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Analysis of Salinity Impacts on Agricultural and Urban Water Users

  • Michelsen, Ari;Sheng, Zhuping;McGuckin, Thomas;Creel, Bobby;Lacewell, Ron
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.13-13
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    • 2011
  • The Rio Grande Compact Commission, in collaboration with local water management entities, water users and universities established a three state Rio Grande The Rio Grande Compact Commission, in collaboration with local water management entities, water users and universities established a three state Rio Grande Salinity Management Program. The objectives of the Rio Grande Project Salinity Management Program are to reduce salinity concentrations, loading, and salinity impacts in the Rio Grande basin for the 270 mile river reach from San Acacia, New Mexico to Fort Quitman, Texasto increase usable water supplies for agricultural, urban, and environmental purposes. The focus of this first phase of the program is the development of baseline salinity and hydrologic information and a preliminary assessment of the economic impacts of salinity. An assessment of the economic impacts of salinity in this region was conducted by scientists at Texas A&M University's AgriLife Research Center at El Paso and New Mexico State University. Economic damages attributable to high salinity of Rio Grandewater were estimated for residential, agricultural, municipal, and industrial uses. The major impact issues addressed were: who is being affected the types of economic impacts the magnitude of economic damages overall and by user category and identification of threshold-effect levels for different types of water use. Salinity concentrations in this 270 mile reach of the river typically range from 480 ppm to 1,200 ppm, but can exceed 3,000 ppm in the lower section of this reach. Economic impacts include reductions in agricultural yields, reduced water appliance life, equipment replacement costs, and increased water supply costs. This preliminary economic assessment indicates annual damages of $10.5 million from increased water salinity. Under current water uses, municipal and industrial uses account for 75% of the total estimated impacts. However, agricultural impacts are based on current crop pattern yield reductions and, salinity leaching requirements and do not account for the impacts of reduced revenue from having to grow salinity tolerant, lower value crops. Actual damages are anticipated to be significantly higher with the inclusion of these additional agricultural impacts plus the future impacts from the growing population in the region. A more comprehensive economic analysis is planned for the second phase of this program. Results of the economic analysis are being used to determine the feasiblity of salinity control alternatives and what salinity reduction control measures will be pursued.

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미생물을 이용한 염수의 퍼클로레이트 제거 (Removal of Perchlorate from Salt Water Using Microorganisms)

  • 안영희
    • 생명과학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1294-1303
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    • 2019
  • 퍼클로레이트는 물에 용해도가 높고 안정되어 잔류하는 음이온성 오염물이다. 이 오염물은 토양/지하수는 물론 지표수, 먹는물, 식품, 어류, 농작물에도 검출이 되었다. 퍼클로레이트는 갑상선에 요오드가 흡수되는 것을 방해함으로써 대사조절에 중요한 갑상선 호르몬 생산을 감소시키는 것으로 알려졌다. 오염된 환경으로부터 퍼클로레이트를 제거하기 위한 다양한 기술이 개발되었으나 미생물에 의한 생분해가 가장 환경 친화적이고 경제적인 것으로 알려졌다. 그러나 염수와 같은 염이 있는 환경에서의 퍼클로레이트 생분해에 대한 정보는 비교적 제한적이다. 본 논문에서는 미생물을 이용한 염수의 퍼클로레이트 제거와 이와 관련된 미생물에 대해 기술하였다. 대부분 염수의 퍼클로레이트 생분해 연구는 acetate와 같은 유기물을 전자공여체로 사용하는 종속영양방식으로 이루어졌으며 폐재생액(염수) 내의 퍼클로레이트 처리에 중점을 두었다. 폐재생액은 퍼클로레이트로 오염된 지하수를 정화하는데 주로 사용되는 이온교환법에서 발생한다. 내염성 미생물을 농화배양하여 식종한 생물반응기를 통해 최고 10% NaCl 농도에서도 퍼클로레이트의 연속제거가 가능한 것으로 보고되었으나 장기적으로 안정적인 제거는 제시되지 않았다. 염수 내의 퍼클로레이트 제거에 사용된 생물반응기에는 주로 ${\beta}$-와 ${\gamma}$-Proteobacteria가 우세한 것으로 나타났다. 본 논문에서 기술한 이러한 정보는 생물공학기술 개발을 위해 염수의 퍼클로레이트 생분해에 대한 이해를 하는데 도움을 줄 것이다.

