인산석고(phosphogypsum)는 비료생산과정에서 발생되는 산업부산물로, 주요구성성분은 이수석고(CaSO$_4$.2$H_2O$)의 성분이 대부분이고 여기에 인(P$_2$O$_2$), 철(F)와 유기물질 등으로 이루어져 있다. 전 세계적으로 인산석고 발생량은 현재 1억8천만톤이고 향후 약 3억8천만톤 발생될 것으로 추정되며, 국내에는 약 157만톤이 발생되고 있다. 본 연구는 성토재료로 인산석고를 활용할 경우 이에 대한 물리적 환경적 특성을 분석하였다. 이를 위하여 인산석고와 화강토 혼합비율에 따른 입도분석, 비중시험, 다짐시험, CBR시험, pH시험 및 용출시험 등 일련의 실험을 실시하였다. 실험결과, 인산석고 혼합재료를 성토재료로 활용할 경우 환경적으로 유해한 영향이 적으며, 산업부산물의 자원화 차원에서 대체 성토재료로 활용이 가능한 것으로 나타났다.
유기질비료의 질소, 인산 및 칼리의 주성함량은 유기질비료의 질을 결정하는 요소 일뿐만 아니라 작물 재배시 시비량결정에 매우 중요하다. 따라서 본 연구에는 국내 시판 유기질비료 및 원료를 수거 조사하여 주성분 함량의 분포특성을 파악하여 시비량 결정을 위한 기초 자료로 활용코자하였다. 식물성 유기질비료의 원료 중 전 질소함량은 대두박이 $76g\;kg^{-1}$으로 가장 높았으며, 깻묵은 $70g\;kg^{-1}$, 유채박 $66g\;kg^{-1}$, 면실박 $54g\;kg^{-1}$, 미강박 $22g\;kg^{-1}$ 순이었다. 시판 유기질비료 43점의 주성분을 분석한 결과 전 질소함량은 $30.5-139.0g\;kg^{-1}$, 전 인산 $2.3-96.3g\;kg^{-1}$, 전 칼리는 $0.1-29.3g\;kg^{-1}$을 나타내었다.
토지이용 유형과 유효인산 함량이 다양한 56개 토양을 대상으로 범용 분광광도계를 사용한 Lancaster법과 분석과정 및 측정과정을 간편화시킨 Soiltek$^{(R)}$ KA-1에서 제시하는 방법으로 측정한 유효인산함량에 대하여 정확도 및 정밀도를 비교 분석하였다. 두 방법으로 분석된 인산함량은 고도의 유의성 있는 정의상관 ($r=0.998^{***}$)을 보였으며, 기울기는 0.97로 거의 일치하여 두 방법간의 정확성은 차이가 없었다. 또한, 두 방법으로 측정된 인산함량 분석결과의 표준편차, CV, 상대정밀도(RS)는 거의 차이가 없으므로 정밀도에서도 차이가 없었다. 따라서, 분석과정 및 기기조작의 편리성 및 신속성을 고려한다면 Soiltek$^{(R)}$ KA-1에서 제시하는 방법으로 유효인산 함량을 측정하는 것도 유용한 방법이라고 생각된다.
본 실험은 인산염 분해균을 밀의 근권토양으로부터 분리 동정하고 인산염 분해균의 유기산 생성과 pH와의 관계를 조사하기 위해 실시하였다. 인산염 분해균은 36시간 배양후 선명한 투명대(clear zone)를 형성하였다. API 20E System과 BIOLOG$^{TM}$ analysis를 사용하여 동정한 결과 이 균주는 Entrobacter agglomerans로 동정되었다. Similarity와 distance는 각자 0.656과 4.790로 나타났다. Hydroxyapatite를 함유한 배지에서 E. agglomerans를 배양하는 동안 인산의 농도가 현저히 증가하였으며, pH와 인산의 농도와는 고도의 역상관($r^2=0.933$)을 보였다. HPLC로 분석한 결과 이 균주는 여러 가지 유기산을 생성하였으며 그 중 oxalic acid가 가장 많이 생성되었다. Acid phosphatase는 alkaline phosphatase에 비해서 10-15배의 활성을 보였으며, alkaline phosphatase는 배양 동안 거의 0에 가까운 활성을 보였다. E. agglomerans의 population은 배양 하루 동안 현저히 증가하였으나 그 후 급격히 감소하였다.
본 실험은 인산가용화균인 Pantoea agglomerans를 alginate를 이용하여 고정화 시킨 후 다양한 종류의 인광석을 대상으로 인산 가용화능을 평가하고 고정화된 균의 보관 및 저장온도에 따른 인산 가용화능의 변화를 살펴보기 위하여 수행되었다. 실험에 사용된 원산지가 다른 인광석 (Tunisia, Israel, Morocco, China) 중 Morocco산 인광석의 가용화 속도가 빠르고 높은 농도의 인산이 가용화 되었다. 반면, 중국산 인광석은 가용화 속도가 느리며, 가용화된 인산의 농도도 매우 낮았다. 고정화된 균의 저장 온도는 6개월간 보관 시 인산 가용화능에 유의성 있는 차이를 나타내자 않았다.
공생균근은 식물 뿌리에 의한 인산 등 무기염류의 흡수를 촉진시키지만 토양의 인산 농도 가 너무 낮거나 높으면 공생균근 형성이 억제되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 화산회토양에서 감귤 뿌리의 공생균근 형성에 적합한 유효인산 수준을 구명하기 위하여 수행하였다. 중과석을 인 공급원으로 하여 인산 시용량을 $0-1000mg\;kg^{-1}$으로 달리한 토양에서 공생균근균 접종과 비접종 처리로 나누어 탱자 유묘를 화분에 심어 유리온실에서 5개월 동안 재배하였다. 탱자 유묘의 공생균근 형성율은 인산 무시용구(유효인산 함량 $0.73mg\;kg^{-1}$)에서 33%이었는데, $50mg\;kg^{-1}$ 시용구(유효인산 함량 $2.6mg\;kg^{-1}$)에서 43%로 증가되었지만 $200mg\;kg^{-1}$ 시용구(유효인산 함량 $8.3mg\;kg^{-1}$)에서는 34%로 무시용구와 비슷하였고 그 이상 인산 시용량이 증가함에 따라 형성율은 오히려 감소하였다. 공생균근균의 접종으로 초장, 생체중 및 건물중 등으로 측정된 탱자 유묘의 생장은 비접종 처리구와 비교하여 모든 인산 처리 수준에서 증가되었으며, 그 증가량은 공생균근 형성율에 비례하였다. 그리고 탱자 유묘의 인산을 비롯한 무기양분 흡수량도 모든 인산 처리 수준에서 공생균근 형성율과 높은 정의 상관관계를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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