상토에 기비로 혼합된 질소의 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율이 '불암 3호' 배추의 플러그묘 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 코이어 더스트:피트모스:펄라이트가 3.5:3.5:3(v/v/v)으로 혼합된 상토를 조제하는 과정에서 기비로 혼합된 질소 수준을 $300mg{\cdot}kg^{-1}$으로 고정하고, $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율을 0:100, 27:73, 50:50, 73:27, 100:0으로 조절하였다. 각각의 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 처리구에 다른 필수적인 비료는 동일하게 배합하여 72구 플러그트레이에 충전하였다. 배추 종자를 파종한 후, 2주와 4주 뒤에 지상부 생육을 조사하였다. 식물체내 무기원소 함량은 파종 4주 후 묘를 분석하였고, 매주 채취한 상토를 이용하여 무기원소 농도를 분석하였다. 파종 후 묘의 생장이 진행됨에 따라 상토의 pH가 점차 상승하고 EC가 낮아지는 경향을 보였다. 파종 2주 후 $NH_4{^+}$ 비율이 높았던 처리에서 $NO_3{^-}$ 비율이 높았던 처리들 보다 상토의 K, Ca, 및 Mg 농도가 높았지만 파종 4주 후 모든 처리에서 매우 낮은 농도로 분석되었고 처리간 차이도 뚜렷하지 않았다. 상토의 $NO_3{^-}$ 농도는 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$(100:0) 처리에서 가장 낮았고, $NH_4{^+}:NO_3{^-}$(0:100) 처리에서 가장 높았으며, $NH_4{^+}$ 농도는 반대의 경향을 보였다. 파종 2주 후의 배추 유묘는 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율을 27:73으로 조절한 처리에서 지상부 생체중 및 건물중이 가장 무거웠으며, 파종 4주 후에는 50:50으로 조절한 처리에서 가장 무거웠다. 100:0($NH_4{^+}:NO_3{^-}$)처리의 경우 발아 후 생존율이 약 19%였고, 생존한 식물체의 4주 후 지상부 생장도 가장 저조하였다. 이상의 결과는 배추 플러그 육묘시 식물이 어린 상태에서는 $NH_4{^+}$ 비율을 기비로 혼합된 총 질소의 25% 이하로, 식물이 어느 정도 생장한 상태이더라도 50% 이하로 조절하여야 $NH_4{^+}$ 독성을 방지할 수 있음을 의미한다.
본 실험은 NFT재배에서 배양액내 NO$_3$-N과 NH$_4$-N의 비율과 $CO_2$ 시용이 결구상추의 생육, 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였는데, 그 결과는 다음과 같다. 1. 배양액의 pH와 EC를 보정하지 않았을 경우, NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0인 구에서의 pH는 점차적으로 증가하였고, NH$_4$-N의 비율이 높을수록 급격히 저하하여 pH4.0까지 낮아졌다. 2. 배양액을 보정하지 않은 상태에서 NO$_3$-N 및 NH$_4$-N의 일 변화를 측정하여 본 결과, NO$_3$-N의 흡수율은 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 75:25, 50:50 처리구에서 각각 27.7%, 26.1% 였으나 NH$_4$-N의 흡수율은 87.9%, 71.2%로 결구상추는 NH$_4$-N을 우선적으로 흡수하였다. 3. 엽내 무기성분 함량에서 T-N는 NO$_3$-N과 NH$_4$-N 비율에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, P$_2$O$_{5}$, $K_2$O, CaO, MgO는 생육이 가장 좋았던 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0에서 높게 나타났다. 4. $CO_2$ 시용에 의한 각 처리별 $CO_2$ 동화율도 수량과 같은 경향을 나타내어 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0 처리에서 가장 높았고, 배양액의 NH$_4$-N비율이 높아질수록 현저히 떨어졌다. 5. 결구상추의 생육은 $CO_2$ 1500ppm 시용과 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0 처리에서 가장 좋았고, $CO_2$ 무처리구에 비하여 $CO_2$ 1500ppm 처리구에서 대체로 양호하였으나, NO$_3$-N:NH$_4$-N이 75:25, 50:50인 처리에서는 $CO_2$ 시용에 의한 수량의 증가가 경미하여 처리간 차이가 인정되지 않았다. 6. 엽중 nitrate함량은 배양액의 NO$_3$-N함량과 비례하여 NO$_3$-N:NH$_4$-N 이 100:0에서 가장 높았고, vitamin C 함량은 NO$_3$-N:NH$_4$-N이 100:0인 처리에서 가장 낮고, NH$_4$-N의 비율이 많을수록 높아졌다. $CO_2$ 시용에 의하여 엽중 질산염함량은 경감할 수는 있었으나 그 효과는 경미하였다.다.
