초지 및 농경지에 살포되는 돼지 분뇨의 냄새에 미생물 첨가 및 분뇨 배양온도가 미치는 효과 Effects Microbial Addition and Incubation Temperatures on Odor of Pig Manure as Fertilizer on Grass and Crop Fields원문보기
초지 및 농경지에 비료로 살포되는 돼지 분뇨에서 불쾌한 냄새가 발생되면 가축 분뇨의 이용 및 냄새 민원의 발생에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 돼지 분뇨의 냄새를 감소하기 위하여 냄새 저감용으로 많이 이용되는 미생물 3종을 분뇨에 살포한 후 봄 가을($20^{\circ}C$) 및 여름($35^{\circ}C$)에 해당되는 온도에서 2주간 배양한 다음 냄새물질의 농도를 평가하였다. 분뇨를 $20^{\circ}C$에서 배양하였을 때 인돌류와 휘발성 지방산의 농도가 광합성균 처리구에서 낮았다(p<0.05). 분뇨를 $35^{\circ}C$에서 배양하였을 때에는 냄새물질의 농도가 미생물 처리구 간에 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 돼지 분뇨의 배양온도가 $20^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$로 상승되었을 때 냄새물질의 농도가 크게 증가되었다(p<0.05). 이상의 연구결과를 종합하면, 봄 가을($20^{\circ}C$)에는 돼지 분뇨의 냄새를 저감하기 위한 냄새저감 미생물로 광합성균을 이용할 수 있고, 여름 ($35^{\circ}C$)에는 분뇨에 첨가한 미생물의 활성을 높일 수 있는 다른 물질의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로, 돼지 분뇨에서 발생되는 냄새를 줄이는 것은 초지 및 농경지에 살포되는 가축 분뇨의 영양학적 가치를 높이고 이용성을 향상시키기 위해서 매우 중요하다.
초지 및 농경지에 비료로 살포되는 돼지 분뇨에서 불쾌한 냄새가 발생되면 가축 분뇨의 이용 및 냄새 민원의 발생에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 돼지 분뇨의 냄새를 감소하기 위하여 냄새 저감용으로 많이 이용되는 미생물 3종을 분뇨에 살포한 후 봄 가을($20^{\circ}C$) 및 여름($35^{\circ}C$)에 해당되는 온도에서 2주간 배양한 다음 냄새물질의 농도를 평가하였다. 분뇨를 $20^{\circ}C$에서 배양하였을 때 인돌류와 휘발성 지방산의 농도가 광합성균 처리구에서 낮았다(p<0.05). 분뇨를 $35^{\circ}C$에서 배양하였을 때에는 냄새물질의 농도가 미생물 처리구 간에 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 돼지 분뇨의 배양온도가 $20^{\circ}C$에서 $35^{\circ}C$로 상승되었을 때 냄새물질의 농도가 크게 증가되었다(p<0.05). 이상의 연구결과를 종합하면, 봄 가을($20^{\circ}C$)에는 돼지 분뇨의 냄새를 저감하기 위한 냄새저감 미생물로 광합성균을 이용할 수 있고, 여름 ($35^{\circ}C$)에는 분뇨에 첨가한 미생물의 활성을 높일 수 있는 다른 물질의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로, 돼지 분뇨에서 발생되는 냄새를 줄이는 것은 초지 및 농경지에 살포되는 가축 분뇨의 영양학적 가치를 높이고 이용성을 향상시키기 위해서 매우 중요하다.
Odor in pig manure affects the distribution of the manure over grass and crop fields as fertilizer. The objective of this study was to investigate the effect of different types of microbes (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis and Rodobacter capsulata) and incubation temperatures ($20^{\...
Odor in pig manure affects the distribution of the manure over grass and crop fields as fertilizer. The objective of this study was to investigate the effect of different types of microbes (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis and Rodobacter capsulata) and incubation temperatures ($20^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$) on the levels of odorous compounds in pig manure. Pig manure was incubated with 0.03% microbes (v/v) at temperatures of $20^{\circ}C$ or $35^{\circ}C$. At incubation temperature of $20^{\circ}C$, the addition of Rodobacter capsulata significantly (p<0.05) decreased the levels of indoles and volatile fatty acid (VFA). At incubation temperature of $35^{\circ}C$, the addition of any microbes of the three used in this study did not significantly (p>0.05) affect the levels of odorous compounds. When incubation temperature was increased from $20^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$, levels of odorous compounds were significantly (p<0.05) increased. Taken together, these results suggest that Rodobacter capsulata could be utilized to reduce odor from pig manure in the spring and fall when the average temperature is around $20^{\circ}C$. However, alternative odor-reducing technology is needed to be developed to apply onto pig manure during the hot summer season ($35^{\circ}C$).
