된 데이터를 사용 하 여 추정 되었다. 첫 번째 연구의 끝에, 침대 팩의 건조 문제 콘텐츠 침대 팩 소재 상업 시설6,28에서 수집 된 측정 마른 물질 콘텐츠 유사 했다. 그러나, 침대 팩의 시각적 관찰 침구 재료의 용량을 들고 물에 있는 가변성을 많이 했다 표시 됩니다. 예를 들어 옥수수 cobs 침대 팩 매우 젖은 등장 하지만 밀 짚 침구 침대 팩 건조, 등장 하지만 드라이 21.2 ± 1.111의 콘텐츠 중요 했다 동안 마른 물질 27.2 ± 1.516, 콘텐츠를 했다. 건조를 증가 하려고 하 더 상업 질러6,28, 프로토콜을 나타내는 데 침대 팩의 문제 콘텐츠 침구, 소변 및 대변 팩 시작 될 때 추가, 3 주간 각 320 g으로 약간 조정 되었습니다. 소변 및 대변, 320 g를 각의 추가 그리고 소재는 팩에 추가 침구의 320 g의 1 주간 추가. 이 프로토콜 침대 팩의 건조 문제 콘텐츠를 제기 하지만 매우 침구 소재13 14환경 챔버 온도 실험에 사용에 의존 했다. 비록 변수, 시뮬레이션된 침대 팩의 건조 문제 콘텐츠 범위 내에서 두 번째 프로토콜은 모든 후속 연구에 대 한 사용 되었습니다 그래서 상업적인 질러에서 측정 했다.

영양소 구성, 팩 온도 및 pH 시뮬레이션된 침대 팩의 추가 증거 시뮬레이션된 침대 팩 비료를 대표 하는 좋은 모델은 상업 시설에 팩 침대 제공. 총 N, P는 총, 총 들, 그리고 총 K는 지속적으로 영양소 함유량의 범위 내에서 측정 되었다 상업 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설6,28에서. 부분 퇴 비 상업 시설 실험실 조정 시뮬레이션된 침대 팩의 온도 복제 하는 것이 중요 했다 그래서 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설, 침대 팩에서 발생 합니다. 때 주위 공기의 온도 0 20.6 ˚C 사이 깊은 떡 치 상업 시설에 침대 팩의 온도 19.2 ± 0.3 ˚C 6이었다. 환경 챔버의 온도이 프로토콜을 사용 하 여 실시 하는 연구의 대부분에 대 한 20 ˚C에서 설정 했다. 이러한 연구에서 시뮬레이션된 침대 팩의 온도 지속적으로 18.3 20.1 ˚C 사이 되었습니다. 이것에 예외 때 온도 3 방향 계승 실험에서 테스트 하는 요인 이었다. 두 환경 챔버 40 ˚C에서 설정 하 고 두 10 ˚C에서 설정 했다. 그 연구에서 시뮬레이션된 침대 팩의 온도 냉 실에서 12 월 13 일 ˚C와 따뜻한 실에서 32-35 ˚C 했다. 다시 한번,이 때 주위 온도 0 ˚C 또는 추운, 그리고 29.0 ± 0.3 ˚C 주변 공기 온도 20.6 ˚C 6보다 큰 때 팩 온도 15.4 ± 0.4 ˚C를 했다 상업 질러 반영. 옥수수 stover 침구를 사용 하 여 상업 질러에서 침대 팩의 pH 측정 한 연구6 고 7.5-8.0에서 ranged. 옥수수 stover 침구와 시뮬레이션된 침대 팩 7.1-7.311,13의 pH 값 했다. 모든 시뮬레이션된 침대 팩의 pH 6.2에서 9.0, 다양 한 실험에 사용 되는 침구 재료 반영 ranged 있다.

