Natural Ecuadorian zeolite: An effective ammonia adsorbent to enhance methane production from swine waste.

Anaerobic digestion (AD) of swine waste allows obtaining renewable energy, biofertilizer and the reduction of environmental impacts. However, the low C:N ratio of pig manure generates high concentrations of ammonia nitrogen in the digestion process, reducing methane production. Zeolite is an effective ammonia adsorbent; thus, in this research the ammonia adsorption capacity of natural Ecuadorian zeolite was studied under different operating conditions. Subsequently, its effect on methane production from swine waste was evaluated using three doses of zeolite, 1.0, 4.0 and 8.0 g, in 1 L batch bioreactors. The results showed that the Ecuadorian natural zeolite has an adsorption capacity of around 19 mgNH3-N gZ-1 when using ammonium chloride solution and, an adsorption capacity between 37 and 65 mgNH3-N gZ-1 using swine waste. On the other hand, the addition of zeolite had a significant effect on methane production (p < 0.01). The zeolite doses that provided the highest methane production were 4.0 and 8.0 g L-1, which led to values of 0.375 and 0.365 Nm3CH4 kgVS-1, compared to the values of 0.350 and 0.343 Nm3CH4 kgVS-1 that were obtained for the treatments without addition of zeolite and using a dose of 1.0 g L-1, respectively. Addition of natural Ecuadorian zeolite meant not only a significant increase on methane production in the AD of swine waste, but also a better quality of the biogas with higher percentages of methane and lower concentrations of H2S.

Influence of anaerobic biotransformation process of agro-industrial waste with Lactobacillus acidophilus on the rheological parameters: case of study of pig manure.

This study evaluated the rheological behavior of the pig waste biotransformation process to produce lactic acid (LA) and biomass with Lactobacillus acidophilus in a stirred reactor. In addition, cell growth, carbohydrate consumption, and LA production were measured at three different agitation speeds, 100, 150, and 200 rpm at 37 °C, with a reaction time of 52 h. During the development of the process, the kinetic and rheological parameters were obtained using the logistic, Gompertz, generalized Gompertz, Ostwald de Waele, and Herschel-Bulkley mathematical models, respectively. The substrate used was pig manure, to which molasses was added at 12% v/v to increase the concentration of carbohydrates. The results suggest that mass exchange is favorable at low agitation speeds. Nevertheless, the presence of molasses rich in carbohydrates as a carbon source modifies the characteristics of the fluid, dilatant (n > 1) at the beginning of the process to end up as pseudoplastic (n < 1) due to the addition of exopolysaccharides and the modification of the physical structure of the substrate. This effect was confirmed by the Herschel-Bulkley model, which presented a better fit to the data obtained, in addition to finding a direct relationship between viscosity and pH that can be used as variables for the control of bioconversion processes of pig manure into biomass rich in Lactobacillus acidophilus.

Environmental assessment of energy production from anaerobic digestion of pig manure at medium-scale using life cycle assessment.

This study assessed the potential environmental effects of energy production from pig manure treatment by anaerobic digestion at medium-scale based on the Life Cycle Assessment of a farm in Puebla, Mexico. It also compared the results from common practices of biogas flaring and conventional management. The analysis was based on one ton of pig manure in 4 systems: two with energy production, one with biogas flaring, and the last one conventional management. The use of biogas for electricity production combined with composting techniques generated the lowest net impacts on climate change of 272 kg CO2eq and photochemical oxidation of 0.056 kg ethylene eq, while the biogas flaring registered impacts of 344 kg CO2eq and 0.095 kg ethylene eq. The systems with energy production had environmental benefits on fossil resources depletion by avoiding the consumption of -863 MJ and -1608 MJ, but systems that burned biogas required fossil fuel consumption of 246 MJ from the grid. The conventional management generated the greatest environmental impacts, with eutrophication being the most important negative effect due to the manure discharge into water bodies (5.97 kg PO4eq). Sensitivity analysis shown that energy production could generate greater impacts on global warming compared to the case in which manure was used directly in crop fields, if emissions from unintentional releases and a poor digestate management are not avoided. Results are relevant for developing countries in which processes are carried out in rural and semi-industrial areas with lack of technical knowledge and economic resources.

