Influence of goat manure biochar compost on soil organic carbon accumulation and aggregate formation
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
This research was divided into two parts. The first part was to study the properties of goat manure biochar and its compost. Experimental methods consisted of 1) Goat manure (GM), 2) Goat manure biochar (GMB), and 3) Goat manure biochar compost (GMBC). The results showed that the GMB had the highest P and K (0.81% and 6.67%, respectively). Proximate analysis of the GMB treatment also had the highest organic C, fixed C, and ash equal to 36.53%, 1.54%, and 45.66%, respectively. The second part was to study the influence of different types of organic materials on soil organic C accumulation, patterns of CO2 release, size-, and distribution of soil aggregates. The experimental methods consisted of 1) Control soil (non-added organic material) 2) Soil + GM 3) Soil + GMB, and 4) Soil + GBMC. After 6 months of the incubation showed that the treatment of Soil + GMB resulted in the highest organic carbon (0.65%, P <0.05). The Soil + GMBC had cumulative respiration of 86.2 mg CO2-C / kg soil was lower than that of Soil + GM (90.2 mg CO2-C / kg soil) while cumulative respiration under Soil + GMB treatment was 0.07-47.07 mg CO2-C / kg soil, not different from control soil (0.06-47.03 mg CO2-C / kg soil). Only organic material incorporation treatments resulted in a statistically significant increase in MWD after 6 months of soil incubation (P <0.05). Soil + GMBC resulting in increased large- and macro aggregate (0.59 and 8.52% respectively) (P <0.05). This study suggests that goat manure biochar has suitable fixed C for the accumulation of soil organic carbon, but high C/N may result in soil nitrogen deficiency. On the other hand, GMBC was like the C/N and pH of the soil and promoted large aggregate within 6 months of incubation.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
กรมปศุสัตว์. 2562. ข้อมูลเกษตรกรผู้เลี้ยงแพะ รายเขตปศุสัตว์และรายภาค ปี 2562. แหล่งข้อมูล: http://ict.dld.go.th. ค้นเมื่อ 25 ธันวาคม 2563.
กรมพัฒนาที่ดิน. 2550. การผลิตปุ๋ยหมักโดยใช้สารเร่ง ซุปเปอร์ พด.1 เอกสารทางวิชาการเผยแพร่. แหล่งข้อมูล: www.ldd.go.th/menu_Dataonline/G1/G1_13.pdf. ค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2562.
กรมพัฒนาที่ดิน. 2559. ระบบนำเสนอแผนที่ชุดดิน (Soil Series) มาตราส่วน 1:25,000. ระบบสืบค้นและให้บริการแผนที่ online. แหล่งข้อมูล: https://goo.gl/ vKVp4E. ค้นเมื่อ 25 สิงหาคม 2563.
กรมวิชาการเกษตร. 2548. ประกาศกรมวิชาการเกษตร เรื่อง มาตรฐานปุ๋ยอินทรีย์ พ.ศ. 2548. ราชกิจจานุเบกษา. เล่ม 122 ตอนพิเศษ 109 ง., หน้า 9-10.
ณัฐพงษ์ พานวงษ์ และภาณุเดชา กมลมานิทย์. 2562. การประเมินคุณภาพและความสมบูรณ์ของปุ๋ยหมักถ่านชีวภาพจากรูปแบบกิจกรรมของเอนไซม์หมุนเวียนคาร์บอนและการปลดปล่อย CO2-C. แก่นเกษตร. 47: 199-210.
ธนกร วรวงค์, นิยมสุข ณ ไทร และปานชีวัน ปอนพังงา. 2561. คุณภาพปุ๋ยหมักมูลม้าที่เสริมด้วยถ่านชีวภาพต่างชนิด. แก่นเกษตร. 46 (ฉบับพิเศษ 1): 1175-1180.
ภาณุเดชา กมลมานิทย์. 2562. การปรับปรุงคุณภาพวัสดุอินทรีย์เพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) สู่บรรยากาศและส่งเสริมการสะสมคาร์บอนในดินร่วนปนทรายอินทรียวัตถุต่ำ. แก่นเกษตร. 47: 865-876.
ภาณุเดชา กมลมานิทย์, ณัฐพงษ์ พานวงษ์ และพฤกษา หล้าวงษา. 2561. อิทธิพลของอัตราส่วนถ่านชีวภาพต่อฟางข้าวร่วมกับมูลแพะต่อคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีววิทยาของปุ๋ยหมัก. แก่นเกษตร. 46: 843-856.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2562. ข้อมูลเศรษฐกิจการเกษตร. แหล่งข้อมูล: http://oae.go.th/assets/portals/1/files/socio/ LandUtilization2562.pdf. ค้นเมื่อ 30 กันยายน 2563.
Ahmad, M., A. U. Rajapaksha., J. E. Lim, and Y. S. Ok. 2014. Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: a review. Chemosphere. 99: 19-33.
American Standard of Testing Material. 1990. Standard Test Method for Chemical Analysis of Wood Charcoal ASTM D 1762-84.
Bray, R. H., and L. T. Kurtz. 1945. Determination of total organic and available form of phosphorus in soil. Soil Science. 59: 39-45.
