Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Environment

Koku ve derin tarafından yayılan gaz konsantrasyonları değerlendirmek için laboratuvar ölçekli modeli paketi gübre Yataklı

doi: 10.3791/57332 Published: July 19, 2018

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

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Çalışma haftalık veri toplama ile 42 gün içinde yapılacak tasarlanmıştır. Tüm hayvan yordamları gözden geçirilmiş ve bize et hayvan Araştırma Merkezi kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi tarafından onaylanmış.

1. inşa sahte Yataklı paketleri

  1. 0.42 m ile 0,38 m çapında yüksek olan bir plastik silindir kapları ile başlar.
    Not: Bu çalışmada, bir belirli 10 galonluk ticari çöp konteyner oldu kullanılan (bakınız Tablo reçetesi) ama diğer benzer ölçekli plastik kaplar uygun olurdu.
  2. Matkap altı 1 cm delik, Plastik Konteyner üst her Plastik Konteyner yaklaşık 5 cm Plastik Konteyner çevresi eşit aralıklı. Herhangi bir plastik kalıntıları kapsayıcıdan kaldır.
  3. Plastik Konteyner Dara ve kitle Plastik Konteyner tarafında kayıt. Bir denge kullanarak tartmak tava içine seçili yatak malzemesi 320 g tartmak ve yatak için Plastik Konteyner Malzeme ekleyin.
    Not: Hayvancılık Tesisleri kullanımda olabilir herhangi bir odada malzeme uygun görülen9,10,11,12,13,14,15kullanılır. Derin kişilik sığır imkanları içinde üst Great Plains modelleme, Mısır stover olarak kabul edilir en yaygın yatak malzemesi1 ama soya stover, buğday samanı ve talaş-si olmak da be kullanılmış1. Bu sistem derin Yataklı modeli domuz veya süt tesisleri, buğday saman, arpa saman, oat straw, saman, talaş, talaş, talaş, gazete için kullanılıyorsa, Mısır koçanı, soya anız, gövde pirinç veya kum-ebilmek var olmak daha uygun16,17 ,18.
  4. Dışkı bir plastik üzerinde denge kullanarak plaka ve plastik kapsayıcıya Ekle taze sığır 320 g ağırlığında.
    Not: İdrar ve dışkı toplanan ve yukarıda açıklanan11saklanır.
  5. 1000 mL mezun silindir idrarda taze sığır 320 mL ölçüsü. Plastik kap içine boş içindekiler. Karıştırma çubuk (5.08 cm çevresi), kullanarak karıştırmak biraz için 30 yatak malzeme karışımı s.
    Not: Bu durumda, içi boş çelik çubuk ucunda plastik bir kapak ile kullanıldı. Alternatif olarak, çubuk, her türlü kullanılabilir.
  6. Çapraz bulaşma mikroplar önlemek için bir antiseptik elden çıkarma temizleme işlemi kullanarak her kişilik paketi arasında karıştırma çubuk sonuna temiz.
    Not: Bir kova sıcak sabunlu su da karıştırma çubuk temizlemek için kullanılabilir. Plastik sandviç torbasına da çubuk sonuna bir lastik bant ile güvenli ve her çapraz kontaminasyonu önlemek için pack Yataklı sonra yerini.
  7. Tartmak ve yatak karışımı son kitle kaydedin. 18-20 ° C bir ortam sıcaklığı 12 ° c çiğ noktası ile ayarlayın çevre odası19 Plastik Konteyner yerleştirin

2. Bakımı simüle paketleri Yataklı

  1. Dışkı ve idrar, eklemeden önce 48 saat donmuş dışkı ve idrar dondurucudan kaldırmak ve oda sıcaklığında (20-25 ˚C) çözülme izin.
  2. İdrar kişilik paketi için eklemeden önce bir saatten az idrar pH ölçmek.
  3. Uygun kişisel koruyucu ekipman üzerinde (eldiven, koruyucu gözlük) 6 M NaOH işlemek için gerekli koymak.
  4. 25 mL 6 M sodyum hidroksit (NaOH) mezun silindir içine dökün. Karışımı ilave edin, sonra bir pH probu kullanılarak pH test. İdrar pH 7.4, fizyolojik pH20ulaşıncaya kadar yineleyin.
  5. Bir kez idrar pH ayarlanır, azot dan idrar volatilization önlemek için değil kullanılmadıkları zaman idrar kabında kapağı değiştirin.
  6. Tartmak ve kişilik paketi kitle kaydedin. Taze yatak bu günde eklenecek ise, malzeme dengesi kullanarak alüminyum tava içine yatak takımları seçilen 320 g tartmak ve yatak takımları malzeme ilgili kişilik paketleri için ekleyin. Hiçbir yatak bu gün eklemek için adım 2.7'devam.
  7. Dışkı bir plastik üzerinde denge kullanarak plaka ve kişilik paketini eklemek çözdürülen sığır 320 g ağırlığında.
    Not: Gün 21, taze dışkı çözdürülen dışkı yerine kullanın.
  8. 1000 mL mezun silindir idrarda çözdürülen sığır 320 mL ölçüsü. Boş İçindekiler kişilik paketi üzerine.
    Not: Gün 21, taze idrar çözdürülen idrar yerine kullanın.
  9. Coşkulu bir çubuk kullanarak yatak pack karışımı biraz 30 saniye karıştırın. Çapraz bulaşma mikroplar önlemek için kişilik her paketi arasında karıştırma çubuk plastik sonu temiz. Tartmak ve yatak karışımı son kitle kaydedin.
  10. Plastik Konteyner çevre odasına dönün.
  11. Malzeme (adım 2.6) eklenmesini ve her Çarşamba toplanan hava örnekleri yatak takımları ile adımları 2.1-2,10 Pazartesi, Çarşamba ve Cuma her hafta yineleyin.

