Greenhouse gas emissions in chicken dung at the using of natural sorbents
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2021-(69)-11Keywords:
chickens, dung, greenhouse gases, methane, carbon dioxide, nitric oxide, fermentation, natural sorbentsAbstract
On the basis of conducted research it was found the effective action of natural sorbents – perlite, saponite and vermiculite on the decrease of fermentative processes in chicken dung (in vitro), that is confirmed by a reduce in pH, which determines the direction of fermentation. During the experiment it was found that at the same time with lower pH level, after the introduction of natural sorbents in fermented chicken dung, regardless of their amount, in all variants there is a decrease in the output of investigated greenhouse gases – CH4, CO2 and NO. In particular, the use of natural sorbent – perlite in a dose of 2 % causes reduced emission of methane and carbon dioxide from chicken dung by 5.1 %; in the amount of 3 % – by 7.1 %, and at the level of 4 % – by 8.3 %. The results of research showed that perlite, depending on the introduction dose – 2–4 %, in the fermented substrate also contributes to a lower output of nitric oxide by 6.8–9.3 %. In the experimental variants with the addition of saponite in amounts of 2–4 %, the release level of CH4 and CO2 from chicken manure was lower by 5.7–9.8 %, and NO emission was reduced by 4.2–6.5 %, compared with a control analogue. Natural sorbent vermiculite in various doses – 2 %; 3 and 4 % causes decreas in the output of carbon dioxide and methane during anaerobic fermentation of chicken dung (in vitro) in accordance with the control by 11.4 %; 14.4 and 15.6 %. In variants with the use of vermiculite in the above amounts, there was also reduction in nitric oxide output by 7.9 %; 9.6 and 11.2 % respectively.
Therefore, on the basis of the received results analysis it was found that all the investigated natural sorbents – perlite, saponite and vermiculite reduce the level of greenhouse gas emissions from chicken dung. However, according to the research results, the most effective action on the decrease activity of fermentative processes in chicken dung (in vitro) and the emission of the investigated greenhouse gases – methane, carbon dioxide and nitric oxide has a natural sorbent – vermiculite. Thus, the research indicate the possibility of using vermiculite, both in the storage of dung on poultry farms in storage (lagoons) to prevent environmental pollution, and for the development of organo-mineral fertilizers.
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. Сер.: Екологія. 2016. Вип. 14. С. 91–97.
2. Биохимические и физиоло¬гические предпосылки уменьшения эмиссии метана жвачными животными / Г. А. Богданов та ін. Сельскохо¬зяйственная биология. 2010. № 4. С. 13–24.
3. Бойко І. А. Екологічні проблеми птахівництва та напрями їх вирішення. Матеріали XI Міжнар. наук.-практ. конф. «Проблеми економіки підприємств в сучасних умовах» (м. Київ, 21–22 травня 2015 р.). Київ, 2015. С. 205–207.
4. Бойко Л. О., Бойко В. О., Аверчева Н. О. Розробка прогнозу та перспективи розвитку галузі птахівництва до 2020 року. Технологический аудит и резервы производства. 2016. Т. 4. Вип. 6 (30). С. 34–40. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tatrv_2016_4%286%29__6.
5. 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.
6. Воробель М. І., Мороз В. В., Каплінський В. В. Ефективність дії природних мінералів на емісію парникових газів у гноєвому субстраті. Вісник аграрної науки. 2018. № 10. С. 35–40.
7. Вплив структури субстрату на вихід біогазу при метановому зброджуванні / В. В. Шацький та ін. Праці ТДАТУ. 2013. Вип. 13. Т. 3. С. 3–12.
8. Гнидюк В. С. Технологічні аспекти переробки відходів птахофабрик та тваринницьких комплексів. Вісник ЖНАЕУ. 2014. № 1 (39). Т. 1. С. 100–106.
9. Дутка Д. І. До питання поводження з органічними відходами птахофабрики. Матеріали ІII Наук.-практ. конф. «Екологія та сталий розвиток» (м. Маріуполь, 22–23 лютого 2018 р.). Маріуполь, 2018. С. 78–81.
10. Екологічна безпека при виробництві продукції птахівництва / О. В. Тертична та ін. Тези міжнар. вузів. наук.-практ. конф. студ., асп. і молодих учених «Екологічний розвиток країни в рамках Європейської інтеграції» (м. Житомир, 5 травня 2014 р.). Житомир, 2014. С. 32.
11. Екологічні стандарти ЄС для галузі тваринництва України / Екодія. Київ, 2018. URL: https://ecoaction.org.ua/ekostandarty-es-tvarynnytstvo.html.
12. Жуков Б. С. Сучасні проблеми в птахівництві. Матеріали ІІІ Всеукр. наук.-практ. інтернет-конференції «Інноваційні розробки студентів та молодих науковців в галузі технічного сервісу машин» (м. Харків, 1–2 грудня 2016 р.). Харків, 2016. С. 21.
