Show simple item record

dc.contributor.advisorRossner, Helis
dc.contributor.advisorAstover, Alar
dc.contributor.authorKivirüüt, Karolin
dc.date.accessioned2014-05-27T06:19:45Z
dc.date.available2014-05-27T06:19:45Z
dc.date.issued2014
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10492/1460
dc.description.abstractElanikkonna kiire kasv ja sellega kaasnev suurem tarbimine on kaasa toonud intensiivsema maaharimise, mille tagajärjel väheneb mulla orgaaniline aine, suureneb toitainete leostumine ning kasvuhoonegaaside emissioon. Eelnimetatud probleeme võib leevendada biosöe lisamine mulda. Anaeroobses keskkonnas toodetud sütt kasutatakse mulla omaduste parandamiseks, taimede kasvu stimuleerimiseks ja süsiniku sidumiseks mulda. Biosüsi oma omaduste tõttu tõstab mulla pH-d, suurendab katioonide neelamismahutavust ning vähendab toitainete leostumist ja lendumist. Seni tehtud katsetes on kasutatud peamiselt puhast, toitainetega rikastamata biosütt. Nüüdseks on jõutud seisukohale, et biosüsi tuleb enne mulda viimist toitainetega rikastada, näiteks segades orgaaniliste jäätmetega, komposti, mineraalväetisega või lisades biosütt kompostimisprotsessi. Antud töös püütakse leida seoseid seni maailmas tehtud katsetulemuste vahel. Kas biosöe lisamine kompostimisprotsessi suurendab mulla mikrobioloogilist aktiivsust, seob süsiniku mulda paremini ning väheneb kasvuhoonegaaside emissioon. Samuti uuritakse kas biosöega kompostimine tagab homogeensema niiskusesisalduse ning kõrgema temperatuuri ja pH. Antud magistritöö eesmärgiks on katse põhjal analüüsida biosöe mõju kompostimisele (CO2, N2O, CH4 eraldumise näol) ja komposti kvaliteedile (määrates Cüld, Nüld, DOC, DON sisaldused ning pH). Sellest lähtuvalt püüame leida vastused järgnevatele hüpoteesidele - (1) biosöe kasutamine kompostimisel kiirendab kompostimisprotsessi, (2) biosöe kasutamine vähendab kasvuhoonegaaside (CO2, N2O, CH4) emissiooni, (3) biosöe kasutamine kompostimisel muudab C ja N sisaldust. Tulemuste saamiseks viidi läbi kompostimiskatse turba allapanu hobusesõnnikuga, kus kahe katse peale kokku oli 4 kontrollvarianti ning 4 biosöega varianti. Biosütt lisati 10% lähtematerjali kuivainesisaldusest. Katse vältel mõõdeti temperatuuri, võeti proovid keemilisteks analüüside teostamiseks ning koguti gaasid kasvuhoonegaaside emissiooni arvutamiseks. Andmeid töödeldi statistikaprogrammiga R version 3.0.3 ning variantide vahelise usutavuse hindamiseks teostati mitmefaktoriline dispersioonanalüüs. Katse jooksul mõõdetud ja analüüsitud temperatuuri tulemused näitavad, et neljast biosöega variandist kolm jõudsid kiiremini termofiilsesse faasi. Samuti võib näha, et kõikide biosöega variantide temperatuur läheb biosöeta variantidest pisut kõrgemale. See annab alust väita, et biosöe lisamine komposti tõstab temperatuuri pisut kõrgemale ning ka kiirendab kompostimisprotsessi. Katse alguses olid pH väärtused mõlema variandi puhul samad, kuid kompostimisele omaselt pH langes. Antud katses mõlema variandi puhul pea ühe ühiku võrra. Kuivainesisalduse võrdlus näitab, et biosöega variandid on katse lõpuks hoidnud ühtlasemat niiskuse sisaldust, mis võib olla tingitud madalal pürolüüsil toodetud biosöest, millel on hüdrofoobsed omadused. Komposti C ja N sisalduste analüüsi tulemused näitavad, et biosöe lisamine mõjutab C:N suhet kogu protsessi vältel ning Nüld sisaldust katsevariantide lõpuks. Variantide C:N suhe oli erinev kohe katse alguses, kus biosöe lisamine komposti tõstis C:N suhte kontrollvariandist kõrgemale. Katse lõpuks mõlema variandi C:N suhe vähenes, kuid biosüsi hoidis C:N suhte stabiilsemana ning ei langenud protsessi vältel nii palju kui kontrollvariant. Nüld sisaldus tõusis katse lõpuks võrreldes algusega usutavalt mõlemas katsevariandis (p<0,001). Nüld osakaal tõusis biosöega variandis vähem, mis võib olla tingitud sellest, et kas lagundati vähem orgaanilist süsiniku või lämmastiku lendus rohkem. Cüld, DOC, DON sisaldused muutusid võrrelduna katse algust ja lõppu, kuid variantide vaheline erinevus puudub. See näitab, et biosöe lisamine komposti ei mõjuta C ja N sisaldust kõikide uuritavate näitajate piires. Kasvuhoonegaaside emissiooni tulemused näitavad, et biosöe lisamine komposti vähendas N2O eraldumist. Katsevariantide vaheline erinevus puudus CO2 ja CH4 emissioonil. CO2 puhul oli katsevariantide sisene varieeruvus suur ning pigem näitas summaarne emissiooni trend mõnevõrra väiksemat eraldumist kontrollvariandist. Erinevuste puudus CH4 emissioonil võis olla tingitud väheefektiivsest õhustamisest antud katses. Eelnevat arvestades võib öelda, et biosöe lisamine kompostimisprotsessi aitab vähendada kasvuhoonegaaside emissiooni, eeskätt N2O emissiooni. Katsetulemused näitavad osalist biosöe positiivset mõju kompostimisele ning komposti kvaliteedile. Kuid edasisteks uuringuteks tuleks teha analüüsid biosöe mõju toitainetele kaole kompostis ning täiustada kasvuhoonegaaside kogumise metoodikat. Samuti tasuks teha põld- ja taimkatsed saamaks aru kuidas biosüsi mõjutab saagikust ning toitainete omastamist.est