3. toplama örnekleri simüle kişilik bohça--dan

Not: Örnekleri simüle kişilik bohça--dan bir kez haftalık, dışkı, idrar ve taze yatak eklemeden önce toplanır.

  1. Benzetim yapılmış her kişilik paketi headspace hava örnekleri toplamak hazırlanıyor.
    1. Tüm Hava örnekleme ekipmanları açmak ve yaklaşık 1 saat üreticisinin talimatlarına göre ısınmak için izin verir.
      Not: Amonyak (NH3), hidrojen sülfür (H2S), metan (CH4), nitrojen (N2O) ve karbondioksit (CO2) gaz analizatörler Bu çalışmada kullanılan Malzemeler tablo görmek.
    2. Simüle kişilik paketinin üst mesafe bir cetvel kullanarak simüle kişilik paketi tutan plastik konteyner üst ölçmek.
    3. Birimin headspace çevrenin aşağıdaki formülü kullanarak hesaplar:
      Equation 1
      Nereye r yarıçap Plastik Konteyner =
      h = kişilik paketinin üst mesafe Plastik Konteyner üst ve
      Vflux odası Plastik Konteyner üst kısmında bulunan akı Odası hacmi =.
      Not: Bu çalışmada kullanılan akı chambers 0,064 m21,22bir yüzey alanı ile bir iç hacim: 0,007 m3 vardı.
    4. Bir metal hissesini yaklaşık 5 cm paketi yaklaşık merkezi paketi kişilik yüzey içine itin. 0.64-cm etkisiz boru 1 cm delik üstündeki her simüle kişilik paket kapsayıcı ve 12,5 cm metal kazığı 1.3 cm yukarıda yatak paketi yüzeyi Tarih güvenli biri aracılığıyla iş parçacığı. Paslanmaz çelik yarımküresel statik akı chambers21,22 kauçuk etek her simüle kişilik paketi (Şekil 1) üstüne yerleştirin.
      Not: Kauçuk etek 22,9 cm çapında delik içinde Merkezi Kes ile yumuşak, esnek kauçuk hortumdur 61 cm karelerdir. Etek bir mühür kapsayıcıda izinleri yerleştirildiğinde Plastik Konteyner üst form ve delik akı odası üzerinde uyuyor.
    5. 0.64-cm etkisiz boru etkisiz sıkıştırma parçaları kullanarak akı odalarına iliştirin.
      Not: Atıl tüp Hava örnekleme donanımları beslemeleri gaz örnekleme manifold bağlı olduğu. Gaz örnekleme sistemi bir 24 voltluk programlanabilir mantık rölesi tarafından kontrol edilir ( Tablo malzemelerigörmek) hangi sinyalleri çok pozisyonel 3-yollu Solenoid açmak ve bir sekiz hava giriş satır gaz örnekleme manifold üzerinde kapatmak için. Kişilik her paketi tek tek hava örnekleme için izin vermek için bir seferde bir satır açılır.
    6. 30 dakika 5 L min-1 oranında boru aracılığıyla odasından ortam havası kızarma başlar.
      Not: Örnek satırları havada temizlemek için kullanılan pompa Malzemeleri tablo görmek.
  2. Ölçü toplama amonyak, karbon dioksit, metan ve hidrojen sülfür headspace simüle kişilik paketlerinin içinde.
    1. Yeterince simüle kızarma paketleri Yataklı sonra stopcock gaz örnekleme manifoldu için bağlı etkisiz örnek satırlara odadan ortam havası çizmek için örnek satırındaki açın.
    2. Hava Hava örnekleme donanımları çekerek başlamak için programlanabilir mantık geçiş etkinleştirin. 20 dakika ortam havası içinde ölçülen gazların konsantrasyonu belirlemek ortam havası üzerinden kayıt ölçümleri. Bu bir arka plan hava konsantrasyon kullanılacaktır. Ortam havası toplama toplama bittiğinde, stopcock örnek satırındaki kapatın.
    3. Her akı odasına bağlı etkisiz örnek satırları havadan örnekleme başlamak için programlanabilir mantık geçiş etkinleştirin. 20 dakika her kişilik paketi headspace ölçülen gazların konsantrasyonu belirlemek her örnek satırdan kayıt ölçümleri.
    4. Sonuçları Ortalama konsantrasyon (mg kg-1 veya ppm) hava örnekleri gaz (NH3, CO2, N2O, CH4, H2S) olarak rapor edilir veya gaz akı yoğunluğu (emisyon oranı) birim başına bir kitle üzerinde hesaplanan alan başına birim zamanlı olarak aşağıdaki denklemi kullanarak:
      Equation 2
      nerede J µg m-2 dk-1, öz =
      A = odası içinde kaynak (m2) alanı
      Q süpürme hava akış hızı m3 dk-1= ve
      Chava odası (µg m-3)23bırakarak VOC konsantrasyon =.
  3. Ölçü toplama simüle kişilik paketleri headspace kokulu uçucu organik bileşiklerin.
    1. Lateks veya nitril tek kullanımlık eldiven takmışım.
    2. Yeterince simüle kızarma paketleri Yataklı sonra pirinç depolama kapaklar preconditioned paslanmaz çelik jelleştirici tüpler kaldırın.
      Not: Bu çalışmada kullanılan jelleştirici tüpler 89 mm × 6.4 OD Tenax TA jelleştirici (bkz: ile Malzemeler tablo) dolu mm olduğunu. Pirinç kapaklar polythtrafluorethylene (PTFE) halkalar var.
    3. Esnek kauçuk tüp kullanarak akı odası giriş noktasındaki jelleştirici tüp attı sonu ve bir vakum pompası jelleştirici tüp diğer ucunu takın.
      Not: Vakum pompası bu kullanılan çalışma 75 mL min-1debi jelleştirici tüpler havada çekti ( Tablo malzemelerigörmek).
    4. Pompa 0.375 L, örnek hacmi için 5 min için jelleştirici tüp içine hava çekin sonra bir pompa kapatmak ve jelleştirici tüp bağlantısını kesmek izin. Pirinç depolama kapaklar jelleştirici tüpler ucunda değiştirin.
    5. 3.3.1 - 3.3.4 kişilik her paketi için bir jelleştirici tüp toplamak için yineleyin.