본 연구는 딸기 배양액의 $NO_3-N$와 $NH_4-N$의 비율을 달리하여 '장희(章姬)' 딸기의 생육, 수량 및 과실의 품질, 그리고 양이온 흡수에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. $NO_3-N$와 $NH_4-N$의 비율은 5.5:0, 4.0:1.5, $3.0:2.5me{\cdot}L^{-1}$로 조절하였다. 실험기간 동안 배양액내의 $NH_4-N$의 비율이 높아질수록 pH가 낮았으며, EC는 전 실험기간 동안 $0.8{\sim}1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 4월 이후에 5.5:0 처리구가 다른 처리구보다 약간 낮았으나 그 외에는 처리구 간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. $NO_3-N:NH_4-N$를 3.0:2.5로 $NH_4-N$의 비율을 높여도 양이온의 흡수에 길항증상이 나타나지 않았다. 딸기의 엽병장과 엽폭은 $NO_3-N$의 단독 처리구 보다 $NO_3-N:NH_4-N$이 4.0:1.5와 3.0:2.5인 처리구에서 더 길어졌다. $NO_3-N:NH_4-N$이 4.0:1.5와 3.0:2.5 처리구 간에는 유의한 차이가 없었다. 과장, 과경, 과중, 당도는 $NO_3-N$와 $NH_4-N$비율 차이에 따른 통계적인 유의차가 인정되지 않았다. 주당 과실 수량은 $NO_3-N:NH_4-N$ 4.0:1.5의 처리구에서 가장 낮았으며, 나머지 두 처리간에는 유의한 차이가 없었다. 실험 기간 동안 이상과는 전혀 발생하지 않았다.
비료를 유도용액으로 사용하는 정삼투를 하수처리수(2차 침전지 유출수)의 재이용에 적용하여 유도용액의 성능을 평가하였다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 비료 중에서 삼투압, 용해도 및 pH 등을 고려하여 $NH_4H_2PO_4$, KCl, $KNO_3$, $NH_4Cl$, $(NH_4)_2HPO_4$, $NH_4NO_3$, $NH_4HCO_3$ 및 $KHCO_3$을 유도용액 후보군으로 선정하고, 수투과선속 및 역용질선속을 측정하여 유도용액의 성능을 평가하였다. 평균 수투과선속은 KCl > $NH_4Cl$ > $NH_4NO_3$ > $KNO_3$ > $KHCO_3$ > $NH_4HCO_3$ > $NH_4H_2PO_4$ > $(NH_4)_2HPO_4$의 순서로 나타났으며, KCl을 유도용액으로 사용하였을 때, 평균 수투과선속은 13.49 LMH이었다. 하수처리장 2차 침전지 유출수의 삼투압은 탈이온수의 삼투압에 비해 큰 차이가 없었다. 역용질선속은 $NH_4H_2PO_4$ < $NH_4Cl$ < $(NH_4)_2HPO_4$ < $KNO_3$ < $NH_4HCO_3$ < $NH_4NO_3$의 순서로 나타났으며, $NH_4H_2PO_4$를 유도용액으로 사용하였을 때, 역용질선속은 $4.96{\times}10^{-3}mmol/m^2{\cdot}sec$이었다.
$NH_4NO_3$을 유일한 질소원으로 하는 배지를 제작하여 혐기적 조건에서 P. aeruginosa AE-1-3을 분리하였다. 이 균은 $1.0\%$ glucose를 배지에 첨가한 조건에서 $0.1\%\;NH_4NO_3$를 완전히 제거하였다. P. aeruginosa AE-1-3은 $0.5\%$ glucose존재 하에서도 $0.1\%\;NH_4NO_3$를 완전히 제거하였으며 균의 활성을 높이기 위해 배지에 $Cu^{2+},\;Sn^{2+},\;Zn^{2+}$를 첨가함으로써 $0.3\%\;NH_4NO_3$도 제거할 수 있었다. 본 균의 $NH_4NO_3$거시의 유기물 이용경로를 알아보기 위해 COD를 측정한 결과 $0.1\%\;NH_4NO_3$의 $NO_3^-$가 완전히 제거되고 $NH_4^+$가 $50\%$제거되는 동안 glucose를 전혀 필요로 하지 않는 결과를 확인했다. 이 결과로 본 균이 heterotrophy 이지만 혐기성 및 무유기물 조건에서 $NO_3^-$및 $NH_4^+$를 제거한다는 것을 알 수 있다. P. aeruginosa AE-1-3은 autotrophy보다 높은 생육과 높은 $NH_4^+$ 및 $NO_3^-$제거 능력을 보여주었다. 본 균은 저 유기물상태에서 고농도 $NH_4^+$ 및 $NO_3^-$를 완전히 제거할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다. 본 균은 우리나라처럼 C/N비가 낮은 축산폐수 및 하$\cdot$폐수를 처리하는데 응용될 수 있다면 폐수 속의 유기물만으로도 수중에서 질소를 효과적으로 제거할 수 있는 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.