켄터키 블루그래스(Poa pratensis L.) 종자의 보증 기준에 따른 품질 분류와 적용 (Quality Classification and Its Application Based on Certification Standards of Kentucky Bluegrass(Poa pratensis L.) Seed)

  • 김신재;주영규;이재필;김두환
    • 아시안잔디학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.253-264
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    • 2009
  • 종자보증의 목적은 종자의 유전적 순수성과 품종의 혈통을 보장하는 것이다. 본 연구는 골프장에 사용되는 켄터키 블루그래스 종자의 품질 보증 규정과 절차에 대한 정보를 제공하기 위하여 행하여졌다. 연구 방법은 미국3개주(와싱턴, 아이다호, 오리건주)의 종자 보증과정과 종자 품질 보증 규정을 비교 분석하였다. 보증과정은 포장과 실험실 내에서의 최소 종자품질기준을 만족하여야 한다. 종자 수확포장은 정해진 수준의 종자를 파종하여야 하고, 다른작물로부터 일정거리를 격리하여야 한다. 더구나 수확포장은 청결하며 금지잡초로부터 안전하여야 한다. 종자보증 시험은 발아율, 순수종자 백분율, 이종종자, 잡초 및 이물질 함량 검사를 포함한다. 품질보증종자와 뗏장용 종자의 품질기준은 3개 주에서 비슷하였다. 뗏장용 종자의 품질 기준은 최대 0.02%, 품질보증종자의 경우에는 0.3% 이내의 잡초종자 함량을 허용 기준치로 제한하고 있다. 이러한 종자품질기준은 종자의 품질을 보장하고 골프코스의 잔디조성 품질을 보장하고 있다.

Changes of Chemical Properties in Upland Soils in Korea

  • Kong, Myung-Suk;Kang, Seong-Soo;Chae, Mi-Jin;Jung, Ha-il;Sonn, Yeon-Gyu;Lee, Deog-Bae;Kim, Yoo-Hak
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.588-592
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    • 2015
  • Soil testing is one of the major strategies for establishing sustainable agricultural practice as it analyzes nutrient contents of soil and determines the amount of nutrients required for crop growth. Soil testing for the field cultivating regional major crops in Korea has been conducting by National Academy of Agricultural Science (NAAS), provincial agricultural research & extension services and agriculture technology centers since 2000. 1,006,227 soil samples were analyzed and uploaded on Korean soil information system (http://soil.rda.go.kr) from 2003 to 2013. Soil pH has changed from 6.1 to 6.2. Organic matter (OM), available (Avail.) phosphate and exchangeable (Exch.) K have decreased from 24 to $23gkg^{-1}$, 541 to $399mgkg^{-1}$ and 0.90 to $0.72cmol_ckg^{-1}$ between 2003 and 2013, respectively. Especially, Exch. Ca contents decreased to $5.7cmol_ckg^{-1}$ in 2009 and increased to $6.2cmol_ckg^{-1}$ in 2013. Ratios of optimal ranges for cropping were 48% for pH, 22% for OM, 26% for Avail. phosphate, and 23, 16, 22% for Exch. K, Ca and Mg in 2013. Ratios of optimal ranges for pH increased and low ranges for OM, Avail. phosphate and Exch. K increased. Frequency distribution was 64% for pH 5.5~7.0, 65% for OM $10{\sim}30gkg^{-1}$, 48% for Avail. phosphate under $300mgkg^{-1}$ and 23, 29, 22% for Exch. K 0.2~0.6, Ca 4.0~6.0 and Mg $1.0{\sim}1.5cmol_ckg^{-1}$.