    6. Jelleştirici tüpler analiz kadar termal desorpsiyon-gaz Kromatograf-kütle-spektrometresi tarafından (TD-GC-MS) depolar. Tüpler depolanması oda sıcaklığında (20-25 ˚C) için < 24 h. Eğer depolama > 24 h, buzdolabı deposunda.
    7. TD-GC-MS sistem örnek analiz, hemen önce pirinç depolama kapaklar jelleştirici tüpler kaldırın ve PTFE analitik kapaklar23ile değiştirin.
    8. Uçucu organik bileşikler24 (asetik asit, bütirik asit, propiyonik asit, İzobutirik asit, isovaleric asit, valeric asit, hexanoic asit, heptanoic asit, fenol, p-kresol, indol, skatole, dimetil disülfür ve dimetil jelleştirici tüpler analiz trisulfide) TD-GC-MS23,24,25kullanarak.
    9. Sonuçları konsantrasyon VOC hava örneklerinde (µg m-3) olarak rapor edilir veya VOC akı yoğunluğu (emisyon oranı) birim zamanlı olarak aşağıdaki denklemi kullanarak başına birim alan başına bir kitle üzerinde hesaplanabilir:
      Equation 2
      nerede J µg m-2 dk-1, öz =
      A = odası içinde kaynak (m2) alanı
      Q süpürme hava akış hızı m3 dk-1, = ve
      Chavaodası (µg m-3)23bırakarak VOC konsantrasyon =.
  4. Fiziksel ve kimyasal ölçümleri simüle kişilik paketleri toplamak.
    Not: Sıcaklık, pH ve evaporatif su kaybı ek malzemeler simüle kişilik paketleri için eklenen her zaman ölçülür. Besin Kompozisyonu gün 0 ve 42 gün belirlenir. Ücretsiz hava alanı gün 42, sadece belirlenir.
    1. Kişilik paketi sıcaklığını kişilik paketi, yaklaşık 7.6 cm aşağıda benzetimli kişilik paketi ortasına içine bir sıcaklık probu ekleyerek belirlemek. Sıcaklık stabilize etmek ve kaydetmek izin verir.
    2. Tahmini evaporatif su kaybını belirlemek
      1. Plastik kap bakiyesine yerleştirin.
      2. Ölçü ve kayıt simüle kitle pack öncesi ve sonrası dışkı/idrar/yatak simüle kişilik paketi için eklenen her yatmış.
      3. Tahmini evaporatif su kaybı geçerli günün başında kitle önceki günün bitiş kütlesi üzerinden çıkararak hesaplar. Bu gün arasında kişilik Paketi'ndeki buharlaşmış ve o does değil yansıtmak mutlak kaybı rağmen kişilik paketi, arasındaki göreceli farklılıklar karşılaştırmak için kullanılabilir su tahmini kitle farktır.
    3. PH simüle kişilik paketinin belirlemek
      1. Paketi'ndeki her simüle kişilik Merkezi'nden kişilik sürünün yüzeyden yaklaşık 7.6 cm derinlikte paketinin temsilcisi 5-10 g örnek toplamak. Örnek bir plastik 50 mL konik Tüp, kapak ve etiket koymak.
      2. PH metre ile arabellekleri pH 4 ve 7 üreticinin talimatına göre kalibre.
      3. Her konik kitle belirlemek.
      4. Distile, deiyonize su ile toplu olarak her örnek 1:2 oranında seyreltin. Konik su ve yatak takımları malzeme karışımı sallayın. PH probu konik yerleştirin, ölçmek ve örnek pH kaydetmek.
    4. 0 ve 42 sadece gün üzerinde simüle kişilik sürünün besin içeriği belirleyin.
      1. 50 gr temsil edici bir örnek kişilik sürünün yüzeyden yaklaşık 7.6 cm derinlikte paketinin Merkezi'nden simüle her kişilik paketi toplamak. Bir kağıt toprak örnek torbaya koyun.
      2. Besin analiz için laboratuvara 24 saat içinde taşıma. Örnekleri besin analiz için laboratuvara gönderilmesi kadar buzdolabında saklayın.
        Not: Herhangi bir makro veya mikro besin analiz edilebilir. Toplam azot26, fosfor ve kükürt analizi27 , ticari bir laboratuvar için analiz.
    5. Sadece gün 42 üzerinde simüle kişilik Pack ücretsiz hava alanı belirleyin.
      1. Plastik kap bir denge yerleştirin ve kitle kaydedin. Su yüzeyine bile simüle kişilik paketi yüzeyi ile gelene kadar yavaş yavaş su ile doldurun. Su daha fazla hava kabarcığı yok simüle kişilik paketi geliyor kadar yerleşmek izin verin ve sonra plastik kap kitle kaydetmek
      2. Aşağıdaki hesaplama kullanarak ücretsiz hava alanı yüzdesini belirleyin:
        Equation 3
  5. İstenen tüm veri tamamladıktan sonra koleksiyon adımlar (adımları 3.1 - 3,4), ekler dışkı, idrar ve yatak takımları adımları 2.1 - 2,10 takip simüle kişilik paketleri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bugüne kadar9,10,11,12,13,14,15 değişikliklerle bu yordamı kullanarak yedi araştırma çalışmaları olmuştur yayınlandı ve model geliştirmek ve hedefleri belirli deneyler yansıtmak düzenlemeler yaptım. Bu yordam çok sayıda yatak malzemeleri ve ortam sıcaklığı koku ve gaz üretimi yanı sıra amonyak emisyon kontrol etmek için eklendi değişiklikler üzerindeki etkisini değerlendirmek için kullanılan. Kimyasal ve fiziksel özellikleri kişilik paketlerinin ticari kulübeler6,28 yanı sıra simüle kişilik paketleri (Tablo 1) ölçülür. Bu veri Protokolü pahalı tarım dışı araştırma denemeler tamamlamak için uygun bir model olup olmadığını belirlemek için kullanıldı. Hava kalitesi veri ticari İmkanlar ulaştırılması ve kişilik paketleri iki farklı Yöntem (Tablo 2) kullanarak simüle. Bu iletişim kuralında tanımlanan gaz örnekleme sistemini test edilmiş ve daha önce kullanılan yöntemlerine göre yeni teknolojidir.