이 프로토콜에 사용 되는 가스 샘플링 시스템은 상업용 가금류, 돼지 및 낙농 질러29국가 공기 배출 모니터링 연구 일환으로 실시 하는 연구의 시리즈에서 적응 했다. 이 시스템은 20 분 동안 내보낼 선택한 가스의 농도 측정 하는 동적 플럭스 챔버를 만드는 플럭스 챔버를 통해 실내 공기를 플러시합니다. 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여, 이전 NH3 의 안정 대신 농도 2 몰 L-1 황산6, 를 포함 하는 산 성 함정 정적 플럭스 챔버를 사용 하 여 각 침대 팩에서 공기 샘플을 수집 하 여 결정 되었다 22. 20 분 동안 챔버 내에 공기 1 L 분-1 의 속도로 산 트랩을 통해 재생 되었습니다. 총 감소 황 화물 휴대용 샘플러를 사용 하 여 수집 되었다. 공기 샘플은 4 분 보다는 더 이상에 대 한 1 리터 분의 유량에 작은 펌프를 사용 하 여 정적 플럭스 챔버를 통해 recirculated 했다. 4 개의 연속 샘플의 최소 각 시뮬레이션된 침대 팩에서 당겨 졌다. 온실 가스 농도 (N20, CO2, 그리고 채널4) 각 정적 플럭스 챔버의 상단에는 septa를 사용 하 여 각 시뮬레이션된 침대 팩에서 공기에의 한 20 mL 샘플을 수집 하 여 결정 했다. 샘플 후 가스 크로마 토 그래프를 사용 하 여 분석 되었다. 이러한 가스 샘플은 매우 모든 수집의 이전 방법은 노동 집약적인 고 두 개 또는 세 사람이 모든 수집 장비를 관리 하는 데 필요한. 가스 샘플링 시스템의 사용은 훨씬 더 적은 노동 집약 이다. 한 사람이 가스 샘플링 시스템을 설정, 프로그래밍 가능한 로직 릴레이 시작 하 고 샘플 8 시뮬레이션된 침대 팩에서 가스 데이터 수집 완료 약 160 분 후 반환 수 있습니다.

이전, 노동 집약적인 샘플링 프로토콜에서 결과 가스 샘플링 시스템 (표 2)에서 결과 뿐만 아니라 표시 됩니다. 데이터를 수집 하는 데 필요한 노동의 양, 때문에 모든 데이터 상업 시설에서 수집 될 수 있었습니다. 암모니아 농도 수집 상업 모노 슬로프 시설에서 침대 팩의 표면에서 산 트랩 메서드를 사용 하 고 시뮬레이션된 침대 팩에 비해. 암모니아 농도 측정 시뮬레이션된 침대 팩 NH3 농도 상업 가축 시설에 침대에서 측정에 지속적으로 유사 했다. 새로운 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 암모니아 농도 가축 시설에 농도의 낮은 끝에 나타납니다. 그는 뉴 햄프셔3 분석기에 의해 발생할 수 있습니다 또는 새로운 가스 샘플링 시스템을 사용 하는 실험에서 치료의 반영 있을 수 있습니다. 그것은 또한 암모니아 샘플의 농도 희석 것 이다 상업 헛간에서 공기 흐름에 비해 시뮬레이션된 침대 팩에 공기 흐름의 높은 속도 반영 수 있습니다. 한 일련의 실험 팩 pH, NH3질소의 휘 발을 줄여 낮은 침대 팩에 적용 될 수 있는 표면 개정으로 졸업생의 사용을 테스트 합니다. 이산화탄소, 채널4와 N2O 하지 상업 시설에서 침대 팩의 표면에서 측정 되었다. 그러나,이 가스의 농도의 범위 시뮬레이션 침대 팩 이전 가스 크로마토그래피 방법을 사용 하 여 측정 하 고 농도 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 측정의 범위는 매우 비슷합니다. 다소 높은 농도 제작 때 시뮬레이션된 침대 팩 20 ˚C 챔버, 실험 중 가변성에 대 한 계정에 비해 35 ˚C 환경 챔버에 보관 되어 있었다. TRS 황화 수소 보다 더 포함 이후 TRS를 비교 하는 황화 수소를 직접 비교 하지 않습니다. 따라서, 그것은 시뮬레이션 침대 팩에서 TRS 농도 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 측정 H2S 농도 보다 약간 높은 놀라운. 이것은 또한 두 개의 샘플링 프로토콜을 사용 하 여 실시 하는 연구의 반영입니다. 포함 된 녹색 삼목 침구 침대 팩 생성 매우 높은 TRS 농도12, 그 옥수수 stover 침구를 포함 하지 않은 동안. 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 수집 된 샘플 옥수수 stover, 밀 짚, 콩 stover와 소나무 칩 재료 하지만 아무 녹색 삼목 침구 침구 사용 해 왔다.

