혼합 비료를 유도용액으로 하는 정삼투식 해수담수화에서 담수화 성능에 대한 유도용액 농도의 영향을 조사하였다. 혼합비료용액(DS)의 농도가 증가함에 따라 수투과선속은 거의 선형적으로 증가하였으나, PR (performance ratio)은 감소하였다. 또한 혼합비료용액의 농도가 600 g/L일 때, 해수 및 탈이온수를 각각 공급용액으로 하였을 경우 각각의 PR은 5.39 및 6.50이었다. 혼합비료용액의 농도가 증가함에 따라 N, P 및 K의 역용질선속은 거의 선형적으로 증가하였으나, 비역용질선속은 감소하였다. 역용질선속과 비역용질선속은 모두 질소(N) > 칼륨(K) > 인(P) 순으로 높게 나타났다.
본 연구는 비료를 이용한 정삼투식 해수담수화에서 가장 적합한 유도용액을 찾기 위한 연구이다. 이를 위하여 삼투압, 용해도 및 pH를 고려하여 20종의 혼합 비료를 선정하고, 수투과선속과 질소, 인 및 칼륨의 역용질선속과 비역용질선속을 측정하여 각 혼합비료 유도용액의 성능을 평가하였다. KCl을 함유한 혼합비료의 수투과선속이 다른 혼합비료에 비해 높게 나타났다. ${NO_3}^-$를 함유한 혼합비료 유도용액의 질소 역용질선속과 비역용질선속은 ${NO_3}^-$를 함유하지 않은 혼합비료 용액에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 또한 $NH_4H_2PO_4$ 및 $KNO_3$를 각각 함유한 혼합비료 유도용액의 인 및 칼륨에 대한 역용질선속과 비역용질선속은 $NH_4H_2PO_4$ 및 $KNO_3$를 함유하지 않은 혼합비료 용액에 비해 상대적으로 높게 나타났다. $(NH_4)_2HPO_4$와 KCl의 혼합비료 유도용액은 비료의 필수성분인 질소, 인 및 칼륨을 모두 포함하고 있고, 수투과선속이 클 뿐만 아니라 질소, 인 및 칼륨에 대한 역용질선속이 작아 정삼투식 해수담수화용 유도용액의 유도물질로서 가장 적합하다고 판단된다.
본 연구는 혼합비료를 유도용액으로 하는 정삼투 기술을 하수에 적용하여 하수를 재이용하기 위한 연구이다. 이를 위하여 본 연구에서는 J 하수처리장의 1차 침전지 유입수와 유출수, 그리고 2차 침전지 유출수를 각각 처리 대상으로 하였다. 평균 수투과선속은 KCl + NH4Cl > KCl + NH4H2PO4 > KCl + (NH4)2HPO4의 순서로 크게 나타났으며, 역용선속은 KCl + NH4H2PO4 < KCl + NH4Cl < KCl + (NH4)2HPO4의 순서로 작게 나타났다. 혼합비료의 종류에 관계없이 2차 침전지 유출수의 수투과선속이 가장 높게 나타났다. KCl과 NH4H2PO4의 혼합 유도용액은 비료의 주요 성분인 질소, 인 및 칼륨을 모두 포함하고 있을 뿐 아니라 낮은 비역용질 선속을 갖고 있어서 하수의 재이용에 가장 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. KCl과 NH4H2PO4의 혼합 유도용액을 사용한 경우, 2차 침전지 유출수에 대한 평균 수투과선속과 역용질선속은 각각 12.14 LMH과 0.012 mol/㎡s이었다.
본 연구의 목적은 배추재배 시 바이오차 펠렛 완효성 비료의 적정 시용량 구명을 위해 수행하였다. 바이오차 팰릿 완효성 비료는 돈분과 바이오차 혼합비(6 : 4)로 조제한 후 N : P : K 용액을 추가하여 총 질소 함량이 약 9%가 되도록 조제하였다. 본 시험의 처리는 대조구, 추천 질소 시비량의 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 40%(N 40%), 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 40% + 0.07M MgO(N 40% + 0.07M MgO)와 바이오차 펠렛 완효성 비료 질소기준 60%(N 60%) 시용구로 구성되어있다. 배추의 생육기간동안 토양 중 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $P_2O_5$, $K_2O$의 농도 변화를 분석하였다. 실험 결과로서 토양중의 $NH_4-N$, $NO_3-N$, $K_2O$ 함량은 대조구와 비교하여 N 40%처리구가 유의차를 보였다. 토양 중의 $P_2O_5$농도는 바이오차 팰릿 완효성 비료의 처리구들 중 N 40%가 가장 높았다. 배추의 생체중은 N 40% 처리구는 대조구와 비교하여 유의적인 차이가 나지 않았으며(p>0.05), N 40% + 0.07M MgO 처리구와 N 60% 처리구는 대조구에 비해 감소하였다. 농경지에서 배추재배 시 추천 질소 시비량 기준의 N 40%가 적정 시용량이라 판단된다.
퇴비를 효율적으로 이용하면서 작물의 요구를 충족시키기 위해 화학비료를 혼합 시비하는 것은 하나의 효율적인 방법이 될 수 있다. 본 연구에서는 퇴비를 혼합 시비할 경우 화학비료 중 질소의 이용율과 손실에 미치는 영향을 구명하기 위해 포트실험을 하였다. 중질소로 표지된 요소 ($5.24\;^{15}N\;atom\;%$)를 $450mg\;N\;kg^{-1}$ 으로 모든 포트에 처리하였고 퇴비($0.37\;^{15}N\;atom\;%$)는 각각의 포트에 0, 200, 400, $600mg\;N\;kg^{-1}$으로 시비량을 달리하여 처리한 후에 배추 (Brassica campestirs L. cv. Samjin)를 30, 60일 동안 재배하였다. $200mg\;N\;kg^{-1}$의 퇴비를 처리했을 경우에, 배추가 흡수한 질소 중에서 처리한 요소로부터 유래한 양은 차이가 없었으나, 400과 $600mg\;N\;kg^{-1}$ 의 퇴비를 시비한 경우에는 그 양이 유의적으로 (P<0.05) 증가하였다. 퇴비의 시용으로 토양의 물리화학성이 향상되어 배추의 질소 이용이 증가하였기 때문이라고 판단하였다. 토양에서 부동화된 질소의 양 또한 퇴비의 시용율에 따라 증가하였는데, 이것은 퇴비의 유기탄소를 이용하는 미생물의 활성이 증가했기 때문이다. 배추와 토양에서 요소로부터 유래한 질소의 회수율은 퇴비 시용량에 따라 증가하였는데, 30일에는 71.5%에서 95.6%로 증가하였고, 60일에는 67.0%에서 88.2%로 증가하였다. 이 결과는 퇴비의 혼합 시비율이 증가함에 따라 식물 및 미생물에 의한 화학비료의 이용이 증가한다는 것을 보여주었다. 그러나 다음 작물을 재배하는 동안에 부동화된 질소가 어떻게 되는가에 대한 연구 또한 혼용 시용한 퇴비가 화학비료에 장기간 미치는 영향을 구명하기 위해서 필요하다.
국내에서 육성된 '설향' 딸기에서 칼슘결핍 증상이 빈번하게 발생하고 육묘 시 모주의 생육 저하, 자묘 채취량 감소 및 자묘 품질저하의 원인이 되어왔다. 따라서 단일 비료를 조합하여 K, Ca 및 Mg이 4:2:1의 비율이 되도록 조절한 비료 또는 상업용으로 시판되는 Azuro-Calma를 0.6dS ${\cdot}m^{-1}$ 또는 1.0dS ${\cdot}m^{-1}$로 조절하여 토양에 관주처리할 경우 모주 생육 및 자묘 발생에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 정식 후 120일 동안 무처리구에 비해 모든 칼슘 비료 시비구에서 칼슘 결핍증상이 발현된 모주 수가 뚜렷하게 감소하였으며 본 연구의 조합비료보다 Azuro-Calma의 효과가 우수하였다. 무처리구에 비해 모든 칼슘 비료 시비구에서 모주의 생체중과 건물중이 무거웠다. 또한 두 종류 비료 모두 0.6dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리보다 1.0dS ${\cdot}m^{-1}$로 시비 농도를 높일 경우 지상부 생장량이 많았고, 본 연구의 혼합 비료가 Azuro-Calma보다 지상부 생체중과 건물중 증가에 더 효과적이었다. 혼합비료 1.0dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리에서 가장 긴 런너 길이를 보였고, Azuro-Calma 0.6dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리는 무처리구와 비슷한 경향을 보였다. 런너의 생체중과 건물중 역시 혼합비료 1.0dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리에서 가장 무거웠으며 Azuro-Calma 1.0dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리에서도 생육이 우수하였다. 무처리구보다 칼슘 시비구에서 자묘의 생체중이 더 무거웠지만 칼슘을 시비한 처리중에는 Azuro-Calma 0.6dS ${\cdot}m^{-1}$ 처리가 가장 가벼웠다. 이상과 같은 결과는 Ca와 Mg이 주요 구성 성분인 Azuro-Calma가 칼슘 결핍 증상을 감소시키기에는 더 효과적이지만 K:Ca:Mg의 비율을 조절하여 세 종류 비료를 동시에 시비하는 것이 칼슘 결핍증상 억제와 모주 및 자묘의 생장량 증가에 효과적이라고 판단한다.
