EFFECT OF COMPOSTING PROCESS USING AIR-FLOW BAG ON NITROGEN SPECIATION IN MIXED BOVINE AND PORCINE MANURE COMPOST

Abstract

This research investigates the dynamic of nitrogen species during composting of mixed bovine and porcine manure compost. The samples were collected for 4 months at days 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 63, 77, 91, and 119. The maturation of compost was divided after temperature into 3 stages: the initial stage (at day 0), the thermophilic stage (during day1-13), and the mature stage (since day 14). The most proportion of nitrogen was organic nitrogen (Org-N) with in the range of 88.26-96.54% while the available nitrogen (AN) consisting of ammonia nitrogen (NH4+-N) and nitrate nitrogen (NO3- -N) was found with in the range of 3.46—11.74%. The amounts of Org-N increased corresponding with time (r=0.577, p<0.01) together with NO3--N (r=0.899, p<0.01) which in responding with the increasing amounts of total nitrogen (TN) (r=0.655, p<0.01). This explained the decomposition process releasing more forms of nitrogen and increasing the nitrogen contents. The ammonification process prevailed during the thermophilic phases releasing more NH4+-N contents and gradually decreased when approaching the mature stage via the nitrification process. Therefore, the amounts of NO3--N was in the opposite direction of the amounts of NH4+-N (r=-0.945, p<0.01). However, the electrical conductivity (EC) increased upon the composting process as more nutrient ions were discharged. The ECs were excessing the standard of Thai compost quality since day 77. The nitrification index (NH4+-N/ NO3- -N) indicated that after day 28 the compost was appropriate to use. Nevertheless, the best utilizing of this compost should be during day 42-63 in which the TN, Org-N, and NO3--N were in the higher amounts and other parameters were met the standard of Thai compost criteria.

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงรูปแบบไนโตรเจนระหว่างกระบวนการหมักของปุ๋ยหมักผสมมูลโคและมูลสุกร โดยหมักปุ๋ยเป็นระยะเวลา 4 เดือน เก็บตัวอย่างวันที่ 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 63, 77, 91, 105 และ 119 ปุ๋ยหมักแบ่งตามอุณหภูมิได้ 3 ระยะ ได้แก่ ระยะเริ่มผสม (วันที่ 0) ระยะอุณหภูมิสูง (ระหว่างวันที่ 1 – 13) และระยะที่ปุ๋ยหมักพัฒนาเต็มที่ (ตั้งแต่วันที่ 14 เป็นต้นไป) จากการศึกษาพบว่าไนโตรเจนอินทรีย์ (Org-N) เป็นสัดส่วนที่พบมากที่สุดโดยมีค่าอยู่ในช่วงร้อยละ 88.26 – 96.54 ในขณะที่ไนโตรเจนที่นำไปใช้ได้ (AN) ซึ่งประกอบด้วยแอมโมเนียมไนโตรเจน (NH4+-N) และไนเตรทไนโตรเจน (NO3--N) พบว่ามีค่าอยู่ในช่วงร้อยละ 3.46 – 11.74 นอกจากนี้ปริมาณของไนโตรเจนอินทรีย์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาการหมัก (r=0.577, p<0.01) เช่นเดียวกันกับปริมาณไนเตรทไนโตรเจนที่เพิ่มขึ้นสัมพันธ์ไปในทิศทางเดียวกัน (r=0.899, p<0.01) โดยสอดคล้องกับปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด (TN) ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (r=0.655, p<0.01) จากกระบวนการย่อยสลายที่ปลดปล่อยปริมาณไนโตรเจนรูปแบบต่าง ๆ ออกมาเพิ่มขึ้นผ่านกระบวนการแอมโมนิฟิเคชัน (Ammonification) ในระยะอุณหภูมิสูง ซึ่งแอมโมเนียมไนโตรเจนจะถูกปลดปล่อยออกมามากในช่วงนี้และจะมีปริมาณลดลงเรื่อย ๆ จากการถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นไนเตรทไนโตรเจนผ่านกระบวนการไนตริฟิเคชัน (Nitrification) ในช่วงท้าย ๆ ของกระบวนการหมักทำให้ปริมาณไนเตรทไนโตรเจนเพิ่มขึ้น ดังนั้นปริมาณไนเตรทไนโตรเจนจึงมีความสัมพันธ์ในทิศทางตรงข้ามกับแอมโมเนียมไนโตรเจนที่ลดลงเรื่อย ๆ อย่างมีนัยสำคัญ (r=-0.945, p<0.01) โดยปริมาณธาตุอาหารที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้า (EC) เพิ่มขึ้นเช่นกันทำให้ปุ๋ยหมักมีค่าการนำไฟฟ้าเกินมาตรฐานที่กรมวิชาการเกษตรกำหนดไว้ตั้งแต่วันที่ 77 เป็นต้นไป นอกจากนี้ดัชนีไนตริฟิเคชัน (Nitrification index) ยังบ่งบอกว่าหลังจากวันที่ 28 ปุ๋ยหมักเหมาะแก่การนำไปใช้ อย่างไรก็ดีการนำไปปุ๋ยหมักไปใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดควรอยู่ในช่วงวันที่ 42 – 63 ซึ่งปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด ไนโตรเจนอินทรีย์ และไนเตรทไนโตรเจน มีค่าสูงกว่าพารามิเตอร์อื่น ๆ และผ่านเกณฑ์มาตรฐานของกรมวิชาการเกษตรเหมาะแก่การนำไปใช้