Bronick, C. J., and R. Lal. 2005. Soil structure and management: a review. Geoderma. 124: 3-22.
Butnan, S., J. L. Deenik, B. Toomsan, M. J. Antal, and P. Vityakon. 2015. Biochar characteristics and application rates affecting corn growth and properties of soils contrasting in texture and mineralogy. Geoderma. 237-238: 105-116.
Costa, O. Y. A., J. M. Raaijmakers, and E. E. Kuramae. 2018. Microbial extracellular polymeric substances: ecological function and impact on soil aggregation. Frontiers in Microbiology. 9: 1636.
Christensen, B. T. 2001. Physical Fractionation of Soil and Structural and Functional Complexity in Organic Matter Turnover. European Journal of Soil Science. 52: 345-353.
Domingues, R. R., P. F. Trugilho, C. A. Silva, I. C. N. A. de Melo, L. C. A. Melo, Z. M. Magriotis, and M. A. Sánchez-Monedero. 2017. Properties of biochar derived from wood and high-nutrient biomasses with the aim of agronomic and environmental benefits. PLoS ONE. 12(5): e0176884.
Golchin, A., J. Oades, J. Skjemstad, and P. Clarke. 1994. Study of free and occluded particulate organic-matter in soils by solid-state C-13 Cp/mass NMR-spectroscopy and scanning electron-microscopy. Australian Journal of Soil Research. 32: 285-309.
Kiran, Y. K., A. Barkat, X. Cui, Y. Feng, F. Pan, L. Tang, and X. Yang. 2017. Cow manure and cow manure derived biochar application as a soil amendment for reducing cadmium availability and accumulation by Brassica chinensis L. in acidic red soil. Journal of Integrative Agriculture. 16: 725-734.
Kumar, K., and K. M. Goh. 2000. Crop residues and management practices: effects on soil quality, soil nitrogen dynamics, crop yields, and nitrogen recovery. Advances in Agronomy. 68: 197-319.
Kuzyakov, Y., J. K. Friedel, and K. Stahr. 2000. Review of mechanisms and quantification of priming effect. Soil Biology and Biochemistry. 32: 1485-1498.
Liang, B., J. Lehmann, D. Solomon, S. Soshi, J. E. Thies, J. O. Skjemstad, F. J. Luizao, M. H. Engelhard, E. G. Neves, and S. Wirick. 2008. Stability of biomass-derived black carbon in soils. Geochimica et Cosmochimica Acta. 72: 6069-6078.
Ma, N., L. Zhang, Y. Zhang, L. Yang, C. Yu, G. Yin, T. A. Doane, Z. Wu, P. Zhu, and X. Ma. 2016. Biochar Improves Soil Aggregate Stability and Water Availability in a Mollisol after Three Years of Field Application. PLoS ONE. 11(5): e0154091.
Matei, G. M., S. Matei and V. Mocanu. 2020. Assessing the role of soil microbial communities of natural forest ecosystem. EuroBiotech Journal. 4(1): 01-07.
Mia, S., B. Singh, and F. A. Dijkstra. 2017. Aged biochar affects gross nitrogen mineralization and recovery; A 15 N study in two contrasting soils. Global Change Biology Bioenergy. 9: 1196-1206.
Mukherjee, A., A. R. Zimmerman, and W. Harris. 2011. Surface chemistry variations among a series of laboratory-produced biochars. Geoderma. 163: 247-255.
Olsen, S. R., and L. E. Sommers. 1982. Phosphorus. P. 403-430. In: A.L., Page et al., eds, Methods of soil analyses. Part 2. Chemical and microbiological properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin.
Puttaso, A., P. Vityakon, P. Saenjan, V. Trelo-ges, and G. Cadisch. 2011. Relationship between residue quality, decomposition patterns, and soil organic matter accumulation in a tropical sandy soil after 13 years. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 89: 159-174.
Samahadthai, P., P. Vityakon, and P. Saenjan. 2010. Effect of different quality plant residues on soil carbon accumulation and aggregate formation in a tropical sandy soil in Northeast Thailand as revealed by a 10-year field experiment. Land Degradation and Development. 21: 463-473.
Six, J., K. Paustian, E. T. Elliott, and C. Combrick. 2000. Soil structure and organic matter: I. Distribution of aggregate- size classes and aggregate- associated carbon. Soil Science Society of America Journal. 64: 681-689.
Tisdall, J. M., and J. M. Oades. 1982. Organic matter and water-stable aggregates in soils. European Journal of Soil Science. 33: 141-163.
Walkley, A., and I. A. Black. 1947. Chromic acid titration method for determination of soil organic matter. Soil Science Society of America Proceedings. 63: 251-257.
Yuan, J. H., R. K. Xu, and H. Zhang. 2011. The forms of alkalis in the biochar produced from crop residues at different temperatures. Bioresource Technology. 102: 3488-3497.
Zhang, T., L. Liu, Z. Song, G. Ren, Y. Feng, X. Han, and G. Yang. 2013. Biogas production by co-digestion of goat manure with three crop residues. PLoS ONE. 8(6): e66845.
