Effect of poultry litter applicatio

Effect of poultry litter application
method on ammonia volatilization
from a conservation tillage system
D.H. Pote and J.J. Meisinger
Abstract: Ammonia (NH3
) volatilization from agricultural fields is important economically
as a direct loss of the valuable crop nutrient nitrogen (N), but it can also be a significant environmental
concern for soil, air, and water quality of nearby ecosystems. As poultry production
has expanded in cropland areas of the southeastern United States, poultry litter has become
a major source of crop nutrients for farmers using conservation tillage systems. However, the
conventional application method of broadcasting poultry litter on the soil surface can allow as
much as 60% of the applied litter N to volatilize as NH3
. To provide management options that
can prevent NH3
losses and help farmers use poultry litter nutrients more efficiently, a research
team at USDA’s Agricultural Research Service developed a prototype tractor-drawn implement
for subsurface application of dry poultry litter in perennial pasture and conservation
tillage systems. When compared to surface broadcasting, previous research showed that subsurface
application of poultry litter decreased odor problems, increased crop yields, prevented
more than 90% of nutrient losses in runoff, and prevented NH3
volatilization from perennial
pasture systems. The current study was conducted to expand our knowledge regarding the
effect of this litter application method on NH3
volatilization from row-crop conservation
tillage systems. For two consecutive summers, field plots with a uniform high-residue surface
cover of chopped wheat straw received about 5,000 kg ha–1 (4,500 lb ac–1) of poultry litter
applied by surface spreading with no incorporation, surface spreading followed by light disking,
or subsurface banding using the prototype USDA ARS applicator. Small mobile wind
tunnels monitored NH3
volatilization for at least five days after each litter treatment. Results
for both years showed that NH3
losses were consistently affected by diurnal variations that
were closely related to the vapor pressure deficit. Compared to conventional surface spreading
of poultry litter, NH3
volatilization decreased an average of 67% when the litter application
was followed by light disking, and decreased an average of 88% when the litter was applied
below the soil surface using the prototype applicator. These data show that subsurface injection
of dry poultry litter can preserve adequate surface cover for conservation needs while
constraining NH3
losses to minimal levels, thus conserving N for row crops and reducing
potential nitrogen losses to the environment.
Key words: ammonia volatilization—conservation tillage—manure application method—
manure nitrogen loss—poultry litter—subsurface application
Ammonia (NH3
) volatilization from agricultural
fields is important economically
to farmers because it is a direct loss of
valuable plant-available nitrogen (N).
However, these NH3
emissions are also a
significant environmental concern because
they contribute to acid rain (Sharpe et al.
2004), soil acidification (van Breemen et al.
1982), and N enrichment of surface waters
(Hutchinson and Viets 1969; Schroder 1985;
Fisher and Oppenheimer 1991). Ammonia is
a chemically active gas that readily combines
with nitrates and sulfates in the atmosphere
to form fine particulate matter, which has
been implicated in human respiratory problems
and led to revised air quality standards in
the United States (Dell et al. 2012; Sommer
and Hutchings 2001). Ammonia loss can
cause additional soil and water problems
by decreasing the N:phosphorus (P) ratio
in manure and accelerating excessive soil P
buildup (Meisinger and Jokela 2000) when
farmers apply extra manure to compensate
their crops for the N that was volatilized
(Marshall et al. 1998). The excess soil P
can be transported by runoff into nearby
aquatic systems where it further accelerates
the eutrophication process (Levine and
Schindler 1989).
Several factors affect the rate at which NH3
is volatilized from animal manure applied to
agricultural fields, including manure composition,
soil factors, application method,
surface cover, and environmental conditions
(Meisinger and Randall 1991; Meisinger and
Jokela 2000; Thompson and Meisinger 2002).
For example, higher NH3
losses occur when
the manure pH value is above 7 (Moore et
al. 2011) and when environmental factors
favor high evaporation rates (Brunke et al.
