Influence of organic amendments on greenhouse gas emissions and N use efficiency in sub-tropical cropping systems

This thesis investigated the impact of organic sources of nutrients on greenhouse gas emissions (carbon dioxide, nitrous oxide and methane), nitrogen use efficiency and biomass production in subtropical cropping soils. The study was conducted in two main soil types in subtropical ecosystems, sandy loam soil and clay soil, with a variety of organic materials from agro-industrial residues and crop residues. It is important for recycling of agro-industrial residues and agricultural residues and the mitigation of greenhouse gas emissions and nitrogen use efficiency.

Probiotic Bacillus amyloliquefaciens Strain H57 Improves the Performance of Pregnant and Lactating Ewes Fed a Diet Based on Palm Kernel Meal

Probiotic supplements are single or mixed strain cultures of live microorganisms that benefit the host by improving the properties of the indigenous microflora (Seo et al 2010). In a pilot study at the University of Queensland, Norton et al (2008) found that Bacillus amyloliquefaciens Strain H57 (H57), primarily investigated as an inoculum to make high-quality hay, improved feed intake and nitrogen utilisation over several weeks in pregnant ewes. The purpose of the following study was to further challenge the potential of H57 -to show it survives the steam-pelleting process, and that it improves the performance of ewes fed pellets based on an agro-industrial by-product with a reputation for poor palatability, palm kernel meal (PKM), (McNeill 2013). Thirty-two first-parity White Dorper ewes (day 37 of pregnancy, mean liveweight = 47.3 kg, mean age = 15 months) were inducted into individual pens in the animal house at the University of Queensland, Gatton. They were adjusted onto PKM-based pellets (g/kg drymatter (DM): PKM, 408; sorghum, 430; chick pea hulls, 103; minerals and vitamins; Crude protein, 128; ME: 11.1MJ/kg DM) until day 89 of pregnancy and thereafter fed a predominately pelleted diet incorporating with or without H57 spores (10 9 colony forming units (cfu)/kg pellet, as fed), plus 100g/ewe/day oaten chaff, until day 7 of lactation. From day 7 to 20 of lactation the pelleted component of the diet was steadily reduced to be replaced by a 50:50 mix of lucerne: oaten chaff, fed ad libitum, plus 100g/ewe/day of ground sorghum grain with or without H57 (10 9 cfu/ewe/day). The period of adjustment in pregnancy (day 37-89) extended beyond expectations due to some evidence of mild ruminal acidosis after some initially high intakes that were followed by low intakes. During that time the diet was modified, in an attempt to improve palatability, by the addition of oaten chaff and the removal of an acidifying agent (NH4Cl) that was added initially to reduce the risk of urinary calculi. Eight ewes were removed due to inappetence, leaving 24 ewes to start the trial at day 90 of pregnancy. From day 90 of pregnancy until day 63 of lactation, liveweights of the ewes and their lambs were determined weekly and at parturition. Feed intakes of the ewes were determined weekly. Once lambing began, 1 ewe was removed as it gave birth to twin lambs (whereas the rest gave birth to a single lamb), 4 due to the loss of their lambs (2 to dystocia), and 1 due to copper toxicity. The PKM pellets were suspected to be the cause of the copper toxicity and so were removed in early lactation. Hence, the final statistical analysis using STATISTICA 8 (Repeated measures ANOVA for feed intake, One-way ANOVA for liveweight change and birth weight) was completed on 23 ewes for the pregnancy period (n = 11 fed H57; n = 12 control), and 18 ewes or lambs for the lactation period (n = 8 fed H57; n = 10 control). From day 90 of pregnancy until parturition the H57 supplemented ewes ate 17 more DM (g/day: 1041 vs 889, sed = 42.4, P = 0.04) and gained more liveweight (g/day: 193 vs 24.0, sed = 25.4, P = 0.0002), but produced lambs with a similar birthweight (kg: 4.18 vs 3.99, sed = 0.19, P = 0.54). Over the 63 days of lactation the H57 ewes ate similar amounts of DM but grew slower than the control ewes (g/day: 1.5 vs 97.0, sed = 21.7, P = 0.012). The lambs of the H57 ewes grew faster than those of the control ewes for the first 21 days of lactation (g/day: 356 vs 265, sed = 16.5, P = 0.006). These data support the findings of Norton et al (2008) and Kritas et al (2006) that certain Bacillus spp. supplements can improve the performance of pregnant and lactating ewes. In the current study we particularly highlighted the capacity of H57 to stimulate immature ewes to continue to grow maternal tissue through pregnancy, possibly through an enhanced appetite, which appeared then to stimulate a greater capacity to partition nutrients to their lambs through milk, at least for the first few weeks of lactation, a critical time for optimising lamb survival. To conclude, H57 can survive the steam pelleting process to improve feed intake and maternal liveweight gain in late pregnancy, and performance in early lactation, of first-parity ewes fed a diet based on PKM.

