• 제목/요약/키워드: low-carbon agriculture

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한국의 산림바이오매스에너지 중장기 수요-공급전망과 화석연료 대체효과 분석 (Mid- and Long-term Forecast of Forest Biomass Energy in South Korea, and Analysis of the Alternative Effects of Fossil Fuel)

  • 이승록;한희;장윤성;정한섭;이수민;한규성
    • 신재생에너지
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    • 제18권3호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • This study analyzed the anticipated supply-and-demand of forest biomass energy (through wood pellets) until 2050, in South Korea. Comparing the utilization rates of forest resources of five countries (United Kingdom, Germany, Finland, Japan, and S. Korea), it was found that S. Korea does not nearly utilize its forest resources for energy purposes. The total demand for wood pellets in S. Korea (based on a power generation efficiency of 38%) was predicted to be 3,629 and 4,371 thousand tons in 2034 and 2050, respectively. The anticipated total wood pellet power generation ratio to target power consumption is 1.13% (5,745 GWh), 1.17% (6,336 GWh), and 1.25% (7,631 GWh) in 2020, 2030, and 2050, respectively. Low value-added forest residues left unattended in forests are called "Unused Forest Biomass" in S. Korea. From the analysis, the total annual potential amount of raw material, sustainably collectible amount, and available amount of wood pellet in 2050 were estimated to be 6,877, 4,814, and 3,370 thousand tons, respectively. The rate of contribution to Nationally Determined Contributions was up to 0.64%. Through this study, the authors found that forest biomass energy will contribute to a carbon neutral society in the near future at the national level.

Physiological and Genetic Mechanisms for Nitrogen-Use Efficiency in Maize

  • Mi, Guohua;Chen, Fanjun;Zhang, Fusuo
    • Journal of Crop Science and Biotechnology
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    • 제10권2호
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    • pp.57-63
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    • 2007
  • Due to the strong influence of nitrogen(N) on plant productivity, a vast amount of N fertilizers is used to maximize crop yield. Over-use of N fertilizers leads to severe pollution of the environment, especially the aquatic ecosystem, as well as reducing farmer's income. Growing of N-efficient cultivars is an important prerequisite for integrated nutrient management strategies in both low- and high-input agriculture. Taking maize as a sample crop, this paper reviews the response of plants to low N stress, the physiological processes which may control N-use efficiency in low-N input conditions, and the genetic and molecular biological aspects of N-use efficiency. Since the harvest index(HI) of modern cultivars is quite high, further improvement of these cultivars to adapt to low N soils should aim to increase their capacity to accumulate N at low N levels. To achieve this goal, establishment and maintenance of a large root system during the growth period may be essential. To reduce the cost of N and carbon for root growth, a strong response of lateral root growth to nitrate-rich patches may be desired. Furthermore, a large proportion of N accumulated in roots at early growth stages should be remobilized for grain growth in the late filling stage to increase N-utilization efficiency. Some QTLs and genes related to maize yield as well as root traits have been identified. However, their significance in improving maize NUE at low N inputs in the field need to be elucidated.

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Nutritional Quality and Physicochemical Characteristics of Defatted Bovine Liver Treated by Supercritical Carbon Dioxide and Organic Solvent

  • Kang, Sung-Won;Kim, Hye-Min;Rahman, M. Shafiur;Kim, Ah-Na;Yang, Han-Sul;Choi, Sung-Gil
    • 한국축산식품학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.29-37
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    • 2017
  • Defatted bovine liver (DBL) is a potential source of protein and minerals. Supercritical carbon dioxide ($SC-CO_2$) and a traditional organic solvent method were used to remove lipid from bovine liver, and the quality characteristics of a control bovine liver (CBL), bovine liver defatted by $SC-CO_2$ ($DBLSC-CO_2$) at different pressures, and bovine liver defatted by organic solvent (DBL-OS) were compared. The $DBLSC-CO_2$ samples had significantly higher (p<0.05) protein, amino acid, carbohydrate, and fiber contents than CBL and DBL-OS. There was a higher yield of lipid from CBL when using $SC-CO_2$ than the organic solvent method. SDS-PAGE analysis demonstrated that the CBL and $DBLSC-CO_2$ had protein bands of a similar intensity and area, whereas DBL-OS appeared extremely poor bands or no bands due to the degradation of proteins, particularly in the 50 to 75 kDa and 20 to 25 kDa molecular weight ranges. In addition, $DBLSC-CO_2$ was shown to have superior functional properties in terms of total soluble content, water and oil absorption, and foaming and emulsification properties. Therefore, $SC-CO_2$ treatment offers a nutritionally and environmentally friendly approach for the removal of lipid from high protein food sources. In addition, $SC-CO_2$ may be a better substitute of traditional organic solvent extraction for producing more stable and high quality foods with high-protein, fat-free, and low calorie contents.

