• 제목/요약/키워드: Nitrate-N

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해수침투와 농업활동에 의한 사천-하동 해안지역 지하수의 오염 특성 (Characteristics of Groundwater Contamination Caused by Seawater Intrusion and Agricultural Activity in Sacheon and Hadong Areas, Republic of Korea)

  • 김현지;함세영;김남훈;정재열;이정환;장성
    • 자원환경지질
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    • 제42권6호
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    • pp.575-589
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    • 2009
  • 연구지역인 사천-하동지역은 농업지역으로서 오랫동안 농업용 지하수를 사용하여 왔으며, 또한 남해에 인접해 있다. 본 연구에서는 해수침투와 농업활동에 의한 오염을 고찰하기 위해 연구지역의 지하수 화학성분을 분석하였다. 대부분의 지하수 시료들은 해안으로 갈수록 전기전도도($227{\sim}7,910\;{\mu}S/cm$)가 증가하는 경향을 보이며 해수(0.55)와 비슷한 Na/Cl 농도를 보였다. 또한, Cl과 $HCO_3$ 농도 확률누적곡선의 통계학적 해석에 의하면, 연구지역 지하수의 30.1%가 해수의 영향을 많이 받은 영역에 속하는 것으로 나타났다. 지하수 유형은 Ca-Cl과 Na-Cl 형을 나타냈으며, 이는 해수의 영향과 이에 수반된 양이온교환을 지시한다. 수소 산소동위원소 분석 결과, 사천-하동 지역 지하수의 산소 수소 동위원소비는 $\delta^{18}O$가 -8.53~-6.13‰, ${\delta}D$가 -58.7~-43.7‰로서 우리나라 전체 평균 산소 수소 동위원소비에 비해서 약간 더 무거운 경향을 보인다. 질소동위원소 분석 결과, $\delta^{15}N-NO_3$값이 -0.5~19.1‰의 범위로 나타나 질산염 오염의 기원은 주로 토양의 유기질소와 분뇨 기원 그리고 이들의 혼합기원으로 나타났다. 그러나, 부분적으로는 탈질효과도 있는 것으로 보인다. 요인분석 결과 4개의 요인이 도출되었으며, 전체 분산을 가장 많이 설명하는 요인 1 (고유치 6.21)은 해수침투의 영향을 지시한다. 군집분석 결과, 연구지역의 지하수는 담수, 담수-해수의 혼합지하수로 분류된다.

정량 PCR을 이용한 비위생 매립지의 특정 세균 및 효소 유전자와 수질인자와의 상관관계 평가 (Comparative Assessment of Specific Genes of Bacteria and Enzyme over Water Quality Parameters by Quantitative PCR in Uncontrolled Landfill)

  • 한지선;성은혜;박헌주;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.895-903
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    • 2007
  • 매립지를 직접 생태학적으로 모니터링하는 방법을 개발하고자, 매립지 내의 생화학적 반응에 관여하는 세균들과 효소의 양을 정량함과 동시에 지하수 수질인자와 상호 연관성을 조사하여 생태학적 인자와의 연계 이용 가능성을 평가하였다. 이를 위하여 4개의 매립 종료된 비위생 매립지(천안(C), 원주(W), 논산(N), 평택(P) 매립지)에서 계절별로 지하수 시료를 채취하였으며 동시에 16S rDNA 방법을 사용하여 미생물 다양성을 분석하였다. 이를 기반으로, 매립지에서 주로 발견되는 세균과 효소를 대표하는 유전자를 정량하기 위한 특이 프라이머 쌍을 제작하였으며 상관계수에 기초하여 수질인자와 유전자 지표 인자간의 정량적 관련성을 비교하였다. 그 결과 DSR(황환원 세균) gene과 BOD(생화학적 산소요구량)사이의 상관관계는 0.8 이상인데 반해 NSR(질산화 세균-Nitrospira sp.) gene과 질산성 질소는 0.9 이상이었다. 안정화지표(BOD/COD)와 MTOT(메탄 산화 세균), MCR(Methyl coenzyme M reductase), Dde(Dechloromonas denitrificans) gene들은 0.8 이상의 상관관계를 가졌으나 3가 철과 Fli(Ferribacterium limineticm) gene은 0.7로 낮았다. MTOT gene의 경우, BOD/COD과의 관련성이 100%에 가깝게 높았다. 또한, 혐기성 유전자들(nirS-아질산 환훤효소, MCR, Dde, DSR)과 DO 역시 0.8 이상으로 나타나 일반적인 매립지 혐기성 반응들이 DO에 크게 의존함을 보였다. 결론적으로 분자생물학적 조사와 수질인자가 높은 상호연관성이 있었으며 real-time PCR이 전통적인 모니터링 인자들과 동시에 상호 보완적으로 모니터링에 사용됨으로써 매립지안정화 및 주변 영향을 평가하는데 효율적으로 사용 될 수 있음을 알 수 있었다.