1988). Thompson and Meisinger (2002)
found that NH3
losses from surface-applied
dairy slurry were 45% for a grass surface,
compared to 29% from bare soil. Pfluke et
al. (2011) also spread liquid dairy manure on
the surface of grass forage plots and observed
during the following 36 hours that NH3
-N
volatilization ranged as high as 59% of total
ammoniacal N (TAN) applied, but found
that surface bandin

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลของโปรแกรมประยุกต์ครอกสัตว์ปีกวิธีการในการทาลายแอมโมเนียจากระบบ tillage อนุรักษ์D.H. Pote และ J.J. Meisingerบทคัดย่อ: แอมโมเนีย (NH3) การทาลายสาขาเกษตรมีความสำคัญทางเศรษฐกิจเป็นการสูญเสียโดยตรงของพืชที่มีคุณค่า สารอาหารไนโตรเจน (N), แต่มันยังสามารถสำคัญสิ่งแวดล้อมความกังวลสำหรับดิน อากาศ และคุณภาพน้ำของระบบนิเวศที่ใกล้เคียง เป็นการผลิตสัตว์ปีกได้ขยายเป็นปีกใน cropland พื้นที่ของสหรัฐอเมริกาตะวันออกเฉียงใต้เป็นแหล่งสำคัญของสารอาหารพืชผลสำหรับเกษตรกรที่ใช้ระบบอนุรักษ์ tillage อย่างไรก็ตาม การวิธีการใช้ทั่วไปของการออกปีกบนผิวดินให้เป็นมากเป็น 60% ของครอกที่ใช้ N เพื่อ volatilize เป็น NH3. เพื่อให้การจัดการตัวเลือกที่สามารถป้องกัน NH3 ขาดทุนและช่วยให้เกษตรกรใช้สารอาหารไก่ครอกขึ้น วิจัยทีมบริการของ USDA เกษตรวิจัยพัฒนาใช้วาดรถแทรกเตอร์เป็นต้นสำหรับการประยุกต์ใช้แห้งปีกในอนุรักษ์และทุ่งเลี้ยงสัตว์ยืนต้นใต้ผิวดินระบบ tillage เมื่อเทียบกับพื้นผิวออกอากาศ วิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าใต้ผิวดินแอพลิเคชันของปีกปัญหากลิ่นลดลง เพิ่มผลผลิตพืช ป้องกันขาดสารอาหารไหลบ่า และ NH3 ป้องกันมากกว่า 90% การทาลายจากยืนทุ่งหญ้าระบบ การศึกษาปัจจุบันได้ดำเนินการขยายความรู้ของเราเกี่ยวกับการผลของวิธีนี้ประยุกต์ครอกใน NH3 การทาลายจากแถวพืชอนุรักษ์ระบบ tillage สำหรับในช่วงฤดูร้อนต่อเนื่องสอง ฟิลด์แปลง มีสารตกค้างสูงผิวสม่ำเสมอฝาครอบของฟางสับข้าวสาลีประมาณ 5,000 กก.รับฮา – 1 (4,500 ปอนด์ ac – 1 ของปีก)ใช้ surface ที่แพร่กับไม่จดทะเบียนบริษัท พื้นผิวที่กระจายตาม ด้วยแสง diskingหรือแถบใต้ผิวดินโดยใช้ต้นแบบอุปกรณ์ USDA ARS ลมเคลื่อนที่ขนาดเล็กอุโมงค์ตรวจสอบ NH3 การทาลายอย่างน้อยห้าวันหลังการรักษาแต่ละแคร่ ผลลัพธ์สำหรับทั้งปีพบว่า NH3 ขาดทุนอย่างสม่ำเสมอได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงเวลาที่อย่างใกล้ชิดเกี่ยวข้องกับการขาดดุลความดันไอ เมื่อเทียบกับพื้นผิวทั่วไปแพร่ของปีก NH3 การทาลายลดลงเฉลี่ย 67% เมื่อแอพลิเคชันของครอกตามมา ด้วยแสง disking และลดลงเฉลี่ย 88% เมื่อใช้ครอกใต้พื้นผิวดินโดยใช้อุปกรณ์ต้นแบบ ข้อมูลเหล่านี้แสดงว่าฉีดใต้ผิวดินของแห้งไก่ ครอกสามารถรักษาฝาปิด surface เพียงพอสำหรับความต้องการอนุรักษ์ในขณะที่NH3 ที่กีด ระดับน้อยที่สุด ดังนั้นการประหยัด N แถวพืชและลดการสูญเสียการสูญเสียไนโตรเจนอาจเกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อมคำสำคัญ: การทาลายแอมโมเนีย — tillage อนุรักษ์ — manure วิธีประยุกต์ —สูญเสียไนโตรเจน manure — ปีก — แอพลิเคชันใต้ผิวดินแอมโมเนีย (NH3) การทาลายจากเกษตรฟิลด์มีความสำคัญทางเศรษฐกิจกับเกษตรกรเนื่องจากมีการสูญเสียโดยตรงไนโตรเจนพืชที่มีคุณค่า (N)อย่างไรก็ตาม NH3 เหล่านี้ ยังมีการปล่อยตัวความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากฝนกรด (Sharpe et al ต่อย2004), ดินเป็นกรด (van Breemen et al1982), และ N เพิ่มคุณค่าของน้ำทะเล(Hutchinson และ Viets 1969 Schroder 1985ฟิชเชอร์และนฮี 1991) คือแอมโมเนียก๊าซใช้งานสารเคมีที่ผสมผสานได้อย่างง่ายดายไนเตรทและซัลเฟตในบรรยากาศการฟอร์มดีเรื่องฝุ่น ซึ่งมีการที่เกี่ยวข้องในปัญหาทางเดินหายใจที่มนุษย์และนำมาตรฐานคุณภาพอากาศฉบับปรับปรุงสหรัฐอเมริกา (Dell et al. 2012 อันดับและ Hutchings 2001) สามารถสูญเสียแอมโมเนียทำให้เกิดปัญหาดินและน้ำเพิ่มเติมโดยลดอัตราส่วน N:phosphorus (P)ปุ๋ยคอกและเร่งมากเกินไปดิน Pสะสม (Meisinger และโยเกลา 2000) เมื่อเกษตรกรใช้ปุ๋ยเพิ่มเติมเพื่อชดเชยพืชสำหรับ N ที่เป็น volatilized(มาร์แชลล์ et al. 1998) ดินส่วนเกิน Pสามารถขนส่ง โดยไหลบ่าเข้าไปในบริเวณใกล้เคียงเร่งน้ำระบบที่เพิ่มเติมผลกระทบต่อกระบวนการ (เลอวีน และทางชินด์เลอร์ที่ 1989)ปัจจัยต่าง ๆ มีผลต่ออัตราที่ NH3 ซึ่งvolatilized จากมูลสัตว์ที่นำไปใช้เกษตรเขต รวมทั้งองค์ประกอบมูลปัจจัยดิน วิธีการใช้ฝาปิด surface และสภาพแวดล้อม(Meisinger และแรนดัล 1991 Meisinger และโยเกลา 2000 ทอมป์สันและ Meisinger 2002)ตัวอย่างเช่น NH3 สูง ขาดทุนที่เกิดขึ้นเมื่อค่า pH ของปุ๋ยอยู่เหนือ 7 (Moore etal. 2011) และเมื่อปัจจัยแวดล้อมชอบอัตราการระเหยสูง (Brunke et al1988) . ทอมป์สันและ Meisinger (2002)พบว่า NH3 ขาดทุนจากใช้พื้นผิวสารละลายนมได้ 45% สำหรับพื้นผิวหญ้าเมื่อเทียบกับ 29% จากดินเปลือย Pfluke