소하천 홍수범람지도 제작에 관한 연구 (A Study on the Production of Flooding Maps in Small Stream)

  • 이동혁;전계원;김일동
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.51-59
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    • 2021
  • 최근 기후변화로 인하여 국지성 집중호우의 발달로 인해 홍수 피해규모가 대형화 되고 있다. 2020.12 환경부는 100년빈도 홍수범람 지도를 제공하고 있으나 소하천은 50~80년 빈도로 하천구조물이 설계가 되어 있어 피해예상 및 대피정보 제공이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 소하천이자 상습침수구역인 세종특별자치시 금남면 도남천지구의 홍수범람지도를 작성하였다. HEC-RAS를 이용하여 홍수위를 산정하였으며 HEC-GeoRAS를 통해 범람면적을 시각화 하였다. 분석결과 30~80년 빈도 강우 시 특수작물 및 도로 등 재산 피해가 발생하였고 100년 빈도 발생시 일반주택지, 공공용지등 민가에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 환경부 제공 범람지도와 HEC-GeoRAS 모의결과를 비교 분석한 결과 환경부 제공 범람지도는 소하천을 고려하지 못한 것으로 나타났다. 향후 대하천과 소하천을 고려한 홍수범람지도에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

대규모 GMO 포장에서 비타민 A 강화 벼의 농업특성 검정 (Characteristics of agronomy to vitamin A strengthening rice at large scale GMO field)

  • 이현숙;류태훈;정희영;박순기;박규환;손재근;김경민
    • 한국육종학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.56-60
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    • 2010
  • 본 연구는 대규모 GMO 격리포장에서 비타민 A 영양성분이 강화된 황금벼의 안정성 평가에 대한 가이드라인 및 프로토콜의 개발하고자 수행하였다. GM 작물의 상업화는 환경과 인간건강에 대한 영향을 포함하여 GM 작물에 대한 신뢰성을 구축하기 위해서도 GM 작물을 상업화하기 이전에 보다 체계적인 과학적인 검증자료가 제공되어야 한다. 경북대학교 농업생명과학대학 GMO 실습격리포장에서 총 사용면적 $4,700m^2$에서 비타민 A 강화벼(황금벼)와 모품종인 '낙동'에 대해 농업적인 특성과 병 발생양상을 조사하였다. 일반적으로 포장에서 형질전환체 작물의 수장, 수수 등은 '낙동'과는 차이가 났다. 황금벼와 '낙동'의 간장, 미립특성은 '낙동'과 유사하지만, 수량은 등숙율과 1,000립중의 감소에 기인된 것으로 조사되었다. 잎도열병과 잎집무늬마름병의 병방제가의 차이는 났지만 유의성은 나지 않는 것으로 나타났다. 이 실험결과는 GM 작물에 대한 환경과 인간과의 그 밖의 위해성에 대한 농업적인 특성, 병 발생양상을 일차적으로 안정성 평가를 위한 체계적인 프로토콜로 도출할 수 있을 것이다.

3차원 영상을 이용한 원예산물의 크기와 플러그묘의 평균초장 추정 (Estimation of the Dimensions of Horticultural Products and the Mean Plant Height of Plug Seedlings Using Three-Dimensional Images)