Teollisuusjätevesien sadetustyöryhmän loppuraportti

Spray irrigation of industrial waste water.

Teollisuuden jätevedet

Engl. summary: Industrial waste water

Effects of surface treatments and size of fly ash particles on the compressive properties of epoxy based particulate composites

Particulate reinforcements for polymers are selected with dual objective of improving composite properties and save on the total cost of the system. In the present study fly ash, an industrial waste with good properties is used as filler in epoxy and the compressive properties of such composites are studied. Particle surfaces are treated chemically using a silane-coupling agent to improve the compatibility with the matrix. The compressive properties of these are compared with those made of untreated fly ash particulates. Furthermore properties of fly ash composites with two different average particle sizes are first compared between themselves and then with those made using the as-received bimodal nature of particle size distribution. Microscopic observations of compression tested samples revealed a better adherence of the particles with the matrix in case of treated particles and regards the size effect the composites with lower average particle size showed improved strength at higher filler contents. Experimental values of strengths and modulii are compared with some of the theoretical models for composite properties. (C) 2002 Kluwer Academic Publishers.

Evaluation of isopentane, R-245fa and their mixtures as working fluids for organic Rankine cycles

Low grade thermal energy from sources such as solar, geothermal and industrial waste heat in the temperature range of 380-425 K can be converted to electrical energy with reasonable efficiency using isopentane and R-245fa. While the former is flammable and the latter has considerable global warming potential, their mixture in 0.7/0.3 mole fraction is shown to obviate these disadvantages and yet retain dominant merits of each fluid. A realistic thermodynamic analysis is carried out wherein the possible sources of irreversibilities such as isentropic efficiencies of the expander and the pump and entropy generation in the regenerator, boiler and condenser are accounted for. The performance of the system in the chosen range of heat source temperatures is evaluated. A technique of identifying the required source temperature for a given output of the plant and the maximum operating temperature of the working fluid is developed. This is based on the pinch point occurrence in the boiler and entropy generation in the boiling and superheating regions of the boiler. It is shown that cycle efficiencies of 10-13% can be obtained in the range investigated at an optimal expansion ratio of 7-10. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Discharge Plasma Combined With Bauxite Residue for Biodiesel Exhaust Cleaning: A Case Study on NOx Removal

Experiments were conducted at laboratory level to treat the oxides of nitrogen (NOx) present in raw and dry biodiesel exhaust utilizing a combination of electric discharge plasma and bauxite residue, i. e., red mud, an industrial waste byproduct from the aluminum industry. In this paper, the adsorption and a possible catalytic property of bauxite residue are discussed. Nonthermal plasma was generated using dielectric barrier discharges initiated by ac/repetitive pulse energization. The effect of corona electrodes on the plasma generation was qualitatively studied through NOx cleaning. The plasma reactor and adsorbent reactors were connected in cascade while treating the exhaust. The diesel generator, running on biodiesel fuel, was electrically loaded to study the effectiveness of the cascade system in cleaning the exhaust. Interestingly, under the laboratory conditions studied, plasma-bauxite residue combination has shown good synergistic properties and enhanced the NOx removal up to about 90%. With proper scaling up, the suggested cascade system may become an economically feasible option to treat the exhaust in larger installations. The results were discussed emphasizing the role of bauxite residue as an adsorbent and as a room temperature catalyst.

