돈분 퇴비화 중 부숙도에 미치는 영향인자 구명

Abstract

본 연구는 돈분과 팽연왕겨를 6:4로 혼합하여 함량을 65% 정도로 조절한 후 에스컬레이트식 축분교반기로 교반하면서 바닥에서 강제 송풍이 이루어진 대단위 퇴비화 시설에서 수행하였으며 본 시설을 이용한 축분 퇴비화중 퇴적더미의 온도는 15일령에 가장 높은 76<TEX>$^{\circ}C$</TEX>까지 상승한 후 25일령까지는 62<TEX>$^{\circ}C$</TEX> 이상에서 온도가 유지되었으며 그 후 온도가 서서히 감소하여 완숙퇴비 단계에는 20<TEX>$^{\circ}C$</TEX>까지 떨어졌다. 수분 함량의 변화는 1일령부터 25일령까지 약 20%가 줄었으며 15일령부터 후발효 단계까지 급격하게 수분의 감소가 있었고 후발효 이후 수분 함량은 30%<TEX>${\sim}$</TEX>40% 사이로 유지되었다. 완숙퇴비의 안정성에 주된 인자로 알려진 퇴적더미내의 미생물상의 조사 결과 중온성 세균은 <TEX>$10^8$</TEX>-<TEX>$10^10$</TEX> <TEX>$CFUg^{-1}$</TEX>, 사상균은 <TEX>$10^3$</TEX>-<TEX>$10^4$</TEX>, 방사선은 <TEX>$10^6$</TEX>-<TEX>$10^8$</TEX>의 범위에 상존하는 것으로 밝혀져 퇴비화 최종단계(퇴비화 45일령)에서는 축분퇴비의 안정성이 있는 것으로 사료되었으며 공정단계별 부숙도에 영향을 미치는 요인의 특성 변화를 구명하고자 실시한 결과는 다음과 같다. 1) 암모니아태 질소 함량은 퇴비화되면서 퇴비화 초기인 1일령에 최고치인 421.87mg/kg에서 점차 감소하여 완숙에는 104.89mg/kg으로 낮아졌다. 암모니아태 질수와 질산태 질소의 비율은 퇴비화 초기에는 11이상이었으며 퇴비화 45일령(완제품 단계)에서는 2 이하로 감소되었다. 2) 종자 발아지수는 퇴비내 독성물질과 영양소에 크게 좌우되었으며 퇴비화 전반기에는 무희석처리구의 수치로 볼 때 독성물질에 의한 저해로 간주가 되며 25일 이후 작물의 양적 영양소에 따라 발아지수가 달라졌다. 45일의 발효완료 단계에서의 발아지수는 80 이상을 나타내었다. 3) Humic acid의 E4:E6는 퇴비화 기간 중 25일 이전에는 E4:E6 ratio가 8.86에서 6.76 범위에서 감소하는 경향을 나타내었으며 25일 이후 완제품까지는 6.76에서 4.67의 범위에서 감소하였으며 이때의 퇴비화 전기간의 <TEX>$r^2$</TEX> 값은 0.96이였다. 4) 수용성 탄소는 퇴비화 전반기에 0.54%에서 0.78%로 증가하였으며 그 이후는 0.42%까지 감소하는 경향을 나타냈다. 수용성 질소의 경우는 퇴비화 15일령까지 0.22%에서 0.32로 증가하다가 퇴비화 15일령 이후는 지속적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 결과적으로 수용성 탄소와 수용성 질소간의 상관계수는 퇴비화 25일령까지인 전반기에 0.12인 반면 퇴비화 25일령 이후에는 0.5로 나타났다. This study was conducted to investigate indices affecting composts maturity for swine manure compost produced in a commercial composting facility with air-forced from the bottom. The composting was made of swine manure mixed with puffing rice hull(6: 4) and turned by escalating agitator twice a day. Composting samples were collected periodically during a 45-d composting cycle at that system, showing that indices of Ammonium-N to Nitrate-N ratio were sensitive indicators of composting quality. Pile temperature maintained more than 62<TEX>$^{\circ}C$</TEX> and water contents decreased about 20% for 25days of composting. A great variety and high numbers of aerobic thermophilic heterotropic microbes playing critical roles in stability of composts have been examined in the final composts, sbowing that they were detected <TEX>$10^8$</TEX> to <TEX>$10^{10}$</TEX> <TEX>$CFUg^{-1}$</TEX> in mesophilic bacteria, <TEX>$10^3$</TEX> - <TEX>$10^4$</TEX> in fungi and <TEX>$10^6$</TEX> - <TEX>$10^8$</TEX> in actinomycetes, respectively. The results of this study for detennining a factor affecting compost stability evaluations based on composting steps were as follows; 1. Ammonium-N concentrations were highest at the beginning of composting, reaching approximately 421mg/kg. However Ammonium-N concentrations were lower during curing, reaching approximately l04mg/kg just after 45 day. The ratio between <TEX>$NH_4-N$</TEX> and <TEX>$NO_3-N$</TEX> was above II at the beginning of composting and less than 2 at the final step(45 day). 2. Seed germination Index was dependent upon the compost phytotoxicity and its nutrition. The phytotocity caused the GI to low during the period of active composting(till 25 days of composting time) depending on the value of the undiluted. After 25 days of composting time, the GI was dependent upon compost nutrition. The Gennination index of the final step was calculated at over 80 without regard to treatments. 3. E4: E6 ratio in humic acid of composts was correlatively decreased from 8.86 to 6.76 during the period of active composting. After 25 days of composting time, the E4: E6 was consistently decreased from 6.76 to 4.67(<TEX>$r^2$</TEX> of total composting period was 0.95). 4. Water soluble carbon had a tendency to increase from 0.54% to 0.78%during the period of active composting. After 25 days of composting time, it was consistently decreased from 0.78% to 0.42%. Water soluble nitrogen increased from 0.22% to 0.32% during the period of 15 days after initial composting while decreased from 0.32% to 0.21% after 15days of composting. In consequence, the correlation coefficient(<TEX>$r^2$</TEX>) between water soluble carbon and water soluble nitrogen was 0.12 during the period of active composting mule was 0.50 after 25 days of composting time