Changes of Physico-chemical Properties and Microflora of Pig Manure due to Composting with Turning Times and Depth

퇴비 부숙과정중 뒤집기 횟수에 따른 퇴적 깊이별 이화학성 및 미생물상 변화

  • Received : 2002.03.28
  • Accepted : 2002.02.20
  • Published : 2002.04.30

Abstract

This study was conducted to investigate the physico-chemical and microbiological properties in profile depth during composting process with different turning times when pig manure was composted with ground rice hulls at the rate of same for the promotion of the composting. The moisture contents, C/N rate and pH value decreased according to composting progresses as run into turning times, but increased those inside layer of the pile. $NH_4-N$ and $NO_3-N$ contents were high in the outer layer mostly, as the result the $NH_3$ flux was high in there, but it decreased as composting progresses. The number of aerobic bacteria were $10^7{\sim}10^9\;cfu\;g^{-1}$, increased as the turning times, the number of their showed high in the outer layer. The number of fungi were $10^2{\sim}10^4\;cfu\;g^{-1}$ at the early period of composting, but did't almost survive inside layer as composting progresses. The number of cellulose decomposer and thermophilic bacteria were $10^6{\sim}10^7\;cfu\;g^{-1}$ and $10^6{\sim}10^9\;cfu\;g^{-1}$, respectively, they showed high inside layer of the pile. Therefore, the turning of composting can reduce the change difference of microorganisms in the pile. Turning frequence for the promotion of composting showed approximately 2~3 times.

양질의 퇴적식 퇴비생선을 위한 일환으로 돈분과 분쇄왕겨를 동일비율로 혼화 퇴적 후 뒤집기 횟수를 달리하여 퇴적깊이별로 70일동안 부숙시키면서 이화학성 및 미생물상을 조사하였다. 수분함량과 pH는 부숙화가 진행됨에 따라 뒤집기 횟수가 많을수록 감소하였으나 퇴적 깊이가 깊을수록 높은 값을 보였다. C/N율과 $NH_4-N$함량은 부숙화가 진행됨에 따라 감소한 반면 $NO_3-N$함량은 증가하였고 뒤집기 회수에 따라 이들의 값은 각기 다르게 나타났다. 깊이별로는 $NH_4-N$$NO_3-N$함량이 대부분 표층일수록 높았고 그 결과 $NH_3$가스 발생도 표층에서 높았으며 부숙화가 진행됨에 따라 점차 감소되었다. 퇴비화 70일째에 있어서 미생물상의 분포중 총 호기성 세균은 $10^7{\sim}10^9CFU\;g^{-1}$로 뒤집기 횟수가 증가할수록 표층에서 높은 편이었으며 사상균은 표층으로부터 60cm 부위까지는 $10^2{\sim}10^4CFU\;g^{-1}$ 유지되었으나 부숙화가 진행됨에 따라 내부에는 거의 생존하지 못하였다. 셀루로스 분해균과 호열성균은 각각 $10^6{\sim}10^8CFU\;g^{-1}$, $10^6{\sim}10^9CFU\;g^{-1}$ 으로써 2회 뒤집기의 30cm이상인 심층일수록 높은 경향이었다. 이상과 같이 깊이별 미생물상 분포의 경향은 뒤집기 횟수가 증가함에 따라 층위별 밀도차이를 줄일수 있어 부숙촉진을 위해서 2~3회 정도 뒤집기를 해야 하나 그 이상을 상회할 경우 수분부족으로 오히려 부숙이 지연될 우려가 있다고 판단된다.