Adubos e coberturas orgânicas, fontes de nutrientes de liberação lenta na produção de acelga de colheitas múltiplas / Fertilizers and organic covers, slow release nutrient sources in the production of multiple harvest Swiss chard

Objetivou-se avaliar o desempenho de coberturas e adubos orgânicos na estabilidade produtiva da acelga. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em arranjo fatorial e em parcelas subdivididas; usando húmus de minhoca (A1), guano de ilha (A2), e húmus de esterco de porquinho-da-índia (A3) como adubos, serragem de pinheiro-de-folhas-pêndulas (C1), casca de arroz (C2), e palha de aveia (C3) como coberturas, para três colheitas sucessivas. Avaliou-se, porcentagem de emergência (E), comprimento de folhas (CF), massa fresca de folhas (MFF) e massa seca de folhas (MSF). Nos resultados, as coberturas que propiciaram os maiores valores foram a C2 e C3 com 43,1 e 42,7 cm no CF, 209,9 e 215,5 g no MFF, respectivamente; nos adubos, o A3 proporcionou os maiores valores com 92,0% na E, 44,2 cm no CF, 231,6 g no MFF, e 154 g no MSF. As coberturas de C2 e C3 e, o adubo de A3 condicionaram os melhores desempenhos no CF e MFF em relação aos outros tratamentos; os rendimentos mantiveram-se na 1ª e 2a colheita baixando significativamente na 3a colheita; o húmus de esterco de porquinho-da-índia apresenta caraterísticas nutricionais destacáveis para seu uso na horticultura.(AU)

The objective of this study was to evaluate the performance of organic coverage and fertilizers on the production stability of Swiss chard. The experimental design was randomized blocks, in factorial arrangement and subdivided plots; using earthworm humus (A1), island guano (A2), and guinea pig manure (A3) as fertilizers, pine-leaf-sawdust (C1), rice husk (C2), and oat straw (C3) as covering, for three successive harvests. Percentage of emergence (E), length leaf (CF), fresh mass (MFF) weight, and dry mass (MSF) weight were evaluated. In the results, the coverages that provided the highest values were C2 and C3 with 43.1 and 42.7 cm in the CF, 209.9 and 215.5 g in the MFF, respectively; in fertilizers, A3 provided the highest values with 92.0% in E, 44.2 cm in CF, 231.6 g in MFF, and 154 g in MSF. The C2 and C3 coverages and the A3 fertilizer conditioned the best performances in the CF and MFF in relation to the other treatments; the yields remained in the 1st and 2nd harvest, dropping significantly in the 3rd harvest; humus from guinea pig manure presented detachable nutritional characteristics for use in horticulture.(AU)

Desempenho zootécnico de juvenis de tilápias do nilo (Oreochromis niloticus) alimentados com cepas probióticas e submetidos a desafio sanitário / Zootechnical performance of nile tilapia (Oreochromis niloticus) juvenile fed with probiotic cepas and submetids a health challenge

O surgimento de doenças ocasionadas pelo estresse durante o cultivo de juvenis vem tornando-se comum devido à intensificação dos sistemas de produção, ocorrendo elevada mortalidade e prejuízos econômicos ao produtor. Mediante esse contexto, os probióticos que são um conjunto de micro-organismos vivos, estão sendo utilizados devido à sua capacidade de estabelecer-se e multiplicar-se no intestino do hospedeiro e promover o equilíbrio da microbiota, contribuindo com a sanidade e o desempenho dos peixes principalmente nas primeiras semanas de vida. Objetivou-se avaliar o desempenho de juvenis de tilápias do Nilo alimentados com cepas probióticas e submetidos a desafio sanitário. Foram utilizados 180 juvenis, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com três tratamentos, quatro repetições e 15 peixes como unidade experimental. Os tratamentos foram: T1 - peixes cultivados em água limpa sem o uso de probiótico; T2 - peixes cultivados em água sob desafio e sem o uso de probiótico e T3 - peixes cultivados em água sob desafio e com o uso de probiótico. Não houve efeito significativo (P>0,05) nos parâmetros de desempenho zootécnico, no consumo de ração e sobrevivência. A utilização de probiótico na ração não mostrou-se hábil para proporcionar melhorias no desempenho, consumo de ração e na sobrevivência de juvenis de tilápias do Nilo no período de 30 dias de cultivo.