Biodiesel Exhaust Treatment with HFAC Plasma supported by Red Mud: Study on DeNOx and power consumption

The concentration of Nitrogen Oxides (NOx) in engines which use biodiesel as fuel is higher compared to conventional diesel engine exhaust. In this paper, an attempt has been made to treat this exhaust using a combination of High frequency AC (HFAC) plasma and an industrial waste, Red Mud which shows proclivity towards Nitrogen dioxide (NO2) adsorption. The high frequency AC source in combination with the proposed compact double dielectric plasma reactors is relatively more efficient in converting Nitric Oxide (NO) to NO2. It has been shown that the plasma treated gas enhances the activity of red mud as an adsorbent/catalyst and about 60-72% NOx removal efficiency was observed at a specific energy of 250 J/L. The advantage in this method is the cost effectiveness and abundant availability of the waste red mud in the industry. Further, power estimation studies were carried out using Manley's equation for the two reactors employed in the experiment and a close agreement between experimental and predicted powers was observed. (C) 2015 The Authors. Published by Elsevier Ltd.

Evaluación de diferentes densidades de siembra en el cultivo de caña de azúcar (Saccharum sp híbrido L.) primer retoño

El presente estudio se realizó de Abril de 1992 a Marzo de 1993 en el Ingenio Victoria de Julio. Se evaluaron diferentes densidades de siembra sobre los rendimientos en el cultivo de la caña de azúcar, primer retoño (6, 9 12 yemas/metro lineal). El diseño utilizado fue de bloques completos al azar, los parámetros estudiados fueron: índice de ahijamiento, población, altura, diámetro, peso promedio de los tallos, rendimientos agrícola, rendimiento industrial y rendimiento agroindustrial. Los datos obtenidos fueron sometidos a análisis de varianza y prueba de Duncan a un 5 por ciento de margen de error. Los resultados obtenidos fueron los siguientes: El mayor porcentaje de índice de ahijamiento, lo presentó el tratamiento de 12 yemas por metro lineal. Los promedios poblacionales más altos se obtuvieron con 12 yemas/metro lineal. Se lograron las mayores longitudes de tallos con 12 yemas. No existen diferencias entre los tratamientos en relación al diámetro del tallo. A mayor número de yemas usadas mayor fue el peso promedio de tallo. El rendimiento agrícola fue mayor cuando se incrementó el número de yemas. El resultado más sobresaliente en cuanto a rendimiento industrial se obtuvo con 6 yemas por metro lineal. El rendimiento agro-industrial fue superior en el tratamiento con 12 yemas por metro lineal.

Efecto de diferentes dosis de N.P.K. sobre el rendimiento agroindustrial de la variedad L-68-90 (Saccharum sp hibrido); en caña planta

El presente estudio se realizó de junio de 1992 a marzo de 1993 en El Ingenio Victoria de Julio. Se evaluó el efecto de 13 dosis de N-P-K (0-60-60, 40-60-60, 80-60-60, 120-60-60, 40-0-60, 40-30-60, 80-0-60, 80-30-60, 40-9Ó-60, 120-0-60, 120-30-60, 120-60-0 y 120-60-30), sobre el cultivo de la caña de azúcar (Saccharum sp. híbrido), las cuales se compararon con e1 testigo (0-0-0). Se plantó la variedad L 68-90. El diseño experimental utilizado fue de Bloques Completos al Azar modificado, las variables analizadas fueron: brotación, diámetro, altura, población, rendimiento agrícola, rendimiento industrial y rendimiento agro industrial. Los datos que se obtuvieron se sometieron al análisis de varianza y separación de medías según Tukey a un 5 % de margen de error. En ninguna de las variables evaluadas se observó diferencia estadística significativa. Con respecto a la Germinación el mayor porcentaje fue de 75.33 porciento y correspondió a los tratamientos 120-60-0 y 40-30-60. El mayor diámetro fue de 2.73 cm habiéndose obtenido con el tratamiento 120-60-30. La mayor altura se obtuvo con el tratamiento 40-30-60 y fue de 2.94 cm. La población mayor fue de 231 750 tallos/ha correspondiendo al tratamiento 40-30-60. El mayor rendimiento agrícola se logró con el tratamiento 80-0-60 y fue de 86.23 t/ha. El mayor rendimiento industrial fue de 93.80 kg/t correspondiendo éste al tratamiento 120-0-60. El mayor rendimiento agro-industrial se obtuvo con el tratamiento 80-0-60 siendo éste valor de 7.675 t/ha.

