47 Feeding Pigs with Low Crude Protein Diets: Impact of Pig Manure Nitrogen Content on Biogas Production and Digestate Quality
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Lowering dietary crude protein levels is a nutritional strategy recognized to both decrease the use of high-impact feed ingredients and reduce nitrogen (N) excretion. Improved pig manure management practices can further mitigate the environmental impacts associated with pig production towards net-zero emissions. Anaerobic digestion (AD) is a promising technology for transforming pig manure into energy as biogas and into bio-based fertilizers (i.e., digestate from AD). However, little is known about the effects of pig manure N content on AD. Thus, this study aimed to evaluate the impact of pig manure N content on biogas production and digestate quality through the AD of manure from pigs fed low crude protein diets. Three pig manure N concentrations were tested: T1 = 5873, T2 = 5421, and T3 = 5149 total Kjeldahl nitrogen (TKN, mg/L). Throughout 5 sequential fed-batch cycles (25 ± 4 days/cycle), biogas production and its composition (CH4, CO2, and H2S) were measured, while raw manure and weekly digestate samples were analyzed for total solids (TS, %), volatile solids (VS, %), pH, chemical oxygen demand (COD, mg/L), TKN, and ammoniacal nitrogen (NH3-N, mg/L). In a temperature-controlled room (20 ± 1ºC), 6 digesters (3 treatments x 2 replicates) were operated as single-stage reactors to digest pig slurry (mixture of urine and feces, TS: 5.6%) inoculated with a liquid inoculum (TS: 2.3%) to improve manure-microbe interactions. Data were analyzed by ANOVA using PROC MIXED with repeated measures and comparison of means through the Tukey test (SAS software). In addition, both correlation and regression analyses were performed with R to evaluate the relationship among variables. Decreasing pig manure N content showed a tendency to reduce biogas (-20% in T3 vs T1; P = 0.0782) and methane (-22% in T3 vs T1; P = 0.0576) production per cycle, as shown in Table 1. Regarding biogas composition, CH4/biogas and CH4/CO2 decreased with N content (-3 and -4% in T3 vs T1; P ≤ 0.0082). There were strong positive correlations between the N content of pig manure and the amount of NH3-N (linear: r = 0.94, R2 = 0.88) and TKN (linear: r = 0.90, R2 = 0.81) present in the digestate at the end of each cycle. These results suggest that a reduction in pig manure N content reduces biogas production and its quality (ratio of CH4 to CO2). This latter variable is important for biogas efficiency; thus, reducing crude protein in pig diets may impair the production of biogas in AD. However, a decreased N content may cause less emissions into the environment, but when using the digestate as fertilizer, it may not entirely fulfill the N requirements of fast-growing crops for a given application rate.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».