The appearance of diseases caused by stress during the cultivation of juveniles have become rather common due to the intensification of the production systems, causing high mortality and economic loss to the grower. Due to this context, the probiotics (which are a group of live microorganisms) are being employed due to their capacity of establishing and multiplying in the host’s intestine and promote equilibrium to the microbiota contributing with the sanity and performance of fish, especially in the first weeks of life. Thus, this work had as objective to evaluate the development of juvenile of Nile tilapia fed with probiotic strains and subjected to sanitary challenge. 180 juvenile were experimented, distributed in a completely randomized design with three treatments, four replications and 15 fishes as experimental unit. The treatments were: T1 - fish cultivated in clean water without the use of probiotics; T2 - fish cultivated in water under challenge and without the use of probiotics; DP - fish cultivated in water under challenge with the use of probiotics. There was no significant effect (P>0.05) in the parameters of zootechnical performance, feeding consumption and survival rate. The use of probiotics in the feeding was not able provide improvements in the performance, feeding consumption and survival of juvenile Nile tilapia in the period of 30 days of cultivation.

Adubos e coberturas orgânicas, fontes de nutrientes de liberação lenta na produção de acelga de colheitas múltiplas / Fertilizers and organic covers, slow release nutrient sources in the production of multiple harvest Swiss chard

Objetivou-se avaliar o desempenho de coberturas e adubos orgânicos na estabilidade produtiva da acelga. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em arranjo fatorial e em parcelas subdivididas; usando húmus de minhoca (A1), guano de ilha (A2), e húmus de esterco de porquinho-da-índia (A3) como adubos, serragem de pinheiro-de-folhas-pêndulas (C1), casca de arroz (C2), e palha de aveia (C3) como coberturas, para três colheitas sucessivas. Avaliou-se, porcentagem de emergência (E), comprimento de folhas (CF), massa fresca de folhas (MFF) e massa seca de folhas (MSF). Nos resultados, as coberturas que propiciaram os maiores valores foram a C2 e C3 com 43,1 e 42,7 cm no CF, 209,9 e 215,5 g no MFF, respectivamente; nos adubos, o A3 proporcionou os maiores valores com 92,0% na E, 44,2 cm no CF, 231,6 g no MFF, e 154 g no MSF. As coberturas de C2 e C3 e, o adubo de A3 condicionaram os melhores desempenhos no CF e MFF em relação aos outros tratamentos; os rendimentos mantiveram-se na 1ª e 2a colheita baixando significativamente na 3a colheita; o húmus de esterco de porquinho-da-índia apresenta caraterísticas nutricionais destacáveis para seu uso na horticultura.

The objective of this study was to evaluate the performance of organic coverage and fertilizers on the production stability of Swiss chard. The experimental design was randomized blocks, in factorial arrangement and subdivided plots; using earthworm humus (A1), island guano (A2), and guinea pig manure (A3) as fertilizers, pine-leaf-sawdust (C1), rice husk (C2), and oat straw (C3) as covering, for three successive harvests. Percentage of emergence (E), length leaf (CF), fresh mass (MFF) weight, and dry mass (MSF) weight were evaluated. In the results, the coverages that provided the highest values were C2 and C3 with 43.1 and 42.7 cm in the CF, 209.9 and 215.5 g in the MFF, respectively; in fertilizers, A3 provided the highest values with 92.0% in E, 44.2 cm in CF, 231.6 g in MFF, and 154 g in MSF. The C2 and C3 coverages and the A3 fertilizer conditioned the best performances in the CF and MFF in relation to the other treatments; the yields remained in the 1st and 2nd harvest, dropping significantly in the 3rd harvest; humus from guinea pig manure presented detachable nutritional characteristics for use in horticulture.

