• 생명과학회지
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• 제25권5호
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• pp.496-506
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• 2015

본 연구는 바이오플락을 기반으로 한 무 환수 사육 시스템에서 안정된 수질을 유지하기 위한 적정 수온 범위를 조사하였다. 이를 위해 다음과 같이 수온에 대한 5개의 실험 수조를 설정하였다: 10℃, 15℃, 20℃, 25℃ 그리고 30℃. 우선 각각의 실험 수조에 바이오플락을 기반으로 한 사육시스템을 조성하고, 조성된 각 실험 수조에 금붕어를 수용하여 사육수를 교환하지 않고 60일 동안 사육하였다. 바이오플락 기반 사육시스템이 조성되고, 무기 질소화합물들($NH_4{^+}-N$, $NO_2{^-}-N$, 그리고 $NO_3{^-}-N$)의 농도가 안정되게 낮은 상태는 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃에서 각각 17, 26, 43, 68, 그리고 78일 이후에 유지되었다. 바이오플락 기반 사육 수조에 금붕어를 사육하기 시작하면서 $NH_4{^+}-N$ 농도가 10℃와 15℃에서는 지속적으로 낮은 상태가 유지되었으나, 20℃, 25℃ 그리고 30℃에서는 점진적 으로 증가하였다. 10℃와 15℃에서 $NO_2{^-}-N$과 $NO_3{^-}-N$의 농도는 낮은 상태가 유지되지 않고 바로 증가하였다. 반면, 20℃ 이상에서 $NO_2{^-}-N$의 농도는 지속적으로 비교적 안정되게 낮은 농도를 유지하였으며, $NO_3{^-}-N$의 농도는 점진적으로 증가하였다. 바이오플락 기반 수조에서 15℃ 이하의 조건에서는 $NO_2{^-}-N$ 농도를 낮고 안정된 상태를 유지할 수 없었다. 20℃ 이상에서 pH와 NH₄⁺-N 농도 사이의 역상관관계가 pH 4.0과 6.0 사이에서 나타났다. pH 4.0과 6.0 범위에서 $NH_4{^+}-N$ 농도가 감소함에 따라 pH는 증가하였다. 그러나 pH 6.0과 8.0 사이에서는 pH와 $NH_4{^+}-N$ 농도 간 상관관계가 없었었으며, pH 6.0 이상에서는 $NH_4{^+}-N$ 농도가 지속적으로 낮은 상태를 유지하였다. 이러한 결과는 20℃ 이상에서 $NH_4{^+}-N$ 농도를 낮고 안정된 상태로 유지하기 위해서는 pH를 6.0 이상 유지해야만 한다는 것을 보여준다.

• 한국습지학회지
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• 제25권1호
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• pp.35-47
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• 2023

한국 시설원예 농업과 수경(양액)재배 방식은 증가하는 추세로 발생되는 배액(폐양액)의 관리 필요성이 확대되고 있다. 본 연구에서는 배출되는 폐양액의 비료 성분 양을 가격으로 평가하여 수처리비용 절감과 비료성분 재활용이라는 두가지 측면에서 기술개발과 활용 가능성을 알아보았다. 연구는 배출 배액의 수질환경 특성을 분석한 선행연구에서 제시한 분석결과를 바탕으로 비료성분의 유실 경제성을 평가하는 것으로 배출되는 배액의 총 배출량은 연간 259.7L·m2·^-1을 적용하여 분석에 사용하였다. 토마토, 파프리카, 오이, 딸기 등 작물별 배액(폐양액)의 주요 수질 분석 결과를 바탕으로 평가하였으며, 인(P) 성분의 경우 인산(P₂O₅)의 양으로 환산하여 분석되었다. 질소(N)의 양은 토마토 1145.90kg·ha^-1, 파프리카 920.43kg·ha^-1, 오이 804.16kg·ha^-1, 딸기가 405.83kg·ha^-1로 평가되고 P₂O₅의 비료성분은 파프리카 830.65kg·ha^-1, 토마토 622.32kg·ha^-1, 오이 477.67kg·ha^-1, 딸기 240.9·ha^-1의 양만큼 배출하는 것으로 계산할 수 있다. 이 외에도 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)을 비롯해 철(Fe), 망간(Mn) 등 미량원소도 배출되는 것으로 분석되었다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격은 질소(N) 860.7원, 인(P) 2,378.2원, 칼륨(K) 2,121.7원, 칼슘(Ca) 981.2원, 마그네슘(Mg) 1,036.3원, 철(Fe) 126,076.9원, 망간(Mn) 6,232.1원, 아연(Zn) 15,825.0원, 구리(Cu) 31,362.0원, 붕소(B) 4,238.0원, 몰리브덴(Mo) 149,041.7원으로 평가할 수 있다. 시중판매 비료가격을 기준으로 평균하여 계산한 항목별 kg당 가격과 앞서 분석한 작물별 폐양액의 농도, 수경재배의 평균적인 연간배출량 등을 종합적으로 고려하여 연간 유실되는 작물별 비료 유실액을 산출하였다. 분석결과 토마토의 경우 6,995,622.3원, 파프리카는 7,384,923.8원, 오이는 5,091,607.9원의, 딸기는 2,429,290.6원으로 평가되어 수경재배 4가지 작물 평균은 1ha 재배면적 기준 5,475,361.1원의 비료성분 유실이 확인되었다. 수경재배 배액을 하천으로 유출시켜 오염원으로 처리하는것 보다 배출 전 자체 처리 또는 타작물 활용을 통해 관리한다면 수처리 비용 절감과 더불어 가치있는 재이용 가능한 비료성분이 될 수 있다고 기대하였다.