SUPERVISOR
مژگان سپهری (استاد راهنما) امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما) فرشید نوربخش (استاد مشاور)
STUDENT
Vahid Hasan moghaddam
وحید حسن مقدم
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Effect of C/N Ratio, Aeration, and Seasonal Temperature on Chemical Properties of Chicken Manure in Turned-Windrow Piles
Concerns on environmental issues associated with application of raw manure in agricultural lands have forced farmers to find out alternative options. Rapid decomposition of nitrogen contaning organic compounds in the raw manure results in the release of ammonia and its accumulation around plant roots. The composting process offers the potential to significantly reduce environmental problems and agronomic limitations associated with raw manure management. On the other hand, the cost of composting can be greatly higher than raw manures. Therefore, composts with higher quality attributes must be produced to offset these production costs. To improve quality of compost, knowledge on the rate of nitrogen mineralization and chemical properties of manure during composting is necessary. Chemical and physical properties of compost such as temperature, water content, pH, carbon to nitrogen ratio, and microbial respiration play key role in composting process. In this research study, the effect of C:N ratio, season, and areation practice of windrow on chemical and physical properties of composted manure was investigated. This factorial experiment was conducted in a complete blocks design with three C:N ratios of raw materials and two areation treatments at two different seasons. Manure was amended with different amounts of sawdust to produce final C:N ratios of 1:20, 1:25, and 1:30. Initial water content of compost was kept about 65% w/w. Constant temperature of compost for five consequesnt days was considered as an index to identify maturity of compost and the end of composting process. Samples were collected from the depth of 75 cm of the windrow. There was no significant difference beween winter and summer seasons in chemical properties of composted manure. A major problem in composting process of manure was significant loss of nitrogen, more than 43% of initial nitrogen was lost during the composting process. The C:N ratio decreased at all C:N treatments over time. The EC of the compost also decreased over time. The pH of composted manure increased to about 7 at the end of composting period. This can also be used to indicate the maturity of compost. The ammonium concentration of compost significantly decreased over time due to leaching and volarilization of ammonium. The micrbial activity greatly reduced after 14 days and then remained constant. According to the results obtained, regardless of the season, the highest and lowest pH, organic matter content, volatilization of ammonium, and nitrogen loss was observed at the C:N ratios of 25 and 30, respectively. According to the results, at winter season, pH, microbial respiration, and loss of ammonium was greater at with areation treatment compared with without areation treatment. Also, EC, loss of organic matter, and loss of nitrogen was lower at with areation treatment than without areation treatment. Keywords: Chicken manure, composting process, C:N ratio, microbial respiration, areation, organic matter
مصرف کودهای دامی در اراضی کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اما تجزیه سریع ترکیبات آلی نیتروژندار ساده موجود در کود حیوانی تازه موجب آزاد شدن گاز آمونیاک و انباشتگی آن در مجاورت ریشهها شده و مسمومیت گیاه را به دنبال دارد. زیادی نمک در کود نیز میتواند از طریق کاهش پتانسیل اسمزی و یا سمیت یون های ویژه آثار منفی بر گیاه داشته باشد. همچنین استفاده مستقیم از کود مرغی باعث مشکلات محیطی مانند تصاعد گازهای سمی، آبشویی نیترات و آلودگی آبهای زیرزمینی میشود. یکی از راه های کاهش مشکلات ناشی از مصرف کودهای دامی تازه، تبدیل آنها به کمپوست است. برای افزایش بهره وری فرآیند تولید کمپوست از کودهای دامی، آگاهی از روند معدنی شدن نیتروژن و تغییرات ویژگی های شیمیایی این کودها در طی فرآیند کمپوست شدن لازم است. در تولید کمپوست، پارامترهای فیزیکی و شیمیایی از قبیل دما، رطوبت، pH، نسبت کربن به نیتروژن و تنفس میکروبی نقش کلیدی ایفا می نماید. در این مطالعه تاثیر نسبت کربن به نیتروژن و دما بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کود مرغی در طی تجزیه و کمپوست شدن در دو تیمار مختلف هوادهی مورد بررسی قرار گرفته است. این آزمایش در قالب طرح فاکتوریل با سه نسبت کربن به نیتروژن، دو برنامه تهویه و در دو فصل انجام شد. کود مرغی و خاک ارّه با نسبتهای لازم برای تنظیم نسبت کربن به نیتروژن مورد نظر با هم مخلوط شد تا نسبت کربن به نیتروژن نهایی 20، 25 و 30 حاصل شود. در فصل زمستان تیمارهای با و بدون هوادهی توده از لحاظ تاثیر بر ویژگی های مختلف کمپوست مورد مقایسه قرار گرفت. رطوبت اولیه توده کمپوست در حدود 65 درصد وزنی تنظیم شد. ثابت شدن دمای توده کمپوست طی 5 روز پی در پی برای تعیین زمان رسیدگی و اتمام فرآیند کمپوست در نظر گرفته شد. نمونهبرداری از عمق 75 سانتیمتر از سطح توده انجام شد. با بررسی نتایج حاصل از اندازه گیری های انجام شده در فصل گرم و فصل سرد و همچنین در شرایط مختلف تیمار هوادهی، مشاهده شد که روند تغییرات پارامترهای اندازه گیری شده در توده های یکسان، مشابه و دارای مقادیر نزدیک بود. به گونه ای که می توان گفت اثر فصل و تیمارهای اعمال شده، در توده های یکسان مشابه بوده است. یکی از مشکلات عمده در فرآیند کمپوست شدن کود مرغی هدر رفت مقدار قابل توجهی نیتروژن بود، به طوری که حدود 43 درصد از نیتروژن اولیه در طی فرآیند تولید کمپوست کود مرغی از بین رفت. در همه تیمارها با گذشت زمان نسبت کربن به نیتروژن کاهش پیدا کرد. در این مطالعه قابلیت هدایت الکتریکی توده ها در طی فرآیند کمپوست سازی کاهش یافت. pH کمپوست ها در انتهای دوره حدود 7 بود که نشانگر رسیدگی آن از نظر این معیار بود. با گذشت زمان در اثر آبشویی و خروج آمونیوم به صورت گاز، مقدار آمونیوم توده کاهش یافت. در این مطالعه جمعیت میکروبی پس از گذشت 14 روز، روند کاهشی داشت و بعد از چهار هفته تغییرات جمعیت میکروبی تا اندازه ای ثابت بود. با توجه به نتایج به دست آمده، صرف نظر از فصل، بیشترین مقدار pH و ماده آلی، بیشترین هدررفت نیتروژن و بیشترین تصاعد آمونیوم در نسبت کربن به نیتروژن 25 و کمترین آنها در نسبت کربن به نیتروژن 30 مشاهده شد. نتایج نشان داد که در فصل سرد مقدار pH، تنفس میکروبی و هدررفت آمونیوم در توده های هوادهی شده بیشتر از توده های بدون هوادهی بود. همچنین قابلیت هدایت الکتریکی، هدرروی ماده آلی و هدرروی نیتروژن در توده های هوادهی شده کمتر بود. کلمات کلیدی : کود مرغی، فرآیند کمپوست، هوادهی کود، خصوصیات شیمیایی کود