• 제목/요약/키워드: 유거수

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집중강우시 우리나라 밭토양의 토성별 경사도별 물유출 양상 (Runoff in upland soils at a torrential rain with soil texture and slopeness)

  • 정강호;허승오;하상건
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.255-259
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    • 2005
  • 본 연구는 1981-1991년 농업과학기술원 라이시미터에서 수집한 결과를 이용하여 집중강우시 경사지 밭토양의 물유출 특성을 구명하였다. $7\~9$월 집중강우시 토양 침투수나 지표 유거수는 농업지역에서 환경으로 물질이 이동하는 주요 경로이며 특히 경사지 밭토양에서 지표 유거수는 토양유실의 주원인 중 하나이기 때문에 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 강우량, 지표 유거수량, 지하 침투수량 측정 자료 중 호우주의보가 발령되는 일강우량 80mm이상일 때를 대상으로 하여 토성과 경사도에 따른 강우량과 유거수, 침투수의 관계를 분석하였다. 강우량이 적을 때 강우에 대한 침투수와 유거수의 비율은 강우시 표토의 토양수분함량에 많은 영향을 받는다. 이는 표토의 토양수분함량에 따라 유출 또는 침투 발생 유효강우량이 결정되기 때문이다. 강우량이 적을 때의 유거수량과 침투수량을 판단하기 위해 범용토양유실예측공식(Universal soil loss equation, USLE)에서는 0.5 inch 즉, 12.5 mm 이상의 강우를 유출에 대한 유효강우로 가정하고 있으며 많은 모형에서 토양의 침투속도, 포장용수량, 강우시점의 토양수분함량의 함수로 유출 또는 침투 유효강우량을 산정하고 있다. 그러나 강우량이 클 때는 강우에 대한 침투수와 유거수에 비율에 토양수분함량이 미치는 영향이 비교적 적기 때문에 토양의 수분함량에 대한 고려없이 강우와 침투수, 유거수에 대한 관계를 평가하는 것이 가능하였다. 경사도 $10\%$, 경사장 15m, 피복작물 콩인 양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.

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돈분이 시용된 밭토양에서 질산태질소의 유거손실 (Runoff Loss of NO3-N Derived from Pig Manure Under Upland Condition)

  • 윤순강;박광래;김민경;김원일;류순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.158-164
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    • 2001
  • 밭토양에 돈분이 시용되었을 때 토양에서 유실되는 유거수에 의한 질산태질소의 유거손실을 구명하기 위하여 본 연구를 실시하였다. 경사가 4% 정도 되는 밭토양에 나지와 옥수수 재배조건 하에서 돈분을 무처리, 50, $100ton\;ha^{-1}$ 수준으로 처리하고 유거수 중에 질산태질소 유거량을 조사한 결과는 다음과 같다. 유거수량은 강우량이 많을수록 증가하였으나 돈분시용량이 증가할수록 유거수량은 감소하였다. 유거수 중에 질산태질소의 농도는 옥수수 재배조건에서 높았는데 같은 처리 조건에서 나지에서의 유거수 중에 질산태질소 농도에 비하여 86.9, 42.9,33.6% 가 높았다. 질산태질소의 총유거 손실량은 나지구에서 높았으며 처리 수준별 유거량은 $1.34{\sim}3.15kg\;NO_3-N\;ha^{-1}$ 였다. 유거수 중에 양이온들의 농도는 K> Mg> Na> Ca 순이었다.