상업적인 질러1-2 시뮬레이션 침대 팩3-6
마른 물질 % 29.99 ± 3.15 16.0-36.6 20.8-27.2 22.3-26.1 24.0-58.0 20.8-24.9
총 N, g k g-1 60.97 ± 13.77 21.2-23.6 19.4-28.2 17.8-22.3 15.6-18.6 17.8-23.8
총 P, g k g-1 14.13 ± 3.99 6.7-7.5 6.2-9.6 7.1-9.6 6.7-8.5 6.2-9.6
총 S, g k g-1 7.88 ± 1.48 5.6-6.7 3.6-6.5 4.5-5.3 --- 3.6-6.5
총 K, g k g-1 32.74 ± 8.39 15.5-21.1 16.3-23.1 --- 18.8-25.6 16.3-25.2
리그 닌, g k g-1 --- --- 26.5-139.6 49.9-136.9 --- 62.6-139.6
애쉬, g k g-1 --- 154-214 119.3-200.5 98.9-223.6 --- 119.3-200.5
C:N 비율 --- --- 17.4-28.2 20.2-29.7 --- 20.6-27.5
pH --- 7.5-8 일 6.2-7.2 6.8-7.6 8.5-9.0 7.4-7.7
온도, ˚C --- 15.4-29.0 18.3-19.9 18.4-20.0 12.0-35.0 19.7 ~ 20.1
1 Euken, 2009 표준 편차 Euken, 보고 2009 표시 됩니다. 총 P와 총 K 각각 보고 P2O5 와 K2O 구성, 변환 하 여 계산 했다.
2 Spiehs 그 외 여러분, 2011입니다. 데이터는 각각 두 질러 두 펜에서 수집. 다진된 옥수수 줄기 선호 침구 소재, 하지만 밀 짚과 콩 줄기도이 프로젝트의 짧은 기간 동안 침구 사용 했다. 침구 사용 동물 동물 당 3.22-6.13 m 2에서 배열 했다 일과 펜 밀도 당 당 1.95-3.37 k g에서 ranged.
3 Spiehs 그 외 여러분, 2012입니다. 데이터 시뮬레이션 침대 팩에서 수집. 침구 재료 옥수수 stover, 콩 stover, 밀 짚, 수송과 옥수수 cobs, 종이, 나무 칩 및 톱 밥 포함.
4 Spiehs 그 외 여러분, 2014b입니다. 데이터 시뮬레이션 침대 팩에서 수집. 침구 소재 옥수수 stover, 소나무 나무 칩, 젖은 삼나무 칩, 및 건조 삼나무 칩 포함.
5 Ayadi 그 외 여러분, 2015b입니다. 데이터 수집에서 시뮬레이션 침대 옥수수 stover 콩 stover 소재 침구를 사용 하 여. 두 온도 했다 (40˚C 및 10˚C)를 사용
6 Spiehs 그 외 여러분, 2017입니다. 데이터 수집에서 0, 10, 20, 30, 40, 60, 80를 포함 하는 침구 물자의 혼합물을 사용 하 여 시뮬레이션 된 침대 팩, 나머지 되 고 100% 소나무 옥수수 stover.