ร้อยเอ็ดal. (2011) ยังแพร่กระจายปุ๋ยนมเหลวบนพื้นผิวของหญ้าพืชอาหารสัตว์แปลง และสังเกตในช่วง 36 ชั่วโมงต่อว่า NH3-Nการทาลายไปจนถึงสูงเป็น 59% ของทั้งหมดใช้ N ammoniacal (ตาล) แต่พบbandin ที่ผิว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลของการใช้เศษซากพืชสัตว์ปีกวิธีระเหยแอมโมเนียจากระบบการไถพรวนแบบอนุรักษ์และ d.h. โปเตเจเจ ไมย์ซิงเกอร์บทคัดย่อ : แอมโมเนีย ( nh3) ด้านการเกษตรที่สำคัญทางเศรษฐกิจตากสมองจากเช่น การสูญเสียโดยตรงของที่มีคุณค่าพืชธาตุอาหารไนโตรเจน ( N ) , แต่ก็ยังเป็นทางด้านสิ่งแวดล้อมห่วงอากาศดินและคุณภาพน้ำของระบบนิเวศใกล้เคียง ขณะที่การผลิตสัตว์ปีกมีการขยายตัวใน cropland พื้นที่ของประเทศสหรัฐอเมริกา แคร่ สัตว์ปีกได้กลายเป็นแหล่งของธาตุอาหารพืชที่ใช้ระบบการปลูกแบบอนุรักษ์ อย่างไรก็ตามวิธีการสมัครตามปกติ และสัตว์ปีก ซากพืชในดินให้เป็นมากที่สุดเท่าที่ร้อยละ 60 ของการใช้สารระเหย เช่น nh3 แคร่. เพื่อให้ตัวเลือกการจัดการที่สามารถป้องกัน nh3การสูญเสียและช่วยให้เกษตรกรใช้สัตว์ปีกแคร่สารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ การวิจัยทีมวิจัยของ USDA เกษตรบริการการพัฒนาต้นแบบรถแทรกเตอร์วาดใช้สำหรับการใช้ดินของขยะแห้งยืนต้นและการอนุรักษ์สัตว์ปีกในฟาร์มระบบการไถพรวน . เมื่อเทียบกับการออกอากาศพื้นผิว งานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าน้ำใต้ดินการลดปัญหากลิ่นขยะสัตว์ปีกเพิ่มขึ้น ผลผลิตพืช ป้องกันได้มากกว่า 90% ของสารอาหารจากดิน และป้องกัน nh3ตากสมองจากไม้ยืนต้นระบบอาหาร การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับผลของการประยุกต์ใช้วิธีนี้ใน nh3 แคร่ตากสมองจากการอนุรักษ์พืชแถวระบบการไถพรวน . สองสนามติดต่อกัน ซัมเมอร์ แปลงพื้นผิวกากสูงชุดปกสับฟางข้าวสาลี ได้รับประมาณ 5 , 000 กิโลกรัม ( 4 , 500 ปอนด์ AC ฮา– 1 – 1 ) แคร่สัตว์ปีกใช้ โดยผิวกระจายไม่มีการกระจายไปตามผิว disking แสงหรือดินแถบโดยใช้ต้นแบบ USDA ARS applicator . ลมมือถือขนาดเล็กตรวจสอบ nh3 อุโมงค์ตากสมองอย่างน้อย 5 วันในแต่ละครอก หลังจากการรักษา ผลลัพธ์ทั้ง 2 ปี พบว่า nh3ขาดทุนเสมอได้รับการปรุงอาหารมังสวิรัติที่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความดันไอติดลบ เมื่อเทียบกับผิวปกติกระจายnh3 แคร่สัตว์ปีกตากสมองลดลงเฉลี่ย 67% เมื่อครอกใบสมัครตามด้วย disking แสง และมีค่าเฉลี่ย 88 เปอร์เซ็นต์ เมื่อขยะถูกประยุกต์ใต้ผิวดินโดยใช้ต้นแบบชนิ . ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการฉีดแคร่ไก่แห้งสามารถรักษาความต้องการครอบคลุมพื้นผิวที่เพียงพอเพื่อการอนุรักษ์ในขณะที่nh3 จำกัดขาดทุนในระดับน้อยที่สุด จึงต่อแถวพืช และลดการ อนุรักษ์การสูญเสียไนโตรเจนที่มีต่อสิ่งแวดล้อมคำสำคัญ : แอมโมเนียระเหยการอนุรักษ์ดินปุ๋ยคอกวิธี --ปุ๋ยคอกไนโตรเจนสูญเสียสัตว์ปีกครอกดินใช้แอมโมเนีย ( nh3) ตากสมองจากการเกษตรสาขาที่สำคัญทางเศรษฐกิจให้กับเกษตรกรโดยตรง เพราะมันคือการสูญเสียคุณค่าของพืชไนโตรเจน ( N )อย่างไรก็ตาม nh3 เหล่านี้ปล่อยยังเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญเพราะพวกเขาสนับสนุนฝนกรด ( Sharpe et al .2004 ) , กรดดิน ( รถตู้ breemen et al .1982 ) และการเสริมน้ำผิว( ฮัทชินสัน และ วิตส์ 1969 ; ชรอเดอร์ 1985 ;ฟิชเชอร์และ Oppenheimer 1991 ) แอมโมเนียคือเป็นสารเคมีที่ใช้ก๊าซที่พร้อม รวมกับไนซัลเฟตในบรรยากาศฟอร์มดีเรื่องฝุ่นละออง ซึ่งมีถูกพัวพันปัญหาระบบทางเดินหายใจของมนุษย์และ LED เพื่อปรับปรุงมาตรฐานคุณภาพอากาศในสหรัฐอเมริกา ( Dell et al . 2012 ; ซอมเมอร์และ ฮัทชิงส์ ปี 2001 ) แอมโมเนียการสูญเสียสามารถดินและน้ำทำให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมโดยการลดไนโตรเจน : ฟอสฟอรัส ( P ) อัตราส่วนในปุ๋ยคอกและดินเร่งมากเกินไป ?การสะสม ( และ ไมย์ซิงเกอร์ jokela 2000 ) เมื่อเกษตรกรใช้ปุ๋ยเสริมเพื่อชดเชยพืชสำหรับ n ที่เป็น volatilized( แชล et al . 1998 ) ส่วนดิน pสามารถส่งน้ำเข้าไปในบริเวณใกล้เคียงโดยน้ำระบบที่เพิ่มเติมขึ้นกระบวนการยูโทรฟิเคชัน ( Levine และชินด์เลอร์ 1989 )หลายปัจจัยที่มีผลต่ออัตราที่ nh3เป็น volatilized จากมูลสัตว์ประยุกต์ด้านการเกษตร ได้แก่ องค์ประกอบ ปุ๋ยคอกปัจจัย , วิธีการสมัคร ดินครอบคลุมพื้นผิว และสภาวะแวดล้อม( แรน ไมย์ซิงเกอร์ ไมย์ซิงเกอร์และ 1991 ; และjokela 2000 ; ทอมป์สันและ ไมย์ซิงเกอร์ 2002 )ตัวอย่างเช่น nh3 สูงกว่าความสูญเสียเกิดขึ้นเมื่อมูลค่า pH สูงกว่า 7 ( Moore etอัล 2011 ) และเมื่อปัจจัยสิ่งแวดล้อมกระป๋องอัตราการระเหยสูง ( brunke et al .1988 ) ทอมป์สัน และ ไมย์ซิงเกอร์ ( 2545 )พบว่า nh3ความสูญเสียจากการใช้พื้นผิวนมเสีย คือ 45 % เป็นหญ้าพื้นผิวเทียบกับ 29% จากดินเปลือย pfluke และอัล ( 2011 ) ยังกระจายในของเหลวนมปุ๋ยคอกพื้นผิวของหญ้าพืชอาหารสัตว์ แปลง ตามลำดับในระหว่างที่ nh3 36 ชั่วโมงต่อไปนี้- Nตากสมองอยู่สูงถึง 59 % ของทั้งหมดความหลงผิด ( ตาล ) มาใช้ แต่พบว่าพื้นผิวที่ บ้านดิน