Desempenho zootécnico de juvenis de tilápias do nilo (Oreochromis niloticus) alimentados com cepas probióticas e submetidos a desafio sanitário / Zootechnical performance of nile tilapia (Oreochromis niloticus) juvenile fed with probiotic cepas and submetids a health challenge

O surgimento de doenças ocasionadas pelo estresse durante o cultivo de juvenis vem tornando-se comum devido à intensificação dos sistemas de produção, ocorrendo elevada mortalidade e prejuízos econômicos ao produtor. Mediante esse contexto, os probióticos que são um conjunto de micro-organismos vivos, estão sendo utilizados devido à sua capacidade de estabelecer-se e multiplicar-se no intestino do hospedeiro e promover o equilíbrio da microbiota, contribuindo com a sanidade e o desempenho dos peixes principalmente nas primeiras semanas de vida. Objetivou-se avaliar o desempenho de juvenis de tilápias do Nilo alimentados com cepas probióticas e submetidos a desafio sanitário. Foram utilizados 180 juvenis, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com três tratamentos, quatro repetições e 15 peixes como unidade experimental. Os tratamentos foram: T1 - peixes cultivados em água limpa sem o uso de probiótico; T2 - peixes cultivados em água sob desafio e sem o uso de probiótico e T3 - peixes cultivados em água sob desafio e com o uso de probiótico. Não houve efeito significativo (P>0,05) nos parâmetros de desempenho zootécnico, no consumo de ração e sobrevivência. A utilização de probiótico na ração não mostrou-se hábil para proporcionar melhorias no desempenho, consumo de ração e na sobrevivência de juvenis de tilápias do Nilo no período de 30 dias de cultivo.(AU)

The appearance of diseases caused by stress during the cultivation of juveniles have become rather common due to the intensification of the production systems, causing high mortality and economic loss to the grower. Due to this context, the probiotics (which are a group of live microorganisms) are being employed due to their capacity of establishing and multiplying in the hosts intestine and promote equilibrium to the microbiota contributing with the sanity and performance of fish, especially in the first weeks of life. Thus, this work had as objective to evaluate the development of juvenile of Nile tilapia fed with probiotic strains and subjected to sanitary challenge. 180 juvenile were experimented, distributed in a completely randomized design with three treatments, four replications and 15 fishes as experimental unit. The treatments were: T1 - fish cultivated in clean water without the use of probiotics; T2 - fish cultivated in water under challenge and without the use of probiotics; DP - fish cultivated in water under challenge with the use of probiotics. There was no significant effect (P>0.05) in the parameters of zootechnical performance, feeding consumption and survival rate. The use of probiotics in the feeding was not able provide improvements in the performance, feeding consumption and survival of juvenile Nile tilapia in the period of 30 days of cultivation.(AU)

Efeito da vegetação em sistemas alagados construídos para tratar águas residuárias da suinocultura / Effect of vegetation in constructed wetlands treating swine wastewater

RESUMO No presente trabalho, objetivou-se avaliar a influência da vegetação em sistemas alagados construídos (SACs) na remoção de poluentes da água residuária da suinocultura (ARS). O experimento foi constituído por três SACs, construídos em escala piloto. O SAC1 foi utilizado como controle, não sendo nele cultivada nenhuma espécie vegetal. No SAC2 foi plantada a taboa (Typha latifolia ), e no SAC3, o capim tifton-85 (Cynodon spp.). Quanto à remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e de sólidos suspensos totais (SST), não se constatou diferença entre os SACs (p>0,05), no entanto a eficiência de remoção de demanda química de oxigênio (DQO) foi diferente entre os SACs (p<0.05) - o SAC1 foi mais eficiente que o SAC2. Com exceção de Mg, o cultivo do capim tifton-85 e da taboa não influenciou (p>0,05) a remoção de macro nem de micronutrientes. A forma de cultivo nos SACs nem mesmo o tipo de espécie cultivada tiveram influência considerável na remoção de matéria orgânica, de macro e de micronutrientes da ARS.