사독의 조해물질에 관한 연구 (Inhibitory Substance on the Snake Venoms Produced by Penicillium sp.)

  • Seu, Jung-Hwn;Yi, Dong-Heui
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.75-89
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    • 1979
  • 사독은 단백성물질이며 그 작용은 효소적이다. 동물에 대한 강력한 작용은 독사교상의 치료에 있어서 중요한 문제점을 가지고 있다. 독사에 대한 항혈청의 개발은 오래 전부터 이루어 졌으며 근년에 와서는 거의 완성된 상태라고 생각한다. 그러나 이러한 형편에서도 항혈청에 지니고 있는 몇가지의 결점으로 인하여 유효한 화학치료제의 개발이 요구되고 있다. 그러나 사독의 다양성을 고려할 때 획일적인 치료제를 얻기란 매우 곤란할 것으로 생각된다. 사독을 화학물질로써 불활성화 시키려는 시도는 많아서 chelate 성 물질 thio 화합물, 혹종의 Amino acid, Tannic acid 등 단백질 응고제 등 시험관내에서는 강력히 작용하는 물질이 많이 발견되었으나 이들의 작용은 사독에 대해서 비특이적이며 또한 생체내에서의 작용이 강하여 그의 이용에 많은 제한이 있다. 저자들은 미생물로부터 사독에 대한 조해물질의 검색을 시도했던바 Penicillium 속의 한균주로 부터 유효한 물질을 얻을 수 있었으며 이것을 ISV-33이라 명명하였다. 이 물질은Agkistro-don 및 Trimeresurus 류 사독의 Proteinase와 출혈인자 및 치사인자에 잘 작용하여 이것들을 불활성화시키나 일반효소에는 거의 작용하지 않았다. 이 물질은 사독에 대해서 $\frac{1}{4}$~$\frac{1}{8}$ 량으로서 충분히 작용하나 그 자체의 독성은 위를 대상으로 실험했을 때 거의 나타나지 않는다. 또 이 물질은 사독에 대해서 특이성이 강하며 in vivo에서도 작용한다. 이 물질은 결정성이며 열수에는 용이하게 용해하나 명수나 명종 유기용매에는 거의 용해하지 않으며 단지 Ethylacetate에는 약간 용해한다. mp는 222$^{\circ}C$에서 승화하며 분자량 약 392인 Tetra carboxylic acid로 동정되었다 분자식은(C$_{8}$ $H_{6}$N $O_{5}$)$_2$라고 인정되며 이 물질은 Polycarboxylic acid 이므로 chelate 작용이 있을 가능성이 있으나 금속효소에 대해서는 일률적으로 작용하지 않음으로 사독의 불활성화에 있어서 chelate 작용에 인한 것은 아니라고 생각된다. 그 구조식은 아직 확정하지는 못하였으나 지금까지의 실험결과로서 cyclo hexane을 골격으로 하고 여기에 Epoxy group와 caborxyl 기가 있는 것으로 추정된다. 또 이 물질은 산, Alkali, 가열등에 대해서 매우 안정한 것으로 나타났다. 이 연구의 일부는 문교부 연구조성비(1978년도)에 의해서 수행되었다.