제주도 감귤원 토양에서 GUS, RF, AF 지수를 이용한 농약의 용탈잠재성 평가 (Estimation of Pesticide Leaching Potential Using GUS, RF and AF Index in Cheju Citrus Orchard Soils)

  • 오상실;문두길;정종배;현해남
    • 한국환경농학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.7-16
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    • 2002
  • 유기물함량이 다른 감귤원 토양을 대상으로 GUS, RF 및 AF 값을 비교하여 감귤원에서 많이 사용되고 있는 농약 종류별 지하수 오염 잠재성을 평가하였다. GUS에 의하면 metribuzin과 metolachlor는 조사된 모든 토양통에서 용탈 가능성이 큰 것으로 평가되었으며, alachlor와 linuron도 대부분 토양에서 용탈가능성이 높은 것으로 평가되었으며 linuron의 경우에는 특히 비화산회토양에서 용탈의 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다. Diuron과 diniconazole은 대부분 토양에서 용탈 가능성이 없는 것으로 평가되었고, chlorothalonil과 chlorpyrifos는 유기물 함량에 관계없이 용탈 가능성이 없는 것으로 평가되었다. RF에 의한 평가에서는 diniconazole, chlorothalonil, chlorpyrifos는 모든 토양에서, linuron과 diuron은 일부 비화산회토를 제외한 모든 토양에서 이동성이 매우 낮은 것으로 분류되었으며, metolachlor와 alachlor는 대부분의 토양에서 이동성이 보통인 것으로, metribuzin은 유기탄소함량이 낮은 토양에서 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었다. AF에 의하면 diniconazole, chlorothalonil, chloipyrifos는 화산회토, 비화산회토에 관계없이 지하수 오염 잠재성이 없는 것으로 평가되었으며, 반면 metribuzin은 화산회토, 비화산회토에 관계없이 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었다. Metolachlor는 비화산회토에서 지하수 오염 잠재성이 있는 것으로 평가되었고, alachlor, linuron 및 diuron은 유기물 함량이 낮은 일부 비화산회토에서만 지하수 오염 잠재성이 우려되는 것으로 나타났다. 농약의 용탈잠재성은 용해도, 흡착성, 잔류성 등의 약제 자체의 특성과 함께 유기물 함량, 투수성 등 토양의 물리화학적 특성에 따라서 결정된다. 본 연구의 결과를 보면 이러한 일반적인 원칙이 각 농약의 용탈잠재성 지수에 그대로 반영되었는데, 용해도가 높고, 흡착성이 약하며 잔류성이 긴 약제일수록 대부분의 토양에서 용탈잠재성이 큰 것으로 나타났다. 토양의 특성 중에서는 특히 농약의 흡착에 직접 영향을 미치는 유기물 함량이 용탈잠재성 지수를 결정하는 중요한 요인으로 볼 수 있는데, 본 연구의 결과에서도 일반적으로 유기물 함량이 높은 화산회 토양에서는 농약의 용탈잠재성이 비화산회토양에 비교하여 낮은 것으로 나타났으며, 용해도가 높고 흡착성이 매우 낮은 약제인 metribuzin의 경우에도 투수성이 상대적으로 높은 화산회 토양에서보다 투수성이 낮은 비화산회토양에서 용탈 가능성이 높게 평가된 것으로 보아 대부분 농약의 용탈잠재성을 결정하는데 있어 토양의 투수성 보다도 유기물 함량이 더욱 중요하게 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 따라서 비화산회토를 위주로 한 유기물 함량이 낮은 토양이 분포된 지역의 지하수가 농약의 오염에 취약할 것으로 판단할 수 있으며, 이들 지역에서는 용탈잠재성이 높은 것으로 평가된 약제들의 사용을 최대한 제한함으로써 제주도 피하수의 농약 오염을 방지할 수 있을 것이다. 물론 제주도 감귤원에서는 토양의 유기물 함량과 약제의 흡착성을 우선적으로 고려하여 사용할 농약을 선택해야 할 것으로 보이나, 그 외 약제의 잔류성, 사용량, 사용시기와 함께 기후조건, 토양의 투수성, 토층이 깊이, 지하수 깊이 등의 지역적인 특성들이 농약의 용탈잠재성에 미치는 영향도 더욱 구체적으로 파악되어야 할 것이며 농약의 선택 과정에서도 이러한 특성들이 앞으로 고려되어야 할 것이다.