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경사도 증가가 옥수수의 생산성 및 유거수 중의 N의 유실에 미치는 영향 (Effect of Increased Slope on Corn Productivity and Nitrogen Losses in Runoff Water)

  • 정민웅;육완방;최기춘
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.167-176
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    • 2011
  • 본 연구는 우분액비의 시용이 경사도를 달리한 사료용 옥수수 재배지에서 옥수수의 생산성 및 유거수 중의 N의 유실에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 건국대학교 축산대학 사료작물 시험포 내 설치된 Erosion apparatuses (가로 0.33 m, 세로 3 m, 깊이 0.4 m)를 이용하여 수행하였다. 시험구의 경사도는 0%, 8.75%, 17.50%로 하였으며, 우분액비는 6개월 이상 부숙된 것으로 질소 기준 200 kg/ha 시용하였다. 옥수수의 건물생산성과 사료가치는 경사도에 의해 영향을 받았으며, 17.50% 경사지의 건물생산성은 0% 경사지의 건물생산성에 비해 유의적인 감소를 보였다 (P<0.05). 유거수 중의 평균 $NO_3^--N$$NH_4^+-N$의 농도는 경사가 높아질수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이상의 결과에서 보는 바와 같이 우분액비를 시용하여 사료용 옥수수를 재배할 경우, 경사도가 증가할수록 그리고 집중호우가 발생할 경우에 유거수 중의 양분 유실량은 증가가 예상되기 때문에 경사도가 심한 지역에서 옥수수를 재배할 때에는 양분유실에 따른 수질오염을 고려하여 사료작물 재배 방법이 모색되어야 한다.

제주 화산회토양에서 돈분액비 시용이 유거수의 특성에 미치는 영향 (Effects of Pig Slurry Application on the Characteristics of Runoff Water in Volcanic Ash Soil in Jeju)

  • 박남건;황경준;박형수;송상택;김문철
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.189-196
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    • 2007
  • 제주지역에서 사료작물 작부체계에 있어 여름철에 주로 재배되고 있는 수수$\times$수수 교잡종을 공시하여 lysimeter에 돈분액비 시용수준이 유거수의 특성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 무비구, 화학비료구(200kg N/ha), 돈분액비 시용구(200, 400, 600kg N/ha) 등 5처리를 두어 난괴법 3반복으로 수행하였다. 돈분액비의 시용 초기에 유거수내 BOD 및 COD는 돈분액비 600kg N/ha 시용구가 다른 처리구에 비해 유의적으로 높았다(p<0.05). 또한 돈분액비 시용량이 증가할수록 유거수의 T-N는 증가하였다. 그러나 유거수 중의 T-P 농도는 돈분액비 시용수준에 대한 영향은 크게 나타나지 않았다. 유거수 중의 $NO_3-N$$NH_4-N$ 농도는 돈분액비 시용수준이 증가할 수록 높았다(p<0.05). 결론적으로 제주 화산회토양에서는 돈분액비 시용량이 증가할 수록 수수$\times$수수 교잡종의 건물수량은 높일 수 있으나 유거수에 의한 환경오염이 우려된다. 따라서 제주 화산회토양에서 화학비료를 대체하기 위한 돈분액비 이용은 200kg N/ha 시용하는 것이 환경 오염방지 측면에서 안전할 것으로 판단된다.

시설재배지 토양의 유거수에 의한 염류의 이동 (Salt Movement of Soils by Runoff in Green House Area)

  • 강보구;김현주;이경자;김재정;홍순달
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.112-115
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    • 2001
  • 염류가 집적된 시설재배지 토양에 대한 유거수에 의한 염류의 이동을 조사하여 농업환경보전자료로 활용하고자 충북 청주지역 시설재배농가 포장에 유거수를 수거할 수 있는 lysimeter를 설치하여 시험을 수행한 결과 다음과 같다. 본 시험중에 내린 강우량의 유거수율은 $38{\sim}77%$의 범위로 평균 58% 이었고 유거수중의 양이온 평균 함량은 $Ca^{2+}(27.12\;mg/L)$ > $K^-(9.18\;mg/L)$ > $Mg^{2+}(2.53\;mg/L)$ > $Na^+(1.89\;mg/L)$의 순이었으며 음이온들의 평균 함량은 $SO_4\;^{2-}(63.38\;mg/L)$ > $NO_3\;^-(25.40\;mg/L)$ > $Cl^-(4.19\;mg/L)$ > $PO_4\;^{3-}(3.18\;mg/L)$의 순이었다. 조사기간중에 내린 강우량의 유거수에 의한 용탈량은 농도가 가장 높았던 $SO_4\;^{2-}$가 140.1 kg/ha 로 가장 많았으며 그 다음은 $Ca^{2+}:$ 59.9 kg/ha, $NO_3\;^-:$ 56.1 kg/ha, $K^+:$ 20.3 kg/ha, $Cl^-:$ 9.3 kg/ha, $PO_4\;^{3-}:$ 7.0 kg/ha, $Mg^{2+}:$ 5.6 kg/ha, $Na^+:$ 4.2 kg/ha 순이었다. 유거수의 $PO_4\;^{3-}$의 함량 및 용탈량은 토양에 집적된 함량에 비하여 낮았다.

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제초제 처리 과수원 포장에서 강우 사상의 효과. 1. 토양 물리성과 화학성의 변화 (Effects of Rainfall Events on Soil in Orchard Field under Herbicide Treatment. 1. Temporal Characteristics in Soil Physical and Chemical Properties)

  • 정덕영;김필주;박미숙
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.25-35
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    • 2010
  • 약간 경사가 있고 침식 가능성이 높은 배나무 과수원 포장에서 2가지 종류의 제초제를 처리하여 유거수와 토양침식의 변화를 관찰하였다 : (1)발아 전 처리 제초제 - Glyphosate; (2)발아 후 처리 제초제 - Paraquat. 조사지 포자의 고도는 125 m 경사도는 5.5% ~ 10.2%의 분포를 보였다. 한편 조사기간인 2006년 6월과 2008년 11월 사이의 강우 횟수는 각각 47, 52, 52회로 조사되었다. 정상적인 침투율은 보통 잡초가 모두 제거된 맨땅에서 증가하지만 제초제가 처리된 땅에서는 감소했다. 대조구에서 유거수는 항상 제초제를 처리한 땅과 맨땅에서 보다 더 적었다. 같은 강우강도에서 유거수는 대조구, glyphosate 그리고 paraquat 순으로 증가하였다. 강우의 강도가 센 경우에 유거수 차이는 조사 첫해에 약간 더 높았다. 토양 유실은 연구기간 3년 동안 약간씩 다르나 조립질 토양보다 미세질토양에서 유실이 더 많았다. 하지만 토양유실은 총강우량과 유거수와는 밀접한 연관이 없는 것으로 조사되었다. 동일 강우강도에서 토양침식률은 대조구, glyphosate, paraquat 그리고 glyphosate가 처리된 맨땅 순으로 증가하였다. 상대적으로 30 mm $day^{-1}$보다 낮은 강우량에서 제초제 처리와 상관없이 토양유실에 미치는 영향은 차이가 없었다. 결과적으로 토양침식에서 중요한 요인은 강우강도이다.

혼파초지에서 우분액비 시용수준이 유거수 및 토양특성에 미치는 영향 (Effect of Application level of Liquid Cattle Manure on the Run-Off Water and Soil Properties in Mixtures Swards)

  • 김원호
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.53-58
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    • 2000
  • 본 시험은 양축농가에서 환경오염으로 문제시되고 있는 우분뇨 액상구비를 혼파초지에 환원시 유거수내 BOD, COD 특성과 토양내 화학적 변화를 구명코자 축산기술연구소에서 무비구, 금비단용구, 우분뇨액비구(40, 60, 80톤/ha)를 두어 난괴법 5처리 3반복으로 시험한 결과는 다음과 같다. 무비구에서 유거수량이 1,469.4mm로 가장 많았으나 분뇨액비 60톤구에서는 1,278.1mm로 가장 적었다. 유거수내 BOD는 무비구에서 $19.84m{\ell}/{\;}{\ell}$로 가장 낮았으나 우분뇨 액비 수준이 증가함에 따라 높아지는 경향이었으며, 우분뇨액비 80톤구에서 $36.22m{\ell}/{\;}{\ell}$로 가장 높았다. 유거수내 CDO는 무비구에서 $21.28m{\ell}/{\;}{\ell}$로 가장 낮았으나 우분뇨 액비수준이 증가함에 따라 높아지는 경향이었으며, 우분뇨액비 80톤구에서 $37.51m{\ell}/{\;}{\ell}$로 가장 높았다. 토양의 화학성분중 유효인산 함량과 T-N은 금비구보다 우분뇨 액비 시용구에서 높게 나타났으나 우분뇨액비 수준간에는 차이가 적었다.

