Published April 25, 2020
| Version v1
Publication
Open
The effects of climate on decomposition of cattle, sheep and goat manure in Kenyan tropical pastures
Creators
- 1. Karlsruhe Institute of Technology
- 2. International Livestock Research Institute
- 3. University of Embu
- 4. University of Helsinki
Description
Abstract Aims Decomposition of manure deposited onto pasture from grazing animals represents an important process for carbon (C) and nitrogen (N) cycles in grassland systems. However, studies investigating manure decomposition are scarce; especially in sub-Saharan Africa (SSA). Methods In this study, we measured decomposition of three types of animal manure (cattle, sheep, goat) over >1 year using litter bags at four climatically different sites across Kenya. Results Manure dry matter, total C, total N and ammonium concentrations decreased exponentially, with the most rapid decrease occurring during the first few weeks following application, followed by slower changes during the following 2–3 months. Rates of N mineralization were lower than those for C mineralization, resulting in decreasing C/N ratios over time. Generally, cattle manure decomposed faster than sheep or goat manure despite having a higher initial C/N ratio and lower N concentration, with decomposition rates for dry matter ranging from 0.200 to 0.989 k year −1 . Cellulose decomposed first, while lignin concentrations increased among all manure types and at all sites. Conclusions We found that total manure decomposition rates were positively correlated with cumulative precipitation and aridity index, but negatively correlated with mean temperature. Our results show much slower decomposition rates of manures in semi-arid tropical environments of East Africa as compared to the few previous studies in temperate climates.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أهداف مجردة يمثل تحلل السماد المترسب على المراعي من حيوانات الرعي عملية مهمة لدورات الكربون (C) والنيتروجين (N) في أنظمة المراعي. ومع ذلك، فإن الدراسات التي تحقق في تحلل السماد نادرة ؛ خاصة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى (SSA). الطرق في هذه الدراسة، قمنا بقياس تحلل ثلاثة أنواع من السماد الحيواني (الأبقار والأغنام والماعز) على مدى أكثر من عام واحد باستخدام أكياس القمامة في أربعة مواقع مختلفة مناخياً في جميع أنحاء كينيا. النتائج انخفضت المادة الجافة للسماد، ومجموع تركيزات C، ومجموع تركيزات N والأمونيوم بشكل كبير، مع حدوث الانخفاض الأسرع خلال الأسابيع القليلة الأولى بعد التطبيق، تليها تغييرات أبطأ خلال 2–3 أشهر التالية. كانت معدلات تمعدن N أقل من تلك الخاصة بتمعدن C، مما أدى إلى انخفاض نسب C/N بمرور الوقت. بشكل عام، يتحلل روث الماشية بشكل أسرع من روث الأغنام أو الماعز على الرغم من وجود نسبة C/N أولية أعلى وتركيز N أقل، مع معدلات تحلل للمادة الجافة تتراوح من 0.200 إلى 0.989 ألف سنة -1 . تحلل السليلوز أولاً، بينما زادت تركيزات اللجنين بين جميع أنواع السماد وفي جميع المواقع. الاستنتاجات وجدنا أن معدلات تحلل السماد الكلي ترتبط ارتباطًا إيجابيًا بمؤشر هطول الأمطار والجفاف التراكمي، ولكنها ترتبط ارتباطًا سلبيًا بمتوسط درجة الحرارة. تظهر نتائجنا معدلات تحلل أبطأ بكثير للسماد في البيئات الاستوائية شبه القاحلة في شرق إفريقيا مقارنة بالدراسات السابقة القليلة في المناخات المعتدلة.Translated Description (French)
Résumé Objectifs La décomposition du fumier déposé sur les pâturages par les animaux de pâturage représente un processus important pour les cycles du carbone (C) et de l'azote (N) dans les systèmes de prairies. Cependant, les études sur la décomposition du fumier sont rares, en particulier en Afrique subsaharienne (Ass). Méthodes Dans cette étude, nous avons mesuré la décomposition de trois types de fumier animal (bovins, ovins, caprins) sur >1 an en utilisant des sacs de litière sur quatre sites climatiquement différents à travers le Kenya. Résultats Les concentrations de matière sèche de fumier, de C total, de N total et d'ammonium ont diminué de manière exponentielle, la diminution la plus rapide se produisant au cours des premières semaines suivant l'application, suivie de changements plus lents au cours des 2–3 mois suivants. Les taux de minéralisation N étaient inférieurs à ceux de la minéralisation C, ce qui a entraîné une diminution des rapports C/N au fil du temps. En général, le fumier de bovin se décompose plus rapidement que le fumier de mouton ou de chèvre malgré un rapport C/N initial plus élevé et une concentration d'azote plus faible, avec des taux de décomposition de la matière sèche allant de 0,200 à 0,989 k an −1 . La cellulose s'est décomposée en premier, tandis que les concentrations de lignine ont augmenté parmi tous les types de fumier et sur tous les sites. Conclusions Nous avons constaté que les taux de décomposition totale du fumier étaient en corrélation positive avec les précipitations cumulatives et l'indice d'aridité, mais en corrélation négative avec la température moyenne. Nos résultats montrent des taux de décomposition beaucoup plus lents des fumiers dans les environnements tropicaux semi-arides de l'Afrique de l'Est par rapport aux quelques études précédentes dans les climats tempérés.Translated Description (Spanish)
Resumen Objetivos La descomposición del estiércol depositado en los pastos de animales de pastoreo representa un proceso importante para los ciclos de carbono (C) y nitrógeno (N) en los sistemas de pastizales. Sin embargo, los estudios que investigan la descomposición del estiércol son escasos; especialmente en el África subsahariana (SSA). Métodos En este estudio, medimos la descomposición de tres tipos de estiércol animal (ganado, ovejas, cabras) durante >1 año utilizando bolsas de arena en cuatro sitios climáticamente diferentes en Kenia. Resultados Las concentraciones de materia seca de estiércol, C total, N total y amonio disminuyeron exponencialmente, produciéndose la disminución más rápida durante las primeras semanas posteriores a la aplicación, seguida de cambios más lentos durante los siguientes 2–3 meses. Las tasas de mineralización de N fueron más bajas que las de la mineralización de C, lo que resultó en una disminución de las relaciones C/N a lo largo del tiempo. En general, el estiércol de ganado se descompuso más rápido que el estiércol de oveja o cabra a pesar de tener una relación C/N inicial más alta y una concentración de N más baja, con tasas de descomposición para la materia seca que van desde 0.200 a 0.989 k año −1 . La celulosa se descompuso primero, mientras que las concentraciones de lignina aumentaron entre todos los tipos de estiércol y en todos los sitios. Conclusiones Encontramos que las tasas totales de descomposición del estiércol se correlacionaron positivamente con la precipitación acumulada y el índice de aridez, pero se correlacionaron negativamente con la temperatura media. Nuestros resultados muestran tasas de descomposición de estiércol mucho más lentas en ambientes tropicales semiáridos de África Oriental en comparación con los pocos estudios previos en climas templados.Files
s11104-020-04528-x.pdf.pdf
Files
(5.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:197dc87851141d26552842c5051315b9
|
5.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- آثار المناخ على تحلل روث الماشية والأغنام والماعز في المراعي الاستوائية الكينية
- Translated title (French)
- Les effets du climat sur la décomposition du fumier de bovins, ovins et caprins dans les pâturages tropicaux kenyans
- Translated title (Spanish)
- Los efectos del clima en la descomposición del estiércol bovino, ovino y caprino en los pastos tropicales de Kenia
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3018322397
- DOI
- 10.1007/s11104-020-04528-x
References
- https://openalex.org/W1496457092
- https://openalex.org/W1553690239
- https://openalex.org/W1583130832
- https://openalex.org/W1627938122
- https://openalex.org/W1937967046
- https://openalex.org/W1943367877
- https://openalex.org/W1965881438
- https://openalex.org/W1971780546
- https://openalex.org/W1974766154
- https://openalex.org/W1977647552
- https://openalex.org/W1978203853
- https://openalex.org/W1989949238
- https://openalex.org/W1993101031
- https://openalex.org/W1995515793
- https://openalex.org/W1997087247
- https://openalex.org/W2001129803
- https://openalex.org/W2008969753
- https://openalex.org/W2010063525
- https://openalex.org/W2013724972
- https://openalex.org/W2015706572
- https://openalex.org/W2038942998
- https://openalex.org/W2041878573
- https://openalex.org/W2044647470
- https://openalex.org/W2045042753
- https://openalex.org/W2047618390
- https://openalex.org/W2050443491
- https://openalex.org/W2050887397
- https://openalex.org/W2051179084
- https://openalex.org/W2051415456
- https://openalex.org/W2054974228
- https://openalex.org/W2058237122
- https://openalex.org/W2060418761
- https://openalex.org/W2062351969
- https://openalex.org/W2069122697
- https://openalex.org/W2075951618
- https://openalex.org/W2076912524
- https://openalex.org/W2087441010
- https://openalex.org/W2095868652
- https://openalex.org/W2103658390
- https://openalex.org/W2106446186
- https://openalex.org/W2108077691
- https://openalex.org/W2108600602
- https://openalex.org/W2112200011
- https://openalex.org/W2112993182
- https://openalex.org/W2115538225
- https://openalex.org/W2116726371
- https://openalex.org/W2123757210
- https://openalex.org/W2124976596
- https://openalex.org/W2127444835
- https://openalex.org/W2136009149
- https://openalex.org/W2145334496
- https://openalex.org/W2146860152
- https://openalex.org/W2148305483
- https://openalex.org/W2148979610
- https://openalex.org/W2149359009
- https://openalex.org/W2149554986
- https://openalex.org/W2154271877
- https://openalex.org/W2164744609
- https://openalex.org/W2171557514
- https://openalex.org/W2222660885
- https://openalex.org/W2233208768
- https://openalex.org/W2294602235
- https://openalex.org/W2308377084
- https://openalex.org/W2313549361
- https://openalex.org/W2417616750
- https://openalex.org/W2514511739
- https://openalex.org/W2596593018
- https://openalex.org/W2752048956
- https://openalex.org/W2786671949
- https://openalex.org/W2795397536
- https://openalex.org/W2893738650
- https://openalex.org/W2901205127
- https://openalex.org/W2921669253
- https://openalex.org/W2924631798
- https://openalex.org/W2933269351
- https://openalex.org/W2953562961
- https://openalex.org/W2981454716
- https://openalex.org/W4206049288