Simüle kişilik paketleri kuru madde bileşimi edildi yayımlanan kuru madde içeriği Ticari imkanlar6,28toplanan kişilik paketi malzemenin menzili içinde. İlk kez protokolü kullanılan11olmuştur, yatak 400 g başlangıçta eklendi yeni yatak takımları haftada 200 g ve 400 g her idrar ve dışkı üç kez haftalık eklendi sonraki eklemeler kişilik belgili tanımlık bohça. Bu odada birden fazla hangi balya başlangıçta eklenir ve yalnızca bir veya iki balya paket başına hafta bundan sonra eklenen ticari kulübeler benzetimini yapmak üzere kuruldu. Yatak: Hayvancılık atık oranı ticari derin kişilik mono-yamaç imkanları1,6' dan toplanan verileri kullanarak tahmin edilmiştir. İlk çalışma sonunda, kişilik paketleri kuru madde içeriği Ticari imkanlar6,28toplanan kişilik paketi malzeme ölçülen kuru madde içeriğine benzer. Ancak, görsel gözlem kişilik paketlerinin bir sürü yatak malzemeleri kapasitesi tutarak su değişkenlik olduğunu belirtti. Örneğin, Mısır koçanı ile kişilik paketleri çok ıslak ortaya çıktı ancak buğday saman yatak takımları ile kişilik paketleri nispeten kuru ortaya çıktı, ama 21.2 ± %1.111/ içerik önemli bir kuru vardı kuru madde 27.2 ± %1,516, içerik vardı. Kuru artırmak denemek için daha iyi ticari kulübeler6,28, protokol temsil etmek için kişilik paketlerinin sorun içerik biraz 320 g ile her odada, idrar ve dışkı paketi başlatıldığında eklendi, üç haftalık ayarlandı 320 g her idrar ve dışkı eklemeler ve bir haftalık ek paketleri eklendi malzeme yatak takımları, 320 g. Bu iletişim kuralı kişilik paketleri kuru madde içeriği kaldırdı, ama son derece bağımlı üzerine deneme ve çevre chambers14sıcaklığını kullanılan yatak malzemesi13 . Değişken olmasına rağmen simüle kişilik paketleri kuru madde içeriği edildi yüzden ikinci protokolü tüm sonraki çalışmaları için kullanılan ticari kulübeler içinde ölçülen kapsama alanı içinde.