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고랭지밭의 토양침식 저감을 위한 완충식생대의 효과 (Effects of Vegetative Buffers on Reducing Soil Erosion and Nutrient Loss of Highland Field in Korea)

  • 진용익;이정태;이계준;황선웅;장용선;박창영;서명철;류종수;정진철;정일민
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.231-238
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    • 2009
  • 본 연구는 고랭지 경사밭에서 발생하는 유거수량, 토양유실, 영양물질 유출량을 감소시키는 완충식생대의 효과를 연구하기 위하여 수행하였다. 시험에 사용된 포장의 토양은 운교통이고, 가로 2.5m, 세로 20m인 무저 lysimeter에서 시험하였다. 연구포장은 경사율 17%를 가진 경사밭이며, 배추를 재배하였다. 완충식생대로 이용된 초종은 Rye(Secale cereale L.), Tallfescue(Festuca arundinacea Schreb) Orchardgrass(Dactylis glomerata L.)이다. 이들은 경사밭 아래 부분에 조성되었다. 호밀 식생대의 폭은 1m, 2m, 4m를 두었고, Orchard grass와 Tall fescue는 2m로 설정하였다. 완충식생대를 조성하기 위해 각 초종을 2005년 9월에 파종하였고, 배추는 2006년 6월에 정식하였다. 토양유실량, 유거수량, 영양물질 유출량의 측정은 2006년 6월부터 8월까지 수행하였다. 유거수량, 토양유실량 및 영양물질 유실량은 강우가 집중된 7월에 가장 높았다. 유거수를 감소시키는 완충식생대의 효과를 대조구와 비교해 볼 때, 2m로 폭이 같은 완충식생대에서 호밀은 3%, Orchard grass는 1%, Tall fescue는 2% 저감 효과가 있었다. 폭이 다른 호밀 완충식생대간의 비교에서, 1m는 1%, Rye 2m는 3%, Rye 4m는 13%의 저감효과가 나타나 Rye 4m의 효과가 가장 좋았다. 토양유실저감측면에서 대조구와 비교할 때, 2m 완충식생대 중 호밀식생대는 59%, Orchard grass 46%, Tall fescue 28% 토양유실을 줄이는 것으로 나타나 같은 폭에서 호밀식생대의 효과가 가장 좋았다. 폭이 다른 호밀 식생대의 비교에서 1m는 62%, 2m는 60%, 4m는 88%의 토양유실 저감 효과가 나타나, 4m의 효과가 토양유실을 저감하는데 가장 좋은 효과를 보였다. 한편, 유거수와 토양에서 발생한 N, P, K 유출 저감에서는 호밀 2m완충식생대에서 각각 54%, 16%, 11%, Orchard grass는 각각 22%, 24%, 22%를, Tall fescue는 10%, 7%, 12% 영양물질유출을 줄였다. 호밀완충식생 중에서 폭이 큰 4m에서 영양물질 유출저감효과가 가장 좋았다. 이 연구의 결과, 유거수량, 토양유실 저감효과는 호밀완충식생대가 다른 초종의 식생대보다 좋아서 유거수, 토양유실 그리고 영양물질 유출 저감을 위해 폭이 큰 호밀완충식생대의 설치가 효과적이라 생각된다.