표 1입니다. 보고 된 건조 물질과 영양소 구성 (드라이 문제 기준) 상업 깊은 침대 모노 슬로프 시설 (Euken, 2009, Spiehs 그 외 여러분, 2011)에서 사용 하는 시뮬레이션을 실시 하는 연구에서 침구/비료 소재의 범위 침대 팩 (Spiehs 동부 표준시 여러분, 2012, 2014, 2017 및 Ayadi 그 외 여러분, 2015).

정적 플럭스 챔버 방법1 동적 유량 챔버 방법2
암모니아, ppm 95.8-641.1 350.8-516.7 381-1584 386.3-502.3 89.4-166.7
TRS, ppb --- 8.2-165.9 --- 5.3-11.4 ---
황화 수소, ppb --- --- --- --- 0.1-18.1
이산화탄소, ppm --- 1232-2000 2322-1 918-1158 957-2149
메탄, ppm --- 2.3-3.6 7.2-87.0 4.4-6.7 3.2-16.7
질소 산화물, ppm --- 0.67-0.72 0.31-0.77 -0.21 0.23 0.44-0.58
1 Spiehs 그 외 여러분, 2011, 2014a, 2015a, 2016a. 이러한 연구 데이터는 암모니아, 총 감소 황 화물의 휴대용 샘플러와 이산화탄소, 메탄, 아산화 질소에 대 한 온실 가스 GC 분석 각 시뮬레이션된 침대 팩의 headspace에서 하나의 샘플에 대 한 산 트랩을 사용 하 여 수집 되었다.
2 이 데이터 나타냅니다 3 연구 다양 한 침구 재료와 표면 수정을 사용 하 여 냄새와 가스 방출 제어를 실시. 이러한 연구는 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 실시 했다 고 아직 게시 되지 않습니다.

표 2입니다. 다양 한 보고 암모니아의 농도, 총 감소 황 화물 (TRS), 황화 수소, 이산화탄소, 메탄 및 아산화 질소는 시뮬레이션을 사용 하 여 수행 하는 연구와 상업적인 깊은 침대 모노 슬로프 시설 (Spiehs 그 외 여러분, 2011)에서 침대 팩 (Spiehs 외., 2014a, 2016 및 Ayadi 그 외 여러분, 2015).

Figure 1
그림 1입니다. 스테인리스와 플라스틱 용기에 시뮬레이션된 침대 팩 유출 챔버와 연결 된 고무 skits 및 공기 샘플링에 대 한 준비. 시뮬레이션된 침대 팩 환경 챔버 안에 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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소변과 대변 침대 팩의 빈번한 추가 중요 한 단계 이다. 우리는 소변과 대변 주간, 일단 그냥 추가 실험 하지만 침대 팩 가스 팩 안에 갇혀 그리고 상업 시설의 대표 했다 빵 껍질, 개발을 발견. 연구의 시작 부분에 신선한 배설물의 사용 침대 팩 가축 시설에서 발견 하는 일반적인 세균성 인구와 주사는 보장 합니다. 그것은 또한 중요 한, 침대 팩을 추가 하기 전에 생리 적 pH pH를 조정 해야 하는 소변을 추가할 때. 한 행사에서 오류가 되었다 하 고 낮은 산도 소변 침대 팩에 추가 되었습니다. 이 methanogenic 박테리아 인구를 죽 였 어. 가스 샘플링 시스템을 설정할 때 모든 피팅 가스 측정의 품질을 손상 시킬 수 있는 누설을 방지 하기 위해 안전 해야 합니다.

프로토콜은 이후 적응 처음 개발 되었다. 적응 하는 수 동적 플럭스 챔버 정적 플럭스 챔버 연구자를 대신 그냥 농도 헤드 스페이스 가스에서 배출량 계산에 있습니다. 새로운 동적 가스 샘플링 시스템의 사용은 또한 샘플링을 대신 모든 데이터 컬렉션을 관리 하기 위해 2 ~ 3 명 필요 한 사람에 의해 완료 될 수 있습니다.