Rendimiento agroindustrial de la variedad L 68-40 (Sacharum SP) en respuesta a las aplicaciones de N, P y K, cultivada en un suelo rojo en caña planta

El presente estudio se realizó en el ingenio AGROINSA, de junio de 1994 a febrero de 1995. Se evaluó el rendimiento agro­ industrial en caña de azúcar . Se plantó la variedad L 68-40. El diseño experimental utilizado fue el de Bloques Completamente Azarizado (BCA), las variables analizadas fueron brotación, ahijamiento, diámetro, población, altura, peso promedio de tallos, rendimiento agrícola, rendimiento industrial y rendimiento agro-industrial. Los datos que se obtuvieron se sometieron al análisis de varianza y de regresión, además se realizó la separación de medias según Duncan a un 5 % de margen de error. En todas las variables evaluadas se observó diferencia significativa a excepción del diámetro y el rendimiento industrial, siendo el nitrógeno el elemento que presentó mayor influencia positiva, no encontrándose ningún efecto para el fósforo y el potasio. Las mejores dosis de nitrógeno para producir el 90 por ciento del rendimiento máximo agrícola y agro-industrial, obtenida a través del modelo matemático cuadrático fueron 58 y 55 kg/ha de N, respectivamente.

Productividad de la caña de azúcar (Saccharum officinarum) en respuesta a dos formas y épocas de aplicación del nitrógeno en la variedad L-68-40

Se estudió el comportamiento agro-industrial de la variedad L-68-40, de Marzo 1995- Marzo 1996. Se evaluaron las formas y épocas de aplicación del nitrógeno sobre el cultivo de la caña de azúcar (Saccharum sp) . El diseño experimental utilizado fue de Bloques Completos al Azar, las variables analizadas fueron: Germinación, diámetro, altura, población, peso por tallo, rendimiento agrícola, rendimiento industrial y rendimiento agro industrial. Los datos obtenidos se sometieron al análisis de varianza y separación de medias según, Dtmcan al 5 por ciento. Según los resultados obtenidos de las variables evaluadas no se observaron diferencias estadísticas significativas. El mayor rendimiento agrícola fue de 153.16 toneladas de caña por hectárea, este se obtuvo aplicando el fertilizante 75 días después de la siembra. El mayor rendimiento industrial de 89.02 kg de azúcar por toneladas correspondiente a la aplicación del fertilizante de forma fraccionada al momento de la siembra + 75 días después de la siembra. El mayor rendimiento agro-industrial fue obtenido en el tratamiento 75 días después de la siembra con una aplicación de forma total con 14.59 toneladas de azúcar por hectárea.

Evaluación, análisis y perspectivas de las principales plantaciones cocoteras (Cocus nuscifera L.) en la Región Autónoma del Atlántico Sur (R.A.A.S.)