dc.description.abstractSUMMARY Kivirüüt, K. The effect of biochar on composting and compost quality. Master´s thesis in Agricultural Production and Marketing. 62 pages, 3 chapters, 11 tables, 19 figures. Estonian University of Life Sciences, Kreutzwaldi 5, Tartu. 22.05.2014. In Estonian. Rapid growth of the population and increasing consumption that comes with it has brought along more intensive tillage which causes the decrease of organic substance of soil, the increase leaching of nutrients and the growth of the emission of the green house gases (CO2, N2O, CH4). Previous problems can be relieved by adding the biochar to the soil. The char produced in anaerobic environment is used to improve the quality of the soil, to stimulate the growth of the plants and to bind carbon to the soil. The qualities of biochar increase the pH of soil, increase the absorptive capacity of the cations, and decreases the leaching and emission of nutrients. In the experiments done so far mainly pure (not enriched with nutrients) biochar has been used. By now the opinion has been reached that the biochar has to be enriched with nutrients before adding it to the soil. It can be done, for example, by mixing it with the organic waste, compost, mineral fertilizer, or adding the biochar into the composting process. In current work, the linkage between the results of different world-wide experiments done so far is tried to be found. Does adding the biochar into the composting process increase the microbiologic activity of the soil, binds the carbon better to the soil and decreases the emission of the green house gases. It is also studied whether composting with biochar provides more homogeneous humidity, and higher temperature and pH. The goal of current master’s thesis is to analyze the effect of the biochar on composting (through segregation of CO2, N2O, CH4 ) and on the quality of the compost (by determining the content of Ctot, Ntot, DOC, DON and pH). Coming from this goal, it is tried to find answers to following hypotheses – (1) the use of the biochar in composting accelerates the composting process, (2) the use of the biochar decreases the emission of the green house gases (CO2, N2O, CH4), (3) the use of biochar in composting changes the content of C and N. To obtain the results the composting experiment with peat litter horse manure was conducted, in two experiments there were all together 4 control versions and 4 biochar versions. Biochar was added in the amount of 10% of the source material’s dry ingredient content. During the experiment the temperature was measured, samples for chemical analyses were taken and the gases collected to calculate the emission of green house gases. The data was processed by the statistics program R version 3.0.3 and to assess the credibility of variables the multivariate analysis of variance was conducted. The results of the temperature measured and analyzed during the experiment show that from four biochar variables three reached thermophilic phase. It can also be seen that the temperature of all the biochar versions gets higher than the versions without the biochar. It gives ground to claim that adding biochar to the compost rises the temperature little bit higher and also accelerates the composting process. In the beginning of the experiment the pH values of both versions were the same, but as usual to the composting process the pH level dropped in both versions almost one unit. The comparison of the dry ingredient content shows that the biochar versions kept more homogeneous humidity level - this can be caused by the biochar produced on low pyrolysis, which has hydrophobic qualities. The results of the analysis of the C and N content show that adding the biochar effects the C:N ratio during the whole process and the content of Ntot by the end of the experiments. The C:N ratio of the versions was different from the beginning of the experiment – adding the biochar to the compost lifted the C:N ratio higher from the control version. By the end of the experiment the C:N ratio of both versions decreased, but the biochar kept the C:N ratio more stable and it didn’t decrease during the process as much as the control version. The content of Ntot increased credibly by the end of the experiment in both versions. The proportion of Ntot increased less in the biochar version, which may have been because less organic carbon was decomposed or more nitrogen was volatilized. The contents of Ctot, DOC, DON changed comparing the beginning and the end of the experiment, but the difference between the versions doesn’t exist. This shows that adding biochar to the compost doesn’t change the contents of C and N within all the variables studied. The results of the green house gas emissions show that adding the biochar to the compost decreased the segregation of N2O. There was no difference between the experimental versions concerning the CO2 and CH4 emissions. For CO2 the variance between the experimental versions was quite big and the gross emission trend showed somewhat less segregation than the control version. Lack of difference concerning CH4 emission may have been due to inefficient aeration during the experiment. Taking previous into account, it can be said that adding biochar to the composting process helps to decrease the emission of the green house gases, especially N2O emissions. The test results show partial positive effect of biochar to composting and compost quality. But in further studies the analyses of the effect of the biochar to the loss of nutrients in the compost should be made and the methods of collecting the green house gases should be improved. Also, field and vegetal experiments could be made to understand how biochar affects the crop yield and the assimilation of the nutrients.eng
dc.subjectkompostEST
dc.subjectbiosüsiEST
dc.subjectkasvuhoonegaasidEST
dc.subjectmagistritöödEST
dc.titleBiosöe mõju kompostile ja komposti kvaliteedileest
dc.title.alternativeThe effect of biochar on composting and compost qualityeng
dc.typeMaster Thesis
dc.date.defensed2014-06-02


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record


DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
All items in EMU digital archive DSpace are protected by original copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.