13. Жукорський О. М., Болтик Н. П. Забруднювачі довкілля та їх використання для виробництва біогазу на молочних фермах. Науковий вісник «Асканія-Нова». 2017. Вип. 10. С. 250–259.
14. Захарченко О. В. Утилізація відходів природного походження аграрних формувань : проблемний аспект. Вісник ХНАУ імені В. В. Докучаєва. Сер.: Економічні науки. 2017. № 1. С. 58–67.
15. Канда М., Мальований М., Одноріг З. Мінімізація екологічної небезпеки від забруднення довкілля в зоні діяльності птахофабрик. Міжнар. наук. симпозіум «Сталий розвиток – стан та перспективи» (м. Львів, Славське, 28 лютого – 3 березня 2018 р.). Львів, Славське, 2018. С. 145–146.
16. Кизь Т. В. Емісія аміаку у пташнику при додаванні до підстилки різних реагентів. Птахівництво. 2010. Вип. 65. С. 127–138.
17. Куркіна С. В., Розпутній О. І. Вміст важких металів у відходах птахокомбінату та екологічні особливості їх утилізації. Технологія виробництва і переробки продукції тваринництва. 2012. Вип. 7 (90). С. 117–120. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/tvppt_2012_7_36.
18. Мельник В. О. Вплив обробки підстилки реагентами на мікроклімат пташника та відтворні якості індиків. Вісник аграрної науки. 2015. № 6. С. 73–75.
19. Метан і парниковий ефект атмосфери (екологічні, біохімічні та мікробіологічні аспекти) / Л. І. Сологуб, Г. Л. Антоняк, Г. О. Богданов та ін. Львів : ПАІС, 2008. 276 с.
20. 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 листопада 2016 р.). Харків, 2016. С. 183–184.
21. Пінчук В. О. Емісія парникових газів у галузі тваринництва України. Біоресурси і природокористування. 2015. Т. 7. № 1/2. С. 115–118.
22. Рибакова О. А. Облікові аспекти оприбуткування і використання пташиного посліду. Агросвіт. 2015. № 19. С. 72–77.
23. Скляр О. Г., Скляр Р. В. Властивості біодобрив, що отримуються після анаеробної ферментації гною. Праці ТДАТУ. 2013. Вип. 13. Т. 3. С. 110–118.
24. Солук Г. С., Буцяк В. І., Буцяк А. А. Біотехнологія виробництва біогазу з відходів сільськогосподарського виробництва. Наук. вісник ЛНУВМ та БТ імені С. З. Ґжицького. 2015. Т. 17. № 3 (63). С. 312–319.
25. Технологічні прийоми покра¬щення мікроклімату у пташнику при утриманні індиків на підстилці / О. В. Мельник та ін. Вісник ХНТУСГ імені П. Василенка. 2013. Вип. 132. С. 434–443.
26. Холод М. Емісія парникових газів та формування ринку квот на їх викиди. Вісник Сумського ДУ. 2009. № 2. С. 35–42.
27. Циганок В. М., Гуля Ю. В. Аналіз виробництва продукції птахівництва в умовах ринкових перетворень. Вісник ЖНАУ. 2011. № 1. Т. 2. С. 276–287.
28. Adekunle K. F., Okolie J. A. Areview of biochemical process of anaerobic digestion. Advances in Bioscience and Biotechnology. 2015. Vol. 6. P. 205–212.
29. Agricultural opportunities to mitigate greenhouse gas emissions : Review / J. M.-F. Johnson et al. Environmental Pollution. 2007. Vol. 150. P. 107–124.
30. Berg W., Hornig G. Emission reduction by acidification of slurry – Investigations and assessment. Proc. of the Int. Symp. on Ammonia and Odour Emissions from Animal Production (6–10 Oct. 1997). NVTL, Rosmalen, the Netherlands. Р. 459–466.
31. Bernal M. P., Lopez-Real J. M. Natural zeolites and sepialite as ammonium and ammonia adsorbent materials. Biores. Technol. 1993. No. 43. P. 27–33.
32. 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.
33. Homidan A. Al., Robertson J. F., Petchey A. M. Review of the effect of ammonia and dust concentrations on broiler performance. World’s Poultry Sci. J. 2003. Vol. 59. Issue 3. P. 340–349.
34. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Climate Change 1992, The Supplementary Report to the IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press, Cambridge, 1992. 200 р.
35. Natural zeolites in diet or litter of broilers / A. F. Schntider et al. British Poultry Science. 2016. Vol. 57. No. 2. Р. 257–263.
36. Vandre R., Clemens J. Studies on the relationship between slurry pH, volatilization processes and the influence of acidifying additives. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 1996. No. 47. P. 157–165.
37. Witter E. Use of ClCa2 to decrease ammonia volatilization after application of fresh and anaerobic chicken slurry to soil. J. Soil Sci. 1991. Vol. 42. No. 3. P. 369–380.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 М. І. ВОРОБЕЛЬ, В. В. КАПЛІНСЬКИЙ, О. Я. КЛИМ, А. І. ДМИТРОЦА (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
