Greenhouse gases emission from pig manure by the use of superphosphate and slaked lime in different doses
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2022-(71)-1-13Keywords:
pig manure, greenhouse gases, methane, carbon dioxide, nitric oxide, fertilizersAbstract
On the basis of experimental researches' results, the effective influence of superphosphate and slaked lime on reducing anaerobic fermentation during the investigated period in pig manure was established, which is confirmed by a decrease in pH. Simultaneously with the lower pH level in the fermented substrate with the addition of fertilizers, regardless of the dose, there is a decrease in emission of investigated greenhouse gases – methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and nitric oxide (NO). It has been experimentally proven that most effective influence of superphosphate and slaked lime on reducing the emissions of CH4, CO2 and NO from pig manure is observed on the seventh day after application and remains almost the same for 7 days with further reduction until the end of research (31 day). In particular, analyzing the obtained experimental data, it was found that in the variants with superphosphate in doses of 2.5 %; 5 and 10 % there is a reduction in methane emissions from fermented substrate, respectively, by 11.5 %; 6.9 and 3.8 %, while the using of slaked lime in similar quantities causes a lower level of this gas by 7.5 %; 6.4 and 4.3 %. Application of superphosphate and slaked lime in the manure of pigs at a dose of 2.5 % also contributes to reduction in carbonic gas emissions, respectively, by 10.7 and 25.5 %, in the amount of 5 % – by 7.3 and 17.2 %, and at the level of 10 % – by 6.1 and 13.4 %, compared with the control. The use of superphosphate in doses 2.5 %; 5 and 10 % causes to a lower level of nitric oxide emissions from the fermented substrate by 12.1 %; 7.3 and 5.4 %, and in the variants with slaked lime NO emissions are reduced, respectively, by 17.4 %; 8.1 and 6.1 %. Thus, the results of research show that the optimal dose of superphosphate and slaked lime for reducing the level of greenhouse gases emissions – CH4, CO2 and NO – from pig manure is 2.5 %.
Given the above, the research indicate the perspective of using the investigated fertilizers to prevent environmental pollution in the storage of animal by-products in manure storages (lagoons) and in facilities for pigs.
References
1. Біньковська Г. В., Шаніна Т. П. Оцінка обсягів викидів парникових газів в системах поводження з сільськогосподарськими відходами Одеської області. Вісник ХНУ імені В. Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2016. Вип. 14. С. 91–97.
2. Біохімічні аспекти зменшення метаногенезу в рубці жуйних тварин / Г. О. Богданов та ін. Вісник аграрної науки. 2007. № 9. С. 20–24.
3. Болтянський Б. В., Мовчан С. І., Дереза С. В. Використання відходів тваринництва та птахівництва. Матеріали Міжнар. наук.-практ. форуму «Сучасні наукові дослідження на шляху до євроінтеграції» (м. Мелітополь, 21–22 черв. 2019 р.). Мелітополь, 2019. Ч. 1. С. 61–64.
4. Воробель М. І., Мороз В. В., Каплінський В. В. Ефективність впливу біокомпозиції з грибів Basidiomycota на рівень виділення вуглекислого газу з гною ВРХ. Вісник аграрної науки. 2020. № 4. С. 69–74. DOI: 10.31073/agrovisnyk202004-10.
5. Герман В. В. Екологічна безпека при виробництві тваринницької продукції. Агроекологічний журнал. 2009. № 2. С. 5–8.
6. Дем’яненко С., Бутко В. Стратегія адаптації аграрних підприємств України до глобальних змін клімату. Економіка України. 2012. № 6. С. 66–72.
7. До питання розрахунку викидів парникових газів відходів тваринництва / М. О. Захаренко та ін. Біоресурси і природокористування. 2014. Т. 6, № 3/4. С. 63–70.
8. Емісія парникових газів у курячому посліді при застосуванні природних сорбентів / М. І. Воробель та ін. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2021. Вип. 69 (1). С. 169–182. DOI: 10.32636/01308521.2021-(69)-1-11.
9. Жукорський О. М., Никифорук О. В. Галузь свинарства – реальна та прогнозована загроза для довкілля. Агроекологічний журнал. 2013. № 3. С. 102–107.
10. Калашнікова Т. В. Інституційні засади сталого розвитку свинарства в Україні. Матеріали VІІІ Всеукраїнської наук.-практ. конф. «Екологічні та соціальні аспекти розвитку економіки в умовах євроінтеграції» (м. Миколаїв, 12–14 трав. 2021 р.). Миколаїв, 2021. С. 39–42.
11. Криворученко З. Р. Тенденції та можливі наслідки глобальних та регіональних змін клімату. Державне управління: удосконалення та розвиток. 2014. № 9. URL: http://www.dy.nayka.com.ua/?op=1&z=754 (дата звернення: 16.01.2022).
12. Лещук І. Вплив інтенсивного тваринництва на навколишнє середовище. Екологія життя. 2012. URL: http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/vpliv-intensivnogo-tvarinnitstva-na-navkolishne-seredovishche (дата звернення: 28.01.2022).
13. Ляшенко М. В. Екологічна парадигма локалізації виробництва продукції тваринництва. Інвестиції: практика та досвід. 2018. № 11. С. 70–75.
14. Ляшенко М. В. Синергія інноваційного та екологобезпечного підходів у розвитку тваринництва в Україні. Інвестиції: практика та досвід. 2019. № 15. С. 57–62. DOI: 10.32702/2306_6814.2019.15.57.
15. Маменко О. М. Екологічні проблеми тваринництва. Агроекологічний журнал. 2007. № 4. С. 11–17.