Daha fazla besin kompozisyonu, paketi sıcaklık ve pH simüle kişilik paketlerinin simüle kişilik paketleri gübre temsil etmek için iyi bir model olduğuna dair bir kanıt paketleri ticari tesislerde Yataklı sağlamak. Toplam N, toplam P, toplam S ve toplam K sürekli besin içeriği aralığı içinde ticari derin Yataklı mono-yamaç imkanları6,28ölçülen var. Laboratuvar ölçekli simüle kişilik paketleri ticari tesislerde sıcaklığını çoğaltmak önemli olduğunu bu yüzden kısmi kompost mono-eğim özellikleri, derin Yataklı Kişilik sürü halinde oluşur. Ortam havası sıcaklık 0 ve 20.6 ˚C arasında iken derin Yataklı ticari İmkanlar kişilik paketlerinde sıcaklığını 19,2 ± 0,3 ˚C 6oldu. Çevre oda sıcaklığında 20 ˚C bu iletişim kuralını kullanan yürütülen çalışmaların en için kuruldu. Bu çalışmalarda simüle kişilik paketleri sıcaklığını 18.3 ve 20,1 ˚C arasında tutarlı bir şekilde olmuştur. Bunun istisnası, sıcaklık bir üçlü faktöriyel deneyde test edildi bir faktör olduğum zamandı. İki çevre chambers 40 ˚C kuruldu ve iki 10 ˚C kuruldu. Bu çalışmada, 12-13 ˚C soğuk odalarında ve sıcak odalarında 32-35 ˚C simüle kişilik paketleri sıcaklığını oldu. Bir kez daha, bu ticari kulübeler, ortam havası sıcaklık 20.6 ˚C 6' dan daha fazla ortam sıcaklığı 0 ˚C veya daha soğuk ve 29.0 ± 0,3 ˚C idi paketi sıcaklıklar 15,4 ± 0,4 ˚C neredeydi yansır. Ticari kulübeler Mısır stover odada kişilik paketlerinde pH bir çalışmada6 ' ölçülen ve 7,5-8,0 değişiyordu. Mısır stover yatak takımları ile simüle kişilik paketleri pH değerleri 7,1-7,311,13oldu. Tüm simüle kişilik paketlerini pH 6.2 9.0 için hangi deneylerde kullanılan yatak malzemelerin çeşitli yansıtır değişiyordu.

Bu protokol için kullanılan gaz örnekleme sistemi ticari tavuk, domuz ve süt kulübeler29Ulusal hava emisyon izleme çalışma kapsamında yürütülen çalışmalar bir dizi uyarlanmıştır. Bu sistem ile 20 dakikalık bir süre içinde yayılan seçili gazlarının ölçer bir dinamik akı odası oluşturma akı Odası Oda Hava Temizleme sayısı. Gaz örnekleme sistemi kullanarak önceki, NH3 sabit-yerine konsantrasyon statik akı odaları içeren 2 mol L-1 sülfürik asit6, asit tuzakları ile kullanarak her kişilik paketi gelen hava örnekleri toplayarak belirlendi 22. hava odası içinde 20 dakika boyunca 1 L min-1 oranında asit tuzaklar yoluyla geri dönüştürüldü. Toplam azaltılmış katılaşarak el örnekleyiciyi kullanılarak toplanmıştır. Hava örnekleri için artık 4 dakika daha 1 L min debi küçük bir pompa kullanarak statik akı odaları aracılığıyla recirculated. En az dört ardışık örnekleri her simüle kişilik sürüden çizilmiş. Sera gaz konsantrasyonları (N20, CO2ve CH4) simüle her kişilik Paketi'ndeki her statik akı odası üst kısmındaki septa kullanarak bir 20 mL örnek hava toplayarak belirlenmiştir. Örnekleri daha sonra gaz Kromatograf kullanarak analiz edildi. Tüm bu gaz örnekler çok toplama yönteminin yoğun emek ve toplama ekipman yönetmek iki ya da üç kişi gerekli. Daha az emek yoğun gaz örnekleme sistemi kullanımıdır. Bir kişi gaz örnekleme sistemi kurma, programlanabilir mantık geçiş başlatmak ve örnekleri 8 simüle kişilik bohça--dan gaz veri toplama bitirdikten sonra yaklaşık 160 dakika sonra dönün yapabiliyor.