  • 장동화;김현태;김용현
    • 생물환경조절학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.358-365
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    • 2019
  • 본 연구는 3차원 영상을 이용하여 원예산물의 크기와 플러그묘의 평균초장을 결정하고자 수행되었다. 3차원 영상을 획득하고자 ToF 카메라와 스테레오비전 카메라를 사용하였다. 본 연구의 3차원 영상 획득용 실험 재료로서 수박, 사과, 배, 단호박, 오렌지의 원예산물과 수박, 토마토 및 고추 플러그묘를 사용하였다. 플러그묘의 평균 초장을 결정하는 지표로서 기존의 측정 기준 대신에 수정초장이 제시되었다. 스테레오비전 영상에 비해서 ToF 영상을 이용한 경우에 원예산물의 크기와 플러그묘의 평균초장 오차가 작게 나타났다. 꼭지가 있는 원예산물을 제외할 경우 ToF 영상을 이용한 원예산물의 둘레와 높이의 오차는 각각 0.0-3.0%, 0.0-4.7%로 나타났다. 또한, 플러그묘의 평균 초장에 대한 오차는 0.0-5.5%로 나타났다. 본 연구를 통해 서 3차원 영상을 이용한 원예산물의 크기와 플러그묘에 대한 초장 추정의 가능성을 확인하였다. 더구나, 본 연구에서 시도된 방법은 3차원 영상으로부터 물체와 배경의 효과적인 분리, 이상치의 제거 등에 활용될 것이다.

천연고분자 키틴·키토산의 농업적 활용 (Agricultural application of natural polymers chitin and chitosan)

  • 정우진
    • 식품과학과 산업
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    • 제53권1호
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    • pp.33-42
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    • 2020
  • 최근 환경친화적 농업정책의 흐름에 따라 친환경 유기농자재 중에서 농업용 키토산에 관한 제품 등록이 토양개량제, 작물생육용, 병해충방제용 등 다양한 형태로 표시되고 있으나, 천연고분자물질인 키틴 원료를 이용한 제품 등록은 미미한 실정이다. 다만 키틴 기질을 함께 이용할 수 있는 키틴분해 미생물에 관한 유기농자재는 일부 등록되어 있다. 현재 국내 키틴·키토산 제조업체는 게껍질에서 산처리와 알카리처리에 의해서 얻어진 키틴 원료를 그대로 판매할 경우 매우 낮은 수익을 얻게 됨으로 탈아세틸화 단계 과정을 거쳐 제조되는 키토산 형태로 판매하거나 산처리와 효소처리에 의한 분자량을 달리한 키토산올리고당 형태로 제품화 하는 경우가 대부분이다. 실제 농업 현장에서는 토양개량을 위해 게껍질을 그대로 이용하는 경우가 있다. 하지만 게껍질에 포함된 40~50%의 탄산칼슘의 분해는 유기산 생성미생물에 의해 분해되어야 한다. 따라서 산업체에서 생산된 탄산칼슘을 제거한 키틴의 사용이 매우 효율적이다. 따라서 키틴생산 산업체에서는 식품용, 의료용 등의 고품질 고비용보다 농업용의 키틴을 저품질 저비용으로 생산함으로써 경쟁력을 가져올 수 있을 것으로 보인다. 농업용 유기농자재 대부분 제품에서 키토산이 약산에 녹여진 상태인 액상임으로 실제적인 키토산의 농도는 1~5% 범위로 매우 낮은 수준이다. 일부 제품의 경우 첨가물로 미량의 키토산올리고당 또는 키토산아제가 포함되어 있는 경우도 있다. 작물이 생산되는 농가 토양내 키틴분해와 키토산분해를 할 수 있는 다양한 토양미생물이 존재함으로 키틴과 키토산을 기질로 하여 토양개량, 작물생육 향상, 병해충 방제 목적으로 적합하게 농업 현장에 잘 적용함으로써 천연에서 얻어진 고분자 키틴·키토산 농자재가 농가의 환경보전 및 농가소득 향상에 매우 의미 있는 역할을 가질 것으로 생각된다. 본 연구보고문에서는 국내 주요 키틴·키토산 생산업체의 소개와 이들 업체의 주요 생산품을 살펴보고, 국립농산물품질관리원의 유기농업자재정보시스템에서 키틴·키토산 원료를 이용한 친환경 유기농자재 업체별 등록현황에 대한 비교·분석을 통하여 국내 키틴·키토산의 농업적 활용 범위를 더욱 확대할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