ABSTRACT This study aimed to evaluate the influence of vegetation in constructed wetlands (CWs) in removing swine wastewater (SWW) pollutants. The experiment consisted of three CWs, built on a pilot scale. CW1 was used as control, and no plant species were cultivated in it. In CW2, cattail (Typha latifolia ) was planted, and in CW3, bermudagrass (Cynodon spp.). No difference was observed between the CWs regarding the removal of biochemical oxygen demand (BOD) and total suspended solids (TSS) (p>0.05). Chemical oxygen demand (COD) removal was different between the CWs (p<0.05) - CW1 was more efficient than CW2. With the exception of Mg, bermudagrass and cattail cultivation did not influence (p>0.05) the removal of macro and micronutrients. The form of cultivation in the CWs and even the type of species cultivated had considerable influence in the removal of organic matter and nutrients of SWW.

Aplicação de dejeto suíno e estrutura de um latossolo vermelho sob semeadura direta / Pig slurry application and structure of a red latosol under no tillage

Objetivou-se, neste trabalho, estimar o efeito da aplicação de doses crescentes de dejetos suínos, em atributos físicos do solo. O experimento localizado em Campos Novos, SC, foi conduzido num Latossolo Vermelho Distroférrico, no delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, com os tratamentos: testemunha (0); adubo solúvel (AS); combinação dejeto e adubo solúvel (DS); dejeto líquido suíno aplicado nas doses de 50, 100 e 200 m³ ha-1. Desde 2001 foi cultivado milho e aveia preta, sob sistema de semeadura direta. A amostragem do solo foi realizada em janeiro de 2006, nas camadas de 0-5; 5-10; 10-20 cm de profundidade, para determinação de carbono orgânico, densidade, estabilidade de agregados, macroporos, microporos e porosidade total. A aplicação de dejeto suíno nas doses de 50 e 100 m³ ha-1, reduziu a estabilidade de agregados do solo em relação à testemunha sem adubação. Os demais atributos físicos do solo e o teor de C orgânico não foram modificados pelos tratamentos, indicando que o uso agrícola do dejeto suíno, nas condições estudadas, mantém a qualidade física do solo.

The objective of this study was to assess the effects of crescent doses of pig slurry on physical soil properties. The experiment is carried out in Campos Novos, SC, southern Brazil, on a red distroferric latosol, with a completely random blocks experimental design and four replicates, with the following treatments: control (0); soluble fertilizer (SF); combination of pig slurry and soluble fertilizer (SS); pig slurry applications of 50, 100 and 200 m³ ha-1. Since 2001, maize and black-oat were cultivated under no tillage soil management. Soil samples were collected in January 2006, from 0-5; 5-10; 10-20 cm deep, to analyze organic carbon, soil density, aggregate stability, macro, micro and total porosity. The application of 50 and 100 m³ ha-1 of pig slurry decreased soil aggregate stability, in relation to the control treatment with no fertilization. The other physical properties and organic carbon contents had no effect on the treatments, demonstrating the pig slurry application under these tested conditions maintains the soil physical quality.

Perfil de ácidos graxos e composição centesimal de carpas (Cyprinus carpio) alimentadas com ração e com dejetos suínos

This study investigated the proximate composition and fatty acid profile of the carp muscle fed with pig manure. Carp with 4-10 months of age were collected in Santa Catarina. Muscle samples were sliced and then triturated in a multiprocessor and stored under gaseous nitrogen atmosphere (-18°C). The moisture, protein, and ash contents (%) were as follows: 72.24; 14.85; e 2.16, respectively, for carp feed artificial food; and 83.33; 14.48; e 3.49 for carp feed pig manure. The contents of sodium and potassium were: 0.491% and 1.20% carp/artificial food; 2.28% and 0.367% carp/pig manure. The total lipids contents also presented significant differences: 9.88% carp/artificial food, and 1.69% carp/pig manure. Fatty acid profile showed similar tends in both muscles. Therefore, a significant difference in the total lipids and mineral contents of the carp tissue feed pig manure was detected, though the observed variation in total lipid content wasn’t reflected in the fatty acid composition.