Önceki, emek yoğun örnekleme iletişim kuralı sonuçlarını yanı sıra gaz örnekleme sistemi (Tablo 2) sonuçları gösterilir. Veri toplamak için gerekli emek miktarı nedeniyle, tüm veri ticari İmkanlar toplanan olmak mümkün. Amonyak konsantrasyonu ticari mono-yamaç tesislerinde asit-tuzak yöntemiyle kişilik paketleri yüzeyinden toplanan ve simüle kişilik paketleri için karşılaştırılır. Amonyak konsantrasyonu simüle kişilik paketlerinde ölçülen sürekli ticari sığır tesislerinde kişilik paketlerindeki ölçülen NH3 konsantrasyonları benzerdi. Yeni gaz örnekleme sistemi kullanarak amonyak konsantrasyonu düşük konsantrasyonlarda sığır tesislerinde mevcut sonundaki görünmektedir. NH3 Çözümleyicisi tarafından neden olmuş olabilir veya yeni gaz örnekleme sistemi kullanılan deneyler tedavilerde bir yansıması olabilir. O da hava akış seyreltik amonyak örnekleri konsantrasyonu ticari kulübeler içinde göre simüle kişilik paketleri üzerinde hava akımı daha yüksek oranda yansıtmak. Bir dizi deney şap kullanımı böylece volatilization azot NH3olarak azaltma paketi pH düşürmek için kişilik paketleri için uygulanan yüzey bir değişiklik olarak test edilmiştir. Karbon dioksit, CH4ve N2O ticari İmkanlar kişilik bir paketinde yüzeyde ölçülen var değil. Ancak, bu gaz konsantrasyonları aralığını önceki gaz kromatografi yöntemi kullanma simüle kişilik paketlerinde ölçülen ve gaz örnekleme sistemi kullanarak ölçülen konsantrasyonları dizi çok benzer. Simüle kişilik paketleri deneyler arasında değişkenlik hesapları 20 ˚C odası göre bir 35 ˚C çevre odasında muhafaza zaman biraz daha yüksek konsantrasyonlarda üretildi. Beri TRS sadece hidrojen sülfür içerir TRS hidrojen sülfit için karşılaştırma doğrudan bir karşılaştırma değil. Bu nedenle, TRS konsantrasyonları simüle kişilik paketlerindeki gaz örnekleme sistemi kullanarak ölçülen H2S konsantrasyonu biraz daha yüksek şaşırtıcı değil. Bu da iki örnekleme protokolleri kullanılarak yapılan çalışmalar bir yansımasıdır. Mısır stover yatak içeren vermedi iken yeşil sedir odada bulunan kişilik paketleri çok yüksek TRS konsantrasyonları12, oluşturulan. Gaz örnekleme sistemi kullanarak toplanan örnekleri Mısır stover, buğday samanı, soya stover ve malzeme ama hiçbir yeşil sedir yatak yatak takımları çam chip kullandık.

Ticari kulübeler1-2 Kişilik paketleri3-6 simüle
Kuru madde % 29.99 ± 3,15 16.0-36.6 20,8-27,2 22,3 – 26,1 24.0-58.0 20,8-24,9
Toplam N, g kg-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
Toplam P, g kg-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
Toplam S, g kg-1 7,88 ± 1.48 5.6-6,7 3.6-6.5 4.5-5.3 --- 3.6-6.5
Toplam K, g kg-1 32.74 ± 8,39 15,5-21,1 16,3-23,1 --- 18,8 – 25,6 16,3 – 25,2
Lignin, g kg-1 --- --- 26,5 – 139.6 49.9 – 136.9 --- 62.6-139.6
Ash, g kg-1 --- 154 - 214 119,3 – 200.5 98.9-223.6 --- 119,3 – 200.5
C:N oranı --- --- 17,4-28.2 20,2 – 29,7 --- 20,6-27,5
pH --- 7.5-8 6.2-7.2 6,8-7,6 8.5-9.0 7.4-7.7
Sıcaklık, ˚C --- 15,4-29.0 18,3-19,9 18.4-20.0 12,0 – 35,0 19,7 – 20,1
1 Euken, 2009. Standart sapma olarak Euken tarafından rapor 2009 gösterilmiştir. Toplam P ve toplam K bildirilen P2O5 ve K2O kompozisyon, sırasıyla dönüştürerek hesaplanır.
2 Spiehs vd., 2011. Her iki kulübeler iki kalem veri toplanan. 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.
3 Spiehs ve ark., 2012. Toplanan verileri simüle kişilik bohça--dan. Malzeme yatak takımları Mısır stover, fasulye stover, buğday saman, pelleted Mısır koçanı, kağıt, talaş ve talaş dahil.
4 Spiehs vd., 2014b. Toplanan verileri simüle kişilik bohça--dan. Malzeme yatak takımları Mısır stover, çam talaş, ıslak sedir cips ve kuru sedir cips dahildir.
5 Ayadi vd., 2015b. Toplanan verileri Mısır stover ve fasulye stover malzeme yatak takımları kullanarak simüle kişilik bohça--dan. İki sıcaklık edildi kullanılan (40˚C ve 10˚C)
6 Spiehs ve ark., 2017. Veri toplanan karışımlar içeren 0, 10, 20, 30, 40, 60, 80 yatak malzemesi kullanarak simüle kişilik paketleri kalan varlık ile % 100 çam Mısır stover.

Tablo 1. Çeşitli bildirilen kuru madde ve besin bileşimi (Kuru özdek temel) yatak/gübre malzeme ticari derin kişilik mono-yamaç imkanlar (Euken, 2009 ve Spiehs vd., 2011) ve benzetim yapılmış kullanarak iletken çalışmalar Yataklı paketleri (Spiehs et Al., 2012, 2014, 2017 ve Ayadi vd., 2015).

Statik akı odası Yöntem1 Dinamik akı odası Yöntem2
Amonyak, ppm 95,8 – 641.1 350.8-516.7 381 - 1584 386.3-502.3 89,4 – 166.7
TRS, App --- 8.2-165.9 --- 5.3-11,4 ---
Hidrojen sülfür, App --- --- --- --- 0.1 – 18,1
Karbon dioksit, ppm --- 1232 - 2000 2322 - 6917 918 - 1158 957-2149
Metan, ppm --- 2.3-3,6 7.2-87.0 4.4-6,7 3.2-16,7
Azot oksit, ppm --- 0,67-0,72 0.31 – 0.77 0.21-0,23 0,44-0,58
1 Spiehs vd., 2011, 2014a, 2015a, 2016a. Bu çalışmalar verilerden amonyak, toplam azaltılmış katılaşarak el bir örnekleyici ve karbon dioksit, metan ve azot oksit için sera gazı GC üzerinde analiz simüle her kişilik paketi headspace bir örnek için asit tuzakları kullanarak toplanmıştır.
2 Koku ve gaz emisyon kontrol etmek için değişen yatak malzemeleri ve yüzey değişiklikleri kullanarak iletken bu verileri temsil üç çalışmalar. Bu çalışmalar gaz örnekleme sistemi kullanarak iletken ve henüz yayınlanmadı.