각 색을 사용 하 여 시뮬레이션된 침대 팩 침구 재료 또는 돼지 또는 낙농 시설에서 사용 되는 냄새 개정 평가 할 수 있었다. 조정 돼지 또는 낙농 시설에서 전형적인 적절 한 침구: 비료 비율을 결정 하 여야 할 것 이다. 게시 된 문학 마른 물질을 제공 해야 하 고 상업 돼지 또는 도움이 될 낙농 시설에서 영양소 조성 기대 예측할 침구, 대변, 및 소변 시뮬레이션된 침대 팩을 조정 하는 데 필요한 될 필요가 있을 것입니다. 돼지 또는 유제품 시설을 대표 하는 프로토콜입니다. 프로토콜 적 무기 침구 소재, 낙농 시설에서 자주 사용 되는 모래 등을 측정 하기 위해 사용 되었습니다. 성공적으로 무기 침구 물자를 포함 하는 침대 팩에서 가스 배출량 측정 하지 것 이라고 믿는 아무 이유도 없다, 하는 동안이 추가 테스트를 요구할 것입니다.

우리가 평가 하지 않은 샘플 수 추가 가스를 있을 수 있습니다. 불활성 가스 샘플링 선 연결할 수 있는 모든 가스 샘플링 악기, 이론적으로,이 시스템으로 사용 될 수 있을.

모델 수 또한 연구원 그렇게 하도록 선택한 경우 다른 침구: 비료 비율을 탐험을 조정할 수 있습니다. 아마도 연구원 비료 또는 중요 한 냄새 감지 했다 전에 침대 팩에 추가 될 수 있는 소변의 최대 양을 결정에 관심이 되었다. 또는 연구원 다른 온도 습도 공기의 품질에 영향을 검사 하 고 싶 었. 모델 수 또한 이러한 요인 검사를 조정할 수 있습니다.

프로토콜은 공기 품질을 측정 하기 위해 개발 되었다 고 영양 실험실 조정에서 통제 된 환경에서 팩을 떡 치 구성과 많은 다른 침구 물자, 환경 변수 (온도, 습도)을 효과적으로 평가 하는 데 사용 되었습니다. 그리고 상업 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설에 공기 품질을 향상 시킬 수 있는 잠재적인 완화 치료. 모델과 동적 쉽게 NH3, 채널4, N2O, CO2, H2S, VOC를 포함 하 여 침대 팩에서 많은 화학 및 물리적 측정을 수집을 연구원 허용 온도, pH, 영양소 구성, 무료 공기 공간, 그리고 잠재적으로 측정 하지 아직 다른 사람. 주간 측정 6 ~ 7 주에 걸쳐 수집 된 충분 한 시간을을 성숙 침대 팩으로 시간이 지남에 따라 공기 품질 측정 변화를 볼 수 있습니다. 시뮬레이션된 침대 팩에서 수집 된 데이터는 농도의 범위 내에서 이전 측정 상업 깊은 떡 치 모노 슬로프 시설. 과거의 연구 치료 당 8-10 실험 단위는 충분 한 시뮬레이션된 침대 팩9,,1011,12,간의 통계적 차이 감지 하는 증명 13,,1415. 침대 팩은 소변, 대변, 및 침구 추가 주당 침대 팩 당 노동의 10 분을 요구, 유지 하기 쉽다. 가스 샘플링 시스템을 사용 하 여 샘플 컬렉션 수집 되는 측정에 따라 침대 팩 당 20-30 분 필요 합니다. 과거에는, 많은 20 침대 팩 일반 8 시간 근무에 한 사람에 의해 분석 되었습니다. 실험실 조정 침대 팩 사용 어렵거나 연구 또는 상업 시설에서 제어 하는 온도, 습도, 등 침구 소스 제어 변수를 연구 수 있습니다. 여러 실험실 규모 연구 연구 또는 상업적 규모의 시설에 그들을 시도 하기 전에 가능한 치료법을 제거 하기 위해 수행할 수 있습니다.