Este estudo investigou o efeito da alimentação com dejetos suínos na composição centesimal e no perfil de ácidos graxos do músculo de carpas. Amostras de carpas com 4-10 meses de idade, recolhidas em Santa Catarina, foram filetadas, trituradas e acondicionadas em atmosfera de nitrogênio (-18°C). Os valores (%) de umidade, proteína e cinzas foram: 72,24; 14,85; e 2,16, respectivamente, para carpas alimentados com ração; e 83,33; 14,48; e 3,49 para carpas alimentadas com dejetos suínos. Os valores de sódio e potássio foram: 0,491% e 1,20% carpas/ração; e 2,28% e 0,367% carpas/dejetos suínos, respectivamente. Os teores de lipídios totais também apresentaram diferenças significativas: 9,88% carpas/ração e 1,69% carpas/dejetos suínos. O perfil de ácidos graxos mostrou tendências similares nos dois músculos. Portanto, verificou-se um efeito significativo da alteração da dieta sobre a composição do tecido muscular de carpas alimentadas com dejetos suínos, principalmente no conteúdo de minerais e de lipídios totais, embora a variação observada no conteúdo de lipídios totais não tenha se refletido na composição de ácidos graxos.

Perfil de ácidos graxos e composição centesimal de carpas (Cyprinus carpio) alimentadas com ração e com dejetos suínos

This study investigated the proximate composition and fatty acid profile of the carp muscle fed with pig manure. Carp with 4-10 months of age were collected in Santa Catarina. Muscle samples were sliced and then triturated in a multiprocessor and stored under gaseous nitrogen atmosphere (-18°C). The moisture, protein, and ash contents (%) were as follows: 72.24; 14.85; e 2.16, respectively, for carp feed artificial food; and 83.33; 14.48; e 3.49 for carp feed pig manure. The contents of sodium and potassium were: 0.491% and 1.20% carp/artificial food; 2.28% and 0.367% carp/pig manure. The total lipids contents also presented significant differences: 9.88% carp/artificial food, and 1.69% carp/pig manure. Fatty acid profile showed similar tends in both muscles. Therefore, a significant difference in the total lipids and mineral contents of the carp tissue feed pig manure was detected, though the observed variation in total lipid content wasnt reflected in the fatty acid composition.

Este estudo investigou o efeito da alimentação com dejetos suínos na composição centesimal e no perfil de ácidos graxos do músculo de carpas. Amostras de carpas com 4-10 meses de idade, recolhidas em Santa Catarina, foram filetadas, trituradas e acondicionadas em atmosfera de nitrogênio (-18°C). Os valores (%) de umidade, proteína e cinzas foram: 72,24; 14,85; e 2,16, respectivamente, para carpas alimentados com ração; e 83,33; 14,48; e 3,49 para carpas alimentadas com dejetos suínos. Os valores de sódio e potássio foram: 0,491% e 1,20% carpas/ração; e 2,28% e 0,367% carpas/dejetos suínos, respectivamente. Os teores de lipídios totais também apresentaram diferenças significativas: 9,88% carpas/ração e 1,69% carpas/dejetos suínos. O perfil de ácidos graxos mostrou tendências similares nos dois músculos. Portanto, verificou-se um efeito significativo da alteração da dieta sobre a composição do tecido muscular de carpas alimentadas com dejetos suínos, principalmente no conteúdo de minerais e de lipídios totais, embora a variação observada no conteúdo de lipídios totais não tenha se refletido na composição de ácidos graxos.