16. Метан і парниковий ефект атмосфери (екологічні, біохімічні та мікробіологічні аспекти) / Л. І. Сологуб та ін. Львів : ПАІС, 2008. 276 с.
17. Михайлова Є. О. Викиди парникових газів в Україні та світі. Матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. «Проблеми техногенно-екологічної безпеки: освіта, наука, практика» (м. Харків, 24 листоп. 2016 р.). Харків, 2016. С. 183–184.
18. Никифорук О. В., Жукорський О. М. Емісія парникових газів від свиноферм різної потужності. Науковий вісник "Асканія-Нова". 2014. Вип. 7. С. 244–252.
19. Омаров А. Е. Сучасний стан екологічної безпеки в Україні. Вісник Національного університету цивільного захисту України. Серія «Державне управління». 2017. № 2. С. 156–164.
20. Пелих Н. Л., Панкєєв С. П. Екологічні проблеми утилізації відходів свинарства. Збірник матеріалів Міжнар. наук.-практ. конф. «Роль наук про Землю в народному господарстві: стан і перспективи (присвячена Всесвітньому Дню Землі)» (м. Херсон, 20 берез. 2019 р.). Херсон, 2019. С. 207–210.
21. Пінчук В. О. Емісія парникових газів у галузі тваринництва України. Біоресурси і природокористування. 2015. Т. 7, № 1/2. С. 115–118.
22. Рекомендації з оцінки метаногенезу і емісії метану великою рогатою худобою / В. В. Влізло та ін. Київ, 2011. 34 с.
23. Скляр О. В., Скляр Р. В., Григоренко С. М. Програма та методика експериментальних досліджень на лабораторній біогазовій установці. Вісник Харківського національного університету сільського господарства імені П. Василенка. 2019. Вип. 199. С. 267–275.
24. Стасів О. Ф., Котько Н. М. Агровиробничі ризики та можливості глобальних змін клімату для розвитку сільськогосподарського сектора України. Scientific Collection «InterConf». 2020. № 3 (39). С. 162–164.
25. Тимчук В. М., Тимчук С. М. Глобальні зміни клімату: парниковий ефект. Агробізнес сьогодні. 2016. № 1/2 (320/321). С. 58. URL: http://www.agro-business.com.ua/agrobusiness/archive.html?func=show_edition&id=142 (дата звернення: 10.02.2022).
26. Удова Л. О., Прокопенко К. О., Дідковська Л. І. Вплив зміни клімату на розвиток аграрного виробництва. Економіка сільського господарства. 2014. № 3. С. 107–120.
27. Ходорчук В. Я., Алієва І. В., Марткоплішвілі М. М. Мінімізація емісії парникових газів у сільському господарстві. Аграрний вісник Півдня. 2014. № 1. С. 168–173.
28. Холод М. Емісія парникових газів та формування ринку квот на їх викиди. Вісник Сумського ДУ. 2009. № 2. С. 35–42.
29. Agricultural opportunities to mitigate greenhouse gas emissions: Review
/ J. M.-F. Johnson et al. Environmental Pollution. 2007. Vol. 150. P. 107–124.
30. Agriculture, forestry and other land use emissions by sources and removals by sinks. 1990–2011 analysis / F. N. Tubiello et al. FAO Statistics Division, Working Paper Series ESS/14-02. 2014. 89 p. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0269749107003016 (last accessed: 12.02.2022).
31. Asgedom H., Kebreab E. Beneficial management practices and mitigation of greenhouse gas emissions in the agriculture of the Canadian Prairie: a review. Agronomy for Sustainable Development. 2011. Vol. 31. P. 433–451. DOI: 10.1007/s13593-011-0016-2.
32. Biochemical aspects of mitigation of methane emission in atmosphere by ruminants / G. Bogdanov et al. Australian Journal of Experimental Agriculture. 2008. Vol. 48 (1/2). URL: https://www.publish.csiro.au/EA/pdf/EAv48n2posters (last accessed: 13.02.2022).
33. Biomass use, production, feed efficiencies, and greenhouse gas emissions from global livestock systems / M. Herrero et al. PNAS. 2013. Vol. 110, No. 52. P. 20888–20893. DOI: 10.1073/PNAS.1308149110.
34. Caro D. Greenhouse gas and livestock emissions and climate change. Encyclopedia of food security and sustainability. 2019. Vol. 1. P. 228–232. DOI: 10.1016/B978-0-08-100596-5.22012-X.
35. Greenhouse gas emissions from different pig manure management techniques: a critical analysis / C. Dennehy et al. Frontiers of Environmental Science and Engineering. 2017. Vol. 11 (3), Issue 11. P. 11–16. URL: https://ro.uow.edu.au/eispapers1/322 (last accessed: 21.11.2021).
36. Greenhouse gas emissions from pig and chicken supply chains: A global life cycle assessment / M. MacLeod et al. Rome : Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2013. 172 p.
37. Greenhouse gas mitigation in agriculture / P. Smith et al. Phil. Trans. R. Soc. B. 2008. Vol. 363. P. 789–813. DOI: 10.1098/RSTB.2007.2184.
38. Koneswaran G., Nierenberg D. Global farm animal production and global warming: Impacting and mitigating climate change. Environ. Health Perspect. 2008. Vol. 116, No. 5. P. 578–582. DOI: https://doi.org/10.1289/ehp.11034.
39. Marszałek M., Kowalski Z., Makara A. Emission of greenhouse gases and odorants from pig slurry – effect on the environment and methods of its reduction. Ecol. Chem. Eng. S. 2018. Vol. 25, No. 3. P. 383–394. DOI: 10.1515/eces-2018-0026.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 М. І. ВОРОБЕЛЬ (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