Theoretical prediction of the equilibrium of temperature and relative humidity dependance involving $HNO_{3(g)}-NH_{3(g)}$ and $NH_4NH_{3(s, aq)}$ was compared with atmospheric measurement of particulate nitrate$(NO_3^-)$, Ammonia-Nitric Acid partial pressure product $([$NH_{3(g)}][HNO_{3(g)}]ppb^2$) by a triple filter pack sampler from Oct 1991 to July 1992. The measured $HNO_3NH_3$ concentration product K was greater than equilibrium constant $K_p$ calculated from thermodynamic data of $NH_4NO_{3(s, aq)}-HNO_{3(g)}-NH_{3(g)}$ during fall, winter and spring. But K was lower than $K_p$ in summer. K was greater than $K_p$ as the result of supersaturation by air pollution, particularly anthropogenic $NH_3$.The reason of $K < K_p$ was due to removal of particulate nitrate$(NO_3^-)$ by rainout and washout. $NH_4NO_3$ which consists mainly of particulate nitrate is formed by reaction between $HNO_3$ and $NH_3$. As a result of the removal of particulate nitrate$(NO_3^-)$ by rainout and washout, concentrations of $HNO_3$ and $NH_3$ are decreased by equilibrium transfer(Le Chatelier's Law) in atmosphere.
Concentration of volatile particulate nitrate(NH$_4$NO$_3$) in TSP in ambient air was determined from Feb. to Oct 1993. Sampling was carried out using a two-stage Andersen air sampler at the top of a five-story building located at Kon- Kuk University in Seoul Concentration of NH$_4$NO$_3$ in TSP was measured by Pyrolysis of sample filters at 16$0^{\circ}C$ for 1hr. Concentration of NH$_4$NO$_3$ was higher in winter time compared with that in summer time. Also, concentration of NH$_4$NO$_3$ was higher in fine particles compared with that in coarse particle. The range of NH$_4$NO$_3$concentration was between 2.99 and 9.86 $\mu\textrm{g}$/㎥. Weight fraction of NH$_4$NO$_3$ in total particulate nitrate was 31.1~59.5%, and weight fraction of NH$_4$NO$_3$ in YSP was 2.1~11.2%.
잎상추 수경재배시 배양액 내 NO$_3$-N와 NH$_4$-N 비율 및 pH 조절이 엽중 nitrate 함량에 미치는 효과를 구명하였다. NO$_3$-/NH$_4$$^{+}$의 비율 처리는 12:1, 10:3, 8:5이었으며, 8:5 처리구에 pH를 자동적으로 조절해준 처리구조 설정하였다. pH의 변화는 12:1 처리구에서는 실험기간 동안 계속적으로 상승하는 경향을 보였고, NH$_4$$^{+}$의 비율이 높을수록 pH가 상당한 저하하다가 낮은 수준에서 유지되었다. NH$_4$$^{+}$의 비율이 가장 높았던 8:5에 pH를 자동적으로 조절해준 처리구에서는 5.5-6.5 사이의 안정적인 수준으로 pH를 유지하였다. 엽중 nitrate 함량은 전반적으로 12:1 처리구에서는 점점 감소하는 경향을 보였으나, 12:1과 8:5에 pH를 조절해준 처리구에서는 비슷한 양상으로 수확시마다 증가하는 경향을 보였다. 즉, NH$_4$$^{+}$의 비율을 높이고 배양액의 pH를 조절하는 것이 생육 및 엽중 nitrate 함량에 가장 좋은 것으로 나타났다
Theoretical predictions of the atmospheric equilibrium involving $HNO_3, NH_3 and NH_4NO_3$ were compared with atmospheric measurements of particulate nitrate$(NO_3^-)$, $HNO_3$ and $NH_3$ concentration by triple filter pack sampler and Andersen air sampler in Seoul from 8th to 11th Oct 1991. The measured $HNO_3-NH_3$ concentration product K was higher than equilibrium costant Kc calculated from thermodynamic data of $HN_4NO_{3(s)} -HNO_{3(g)} -NH_{3(g)}$. The cause of K is greater than Kc was the result of air pollution, partcicularly anthropogenic $NH_3$.
본 연구는 팔레놉시스의 생육에 적합한 배양액내 $NO_3^-$와 $NH_4^+$의 비율을 찾고 그리고 그 비율이 화경의 품질에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 수행되었다. 실험에 사용된 배양액내 $NO_3^-$와 $NH_4^+$의 비율은 100%: 0%, 90%: 10%, 80%: 20%, 70%: 30%였다. 배양액내 팔레놉시스의 생육은$NO_3^-$만을 공급할 때보다 $NO_3^-$와 $NH_4^+$를 함께 공급할 때 생육이 증가하였다. 특히 $NH_4^+$의 비율이 10%일 때 생체중과 건물중이 가장 높았다. 그러나 배양액내 $NH_4^+$의 비율이 10%에서 30%로 증가함에 따라 지상부와 뿌리의 생육은 감소 되었다. 화경의 길이, 개체당 화경수와 소화수 모두 $NH_4^+$ 비율이 0%에서 10%로 증가함에 따라 높았으나 30%로 높아질수록 감소하였다. 즉, 팔레놉시스의 생육에 적합한 배양액내 $NO_3^-$와 $NH_4^+$의 비율은 90%:10%이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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