Tablo 2. Dizi amonyak konsantrasyonları bildirdi, toplam katılaşarak (TRS), hidrojen sülfür, karbon dioksit, metan ve azot oksit ticari derin kişilik mono-yamaç imkanları (Spiehs vd., 2011) ve benzetim yapılmış kullanarak iletken çalışmalar azaltılmış bohça (Spiehs vd., 2014a, 2016 ve Ayadi vd., 2015) Yataklı.

Figure 1
Şekil 1. Paslanmaz çelik plastik kaplarda simüle kişilik paketleri akı odalar ve bağlı kauçuk skits ve hazır Hava örnekleme için. Simüle kişilik paketleri içinde çevre odaları yer alır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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 hatırlamak eklerken, önemlidir. Bir kez, bir hata yaptı ve düşük pH idrar kişilik paketleri eklendi. Bu methanogenic bakteri nüfus öldürdü. Gaz örnekleme sistemi ayarladığınızda, tüm bağlantı parçaları gaz ölçümleri kalitesini bozabilir kaçağı önlemek için güvenli olmak gerekir.

Bu ilk geliştirilen bu yana protokol adapte edilmiş. Dinamik akı chambers için statik akı odası adapte araştırmacılar emisyon yerine sadece headspace gazlar konsantrasyonlarda hesaplamak için izin verir. Yeni dinamik gaz örnekleme sistemlerinin kullanımı ayrıca tüm veri toplama yönetmek için iki ya da üç kişi ihtiyacı yerine bir kişi tarafından tamamlanmak üzere örnekleme sağlar.

Uyarlamalar yatak malzemeleri veya domuz veya süt imkanları kullanılan koku değişiklikler değerlendirmek için benzetimli kişilik paketleri kullanmak için yapılmış olabilir. Ayarlamaları uygun yatak: gübre oranları domuz veya süt tesisleri tipik belirlemek için yapılması gerekir. Yayınlanan Edebiyat kuru madde sağlamalıdır ve besin kompozisyonu beklentileri ticari domuz veya yardımcı olacağını süt İmkanlar odada, dışkı ve idrar simüle kişilik paketi ayarlamak için gerekli gerekir tahmin etmek bir domuz ya da süt tesisi temsil etmek için iletişim kuralı. İletişim kuralı asla kez süt tesislerinde kullanılan kum gibi bir inorganik yatak malzeme ölçmek için kullanılmıştır. Bu başarıyla inorganik yatak materyal içeren bir kişilik paket gaz emisyonları ölçmek değil inanmak için neden yok iken, bu ek sınama gerektirir.

Biz değil değerlendirilir varsa örnek ek gaz olabilir. Teorik olarak, bir asal gaz örnekleme satırına iliştirilmiş herhangi bir gaz örnekleme enstrüman bu sistemi ile kullanılmak üzere mümkün olmalı.

Model aynı zamanda bir araştırmacı bunun seçerseniz farklı yatak: gübre oranları keşfetmek için ayarlanmış olabilir. Belki de bir araştırmacı gübre veya önemli kokular tespit edildi önce bu bir kişilik paketine eklenebilir idrar miktarını belirlemede ilgilendi. Ya bir araştırmacı farklı sıcaklık ve nem hava kalitesi üzerindeki etkileri incelemek istedim. Modeli de bu faktörleri incelemek için ayarlanmış olabilir.

Protokol hava kalitesini ölçmek için geliştirilmiş ve laboratuvar ölçekli gelen besin kompozisyon paketleri kontrollü bir ortamda Yataklı ve birçok farklı yatak malzemeleri, ortam değişkenleri (sıcaklık, nem), etkili bir şekilde değerlendirmek için kullanılan ve ticari derin Yataklı mono-yamaç tesislerinde hava kalitesi artabilir olası azaltıcı tedaviler. Model dinamiktir ve araştırmacılar kolayca kişilik paketi NH3, CH4, N2O, CO2, H2S, VOC, dahil olmak üzere, birçok kimyasal ve fiziksel ölçümleri toplamak için izin verir sıcaklık, pH, besin kompozisyonu, serbest hava alan ve potansiyel olarak değil henüz ölçülen var diğerleri. Haftalık ölçümleri altı-yedi hafta boyunca toplanan olgun kişilik paketi 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 bu tedavi başına 8-10 deneysel birim simüle kişilik paketleri9,10,11,12arasında istatistiki farklılıkları algılamak için yeterli olduğunu göstermiştir, 13,14,15. Kişilik paketleri bakımı kolay 10 dakikadan haftada idrar, dışkı ve yatak takımları eklemek için kişilik paket başına emek gerektiren vardır. Gaz örnekleme sistemi kullanarak örnek koleksiyon bağlı olarak toplanmakta olan ölçümleri kişilik paket başına 20-30 dakika gerektirir. Geçmişte, bir kişi tarafından normal bir 8 saatlik iş günü 20 kişilik paketlerini analiz edilmiştir. 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. Olası tedaviler bir araştırma veya ticari ölçekli tesis denemeden önce ortadan kaldırmak için birkaç laboratuar ölçekli çalışmalar yapılabilir.

