This study were carried out to evaluate effect of consequent application of pig manure compost (PMC) on soil chemical properties, dehydrogenase activity, and yield of potato in volcanic ash soil. The more application rate of PMC increased, the more increased soil pH, total-nitrogen, available phosphate, exchangeable cations (K, Ca, and Mg), heavymetal (Zn and Cu)contents. When application rate of PMC and crop cultivation times increased gradually, soil dehydrogenase activity was significantly increased. After third cultivation period, dehydrogenase activity showed PMC 2 ton (3.5), PMC 4 ton (6.3), PMC 6 ton (8.0 ug TPF $g^{-1}\;24h^{-1}$), respectively. The activity was twofold higher than first cultivation period. During the third cultivation period, dehydrogenase activity increased linearly comparison to Cu and Zn contents and that was correlated with Cu ($R^2$=0.907) and Zn ($R^2$=0.859) content, respectively. As the application rate of PMC increased, the yield of potato increased, but NPK+PMC 2 ton treatment was more higher than other treatments.
The fermented manure derivative known as Preparation 500 is traditionally used as a field spray in biodynamic agriculture for maintaining and increasing soil fertility. This work aimed at characterizing the product from a microbiological standpoint and at assaying its bioactive properties. The approach involved molecular taxonomical characterization of the culturable microbial community; ARISA fingerprints of the total bacteria and fungal communities; chemical elemental macronutrient analysis via a combustion analyzer; activity assays for six key enzymes; bioassays for bacterial quorum sensing and chitolipooligosaccharide production; and plant hormone-like activity. The material was found to harbor a bacterial community of $2.38{\times}10^8$ CFU/g dw dominated by Gram-positives with minor instances of Actinobacteria and Gammaproteobacteria. ARISA showed a coherence of bacterial assemblages in different preparation lots of the same year in spite of geographic origin. Enzymatic activities showed elevated values of ${\beta}$-glucosidase, alkaline phosphatase, chitinase, and esterase. The preparation had no quorum sensing-detectable signal, and no rhizobial nod gene-inducing properties, but displayed a strong auxin-like effect on plants. Enzymatic analyses indicated a bioactive potential in the fertility and nutrient cycling contexts. The IAA activity and microbial degradation products qualify for a possible activity as soil biostimulants. Quantitative details and possible modes of action are discussed.
Decomposition of compost applied to soils is affected basically by its biological stability; but, many other chemical properties of the compost may also influence compost organic-C mineralization. This study was conducted to investigate the principal substrate quality factors of composts that determine C mineralization of compost with similar stability degree (SD). Three composts samples with similar SD but different chemical properties such as pH, C/N, $K_2SO_4$-extractable C, and molar ratio of $NH_4^+$ to $NO_3^-$ were mixed with an acid loamy soil and $CO_2$ emission was monitored during the laboratory incubation for 100 days. Temporal pattern of cumulative compost organic-C mineralization expressed as % of total organic C ($C_{%\;TOC}$) followed double exponential first order kinetics model and the $C_{%\;TOC}$ ranged from 4.8 to 11.8% at the end of incubation. The pattern of C%TOC among the composts was not coincident with the SD pattern (40.1 to 58.6%) of the composts; e.g. compost with the lowest SD resulted in the least $C_{%\;TOC}$ and vice versa. This result indicates that SD of compost can not serve as a concrete predictor of compost mineralization as SD is subject not only to maturity of compost but also to characteristics of co-composting materials such as rice hull (low SD) and sawdust (high SD). Meanwhile, such pattern of $C_{%\;TOC}$ collaborated with pH, C/N, $K_2SO_4$-extractable C, and molar ratio of $NH_4^+$ to $NO_3^-$ of the composts that are regarded as chemical indices of the progress of composting. Therefore, for better prediction of compost mineralization in soils, it is necessary to consider both SD and other chemical indices (pH, C/N, and molar ratio of $NH_4^+$ to $NO_3^-$).