모델의 기본 한계는 그것이 "실제"의 완벽 한 시뮬레이션입니다. 그것은 완벽 하 게와 같은 상업 조건 시뮬레이션 하기 어려운 지속적인 소변과 가축 시설에서 발생 하는 배설물의 추가. 마른 물질 콘텐츠 및 영양소에 따라 상업 시설, 그리고 우리의 실험실에서 사용할 수 있는 노동에 비해 시뮬레이션된 침대 팩의 구성, 우리 세 번 매주 추가 소변과 배설물을 충분 한 수의 결정. 그러나, 수정 정기적으로 신선한 소변과 대변을 추가 개발 될 수 하는 경우 더 나은 것 이라고 여러 번 매일, 상업 환경을 시뮬레이션 합니다.

또 다른 한계는 냉동과 해 동 대변 및 소변의 사용 인정. 신속 하 게 동결 소변과 배설물은 질소와 어떤 세균성 성장 든 지의 휘 발을 방지 하기 위해 모든 노력을 동안 소변과 대변 균형 연구에서 수집 된만 수집 됩니다 일단 매일. 그것은 수집, 무게, 컬렉션 컨테이너를 다시 그리고 소변과 대변을 분할 한 시간 이상 걸립니다. 그것은 또한 완전히 동결-4 ˚C 냉장고에 배치 되 고 후에 소변의 20 L 유리병에 대 한 몇 시간을 요구 한다. 이 시간 동안 휘 발 및 세균성 성장 발생할 수 있습니다. 이 시간 간격으로 수집 및 동결, 소변에 대 한 보상은 산성화 pH 4에 세균성 성장 및 질소의 휘 발을 방지 하기 위해 수집 장치에서 컨테이너를 제거 후 즉시. 그것은 동이 되지 않을 수 있습니다 정확히 신선한 소변을 추가 동일 하지만 일단 소변 pH 7로 복원 됩니다. 그러나, 아무 관찰 된 증가 NH3 휘 발 침대 팩 냉동된 소변에 비해 신선한 소변의 추가 다음에 왔다, 우리는 우리가이 한계를 최소화 해야 믿습니다. 세균성 인구 사망 하거나 감소 대변이 고정. 이것은 우리가 하루 0 일 21에 신선한 대변을 추가 하 여 최소화 하기 위해 시도 하는 프로토콜의 인식된 제한 이다.

갓 추가 대변 및 소변 침구 소재와 마음이 완벽 하 게에 따라서 다소 다른 압축 및 물 보유 용량 결과로 상업 시설 소의 무게를 시뮬레이션 하지 않을 수 있습니다 부드러운 믹스 강철 막대를 사용 하 여. 다공성 침대 뒤의 그리고 무료 공기 공간 침대 팩에 있을 수 있는 표시에 대 한 계정, 물 무료 공기 공간에 각 침대 팩9의 비율을 결정 하기 위해 각 연구의 끝에 침대 팩으로 부는 < /c 0 >,10,11,12,13,,1415. 무료 공기 공간 체재, 다른 한 연구에서 일반적으로 균일 하지만 하지 상업 시설에 있는 공기 공간에 비해 되었습니다.

프로토콜 하지 다른 가축 종 또는 시설 종류, 돼지 깊은 침대 농구 또는 스웨덴어 깊은 떡 치 새끼를 낳는 시설, 등 낙농 퇴 비 질러 또는 다른 낙농 침대 시설, 가금류 시설 침구를 사용 하 여 모든 유형의 테스트 되었습니다. 모델 다른 가축 시설에 대 한 모델로 사용을 했을 것 같다, 조정 프로토콜에 적절 하 게 쇠고기 가축 깊은 침대 시설을 넘어 어떤 시설을 나타내는 데 필요한 수 있습니다.