경사지에 따른 우분 액비의 시용이 목초의 생산성 및 양분의 유실에 미치는 영향 (Effects of Cattle Slurry Application According to the Slopes on Forage Yield and Nutrient Runoff in Mixed Grassland)

  • 정민웅;최기춘;윤창;김원호;육완방
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.21-28
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    • 2007
  • 본 연구는 경사도를 달리한 혼파초지에서 우분액비의 시용이 초지의 생산성 및 유거수 중의 N과 P의 유실에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 건국대학교 축산대학 초지 및 사료작물 시험포 내 설치된 Erosion apparatuses를 이용하여 수행하였다. 시험구의 경사도는 0%, 8.75%, 17.50%로 하였으며, 초지조성은 Orchard-grass 17 kg, Tallfescue 13 kg, Kentucky bluegrass 5 kg의 비율로 ha 당 35 kg을 파종하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다. 목초의 건물생산량과 질소생산량은 경사도가 증가할수록 감소하였으나, 질소 함량은 경사도가 증가함에 따라 약간 증가하였다. 유거수 중의 $NO_3-N$, $PO_4-P$의 평균 농도는 경사도가 증가할수록 유의적으로 증가하였으나, 년중 농도 변화의 경우 $NO_3-N$ 일정한 경향을 나타내지 않았으나 우분액비 살포 후 처음 수집한 유거수 중의 농도가 높게 나타났다. 년 중 $PO_4-P$의 농도는 시험 전 기간에 걸쳐 2 mg/L를 넘지 않았으며, 최고 농도는 1.56 mg/L로 일정한 경향을 나타내지는 않았다. 전체적인 양분의 유실의 변화는 비료 살포 후 첫 강우 시 높게 나타났으며, 여름철 강우가 집중되는 시기에는 상대적으로 농도가 낮았는데, 이는 집중 강우로 인해 유거수의 양이 많아져 양분의 농도가 희석된 것으로 생각된다. 이상의 결과에서 우리나라와 같이 경사지가 많고 여름철에 강우가 집중되는 환경에서, 경사지에서 우분액비의 시용은 양분의 유실로 인한 수질오염과 이에 따른 초지의 생산성 저하를 가져올 수 있는 것으로 사료된다. 따라서 여름철 집중 강우가 내리는 시기를 피해 우분액비를 시용하여 작물의 양분 이용 효율을 높이고 유거수 중의 양분 유실을 방지하는 시비 방법의 정립이 필요할 것으로 생각된다.

옥수수 재배 시 퇴비 및 바이오차 시용 토양에서 질소 이동 동태 (Nitrogen Transformation in Soil Cooperated with Organic Composts and Bio-char During Corn (Zea mays) Cultivation)

  • 신중두
    • 유기물자원화
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    • 제22권3호
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    • pp.33-40
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 옥수수 재배 기간 동안 퇴비 및 바이오차를 시용한 토양에서 질소 무기화와 질산화율을 평가하였으며, 또한 유거수에 의한 총 탄소 및 질소 유실량을 산정하는 것이었다. 본 실험에 사용된 토성은 식양토였고, 비료 시용량은 토양검정 시비량으로서 $230-107-190kg\;ha^{-1}$($N-P_2O_5-K_2O$)이었으며, 바이오차 시용량은 토양무게 기준 0.2%이었다. 토양 시료는 15일 간격으로 채취하였으며, 시험구는 우분, 돈분 및 호기액비 처리구 와 각각의 처리구에 바이오차를 혼용하였다. 질소 무기화 및 질산화율은 일반적으로 파종 후 45일 토양 시료를 제외하고 유기성 퇴비만 시용한 구에 비해 바이오차를 혼용한 구에서 더 낮게 나타났으며, 호기액비 처리구에서 가장 높게 관측되었다. 유거수에 의한 총 탄소의 유실은 $1.5{\sim}3.0kg\;ha^{-1}$범위이었으며, 바이오차를 혼용한 돈분처리구에서만 $0.4kg\;ha^{-1}$ 저감되는 것으로 평가되었다. 또한 바이오차를 혼용함으로서 총 질소량이 돈분 및 호기소화액 처리구에서 각각 4.2 (15.1%) 와 $3.8(11.8%)kg\;ha^{-1}$이 줄어드는 것으로 나타났다.