Lee, Young Don;Huseein, Khalid Abdallah;Yoo, Jae Hong;Joo, Jin Ho
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.38
no.4
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pp.332-337
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2019
BACKGROUND: From year 2005, landfill for food waste has been prohibited. Also, according to London agreement in year 2013, ocean discharge for livestock manure, sewage sludge, and food waste has been regulated. Alternative way for food waste disposal is incineration. However, due to high moisture content, additional input for energy is needed. Therefore, effective way for food waste disposal such as application of food waste compost is needed. METHODS AND RESULTS: Seven different treatments (livestock compost, food waste compost, food waste + livestock compost, livestock compost + chemical fertilizer, food waste compost + chemical fertilizer, food waste + livestock compost + chemical fertilizer and control) were applied to tomato crop. All treatments were replicated with completely randomized design. Tomato growth treated with LC+NPK showed the highest values at 6 weeks for all parameters such as leaf length (11.80 cm), leaf width (6.88 cm), and chlorophyll (61.12 O.D.), compared to other treatments. Subsequently the FWC+LC+NPK treatment was followed (11.51 cm, 6.40 cm, 59.50 O.D. for leaf length, leaf width, and chlorophyll, respectably). EC, OM contents, and CEC in the soil treated with the composts significantly increased. CONCLUSION: To evaluate the effect of food waste compost application on tomato growth and soil chemical properties, we carried out field experiment treated with 7 treatments with 3 replicates. The LC+NPK treatment showed highest values for all parameters. Some parameters such as shoot length and total length for tomato were not significantly different between the LC+NPK and the FWC+LC+NPK treatments.
The chemical properties of paddy fields in Gyeonggi province were monitored every 4 years from 1999 to 2015 in order to provide basic information for soil fertility management of paddy fields. In 2015, the soil chemical properties of paddy fields were 5.9 in pH, $23g\;kg^{-1}$ in organic matter (OM), and $84mg\;kg^{-1}$ in available phosphate (Avail. $P_2O_5$). Exchangeable (Exch.) potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) were 0.30, 5.1 and $1.3cmol_ckg^{-1}$, respectively, and available silicate (Avail. $SiO_2$) was $129mg\;kg^{-1}$. In the long-term analysis, the contents of Avail. $SiO_2$, Exch. Ca and pH of paddy soils showed increasing tendency. However, Avail. $P_2O_5$ and Exch. K tended to decrease, and there were no significant changes in the contents of OM and Exch. Mg. Paddy soil within appropriate pH range increased from 44% in 1999 to 76% in 2003, 84% in 2007, 63% in 2011, and 80% in 2015. But soil within appropriate range of Exch. Ca tended to decrease, showing 36% in 1999, 42% in 2003, 38% in 2007, 37% in 2011 and 32% in 2015. In case of Avail. $SiO_2$, soil within appropriate range increased from 14% in 1999 to 17% in 2003, 18% in 2007, 16% in 2011, and 31% in 2015. As a result, paddy fields with less in nutrient level need to be more fertilized based on soil analysis. And the application of silicate fertilizer is strongly recommended to those of paddy fields in need. Also soil management such as the cultivation of green manure crop or application of rice straw will be necessary to increase the organic matter content of paddy soil.
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science
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v.30
no.2
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pp.127-134
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2010
A study was conducted to determine the effects the of cattle manure application on forage yield, quality and soil in orchard grass pasture at the experimental field of Subtropical Animal Experiment Station, National Institute of Animal Science from 2008 to 2009. The experiment was arranged in a randomized complete block design with three replications. The treatment consisted of chemical fertilizer (CF N-200 kg/ha), cattle manure 50% (basis N, CM50%), CM100% (basis N), CM200% (basis N). The dry matter (DM) yield of CM200% was the highest among the other treatments. CF showed the highest average crude protein (CP) content by 12.4% and CM50% showed the lowest content by 11.0%. Average acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) content were 30.4 and 69.7% respectively. All treatments have narrow range of total digestibility nutrient (TDN) from 64.0% to 69.1%. But there were big difference between treatment in forage nitrate content. Changes of physical and chemical properties of soils for applications of CF 200% and CM 200% was clearly in cattle manure application. Especially, CM application in pasture increased CF application with respect to soil pH, organic matter (OM), and avaliable phosphorous ($P_2O_5$) contents of soils.
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science
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v.29
no.4
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pp.337-344
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2009
This study was conducted to investigate the effects of various cropping system applied with cattle slurry on productivity of sorghum $\times$ sudangrass hybrid (SSH) and environmental pollution in paddy land. cropping systems used in this study were consisted of two designs, such as double-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by whole crop barley applied with cattle slurry (DSSCS) and mono-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by hairy vetch used as green manure (MSSGM). The field experiments were conducted on the clay loam at Backsanmyun, Kimje, Chunlabukdo province in Korea for three years (May 2006 to Apr. 2009). This study was arranged in completely randomized design with three replicates. The yield of dry matter (DM) of SSH in DSSCS increased significantly as compared with that of MSSGM (P<0.05). The contents of crude protein (CP), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF) and total digestible nutrients (TDN) of SSH were not influenced by cattle slurry and green manure. The pH, and contents of OM, T-N and $P_2O_5$ in soil samples collected from DSSCS after the end of experiment were higher than those of MSSGM. The pH, and contents of OM in DSSCS treatment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). However, The pH, and contents of OM in MSSGM treatment were hardly influenced, as compared with those at the beginning of the experiment. The contents of T-N in soil samples collected both from DSSCS snd MSSGM treatments were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). In addition, the concentrations of CEC in soil samples collected at the end of the experiment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). The concentrations of $NO_3$-N, $NH_3$-N and $PO_4$-P in leaching water were hardly influenced by the cropping system and application of cattle slurry.