모델은 동안 상업 시설에 대 한 완벽 한 시뮬레이션, 침구, 온도, 습도, 또는 가축 시설에서 침대 팩에 추가 될 수 있는 수정 같은 요소를 평가할 때 출발점을 제공할 수 있습니다. 제어 된 환경에서 치료 차이 평가 하 고 본격적인 상업 크기 작업에 필요한 리소스에 돈을 지출 하기 전에 잠재적으로 보다 적게 효과적인 치료 옵션을 제거 하는 연구원을 수 있습니다.

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Disclosures

이 연구는 미국 농 무부 농업 연구 서비스, 연구 프로젝트 번호 3040-41630-001-00D 연방 충당된 기금에 의해 투자 되었다.

상호 또는이 문서에서 상용 제품의 언급만을 목적으로 특정 정보를 제공 하 고 미국 농 무부에 의해 승인 또는 추천을 의미 하지는 않습니다.

미국 농 무부는 평등한 기회 제공 및 고용주입니다.

Acknowledgments

저자는 인정 앨런 크루 거, 토 드 Boman, 섀 넌 Ostdiek, Elaine 베리, 그리고 Ferouz Ayadi 시뮬레이션된 침대 팩을 사용 하 여 데이터 컬렉션을 지원 하고자 합니다. 저자 또한 환경 챔버를 유지 하는 그들의 지원에 대 한 태 브라운-Brandl 데 일 Janssen 인식 합니다.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Doran, B., Euken, R., Spiehs, M. Hoops and mono-slopes: What we have learned about management and performance. Feedlot Forum 2010. Iowa State University, Iowa Beef Center. Ames, Iowa. 8-16 (2010).
  2. Andersson, M. Performance of bedding materials in affecting ammonia emissions from pig manure. J. Agric. Engng. Res. 65, 213-222 (1996).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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. ASABE. St. Joseph, MI. Paper No. 141897896 (2014).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Herbert, S., Hashemi, M., Chickering-Sears, C., Weis, S. Bedding options for livestock and equine. University of Massachusetts Extension CDLE. Pub. 08-5 (2008).
  17. Honeyman, M. S., Patience, J. F. Effects of bedding on pig performance. Iowa State Research Farm Progress Reports. 143, Available from: https://lib.dr.iastate.edu/farms_reports/134/ (2012).
  18. Haverson, M., Honeyman, M. S., Adams, M. K. Swine system options for Iowa Swedish deep-bedded group nursing systems for feeder pigs production. Extension and Outreach Publications. 63, Available from: http://lib.dr.iastate.edu/extension_pubs/63 (2006).
  19. Brown-Brandl, T. M., Nienaber, J. A., Eigenberg, R. A. Temperature and humidity control in indirect calorimeter chambers. Trans. ASABE. 54, 685-692 (2011).
  20. 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).
  21. Miller, D. N., Woodbury, B. L. A solid-phase microextraction chamber method for analysis of manure volatiles. J. Environ. Qual. 35, 2383-2394 (2006).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. Watson, M., Wolf, A., Wolf, N. Total nitrogen. Recommended methods of manure analysis. Peters, J. Univ. of Wisconsin Cooperative Extension. Madison, WI. Pub. A3769 18-24 (2003).
  27. Wolf, A., Watson, M., Wolf, N. Digestion and dissolution methods for P, K, Ca, Mg, and trace elements. Recommended methods of manure analysis. Peters, J. Univ. of Wisconsin Cooperative Extension. Madison. Pub. A3769 30-38 (2003).
  28. Euken, R. A survey of manure characteristics from bedded confinement buildings for feedlot beef productions: Progress report. Animal Industry Report. Iowa State University. Ames, IA. (2009).
  29. 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).
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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).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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