La evaluación, análisis y perspectivas de las principales plantaciones cocoteras, (Cocus nuscifera, L.), se inició en 1995 y finalizó en Diciembre de 1996. La evaluación se realizó en las fincas: El Cocal, Tasbapounie, San Mariano y San Nicolás ubicadas en la Región Autónoma del Atlántico Sur (R.A.A.S). La metodología del estudio se basó en entrevistas, sondeos de opinión a técnicos y directores de Instituciones, vinculados al cultivo del cocotero en la región y visitas in situ a las plantaciones cocoteras. En cada finca se evaluó el manejo agronómico, el área y producción cocotera, aspectos socioeconómicos y se determinó la incidencia de cada uno de éstos factores, en la producción de cada una de las fincas estudiadas. El manejo agronómico y tecnología que cada finca aplica, la fertilidad marginal del suelo, el tipo de variedad de cocotero sembrado y la edad de las plantaciones inciden en el rendimiento que cada finca obtiene. La enfermedad del Anillo Rojo es la principal y única enfermedad importante, la cual es causado por el nemátodo Rhadinaphillenchus cocophillus C, que asociado con la principal plaga del cultivo el Picudo negro Rhinchosporum palmarum L, en San Nicolás y San Mariano, ha causando pérdidas anuales globales que superan los US$36,000 dólares. El Amarillamiento Letal del cocotero no está presente en la región. Respecto al año 1981, la totalidad del área del cocotero criollo Alto de Jamaica disminuyó en un 50%, mientras que el área del cocotero híbrido se incrementó en un 38% aproximadamente. La producción global de nueces del cocotero disminuyó un 50% aproximadamente durante el mismo período. La Finca San Nicolás registró el rendimiento más alto para cocotero híbrido y Tasbapounie el más bajo para cocotero criollo Alto de Jamaica. Las pérdidas anuales en términos de rendimiento real y poca comercialización de nueces, es superior a US$1,100,000.00. La diversificación en la modalidad de venta de nuez fresca transformada a copra, generaría en las fincas estudiadas, ingresos totales superiores a US$1,100,000.00 dólares. La falta de financiamiento, poca comercialización de nueces, bajos precios de compra y carestía del transporte son los principales factores socioeconómicos que inciden en el desarrollo del cultivo del cocotero. La finca San Nicolás, por su ubicación geográfica, eficiencia, productividad, experiencia y manejo del cultivo, es la de mayor perspectiva de inversión agro-industrial en la R.A.A.S.

Rendimiento agroindustrial de la variedad L 68-40 (Saccharum sp.), en respuesta a las aplicaciones de N, P y K, cultivada en un suelo negro en caña planta

El presente trabajo se desarrolló en el Ingenio AGROINSA, de enero de 1995 al mes de marzo de 1996. Se evaluó el rendimiento agro-industrial de la variedad L 68-40 de caña de azúcar (Saccharum sp.), en respuesta a aplicaciones de nitrógeno, fósforo y potasio, cultivada en un suelo negro vertisol, serie Malacatoya (MY). El ensayo se monto de acuerdo a un diseño factorial incompleto en un Bloque Completamente al Azar (BCA), las variables analizadas fueron: Brotación, ahijamiento, diámetro, población, altura, peso promedio de tallo, rendimientos agrícola, industrial y agro-industrial. Los resultados se sometieron a un análisis de varianza y de regresión, además de realizarse una separación de media según la prueba de Cunean al 5 % de margen de error. En todas las variables evaluadas se observó diferencia significativa a excepción del diámetro, peso promedio de tallo y rendimiento industrial, siendo el nitrógeno el elemento que presentó mayor influencia significativa provocando una respuesta directamente proporcional a sus aplicaciones, sin embargo el fósforo y el potasio no influenciaron en la respuesta de las mismas. Las mayores dosis de nitrógeno para producir el 90 % rendimiento agrícola y agro-industrial máximo, obtenida a través del modelo lineal discontinuo fueron de 72.39 y 74.63 kg/ha de nitrógeno respectivamente

Evaluación de diferentes niveles de NPK en Caña de Azucar (Saccharum sp en retoño 1)

En Nicaragua, existe como practica tradicional en la fertilización de la caña de azúcar (Saccharum sp), aplicar nitrógeno, fósforo y potasio únicamente a la caña planta y luego aplicar solo nitrógeno a los retoños. Este estudio demostró que los tres elementos antes mencionados son igualmente importantes tanto en la caña planta como en el retoño 1, al obtenerse significancia estadística en variables importantes como el rendimiento agrícola y el rendimiento agro-industrial. El mayor rendimiento agrícola fue de 95.18 t/ha de caña correspondiente al tratamiento 13 (120-100-80) superando al tratamiento tradicional (120-0-0) el cual produjo 82.56t/ha. En cuanto al rendimiento agro-industrial la mayor producción también correspondió al tratamiento 13 con 9.21 t/ha de azúcar. El tratamiento tradicional produjo 7.96 t/ha de azúcar. El resto de las variables que se evaluaron no mostraron ser influenciadas por los niveles utilizados. Se utilizó un sistema de bloques completos al azar con 5 repeticiones y catorce tratamientos.