Odor in pig manure affects the distribution of the manure over grass and crop fields as fertilizer. The objective of this study was to investigate the effect of different types of microbes (Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis and Rodobacter capsulata) and incubation temperatures ($20^{\circ}C$ and $35^{\circ}C$) on the levels of odorous compounds in pig manure. Pig manure was incubated with 0.03% microbes (v/v) at temperatures of $20^{\circ}C$ or $35^{\circ}C$. At incubation temperature of $20^{\circ}C$, the addition of Rodobacter capsulata significantly (p<0.05) decreased the levels of indoles and volatile fatty acid (VFA). At incubation temperature of $35^{\circ}C$, the addition of any microbes of the three used in this study did not significantly (p>0.05) affect the levels of odorous compounds. When incubation temperature was increased from $20^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$, levels of odorous compounds were significantly (p<0.05) increased. Taken together, these results suggest that Rodobacter capsulata could be utilized to reduce odor from pig manure in the spring and fall when the average temperature is around $20^{\circ}C$. However, alternative odor-reducing technology is needed to be developed to apply onto pig manure during the hot summer season ($35^{\circ}C$).
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문제 정의
가축 분뇨 발생량 중 90%는 퇴․액비로생산하여 이용되고 있는데(MAFRA, 2015), 돼지 분뇨에서 불쾌한 냄새가 강하게 발생되면 비료로 이용하기 어렵다. 이러한 냄새문제를 해결하기 위하여, 본 연구는 돼지 분뇨에 미생물 3종을 첨가한 후 2수준의 온도 조건에서 2주간 배양한 다음 냄새물질의 농도를 분석하여 미생물에 의한 냄새저감 효과를 평가하였다.
가설 설정
이로 인해, 농경지와 인접한 마을이나 주변의 고속도로를 이용하는 사람들에 의해 냄새 민원이 발생된다. 가축 분뇨 살포에 의한 냄새는 특히 외부 온도가 높은 여름철에 심하게 발생된다. 외부 온도는 가축 분뇨 내 존재하는 미생물 군집, 유기물 농도 및 냄새물질 생성에 영향을 준다(Lovanh et al.
제안 방법
20 L 아크릴 반응조에 돼지 분뇨 15 L를 채운 후 분뇨양의 0.03%의 미생물 배양액을 첨가하였으며 처리구별로 4 반복으로 수행하였다. 공기는 분 당 15 mL씩 반응조 상부에 주입되었고 배양온도 처리구별로 2주간 배양하였다.
돼지 분뇨에 3종의 미생물 배양액을 각각 첨가한 후 20℃ 또는 35℃ 온도에서 2주간 배양한 다음 pH, 생화학적산소요구량, 총 탄소 및 총 질소를 분석하였다(Table 1). 두 배양온도에서 pH와 생화학적 산소요구량은 미생물 처리구간에 유의적인 차이를 보였으며, pH는 광합성균 처리 구에서 가장 높았고 생화학적 산소요구량은 광합성균 처리 구에서 가장 낮았다 (p<0.
공기는 분 당 15 mL씩 반응조 상부에 주입되었고 배양온도 처리구별로 2주간 배양하였다. 배양기간이 완료된 후에 분뇨 시료를 채취하여 생화학적 산소요구량(biochemical oxygen demand; BOD), 총 탄소 (total carbon; TC), 총 질소 (total nitrogen; TN), pH, 휘발성지방산 (volatile fatty acid; VFA), 페놀류, 인돌류 및 암모니아성 질소의 농도를 측정하였다.
초지 및 농경지에 비료로 살포되는 돼지 분뇨에서 불쾌한 냄새가 발생되면 가축 분뇨의 이용 및 냄새 민원의 발생에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 돼지 분뇨의 냄새를 감소하기 위하여 냄새 저감용으로 많이 이용되는 미생물 3종을 분뇨에 살포한 후 봄․가을 (20℃) 및 여름 (35℃)에 해당되는 온도에서 2주간 배양한 다음 냄새물질의 농도를 평가하였다. 분뇨를 20℃에서 배양하였을 때 인돌류와 휘발성 지방산의 농도가 광합성균 처리구에서 낮았다(p<0.
모든 실험결과는 SAS (statistical analysis system, 2002) 프로그램을 이용하여 GLM (genernal linear model)의 분산분석으로 통계 처리되었다. 처리구 평균 간의 차이는 Duncan (1955)의 다중검정법에 의한 95% 유의수준으로 분석하였다.
이론/모형
모든 실험결과는 SAS (statistical analysis system, 2002) 프로그램을 이용하여 GLM (genernal linear model)의 분산분석으로 통계 처리되었다. 처리구 평균 간의 차이는 Duncan (1955)의 다중검정법에 의한 95% 유의수준으로 분석하였다.