Keywords

References

  1. Bagstam. G. 1979. Population changes in microorganisms during composting of spruce-bark. II. Mesophilic and thermophilic microorganisms during controlled composting. J. Appl. Micobiol. Biotechnol 6 : 279-288 https://doi.org/10.1007/BF00508100
  2. Chino, M., S. Kanazawa, T Mori, M. Araragi, and B. Kanke. 1983. Biochemical Studies or Composting of Municipal Sewage Sludge mixed with Rice Hull. Soil Sci. Plant Nutr. 29(2) : 159-173 https://doi.org/10.1080/00380768.1983.10432417
  3. Falcon. M. A., E. Corominas, M. L. Perez, and F. Perestelo. 1987. Aerobic Bacterial Populations and Environmental Factors Involved in the Composting of Agricultural and Forest Wastes of the Canary Islands. Biological Wastes 20 : 89-99 https://doi.org/10.1016/0269-7483(87)90159-5
  4. Finestein, M. S., and F. C. Miller. 1985. Principles of composting leading to maximization of decomposition rate, odor control, and cost effectiveness, p. 13-26. In J. K. R. Gasser(ed.) Composting of agricultural and other wastes. Seminar by the CEC, Brasenose College, Oxford. 19-20 Mar. 1984. Elsevier. London
  5. 가스텍. 1985. 검지관 측정법, Gastec
  6. Hyman.M.R. and M. Wood. 1985. Suicidal inactivation and labelling of ammonia mono-oxygenase by acetylene. Biochem. J. 227 : 719-725 https://doi.org/10.1042/bj2270719
  7. Insam. H., K. Amor. M. Renner, and C. Crepaz. 1995. Changes in Functional Abilities of the Microbial Community during Composting of Manure
  8. 정광화, 김태일. 최기춘, 한정대. 김원호. 1997. 계분의 호기성 퇴비화 과정중 성분 변화. 한국축산학회지 39(6) : 731-738
  9. 김형호, 박치호. 김태일, 정광화, 최희철, 이덕수, 한정대. 1997b. 목편을 이용한 돈분 퇴비화에 관한 연구. 축산시설 환경 3(1) : 27-34
  10. 김태일. 정광화, 최기준, 류병회, 곽정훈, 전병수, 박치호. 김형호, 한정대. 1997a. 돈분의 호기성 퇴비화 단계별 물리 . 화학적 성상 변화. 축산시설환경 3(1) : 13-18
  11. Koster, I. W. 1986. Characteristics of the PH-influenced adaptation of methanogenic sluge to ammonia toxicity. J. Chem. Technol. Biotechnol. 36 : 445-455 https://doi.org/10.1002/jctb.280361003
  12. 이상복, 류철현, 김종구, 김재덕, 이덕배. 이경보. 한상수. 2001. 쌀겨 및 목탄시용이 벼 생육과 토양세균에 미치는 영향. 한국토양비료학회지 34(3) : 134-184
  13. 이종태. 이진일. 남윤규. 2001. 보조재료별 돈분 퇴비화 과정 중 이화학적 특성과 미생물상 변화, 한국토양비료학회지, 34(2) : 134-144.임재명, 한동준, 강현재. 1995. 목질계 Bulking Agent가 돈분의 1차 퇴비화에 미치는 영향. 한국폐기물학회지 12 : 288-296
  14. 민태익. 한문희, 김현욱, 이성태. 1978. 축산폐기물의 이용에 관한 연구 (제1보) 돈분과 옥분 흔합물의 발효중 일어나는 미생물학적 및 화학적 변화. 산업미생물학회지 6 : 17-22
  15. Mori. T., A. Nahta, T. Animoto, and M. Chino. 1981. Composting of municipal sewage sludge mixed with rice hulls. Soil Sci. Plant Nutr. 27(4) : 477-486 https://doi.org/10.1080/00380768.1981.10431303
  16. 농촌진흥청 , 1988. 토양화학분석법
  17. 농촌진홍청 농업과학기술원. 1999. 친환경농업을 위한 가축 분뇨의 퇴비 . 액비 제조와 이용. 13
  18. Ohta, Y. and M. Ikeda. 1978. Deodorization of pig faces by actinomycetes. Applied and environmental Micro. 36(3) : 487-491
  19. Pare. T., H. Dinel, M. Schnitzer. and S. Dumontet. 1998. Transformations of carbon and nitrogen during composting of animal manure and shredded paper. Biol. Fertil. Soils. 26 : 173-178 https://doi.org/10.1007/s003740050364
  20. 박주량. 안승구. 오덕수. 1999b. 돈분 퇴비화 과정 중 질소의 형태변화에 관한 연구. 환경관리학회지 3 : 619-623
  21. Riffaldi, R., R. Levi-Minzi, A. Pera. and De Bertoldi, M. 1986. Evalution of compost maturity by means of chemical and microbial analysis. Waste Manage. Res. 4(4) : 387-396 https://doi.org/10.1177/0734242X8600400157
  22. 황경숙. 장기운. 1996. 축산폐기물의 퇴비화 과정중 미생물상의 변동. 한국토양비료학회지 29(3) : 303-311
  23. 양재의, 박창진, 용석호, 김정제. 1999a. 수피.돈분 부산물 비료의 부숙단계별 특성 변화
  24. 한국환경농학회지 18(4) : 372-377