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흡착제의 흡착특성 규명을 위한 흡착모델의 적용성 평가(III) - 열역학적 특성을 중심으로 (Applicability of Theoretical Adsorption Models for Studies on Adsorption Properties of Adsorbents(III))

  • 나춘기;정진화;박현주
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.260-269
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    • 2012
  • 본 연구는 흡착과정의 열역학적 특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 다양한 실험조건(상이한 흡착질 초기농도, 흡착제 투여량, 온도)에서 구한 질산성 질소에 대한 상용 음이온교환수지의 흡착등온자료를 열역학 상수 및 흡착에너지 평가에 이용하였다. 흡착과정의 Gibbs의 자유에너지(${\Delta}G^0$)는 비록 실험조건에 따라 그 값이 달라지지만 Langmuir 상수 또는 Ships 상수, $b_M$를 이용하여 계산할 수 있었다. Gibbs의 자유에너지(${\Delta}G^0$)는 물론 표준 엔탈피(${\Delta}H^0$), 표준 엔트로피(${\Delta}S^0$)와 같은 열역학적 상수들은 다른 온도조건에서 얻은 흡착실험자료를 이용하여 계산할 수 있다. 다만 이를 위해서는 실험자료가 Langmuir 등온식을 따라야 하고 각 반응온도에서 산출한 Langmuir 상수($lnb_M$)와 반응온도(1/T)의 관계가 직선으로 수렴되어야 한다. 이를 만족하지 못할 경우 Langmuir상수 대신 흡착평형상태에서 $q_e/C_e$로 정의되는 실험적 평형상수(K)를 이용한 열역학적 상수의 평가는 매우 유용한 대안이 될 수 있다. 다양한 조건에서 얻은 흡착실험 결과들을 D-R모델과 Temkin모델에 적용하여 흡착에너지를 평가한 결과, D-R 등온식이 Temkin 등온식에 비해 적용성이 높았으며, Temkin 모델의 경우 실험조건에 따라 그 적용성이 크게 제한됨을 알 수 있었다. D-R 등온식으로부터 얻은 흡착에너지는 실험조건에 따라 상당히 다른 값을 나타내었지만 흡착반응이 흡열반응이고 이온교환반응임을 증명하는데 충분하였다.

수영만 인근해수의 오탁분포에 대하여 (DISTRIBUTION OF SOME CHEMICAL POLLUTANTS IN SUYEONG BAY)

  • 원종훈;이배정
    • 한국수산과학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.87-94
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    • 1979
  • 수영만 해역에 있어서 오탁이 어느 정도 어느 범위까지 확산되어 있는 가를 파악하기 위하여 탁도, 수명도, 영양염류, 용존산소, 중금속류, pH, 염화이온, 황산물, n-헥산가용물질들을 조사하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대조시가 소조시보다 각성분량의 변동범위도 크고 평균값도 높았다. 2. 수영강에서 유입되는 육수는 대조시에는 거의 전해역에 확산되어 있고, 소조시에는 수영강 하구역에만 확산되어 있다. 3. 해역별로 보면 수영강 하구 해역인 A해역이 각 성분량의 변동범위도 크고 평균값도 컸으며, B, C, D해역순으로 육수의 영향이 적었다. 4. 수영강 하구의 A해역은 수산용수로서는 적합하지 않다. 전해역의 탁도, COD값도 일본 수산용수 기준치보다 높았다. 5. 수영만은 COD값이 높고 중금속중 철, 구리 및 수은의 농도가 높았으며, 이들은 수영강에서 유입되는 것이다. 6. 암모니아, 아질산염, 질산염, 인산염은 수영강에서만 유입되는 것이 아니고, 수영만 인접 주택지역에서도 많은 량이 유입된다. 7. 해운대해수용장수질에는 수영강의 오탁은 영향을 미치지 않는다. 이 조사를 하는데 있어 많은 수고를 해준 수질분석실 여러분에게 감사드립니다.