성능/효과
이상의 연구결과를 종합하면, 봄․가을(20℃)에는 돼지 분뇨의 냄새를 저감하기위한 냄새저감 미생물로 광합성균을 이용할 수 있고, 여름(35℃)에는 분뇨에 첨가한 미생물의 활성을 높일 수 있는 다른 물질의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로, 돼지 분뇨에서 발생되는 냄새를 줄이는 것은 초지 및 농경지에 살포되는 가축 분뇨의 영양학적 가치를 높이고 이용성을 향상시키기 위해서 매우 중요하다.
단쇄지방산과 암모니아성 질소의 농도는 분뇨 배양온도를 20℃에서 35℃로 높였을 때 증가되었으며, 이 때 미생물첨가에 의한 농도 감소효과는 없었다(Table 3). 돼지 분뇨 저장조의 온도가 20℃에서 30℃로 증가되었을 때, 암모니아 가스의 농도가 46% 증가되었다고 한다(Smits et al.
05). 미생물 종류와 분뇨 배양온도의 상호작용에서는 pH, 생화학적 산소요구량 및 총 탄소에서 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 온도가 높아지면 분뇨 내 미생물의 활성이 활발해져서 유기물의 분해가 증가된다.
05). 미생물 종류와 분뇨 배양온도의 상호작용에서는 페놀과 스카톨의 농도가 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 페놀과 스카톨의 농도는 돼지 분뇨에 광합성균을 처리한 후 20℃에서 배양하였을 때 감소되었다.
05). 미생물 종류와 분뇨 배양온도의 상호작용에서는 휘발성지방산의 농도가 유의적인 차이를 보였다 (p<0.05). 휘발성지방산의 농도는 돼지 분뇨에 광합성 균을 처리한 후 20℃에서 배양하였을 때 감소되었다.
미생물 종류 및 돼지 분뇨의 배양온도에 따른 분뇨 내 휘발성지방산 및 암모니아성 질소 농도를 Table 3에 정리하였다. 분뇨를 20℃ 온도에서 배양하였을 때, 단쇄지방산 농도는 무처리, 효모, 바실러스 및 광합성균 처리구에서 각각 2,231, 2,361, 2,099 및 1,877 mg/L으로 바실러스와 광합성균 처리구에서 낮았다 (p<0.05). 이성체지방산의 농도는 각 327, 316, 318 및 295 mg/L으로 광합성균 처리구에서 낮았다(p<0.
미생물 종류 및 돼지 분뇨 배양온도에 따른 분뇨 내 페놀류 및 인돌류 농도를 Table 2에 정리하였다. 분뇨를 20℃ 온도에서 배양하였을 때, 페놀류 농도는 무처리, 효모, 바실러스 및 광합성균 처리구에서 각각 3.63, 3.02, 3.59 및 4.74 mg/L으로 광합성균 처리구에서 가장 높았으며(p<0.05)다른 처리구간에는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 인돌류 농도는 각각 4.
후속연구
05). 이상의 연구결과를 종합하면, 봄․가을(20℃)에는 돼지 분뇨의 냄새를 저감하기위한 냄새저감 미생물로 광합성균을 이용할 수 있고, 여름(35℃)에는 분뇨에 첨가한 미생물의 활성을 높일 수 있는 다른 물질의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로, 돼지 분뇨에서 발생되는 냄새를 줄이는 것은 초지 및 농경지에 살포되는 가축 분뇨의 영양학적 가치를 높이고 이용성을 향상시키기 위해서 매우 중요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가축 분뇨에 대해 외부 온도가 영향을 미치는 것은?
가축 분뇨 살포에 의한 냄새는 특히 외부 온도가 높은 여름철에 심하게 발생된다. 외부 온도는 가축 분뇨 내 존재하는 미생물 군집, 유기물 농도 및 냄새물질 생성에 영향을 준다(Lovanh et al., 2009).
가축 분뇨 내 불쾌도가 높은 주요 냄새물질은 무엇인가?
, 2005; Verdoes and Ogink, 1997). 냄새물질은 200종 이상의 화학물질로 구성되어 있지만 이 중 불쾌도가 높은 주요한 냄새 물질은 아민류, 암모니아, 휘발성지방산, 페놀류 및 인돌류이다 (Trabue et al., 2011).
돼지 분뇨에서 냄새물질 중 냄새 감지 최소농도가 높아 냄새강도에 미치는 정도가 미약한 휘발성 지방산의 높은 비율을 차지하는 것은?
, 2013). 그러나 휘발성지방산의 높은 비율을 차지하는 아세트산과 프로피온산은 냄새감지 최소농도가 높기 때문에 냄새강도에 미치는 정도가 미약하다 (Spiehs and Varel, 2009). 가축 분뇨 발생량 중 90%는 퇴․액비로생산하여 이용되고 있는데(MAFRA, 2015), 돼지 분뇨에서 불쾌한 냄새가 강하게 발생되면 비료로 이용하기 어렵다.
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