ICT 기반 이중 적외선 센서를 이용한 꿀벌 출입 자동 모니터링 시스템 (Automatic Bee-Counting System with Dual Infrared Sensor based on ICT)

  • 손재덕;임수호;김동인;한기윤;;;권형욱
    • 한국양봉학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.47-55
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    • 2019
  • 다양한 농업 생산 분야에서 정보통신기술 (ICT, Information and Communications Technologies)이 융합하여 많은 발전을 이루어내고 있다. 꿀벌의 활동과 관련한 온·습도, 음파, 이산화탄소, 암모니아, 황화수소 등 다양한 봉군내·외의 요인들과 꿀벌의 활동 추적에 대한 ICT 융복합 시스템 개발연구가 최근 이슈화되고 있다. 본 연구에서는 이중 적외선 센서(QRE1113)를 이용하여 꿀벌 출입 자동 모니터링 시스템을 구현하여 실측 자료를 비교·분석하였다. 꿀벌의 방화행동을 연구하는 기존의 밀원식물 방화 개체 수 측정, 영상촬영을 통한 출입 활동 수 수동 분석, 해외 다양한 자동모니터링 시스템들과 비교하여 본 시스템은 모니터링 시간과 노력의 단축 및 외부 방화 활동과의 일치성, 수동 분석과 상대 오차 5% 미만으로 높은 실효성을 보였다. 또한, 저전력블루투스(BLE)모듈을 활용한 내·외부 온도 센서와 병행을 통해 시스템의 확장성을 확보하였으며, 이 시스템으로부터 확보한 한달간의 데이터 분석을 통해 온도와 방화행동 간 상관관계 분석 및 하루 평균 손실되는 꿀벌의 개체수(출역봉의 1.88%)를 측정할 수 있었다. 향후 복합적인 모니터링 시스템 확장과 빅데이터 축적을 통해 더욱 강력한 실시간 모니터링 도구 및 꿀벌 생태 교육자료로 양봉 산업 발전에 크게 기여할 수 있고, 과학적 분석 도구로 활용될 것이다.

경북과 강원지역 농업생태계에서 여름철 화분매개네트워크 다양성과 상호작용 (Diversity and Interaction of Pollination Network from Agricultural Ecosystems during Summer)

  • 손민웅;정성민;정철의
    • 한국양봉학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.197-206
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    • 2019
  • 여름철 경북과 강원지역 농업생태계의 화분매개네트워크를 조사한 결과 총 2,381개의 상호작용이 나타났으며, 식물 14목 17과 28속 30종에 대해 화분매개자는 4목 52과 129속 154종이 나타났다. 전체 화분매개자 중 양봉꿀벌이 50% 이상 우점하고 있었고 도라지, 들깨, 메밀 등이 식물 종 중에서 가장 많은 참여빈도수를 보였다. 화분매개자 다양성은 딱정벌레 분류군이 34%로 가장 높았으나, 상호작용 참여빈도수는 벌목이 66%로 가장 높게 나타났다. 딱정벌레목과 파리목에서 루드베키아를 선호하는 것이 공통적으로 나타났고, 벌목과 나비목에서는 도라지를 가장 선호한 것으로 나타났다. 딱정벌레목을 제외한 벌목, 파리목, 나비목에서는 도라지를 선호하는 것이 공통점으로 나타났다. 모듈화는 9개의 집단이 나타났으며, 양봉꿀벌이 모듈 간의 연결에 영향을 주는 주요 허브종으로 나타났다. 이번 연구로 여름철 경북과 강원지역 농업생태계화분매개네트워크의 구조를 확인할 수 있었고, 화분매개자들의 주요 선호도와, 우점 종들을 알 수 있었다. 이 결과는 작물별 필요 화분매개자를 확인할 수 있고, 화분매개서식처 조성을 통한 화분매개자 보호 증식의 기초 자료로 활용될 수 있다.