Kim Dae-Yeon;Lee Sang-Hwan;Jung Jin-Ho;Kim Jeong-Gyu
Journal of Soil and Groundwater Environment
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v.11
no.3
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pp.43-51
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2006
Generally abandoned mine soils have serious problems for introducing vegetation such as nutrient deficiency, poor physical properties, and phytotoxicity due to high levels of heavy metals. It is required to improve soil amenity for revegetation. One of its strategies is using organic materials such as compost manure and sludge. The pot experiments was conducted to evaluate the effects of pig manure and municipal sewage sludge on revegetation of mining area soil surface with Artemisia princeps and Zoysia japonica. Application rate of pig manure and municipal sewage sludge was $75{\sim}225$ Mg/ha and $150{\sim}450$ Mg/ha, respectively. The results showed that the application of manure and sludge increased organic matter about two-fold and total nitrogen contents about five-fold of mine soil and improved the growth of plants in all treatments compared to the control. The result of plant tissue analysis showed that both plants accumulate Cd, Cu and Zn in root tissue rather than shoot tissues. Increased sludge application reduced Zn accumulation in both plant tissue. Sequential extraction results indicated that addition of soil amendment induced increment of organically bound fractions of Cu and Zn. Organically bound fraction of Zn was significantly increased from 7.84% to 13.58% in Artemisia princeps planted soil and from 7.84% to 14.16% in Zoysia japonica planted soil, thereby bioavailability of heavy metals was reduced. The results suggested that application of organic materials to mine soil can reduce phytotoxicity of heavy metals and be helpful in introducing successful revegetation.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.22
no.2
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pp.139-147
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2021
Livestock manure is used as an organic fertilizer to replace chemical fertilizers after sufficient fermentation in an aerobic bioreactor. On the other hand, liquid manure disposal problems occur repeatedly because soil spraying is restricted during the summer when the crops are growing. To use liquid fertilizer (LF) as an additional nutrient source for crops, it is necessary to reduce the amount of suspended solids (SS) in the liquid fertilizer and secure stability problems against pathogenic microorganisms. This study examined the effects of the simultaneous SS removal and E.coli sterilization in the LF using the microbubble (MB) generator (FeMgO catalyst insertion). The remaining SS were further removed using the integrated microbubble and microfilter system. During the floating process in the MB device, the SS were removed by 57.9%, and the coliform group was not detected (16,200→0 MPN/100 mL). By optimizing the HRT of the integrated system, the removal efficiency of the SS was improved by 92.9% under the 0.1h of HRT condition. After checking the properties of the treated LF, 64.5%, 70.1%, 54.9%, and 51.5% of the TCOD, SCOD, PO4-P, and TN, respectively, were removed. The treated effluent from such an integrated system has a lower SS content than that of the existing LF and does not contain coliforms; therefore, it can be used directly as an additional fertilizer.
BACKGROUND: Liquid pig manure(LPM) is a useful resource if it is sufficiently fermented and utilized in the agriculture; it provides nutrients to soils, circulates organic materials and replaces chemical fertilizers(CF) with reasonable costs. Currently, there are not many trials in paddy field to continuously cultivate the crops in winter and summer season using LPM. METHODS AND RESULTS: When cultivating winter forage crops (Whole-crop-barley(WCB), Rye, Triticale, Italian ryegrass(IRG)) and summer feed corns in the rice field, CF was treated with $N-P_2O_5-K_2O$(winter forage crops: 120-100-100kg/ha, summer feed corn: 200-150-150 kg/ha), and subsequently, growth, yields, feed values and chemical properties of soil were investigated. LPM-applied areas in both winter and summer forage crops showed higher plant lengths and tillers than those of CF-applied areas, but the yield in CF-applied areas was higher than that of LPM-applied areas under continuous application of 2 years. Crude protein, neutral detergent fiber(NDF), acid detergent fiber(ADF) and total digestion nutrient(TDN) in feed values showed almost similar results between LPM and CF-applied areas. EC, organic matter, available phosphate and exchangeable cations of soils after the experiment increased in LPM applied areas, and especially, the contents of available phosphate and exchangeable sodium were high. CONCLUSION(S): Considering the above results, it was concluded that if LPM are properly utilized for continuous winter and summer cultivation of feed crops at paddy field, the cultivation costs could be decreased and be helpful to the stable production of domestic feeds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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