Model birincil sınırlandırılması "gerçek dünya" koşulların mükemmel bir simülasyon değil mi. Mükemmel ticari koşulları gibi taklit etmek zordur sürekli ek idrar ve dışkı bir hayvancılık tesisi de ortaya çıkar. Kuru madde içeriği ve besin dayalı ticari imkanlar ve bizim laboratuvar emek göre simüle kişilik paketleri bileşimi, biz üç kez haftalık eklemeler idrar ve dışkı yeterli olmaya kararlı. Ancak, birden çok kez günlük, daha iyi olur Eğer bir değişiklik düzenli olarak taze idrar ve dışkı eklemek için geliştirilebilir ticari ortam benzetimi yap.

Başka bir sınırlama dondurulmuş ve çözülmüş dışkı ve idrar tanınmaktadır. İdrar ve dışkı volatilization azot ve herhangi bir bakteriyel büyüme önlemek için hızlı bir şekilde dondurmak için her türlü çabayı yapılmış ise, idrar ve dışkı bir denge kursundan toplanan sadece günde bir kez toplanır. Bir saat veya daha uzun süre toplamak, tartmak, toplama kapları sıfırlamak ve idrar ve dışkı bölüm alır. Ayrıca 20-L damacana tamamen dondurma, hatta-4 ˚C dondurucuya yerleştirilir sonra idrar için birkaç saat gerektirir. Bu süre boyunca, volatilization ve bakteriyel büyüme oluşabilir. Telafi etmek için gecikme arasında toplama ve dondurma, idrar pH 4 hemen bakteriyel büyüme ve azot volatilization önlemek için toplama aparatı konteyner kaldırdıktan sonra acidified. İdrar pH 7 kez çözdürülen, ama bu tam olarak taze idrar ekleyerek aynı olmayabilir geri yüklenir. Ancak, NH3 volatilization taze idrar eklenmesi için dondurulmuş idrar göre kişilik paketleri takip yok gözlenen artışlar gibi bu sınırlama indirilmiştir inanıyoruz. Bakteriyel nüfus öldü ya da azalmıştır dışkı ne zaman donmuş. Bu gün 0 ve gün 21 üzerinde taze dışkı ekleyerek en aza indirmek için çalıştılar Protokolü'nün tanınan bir kısıtlamadır.

Nazik mix taze ekledi dışkı ve idrar yatak malzeme ile mükemmel böylece biraz farklı sıkıştırma ve su tutma kapasitesi ile sonuçlanan bir ticari tesis sığır ağırlığını taklit değil bir çelik çubuk kullanımı. Gözeneklilik kişilik sırt ve kişilik paketinde bulunabilir boş hava alan bir göstergesi olarak hesaba katan su boş hava alan her kişilik paketi9 mevcut bir yüzdesini belirlemek için her çalışma sonunda kişilik paketleri içine dökülür < /c 0 >,10,11,12,13,14,15. Ücretsiz hava alanı başka bir çalışmada genellikle tek tip kalmış ama ticari bir tesiste mevcut ücretsiz hava alanına göre yapılmış değil.

Protokol ile hayvancılık türler veya tesis gibi diğer türleri domuz derin Yataklı çemberler veya derin Yataklı İsveçli farrowing İmkanları, süt kompost kulübeler veya diğer süt kişilik tesis veya kümes hayvanları tesis yatak takımları her türlü test edilmemiştir. Model potansiyel bir model olarak diğer hayvancılık tesisleri için kullanılmak üzere olurdu gibi görünüyor olsa da, protokol ayarlamalar yeterli her yerde derin yataklı bir sığır tesis ötesine temsil gerekebilir.

Süre model ticari İmkanları, mükemmel bir simülasyon değil, yatak takımları, sıcaklık, nem veya hayvancılık tesisi bir kişilik paketine eklenebilir değişiklikler gibi faktörler değerlendirirken bir başlangıç noktası sunabilir. Kontrollü bir ortamda tedavi farklılıkları değerlendirmek ve potansiyel olarak daha az etkili tedavi seçenekleri para harcama önce bir tam ölçekli ticari-Boyut işlem için gereken kaynakları ortadan kaldırmak bir araştırmacı sağlar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Bu araştırma için USDA Tarımsal Araştırma Servisi, araştırma proje numarası 3040-41630-001-00D Federal yürüttüğü fon tarafından finanse edildi.

Ticari adlar veya ticari ürünler bu makalede söz yalnızca belirli bilgileri sağlamak amacıyla ve tavsiye veya ABD Tarım Bakanlığı tarafından onaylandığı anlamına gelmez.

USDA bir fırsat eşitliği sağlayıcı ve işveren olduğunu.

Acknowledgments

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

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).
Koku ve derin tarafından yayılan gaz konsantrasyonları değerlendirmek için laboratuvar ölçekli modeli paketi gübre Yataklı
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter