A water table management field experiment was established and conducted on a sandy loam soil in 1991 and 1992. The effects of two water tables levels, as well as conventional drainage, on nitrate levels in drainage outflow were studied. The controlled water table levels were 25 and 50 cm above the drain. The experimental setup consisted of 9 monitored drains and 6 buffer drains. Plots were centred over the drains and were 115 m long by 18.69 m wide. Drain outflow, nitrate concentration in the drainage water, soil temperature, rainfall, and water table elevations were measured during the 1992 growing season. In July a solid set sprinkler irrigation system was installed and operated for a period of 2 weeks, to raise water table levels and induce nitrate leaching. / It was impossible to maintain the 25 and 50 cm controlled water table levels for the entire 1992 growing season. Controlled drainage had a significant effect on subsurface dynamic outflow. The 25 and 50 cm controlled water tables were effective in reducing total drainage volume by 60% and 77%, respectively, compared to conventional drainage. Controlled drainage also had a significant effect on nitrate loss. The 25 and 50 cm controlled water tables reduced nitrate loss by 85% and 58%, respectively, during the July irrigation period, compared to conventional free outlet drainage. This was due to the reduced drainage volumes associated with controlled drainage.

Increasing the content of omega-3 fatty acids in the fatty acid profile of the animal products humans consume is becoming increasingly important as a way of promoting health and reducing the risk of disease. To achieve an improved fatty acid profile in milk and meat from dairy cows, it is necessary to feed the animals with high omega-3 fatty acid content feed. Flaxseed is a feed ingredient which may suffice these needs, however the nature of the omega-3 fatty acids present certain problems at the level of digestion -biohydrogenation in the rumen. Also, the extrusion method of producing a cooked flaxseed ingredient enhances the release of the oil from the flaxseed itself, but in turn increases the opportunity for oil loss during storage and transport. To limit oil loss, flaxseed was combined with three different absorbent materials (alfalfa, soy hulls, gluten) at three different ratios of absorbent to flaxseed for each absorbent (15:85, 20:80, 25:75) and the ability of the extruded samples to retain oil under compression was measured. Of the three absorbents, alfalfa performed the best (p < 0.0001) at a ratio of 25:75 (p = 0.0002). The samples were characterized in terms of the protein fractions – soluble crude protein, neutral detergent insoluble crude protein (NDICP) and acid detergent insoluble crude protein (ADICP) – and the digestibility of dry matter (DM) and crude protein (CP). The effect of extrusion, type of absorbent and the ratio of absorbent to flaxseed on the nutritional quality and some physical properties of the samples were ascertained. / Accroitre la quantité d'acide gras omega-3 dans le profil des acides gras des animaux, destinés à la consommation humaine, gagne en importance en tant que bonne façon de réduire les risques de maladie et d'améliorer la santé générale. Pour obtenir un meilleur profil d'acide gras dans le lait et dans la viande des vaches laitières, il est nécessaire de nourrir l'animale avec des rations riches en acide gras oméga-3. La graine de lin, est un ingrédient parfait pour répondre à ce besoin. Cependant la nature des acides gras oméga-3 présente un certain problème au niveau de la digestion par biodéhydrogénation dans la panse des ruminants. Également, la méthode d'extrusion pour la production de lin cuit accroit la libération d'huile de la graine de lin, cependant ce processus augmente les chances de perte d'huile lors du stockage et du transport. Pour limiter les pertes d'huile, le lin a été combiné avec trois matériaux d'absorption (luzerne, écaille de soja, gluten) selon trois différents ratios de matériaux absorbant versus graine de lin (15:85, 20:80, 25:75). La capacité de rétention d'huile des échantillons extrudés face à la compression a été mesurée. Des trois absorbants, la luzerne possède la meilleure performance (p < 0.0001) avec un ratio de 25:75 (p = 0.0002). Les échantillons ont été caractérisés en terme des fractions de protéine – protéine brute soluble, protéine brute insoluble à détergent neutre (PBIDN) et protéine brute insoluble à détergent acide (PBIDA) – ainsi que la digestibilité des matières sèches (MS) et les protéines brutes (PB). Les effets de l'extrusion, des types d'absorbant et les ratios absorbant par rapport à la graine de lin sur la qualité nutritionnelle et quelques une des propriétés physiques des échantillons ont été établis.

Gasification of areca husk was studied in this research. The husk is an agricultural by-product of Arecanut (Areca catechu) that could be a potential energy source for the processing of the nut. The problem of slagging during arecanut gasification was investigated using a throat-less, lab-scale downdraft gasifier. The effect of air flow rates from 0.001 to 0.006 m3/s on slag formation was studied. With increase of air flow rate, the clinker formation was found to increase (r2 = 0.7191). Subsequent studies consisted of washing the husk to remove external contaminants picked up during sun drying of the husk on ground. Husk samples were washed using water and were gasified to study the slag formation. Statistical analysis of clinker formation between washed and unwashed samples showed that the variation was significant. Ash and clinkers constituents were analyzed and their composition showed typical elements and oxides enhancing deposition problems. The alkali index calculated from ash composition indicates that slagging is practically certain to occur during thermochemical conversions of areca husk. / La gazéification de l’enveloppe fibreuse du fruit Areca catechu est étudiée dans cette recherche. Cette enveloppe fibreuse est un sous-produit agricole qui pourrait potentiellement être utilisé comme source d’énergie pour la transformation même du fruit areca. Le problème de formation de scories lors de la gazéification fut étudié à l’aide d’un gazogène à échelle laboratoire sans rétrécissement au niveau de la zone de combustion. L’effet de la variation du débit d’air de l’ordre de 0.001 à 0.006 m3/s sur la formation de scories fut étudié. La formation de scories augmenta au fur et à mesure que le débit d’air fut augmenté (r2 = 0.7191). Des études subséquentes consistèrent à laver l’enveloppe du fruit pour en retirer les contaminants minéraux obtenus lors du séchage au soleil par étalement sur le sol. Les échantillons d’enveloppes fibreuses furent lavés à l’eau et gazéifiés afin d’en étudier la formation de scories. Une analyse statistique de la formation de scories entre les échantillons lavés et non-lavés démontra une variation significative. La composition des cendres et scories fut analysée et les résultats montrèrent des éléments et composés typiques favorisant les problèmes de déposition. L’indice d’alcalinité fut évalué à partir de la composition des cendres et le résultat confirme la prédisposition des cendres à occasionner la scorification et autres dépositions lors de conversions thermochimiques de l’enveloppe fibreuse de l’Areca catechu.

An evaluation of the use of short-term cold storage of tomatoes to tide over the cyclical market glut of horticultural products was conducted in Coimbatore, Tamil Nadu, India. Farmers stored their harvest at a rental commercial cold-storage facility in the city and at an experimental cold store at the Tamil Nadu Agricultural University in Coimbatore. The goal was to study the storage characteristics of the produce as well as to assess the economic benefits of adopting such an intervention. The temperature and relative humidity conditions at both locations and the fate of the produce were monitored. The proportion of marketable produce diminished significantly as the storage period increased, with major losses occurring due to microbial damage. Differences in the air conditions at the locations did not have a significant effect on the storage-related losses of produce. Economic analysis showed that short-term cold storage would not aid farmers unless measures were taken to reduce the microbiological losses during postharvest handling. / Une évaluation d'entreposage de tomates à court terme a été effectuée à Coimbatore, dans l'état du Tamil Nadu en Inde, dans le but d'aider les fermiers à pallier la saturation cyclique du marché des fruits et légumes frais. Des fermiers ont entreposé leur récolte de tomates dans un entrepôt frigorifique commercial situé dans la ville, ainsi que dans un entrepôt frigorifique expérimental situé dans le Tamil Nadu Agricultural University dans la même ville indienne. Le but de l'expérience était d'étudier les caractéristiques d'entreposage du produit, ainsi que d'évaluer les bénéfices économiques liés à l'adoption d'une telle intervention. La température, l'humidité relative et le sort des produits horticoles ont été surveillés. Avec l'augmentation des temps d'entreposage, la proportion des fruits frais ayant une valeur marchande a baissé considérablement; la plupart des pertes était due à des infections microbiennes. Les différences dans les conditions ambiantes des deux entrepôts n'ont pas eu d'effet considérable sur les pertes de fruits frais dues à l'entreposage. Une analyse économique a démontré que l'entreposage à court terme n'aidera pas les fermiers à moins que des mesures supplémentaires soient adoptées afin de réduire les pertes microbiennes durant les manipulations post-récoltes.

If a robust anaerobic digestion process could be shown to develop in a covered manure storage tank then In-Storage Psychrophilic Anaerobic Digestion (ISPAD) could be used as a treatment system for the liquid manure resulting from intensive pork production in the Canadian climate. The most critical issue influencing the success of ISPAD is the acclimation of the microbial community in the manure to the ambient (psychrophilic) conditions. To evaluate the effectiveness of an acclimated anaerobic digestion process, the kinetics of both carbohydrate and protein degradation must be defined, such that the extent of both methane and ammonia production in the system may be determined. Finally, the impact of treatment by ISPAD on the fertilizer value of manure must be assessed. To address these issues, the composition of manure samples from a full-scale ISPAD installation in Quebec was analyzed in the laboratory, the activity and effectiveness of the microbial community were assessed in batch cultures with various substrates at several temperatures, and finally the extent of ammonia volatilization from the manure was determined in wind tunnel simulations of land application.The results of these analyses indicated that the manure microbial community in an ISPAD installation did acclimate to its psychrophilic operating conditions. The assessed kinetics suggested that robust co-existing psychrophilic and mesophilic populations degraded carbohydrates, releasing 63 % of the manure's potential methane for use as fuel. In contrast, protein degradation remained mesophilic, though long retention of manure in the system compensated for the slow reaction rate, resulting in 65 % of manure proteins transformed to plant available ammonia/ammonium nitrogen (TAN), which was conserved in the ISPAD tank. Because ammonia volatilization following land application was only 53 % of that lost by conventionally stored manure, the ISPAD treated manure could supply up to 21 % more plant available TAN.It is therefore concluded that ISPAD can be an effective treatment system for swine manure in the Canadian climate, releasing methane for use as fuel and conserving nitrogen for use as fertilizer. / Si le lisier peut développer une population robuste de microbes anaérobies en entreposage sous une couverture étanche, le concept de Digestion-Anaérobie-Psychrophile-En-Stockage (DAPES) peut alors être un traitement efficace et abordable pour les effluents d'élevages intensifs de porcs soumis au climat canadien. L'acclimatation des communautés microbiennes anaérobies aux conditions psychrophiles est donc l'élément essentiel qui détermine le développement du traitement sous le concept de la DAPES. La cinétique microbienne de dégradation des hydrates de carbones et des protéines est un indice du niveau d'acclimatation psychrophile et du potentiel de production du bio-méthane et de la minéralisation de l'azote par la DAPES. Finalement, ces procédés ont un impact direct sur la valeur fertilisante du lisier à la sortie de la DAPES. Dans le but de mesurer cette acclimatation et ce potentiel de production de biogaz, des lisiers furent obtenus d'un système DAPES installé au Québec depuis trois ans, et ceux-ci furent caractérisés par analyses chimiques. L'activité microbienne de ces échantillons de lisiers DAPES fut aussi mesurée par des essais de culture en séries avec divers substrats et sous trois différentes températures, soit 8, 18 et 35 °C. Finalement, le potentiel de perte d'azote par la volatilisation de l'ammoniac lors des épandages au sol des lisiers DAPES fut aussi mesuré. Les résultats des ces travaux en laboratoire indiquent que les populations microbiennes anaérobies se sont effectivement acclimatées aux conditions psychrophiles. Les cinétiques microbiennes indiquent la présence de deux populations robustes, dont une psychrophile et l'autre mésophile, qui peuvent décomposer 63 % des hydrates de carbone. Cependant, la dégradation des protéines demeure mésophile, bien que la longue rétention du lisier dans le système contrebalance le taux moins élevé du processus. Par conséquence, 65 % des protéines sont transformées en azote ammoniacal (AA), conservé dans le réservoir. Suivant l'épandage sur terre agricole, la volatilisation de cet AA équivalait à seulement 53 % du même perdu après épandage d'un lisier extrait d'entreposage conventionnel. En conséquence, les cultures recevraient jusqu'à 21 % plus d'engrais azoté provenant de lisier DAPES. La recherche conclut alors que le procédé DAPES peut fournir un traitement efficace pour les lisiers de porcs sujets au climat canadien, produisant la méthane pour utilisation combustible, et conservant l'azote pour fertilisation.

In southern Quebec, uncertain rainfall and weather patterns can be detrimental to crop growth even though fresh water is an abundant resource. It is therefore desirable to have a good understanding of the water fluxes that occur in the soil profile of a drained agricultural field. Performing a soil water balance is a way to determine the water uses and losses within the soil profile. A seasonal study conducted in 2010 on a 4.2 ha agricultural field in Saint Emmanuel, Quebec aimed to quantify the water fluxes due to both lateral and vertical seepage in conventional (FD) and controlled drainage/subirrigation (CD) plots using the water balance method. Each component of the water balance was measured using high precision sensors, with the exception of surface runoff, which was assumed to be negligible. The water balance was replicated over three blocks, with each block consisting of paired FD and CD plots. The field observed water balance was then compared to a simulated water balance produced with the hydrological model DRAINMOD. The model was calibrated for the 2009 and 2010 seasons, and validated for the 2004 and 2005 seasons. The model performed satisfactorily with indices of agreement of 0.71-0.95 and 0.77-0.90 for FD and CD plots, respectively. Coefficients of determination, R2, were 0.37-0.88 and a narrower range of 0.44-0.77 for FD and CD, respectively. The field water balance determined vertical seepage depths for FD plots ranging from 109 to 149 mm entering the one metre soil profile. The water balance determined 46 mm entering the profile to 33 mm exiting the profile for CD plots. The DRAINMOD simulated seepage estimates for FD were 64 mm and 26 mm entering the profile for vertical and lateral seepage, respectively. Simulated seepage estimates for CD were 44 entering and 4 mm exiting for vertical and lateral seepage, respectively. These values represent both seepage as well as the cumulative error for all other components of the water balance. The results indicate more seepage is occurring in plots under controlled drainage and subirrigation. This concurs with literature and is valid since irrigation is applied and water tables are kept higher. While the crop benefits from irrigation, increased seepage can also result in nutrient loss from the field. A balance between irrigation applied and avoiding loss of nutrients is necessary to reduce input costs to the farmer while maintaining crop yield and minimizing nutrient contamination. / Dans le sud du Québec, les précipitations et les conditions météorologiques incertaines peuvent être préjudiciables à la croissance des cultures, même si l'eau douce est une ressource abondante dans cette région. Il est donc souhaitable d'avoir une bonne compréhension du flux d'eau qui se produit dans le sol d'un champ agricole. L'exécution d'un bilan hydrologique du sol est un moyen de déterminer les entrées, les sorties et l'utilisation de l'eau. Une étude saisonnière menée en 2010 sur un terrain de 4,2 hectares de maïs à Saint-Emmanuel, Québec a tenter de quantifier les flux d'eau due à l'infiltration latérale et verticale pour deux traitements, le drainage conventionnel (FD) et le drainage contrôlé en alternance avec l'irrigation souterraine (CD), en utilisant la méthode du bilan hydrologique. Chaque composante du bilan a été mesurée à l'aide de capteurs de haute précision, à l'exception des eaux de ruissellement, ce qui fût considéré comme négligeable. Le bilan hydrologique a été reproduit sur trois blocs, chaque bloc constitué de deux paires de parcelles de terrain sous FD et CD, entrecoupés d'une zone tampon. Les valeurs d'infiltration provenant du bilan mesurées sur le terrain ont été comparées à un bilan simulé pour le même champ à l'aide du modèle hydrologique DRAINMOD. Le modèle a été calibré pour les saisons 2009 et 2010, et validé pour les saisons 2004 et 2005.Le modèle a performé de manière satisfaisante avec les indices d'accord de 0.71 à 0.95 et de 0.77 à 0.90 pour FD et CD, respectivement. Les coefficients de détermination, R2, ont été de 0.44 à 0.77 et de 0.37 à 0.88 pour FD et CD, respectivement. L'infiltration verticale observée dans le champ pour FD variait de 109 à 149 mm qui entrait la parcelle. L'infiltration pour les parcelles de CD variait entre 47 mm qui entrait dans la parcelle et 33 mm qui quittait la parcelle. Les estimés vertical et latéral d'infiltration de DRAINMOD étaient de 64 et 26 mm de profondeur qui entrait dans les parcelles sous FD, respectivement. Les estimés vertical and latéral étaient de 44 mm qui entrait et 4 mm qui quittait les parcelles sous CD, respectivement. Ces valeurs représentent à la fois l'infiltration ainsi que l'erreur cumulative pour toutes les autres composantes du bilan hydrologique. Ces résultats indiquent que plus d'infiltration se passe dans les parcelles sous CD. Ceci correspond avec la littérature et est valable parce que l'irrigation est appliquée et que les nappes phréatiques sont maintenus plus élevées. Malgré les avantages de l'irrigation des cultures, l'infiltration accrue peut également entraîner la perte de nutriments provenant du terrain. Un équilibre entre l'irrigation appliquée et en évitant les pertes d'éléments nutritifs est nécessaire pour réduire les coûts pour les agriculteurs tout en préservant le rendement des cultures sans réduire les charges en éléments nutritifs.

Assessing On-Farm Irrigation Water Use Efficiency in Southern Ontario In southern Ontario, irrigation is essential for high value horticultural crop production to overcome insufficient rainfall and achieve stabilized crop production. In a context where competition for limited water resources intensifies due to the expansion of the agricultural sector, increasing urban development and tourism, and potential climate change impacts, conserving water through efficient irrigation has become a key solution to address this growing challenge. The implementation of advanced soil water monitoring technologies and water budgeting for improved irrigation scheduling is explored to conserve water and thus cope with increasing competing demands for limited water supplies. Soil moisture was measured by gravimetric sampling in conjunction with several modern soil water sensors over the course of the 2007 growing season at 15 field sites located in southern Ontario where high value horticultural crop production is predominant. Quantities of irrigation water used were measured by flow meters that were installed at three of these sites. In addition, two grower surveys were administered: the first to collect information on current irrigation scheduling practices, and another to determine the appropriateness of the soil moisture monitoring sensors. On-farm irrigation performance was assessed by comparing calculated crop water requirements (using the water budget method) with growers' estimates of irrigation water use with soil moisture measurements taken during the growing season. In five out of six experimental zones, water was either excessively or insufficiently applied. In / Évaluation de l'Efficacité d'Utilisation de l'Eau d'Irrigation à l'Échelle de la Ferme dans le Sud de l'Ontario Dans le sud de l'Ontario, l'irrigation est essentielle à la production de cultures horticoles à haute valeur ajoutée afin de compenser l'insuffisance de précipitations et stabiliser la production de cultures. Dans un contexte où la compétition pour les ressources limitées en eau s'intensifie en réponse à l'expansion du secteur agricole, à la croissance du développement urbain et du tourisme, ainsi qu'aux impacts potentiels des changements climatiques, conserver l'eau grâce à des techniques d'irrigation économes est devenue une solution incontournable pour affronter ce défi grandissant. L'implémentation de technologies avancées de surveillance de la teneur en eau dans le sol et d'un bilan hydrique, pour améliorer les pratiques d'irrigation programmée, est explorée afin de conserver l'eau et ainsi mieux faire face à l'augmentation concurrentielle des demandes pour les ressources limitées en eau. Au cours de la saison de croissance de 2007, l'humidité du sol a été mesurée avec plusieurs sondes ainsi que par la méthode gravimétrique pour quinze sites situés dans le sud de l'Ontario où la production de cultures à haute valeur ajoutée est prédominante. Les quantités d'eau utilisées pour irriguer étaient mesurées par des compteurs de débit installés dans trois des quatre sites. De plus, les producteurs ont répondus à deux questionnaires: le premier visant à recueillir l'information concernant des pratiques actuelles d'irrigation programmée et le second à déterminer l'utilité des sondes mesurant l'humidité du sol. La

Leaf surface wetness duration time is an important agrometeorological parameter that determines fungal infections and spread of plant diseases. Surface wetness could also contribute to the reduction of transpiration and enhance pesticide effectiveness. / For these reasons, field and laboratory performances of commonly used electrical resistance (ER) sensors were compared with a beta-ray gauge (BRG). The BRG provided the most accurate measure of surface wetness duration which agreed favourably with visual observations since it uses a real leaf as a sensor. A commercially available electric grid sensor (Model 237, Campbell Scientific), which employs a hard epoxy-fibreglass board, was found to be accurate in the determination of wetness duration for tobacco but not for soybean leaves. A second cotton cloth ER sensor was found to record accurately wetness duration on tobacco leaves. The data indicated that the choice of an ER sensor for best results depends on the density of the crop canopy. If accurate measurements of leaf surface wetness are critical it is suggested that the BRG system be used.

The variations of soil mechanical properties, cohesion, c, internal friction angle, (phi), soil-rubber adhesion, c(,r)', soil-steel adhesion, c(,s)', soil-steel friction angle, (delta)(,s), soil-rubber friction angle, (delta)(,r), the sinkage moduli, kc, k(phi), and n, have been studied under field conditions for different soil depths of sandy loam and clay soils. Models to predict these parameters were developed in this study. These models were functions of soil moisture content, soil plastic limit or liquid limit and two constants which depend on the soil type and depth. Also, a model to estimate the soil moisture content by a simple and accurate method was developed using the data of daily precipitation and evaporation pan reading (class A) in southern Quebec. The soil mechanical properties models were used to study the traction characteristics of lugged tires. The investigation shows that lug design could have a significant role in improving the traction force for agricultural tires. The optimal lug angle was found for different soil types during the farming season in an average climatic year of southern Quebec.

As a by-product of biodiesel production, glycerol has now become an abundant and cheap source of carbon. Conversion of this glycerol to higher value products will increase the economic viability of the biodiesel production process. / A full factorial experimental design was used to test the effects of glycerol concentration and headspace conditions on the cell growth, ethanol and hydrogen production were investigated. The results demonstrate that increase of glycerol concentration accelerates fermentation and that hydrogen production negatively affects cell growth. Maximum ethanol yield was obtained with a glycerol concentration of 10 g/L and was 0.38 g/g glycerol under membrane condition headspace. Statistical optimization showed that optimal conditions are 20 g/L initial glycerol with initial sparging of the reactor headspace for hydrogen production and 10 g/L initial glycerol with a membrane for ethanol. / The study also investigated hydrogen and ethanol production from glucose, glycerol and crude glycerol via fermentation using Escherichia coli. The optimal conditions for fermentation of crude glycerol differ from that of pure with respect to initial glycerol concentration, supplementation and mixing speed. The maximum ethanol yield for crude glycerol was 85% of the maximum yield of ethanol of 0.42 g/g obtained at the optimum conditions of pure glycerol fermentation. / Le glycérol qui est un sous-produit de la production de biodiesel est devenu une source abondante du carbone. La conversion du glycérol en produits de valeur supérieure est nécessaire pour augmenter la viabilité du processus de la production du biodiesel de point de vue économique. / Une conception factorielle complète a été utilisée pour tester les effets de la concentration du glycérol et les conditions de l'espace libre sur la croissance cellulaire et la production de l'éthanol et de l'hydrogène. Les résultats ont montré que l'augmentation de la concentration du glycérol a accéléré la fermentation ainsi que la production de l'hydrogène a affecté négativement la croissance cellulaire. La production maximale de l'éthanol a eu une valeur de 0.38 g/g de glycérol. Cette valeur a été obtenue avec une concentration de glycérol de 10 g/L avec une membrane comme condition de l'espace libre. L'optimisation statistique a montré que les conditions optimales pour la production d'hydrogène ont été obtenues avec une concentration initiale de glycérol de 20 g/L avec barbotage initiale de l'espace libre du réacteur et pour l'éthanol avec une concentration initiale de glycérol de 10 g/L avec une membrane. / L'étude a également enquêté la production de l'hydrogène et de l'éthanol par la fermentation du glucose, du glycérol et du glycérol brut en utilisant l'Escherichia coli. Les conditions optimales de la fermentation du glycérol et du glycérol brut n'ont pas été les mêmes concernant la concentration initiale du glycérol, la supplémentation et la vitesse de mélange. La production maximale de l'éthanol en utilisant le glycérol brut a eu une valeur de 0.42 g/g. Cette valeur correspond à 85% de la production maximale de l'éthanol obtenues dans les conditions optimales de la fermentation du glycérol pur.