Influencing of composting process using air-flow bag on humic acid in mixed bovine and swine manure compost by ultraviolet-visible spectroscopy

Abstract

The purpose of this study was to investigate the influencing of composting process on the humic acid using air-flow bag technique. Compost derived from mixed bovine and swine manures were studied for 4 months. The compost reached the mature stage within 14 days following first rate law order with the decomposition rate of 0.0278 g/day. This was because the carbon sources were mainly more than 70% manures and easy to decompose. Organic matter (OM) and C/N ratio also decreased gradually with time (p

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของกระบวนการหมักปุ๋ยด้วยถุงถ่ายเทอากาศต่อกรดฮิวมิก จากการศึกษาปุ๋ยหมักมูลโคผสมมูลสุกรตลอดระยะเวลาการหมัก 4 เดือน ปุ๋ยหมักเข้าสู่ระยะพัฒนาเต็มที่ภายใน 14 วัน มีอัตราการย่อยสลายเป็นไปตามปฏิกิริยาอันดับ 1 ที่ 0.0278 กรัม/วัน เนื่องจากแหล่งคาร์บอนส่วนใหญ่มากกว่าร้อยละ 70 มาจากมูลสัตว์ที่ย่อยสลายได้ง่าย สอดคล้องกับปริมาณอินทรียวัตถุ (OM) และอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน (C/N) ที่ลดลงตลอดระยะเวลาการหมัก (p < 0.01) ขณะที่ปริมาณสารฮิวมิก (HS) ค่อนข้างแปรปรวน โดยปริมาณสารฮิวมิกสัมพันธ์กับสัดส่วนการเกิดสารฮิวมิก (HR) และดัชนีการงอกของเมล็ด (GI) (r = 0.975, p < 0.01 และ 0.319, p < 0.05 ตามลำดับ) ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของปริมาณสารฮิวมิกจึงบ่งบอกถึงกระบวนการย่อยสลายที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความเป็นพิษต่อพืชลดลง สารฮิวมิกประกอบด้วยกรดฟัลวิกเป็นส่วนใหญ่มีปริมาณร้อยละ 62.12 – 86.01 ขณะที่พบกรดฮิวมิกปริมาณร้อยละ 13.99 – 37.85 โดยมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางตรงกันข้าม (r = 0.862, p < 0.01) แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงรูปแบบซึ่งกันและกัน อัตราส่วนคาร์บอนอะตอมต่อไฮโดรเจนอะตอม (C/H) ลดลงอย่างช้า ๆ สัมพันธ์กับระยะเวลาการหมักที่นานขึ้น (r = 0.726, p < 0.01) บ่งบอกถึงการเกิดโครงสร้างมีเสถียรภาพมากขึ้น ซึ่งสนับสนุนความสัมพันธ์ที่เป็นไปในทิศทางเดียวกันกับสัดส่วนการเกิดสารฮิวมิก และระดับพอลิเมอไรเซชัน (PD) (r = 0.981 และ 0.589, ตามลำดับ) อัตราส่วนคาร์บอนอะตอมต่อไฮโดรเจนอะตอมที่มีค่าอยู่ในช่วง 0.60 – 0.73 แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างอะลิไซคลิกไฮโดรคาร์บอนไปเป็นโครงสร้างแอโรแมติกที่เกิดพันธะกับโครงสร้างแอลิแฟติก และอัตราส่วนออกซิเจนอะตอมต่อคาร์บอนอะตอม (O/C) และระดับออกซิเดชันภายในที่สูงขึ้น (ω) แสดงถึงการเพิ่มหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ เช่น คาร์บอกซิลิก การดูดกลืนคลื่นแสงอัตราไวโอเลต-วิซิเบิลที่ช่วงความยาวคลื่น 200 – 800 นาโนเมตร มีค่าเพิ่มขึ้นไปจนถึงวันที่ 105 และลดลงเล็กน้อยในวันที่ 119 ที่บ่งชี้ว่ากระบวนการย่อยสลายปลดปล่อยแร่ธาตุมีความเด่นกว่ากระบวนการสร้างพอลิเมอร์ ซึ่งค่าการนำไฟฟ้า (EC) ที่เพิ่มสูงขึ้นในช่วงสุดท้ายของการศึกษา (77 – 119 วัน) ส่งผลให้ความเป็นพิษต่อพืชเพิ่มมากขึ้นด้วย อัตราส่วน E2/E3 ที่บ่งบอกการย่อยสลายวัตถุดิบตั้งต้นต่อโครงสร้างที่มีน้ำหนักโมเลกุลมากขึ้นมีค่าต่ำที่สุดในวันที่ 35 ในระยะที่ปุ๋ยพัฒนาเต็มที่และเพิ่มขึ้นเล็กน้อยภายหลัง ขณะที่อัตราส่วน E2/E4 ที่บ่งบอกการย่อยสลายวัตถุดิบตั้งต้นต่อโครงสร้างแอลิแฟติกของกรดฮิวมิกมีค่าต่ำที่สุดในวันที่ 42 ดังนั้นปุ๋ยหมักในช่วงวันที่ 35 – 49 จึงเป็นวันที่มีคุณภาพดีที่สุดอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานกรมวิชาการเกษตรและมีคุณภาพกรดฮิวมิกดี