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유기농산물 생산을 위한 퇴비시용이 배추의 수량과 무기성분 및 토양의 이화학성에 미치는 영향 (Effect of Compost Application on Yield and Chemical Components of Chinese Cabbage(Brassica pekinensis Rupr.) and Changes of Soil Physico-chemical Properties in Organic Farming)

  • 이주삼;장기운;조성현;김종윤
    • 한국토양비료학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.365-370
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    • 1996
  • 고냉지 기후조건과 유사한 포장의 사양토에서 배추(흥농교배 대관령 여름배추)를 무비구, 관행구(N-P-K+퇴비), 퇴비를 40t/ha, 80t/ha, 120t/ha 수준으로 5개 처리구를 설정하여 포장재배 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 배추 수확시 토양의 변화를 보면, 토양의 pH는 시험전 6.7이었으나, 수확기에는 처리구별 6.2~6.7수준 이었으며, 특히 Com-120처리구에서 6.2로 가장 낮은 값이었다. 전질소함량은 Com-120처리구에서 2.2g/kg, 유기물 함량은 39g/kg, 유효인산함량은 1.927mg/kg, CEC는 11.4, 치환성 K는 2.1, Ca는 4.9, Mg 는 2.2, Na가 0.7 cmol/kg수준으로 증가하였다. 토성은 시험전후 모두 사양토였다. 2. 배추의 수량을 조사한 결과, 잎의 길이가 Com-80에서 가장 높았으며, 총엽수는 51~53으로 비교적 균일하였다. 중량에 있어 퇴비 수준별 결과를 보면, 무비구에서 평균 개체중이 2.286g으로 다른 처리구에 비해 현저히 낮았으며 Stand, Com-80, 120 이 각각 3,296, 3552, 3300g으로 같은 수준이었으며, Com-40에서는 3.783g으로 가장 높았다. 3. 배추 수확후 지상부의 화학성분 분석결과를 보면, 엽록소 함량은 전 처리구에서 4.21~4.32mg/$100cm^2$ 수준에 있었으며, 당함량은 1.71~1.89g/100g, 섬유는 0.61~0.64g/100g이었다. 또한 Ca이 7.7~8.5, Na가 0.5, P가 0.9~1.0, Fe는 0.004~0.006g/kg 수준으로 대체로 균일하였다. 4. 배추 가식부위의 질산태질소 함량은 무비구가 280mg/kg이었고, 관행구에서 퇴비 시용량이 증가함에 따라, 310mg/kg으로 증가하였으나, Com-120 처리구에서는 270mg/kg으로 가장 낮았다. 5. 퇴비시용량의 증가에 따라 배추성분이나 토양의 화학성분들이 증가하였으며, 특히 배추의 개체중 및 엽수를 보면 Com-40에서 가장 높았다. 토양중 화학성분들의 변화를 보면, 일반 밭토양의 적정 수준과 비교해 볼 때 배수재배에 있어 Com-80 및 120 처리구는 과다시비로 장기 연용시 토양에 염류 집적을 초래 할 것으로 판단된다. 또한 Com-40처리를 연용할 경우 배추재배에 적절한 시비량인지에 대해서는 더 연구해야할 것으로 판단된다.

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동해 극전선역의 영양염류 순환과정 1. 추계 수괴와 영양염 분포와의 관계 (Regeneration Processes of Nutrients in the Polar Front Area of the East Sea 1. Relationships between Water Mass and Nutrient Distribution Pattern in Autumn)

  • 문창호;양한섭;이광우
    • 한국수산과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.503-526
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    • 1996
  • 1994년 11월 탐양호를 이용하여 동해 극전선역의 11개 정점에서 CTD 관측과 동시에 화학적 성분들의 개괄적 분포특성을 최대 1,000m 깊이까지 조사하였다. 수온, 염분 및 용존산소 등의 수직분포를 보면 정점 C3 및 D5 남쪽으로 $40\~50m$ 두께의 표면 혼합층이 있는 대마난류표층수, 수심 $50\~75m$ 사이의 대마난류 중층수, 200m 수심 부근의 동해중층수, 수심 300m 이하의 동해고유수 그리고 혼합수 등으로 구분 할 수 있었다. 영양염의 경우 표층에서의 낮은 농도는 수은약층 부근에서 매우 빠르게 증가하는 양상이었으며, 그후 동해 중층수 부근의 수층에서 다소 감소가 있었으며 300m 이심에서는 규산염을 제외하고는 일정하였다. 규산염은 수심이 증가할수록 증가하였는데 이는 가장 오래된 수괴인 동해 고유수에서 Si/P의 비율이 25.16으로 가장 높은 것과도 일치하며 규산염의 재생산 속도가 다른 영양염에 비하여 느림을 보여주고 있다. N/P의 비율이 표층에서 평균 18.56으로 다른 해역에 비하여 매우 높았으며, 이는 밀도약층 부근에서의 질산염 공급이 많았기 때문으로 사료된다. 각 정점의 밀도약층에서 계산된 수직확산계수 $(K_z)$$0.66\~1.43$ (평균 1.19)$cm^{2}/sec$, 이에 따른 질산염의 공급량은 $73.38\~138.43$ (평균 103.72) ${\mu}g-at/m^{2}/hr$로서 다른 해역에 비하여 매우 높았다. 겉보기 산소이용량 (AOU)은 표층에서 낮았고 저용존산소의 대마난류 중층수에서 증가하였다가 고용존산소의 동해 중층수에서 다소 감소가 있었으며 그후 수심이 증가할수록 증가하였다. 인산염과 AOU $({\triangle}P/{\triangle}AOU)$의 기울기는 0.50이였다. 이러한 영양염 분포와 수괴의 관계는 동해 극전선역에서 영양염류의 순환과정을 종합적으로 이해하는데 있어 중요할 것이다.

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동해 표층수 중 영양염과 Chlorophyll α의 분포 특성 (Distribution of Nutrients and Chlorophyll α in the Surface Water of the East Sea)

  • 윤상철;윤이용
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.87-98
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    • 2016
  • 2009년 7월 3일부터 7월 27일까지 러시아 조사선 R/V Lavrentyev를 이용하여 러시아 연안으로부터 4개의 Line(D, R, E, A)을 따라 표층 30 m 수심의 시료를 26개의 정점(울릉분지와 일본분지를 포함한 동해의 전 수역)에서 채수하여 영양염 및 엽록소-${\alpha}$의 농도를 분석하였다. 냉수역보다 난수역에서 1.4배 높은 질산염을 제외한 나머지 항목들은 모두 난수역보다 냉수역에서 높게 나타났다($NH_4$, $PO_4$ 각 1.8배, $Si(OH)_4$ 1.2배, 엽록소-${\alpha}$ 1.9배). 암모니아와 인산염, 엽록소-${\alpha}$의 수평분포는 매우 유사한 분포를 보이며, 한류와 저층수의 용승 영향권에 있는 러시아 근해에서 최대치를 보이고, 울릉분지에서 비교적 낮은 분포를 보인다. 반면, 질산염은 대마난류수의 직접적인 영향권에 있는 울릉분지에서 최대치를 보이며, 점차 북상할수록 감소한다. N/P 비는 한류수계보다 대마난류 중층수에서 가장 높은 값을 보이며, 대마난류수는 동해로 유입되는 질산염의 주요 공급원으로 작용하고 있다. 그러나 난수역에서 인산염의 평균 농도는 $0.2{\mu}M$ 이하로 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용할 수 있는 반면, 냉수역에서의 높은 농도는 엽록소-${\alpha}$와 직접적인 상관성을 보이고 있다. 해양환경에 영향을 미치는 주요인을 분석하기 위한 주성분 분석결과 주성분 I은 수온에 의해 동해의 해양환경이 주로 영향을 받으며, 주성분 II는 영양염과 엽록소-${\alpha}$ 가 주요인으로 작용한다. 따라서 연구해역의 해양환경은 수온에 지배되며, 그에 따라 냉수역과 온수역으로 구분되는 특성을 보였다.

호남평야지에서 벼 건답직파 조기파종재배에 알맞은 완효성 질소비료 시비량 (Recommendation Rate of Slow Release Nitrogen Fertilizer Application for Early Dry Seeding Culture of Rice in Honam Plain Area)

  • 김상수;최원영;백남현;최민규;박홍규;남정권
    • 한국토양비료학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.292-297
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    • 2006
  • 호남평야지에서 건답직파 조기파종재배에 알맞은 완효성복합비료 시용량을 구명하고자 '97~'98년에 호남농업시험장 수도포장인 전북통(미사질양토)에서 동진벼를 공시하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양의 암모니아태 질소는 유수형성기까지는 관행시비보다 모든 완효성비료 시비에서 많았고 완효성비료 시용량이 많을수록 많았으나 출수기에는 이삭거름시용으로 관행시비가 완효성비료보다 많았다. 초장은 최고 분얼기까지는 관행시비보다 완효성비료시비에서 길었으나 간장은 완효성비료 100%시용을 제외하고는 관행시비와 같거나 짧았다. 경수와 수수는 모든 생육시기에서 관행시비보다 완효성비료시용에서 많았고 완효성비료 시용량이 많을수록 많았으나 유효경비율은 정수 및 수수와 반대의 경향이었다. 질소 이용율은 관행시비보다 완효성비료시용에서 높았고 완효성비료 시용량이 많을수록 감소되는 경향이었다. 단위면적당 입수는 관행시비보다 완효성비료를 증시할수록 많았으나 현미 천립중은 단위면적당 입수와 반대의 경향이었다. 쌀 수량은 완효성비료 60% 시비는 관행시비와 차이가 없었으나 완효성비료 80%이상에서는 관행시비보다 증수되었다. 이상에서와 같이 질소이용율, 생육, 도복 및 수량을 고려한 벼 건답직파 조기파종 재배에 알맞은 완효성비료 전층시비량은 질소관행 시비량의 80%정도라고 판단된다.

통합혐기소화액의 시용이 벼 생육 및 논토양 환경에 미치는 영향 (Effects of Co-digestate application on the Soil Properties, Leachate and Growth Responses of Paddy Rice)

  • 홍승길;신중두;권순익;박우균;이덕배;김정규
    • 유기물자원화
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    • 제18권4호
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    • pp.31-37
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    • 2010
  • 가축분뇨는 적절하게 처리되기만 하면 가치 있는 자원이 될 수 있다. 년간 42백만톤에 달하는 가축분뇨의 84%가 퇴비와 액비 생산에 이용되고 있으며 최근에는 혐기소화를 통한 바이오가스 생산에 대한 관심이 고조되고 있으나, 혐기소화액의 농업적인 활용은 아직 인증되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 가축분뇨와 음식물류폐기물을 혼합하여 소화시킨 통합혐기소화액을 이용하여 벼 재배시 생육과 논토양 환경에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 통합혐기소화액은 돈분과 음식물류 폐기물을 70:30(v/v)으로 혼합하여 HRT(Hydro-logic retention time) 14일의 고온혐기소화공정을 거쳤으며, 안전성을 평가하기 위해 모니터링을 수행하였다. 질소전량 기준으로 통합혐기소화액을 와그너 포트에 시용하고 침출수를 채취하여 양분의 용출과 생육을 조사하였다. 통합혐기소화액을 시용한 처리구에서는 토양중 치환성 칼륨, 구리, 아연 등이 증가하였으며, 통합혐기소화액 처리후 침출수 중의 질산태 질소 농도는 처리 농도가 증가할수록 높았으며 모든 처리구에서 2주 만에 침출되어 빠져나가는 것으로 나타났다. 생육반응에 있어서 분얼수는 처리간에 차이가 없었으며, 초장은 통합혐기소화액을 추천시비량 질소 기준으로 2배 시용한 처리구에서 가장 높았으나, 벼의 생육을 고려하면 오히려 도복의 위험이 높은 것으로 나타났다. 토양중 염류 집적을 고려하여 추천시비량 질소 기준에 맞게 시용하는 것이 바람직하며, 통합혐기소화액이 화학비료 대체제로서의 가치가 있는 것으로 판단되었다. 향후 장기적인 면에서 통합 혐기소화액의 논토양 환경에 미치는 영향에 대한 연구가 더 필요할 것으로 사료된다.