본 시험은 질소 용출 속도가 다른 3가지 피복요소가 포함된 완효성 복합비료를 관행 요소시비량의 80 및 100% 수준으로 시용하여 벼 건답직파 및 이앙재배에서 벼 생육, 수량 및 질소이용율을 알아보고 쌀의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 1. LCU의 제형별 $20^{\circ}C$ 및 $30^{\circ}C$에서 수중 용출 속도는 LCU40 > LCU80 > LCU혼합 > LCU100 순으로 빨랐다. 2. 벼 생육 및 수량은 건답직파 및 이앙재배 모두에서 LCU-복비100% > LCU-복비80% > 관행 순으로 높았다. 3. LCU-복비 시용에 의한 질소이용율은 요소시용에 비해 건답직파재배에서는 $4{\sim}7%$, 이앙재배에서는 $11{\sim}13%$ 향상되었으며, 표준시비량의 20%를 감비한 LCU-복비 80% 시용이 단위시비질소의 생산성이 가장 높았다. 4. 단백질 함량은 건답직파 및 이앙재배의 무질소구에서 6.3 및 6.6%로 가장 낮았고, 비료 처리간에는 LCU-복비 80% 시용구에서 각각 6.5 및 6.7%로 관행 요소시용 7.3 및 7.4%에 비해 낮았다. 5. 아밀로즈 함량 및 Mg/K 비는 모든 처리간에 유의성이 없었다. 또한 쌀의 호화특성 중 최고점도 및 강하점도는 LCU-복비 시용에 의해 다소 높았지만 통계적인 유의성은 없었다.
'설향' 딸기의 육묘과정에서 발생하는 칼슘 결핍 교정을 위하여 배지경으로 모주를 재배하면서 Ca이 혼합된 비료를 시비할 때 모주 생육 및 생리장해 발현과 런너 및 자묘의 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위하여 1.125mM $Ca(OH)_2$, 0.375mM $MgCl_2$ 그리고 1.25mM KCl를 혼합한 비료와 시판비료인 CalMag(13-0-1.9-16-6:N-$P_2O_5$-$K_2O$-CaO-MgO)를 전기전도도(EC)가 0.6 또는 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$가 되도록 지하수로 용해시켜 2주일에 1회 관주처리하였고, 정식 120일 후 모주생장과 자묘 발생에 미치는 효과를 비교하였다. 칼슘 결핍증상 발현 식물체수는 대조구인 무시비구에서 가장 많았으며, 칼슘비료를 시비함으로써 개체수가 감소하였으나, 비료의 종류 및 농도에 따른 처리별 차이는 크지 않았다. 무시비구에 비해 Ca이 포함된 비료를 시비할 때 모주의 생체중과 건물중이 무거웠고, CalMag를 시비한 경우보다 본 연구에서 조합한 비료를 처리한 경우 생장량이 많았다. 또한 두 종류 비료를 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$로 시비한 처리보다 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 시비한 처리의 생장량이 많았다. 혼합 비료를 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 시비한 처리에서 모주로부터 발생한 런너의 길이가 가장 길었고, 혼합비료와 CalMag 모두 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$ 처리보다 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 처리에서 발생된 런너의 길이가 길었다. 런너의 생체중과 건물중도 혼합비료 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$ 처리에서 가장 무거웠으며, 두 종류 비료를 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$로 시비한 경우 $0.6dS{\cdot}m^{-1}$ 처리보다 더 많은 생장량을 보였다. 2차 자묘를 선택하여 생장량을 비교해 본 결과 본 연구의 혼합비료 처리가 동일한 농도로 CalMag를 시비한 처리보다 생체중과 건물중이 무거웠다. 이상의 연구결과를 고려할 때 '설향' 딸기의 자묘 생산을 위해서는 주기적인 Ca 시비가 필수적이지만 Ca을 단독으로 처리하기보다는 알칼리성 원소인 K:Ca:Mg의 비율을 조절하여 시비하는 것이 더욱 효과적이라고 판단하였다.
BACKGROUND: Biochar-based fertilizers delay the nutrient release and feature a slow release effect for agricultural and environmental advantages. This experiment was conducted to evaluate agro-environmental effects of different application ratios of modified biochar pellets supplemented. METHODS AND RESULTS: The treatments consisted of the control, 40% N, 60% N and 60% N (0.07M MgO) of modified supplemented biochar pellets (MSBP), which were based on recommended ratio of nitrogen for rice cultivation. For the paddy water, the NH4-N and NO3-N concentrations in whole treatments rapidly increased at 84 days and 40 days after transplanting, respectively. The PO4-P concentrations in the MSBP were generally lower than those of the control. For the paddy soil, NH4-N concentrations in the MSBP were higher than those of the control at 5 days after transplanting, while NO3-N concentrations were not significantly different in the treatments through rice cultivation. P2O5 concentrations in the control were higher than those of the MSBP until 40 days after transplanting while K2O concentrations were not significantly different among the treatment. The highest carbon sequestration was 970 kg ha-1 in the 60% N (0.07M MgO), and the potential carbon storage in the 60% N (0.07M MgO) was higher at 222 kg ha-1 than the control during rice cultivation. It shown that the rice yield in the control was not significantly different from the 40% N and 60% N (0.07M MgO) application plots. CONCLUSION: Application of MSBP for rice cultivation was effective for carbon sequestration and agro-environmental effects even though nitrogen application ratio was reduced at 40% based on recommended application ratio of fertilizer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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