방사선조사(放射線照査)에 의한 밤저장연구(貯藏硏究) -제1보 저산소상태(低酸素狀態)에서 방사선조사효과(放射線調査効果)- (Studies on the Preservation of Korean Chestnnt by Gamma Irradiation -Part 1. Radiation Effect of Low Oxygen Atmosphere-)

  • 박노풍;김연진;김성기;이종욱
    • 한국식품과학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.36-40
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    • 1977
  • 밤 품종(品種)에 따른 적정선량(適正線量)을 구하고 조사(照射)밤의 저장말기(貯藏末期)에 발생(發生)하는 과육흑반점(果肉黑斑點) 억제(抑制)에 대한 실험(實驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 대기하(大氣下)에서 방사선(放射線)을 조사(照射)할 경우 밤의 발근(發根), 발아율(發芽率), 부패율(腐敗率) 및 과육흑반점(果肉黑斑點) 발생율(發生率)을 고려(考慮)할 때, 품종(品種)에 따라 약간의 차이는 있으나 적정선량(適正線量)은 25~35Krad였다. 2. 저산소상태(低酸素狀態)에서의 방사선조사(放射線照射)는 부패(腐敗), 과육흑반점(果肉黑斑點) 발생을 현저하게 억제(抑制)할 뿐 아니라 15Krad로서도 발아억제효과(發芽抑制效果)가 현저하였다. 3. 저장중(貯藏中)인 밤의 품종(品種)별 화학성분(化學成分)의 큰 변화는 없고 저장기간(貯藏期間)에 따라 감소하는 경향이었으며, 방사선조사(放射線照射)로 인한 영양소(營養素)의 변화가 뚜렷하지 않았다. 4. 호흡(呼吸)은 방사선조사(放射線照射) 직후(直後)에 급격(急激)히 상승(上昇)하였으나 시일이 경과함에 따라 점차 정상화(政常化)되었다.

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초임계 이산화탄소 처리가 동결 건조된 소간의 이화학적 특성 및 미생물 저감화에 미치는 영향 (Effect of Supercritical Carbon Dioxide on Physicochemical Properties and Microbial Reduction of Freeze-Dried Bovine Liver)

  • 김혜민;우성운;김아나;허호진;천지연;최성길
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.1847-1855
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    • 2015
  • 본 연구에서는 초임계 이산화탄소 처리에 따라 동결 건조된 소간의 이화학적 특성과 미생물 저감화 효과를 연구하였다. 다양한 압력(200, 300 및 450 bar)으로 초임계 이산화탄소를 처리한 결과, 먼저 지방 추출 수율의 경우 200, 300, 450 bar에서 각각 84, 86, 90%로 나타나 처리 압력이 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 비타민 A 및 $CoQ_{10}$ 성분은 지용성 물질로서 거의 대부분 초임계 이산화탄소 처리에 의해 다른 지방성분과 같이 추출된 것으로 나타났다. 추출된 지방의 지방산을 분석한 결과, 포화지방산 비율은 처리 압력이 높아질수록 감소한 반면에 다가불포화지방산은 증가하는 경향을 보였다. 총 아미노산의 경우 초임계 이산화탄소를 처리한 시료군에서 대조군에 비해 낮은 함량을 보였다. 총세균수의 경우 동결 건조로 인해 수분 함량이 극히 낮아졌음에도 불구하고 처리 시간이 길어질수록 저감화되었으며, 또한 5일간 냉장 저장한 시료에서 총세균수가 약 6.2 log CFU/g 이었으나 100 bar에서 3시간 처리에 의해 약 4.4 log CFU/g으로 저감화되었다. 특히 흥미롭게도 대장균군의 경우 100 bar에서 3시간 처리 후 저장 시 7일차까지 전혀 검출되지 않았다. 본 결과는 초임계 이산화탄소 처리가 수분 함량이 낮은 식품소재의 대장균군 저감화에도 효과적일 수 있다는 것을 나타내는 것이라 사료된다. 결론적으로 초임계 이산화탄소의 적절한 처리를 통해 미생물 안전성 및 지방 산화에 대한 안정성이 개선된 소간을 고단백 식품소재로 활용할 수 있으리라 판단된다.

하수슬러지 처리에서 미생물과 메탄올 적용을 통한 암모니아 배출 감소 및 식물 성장 향상 연구 (Reducing Ammonia Emissions and Enhancing Plant Growth through Co-application of Microbes and Methanol in Sewage Sludge Treatment)

  • 김진원;양희건;양희종;류명선;하광수;정수지;이수영;서지원;정도연
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.13-24
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    • 2023
  • Sewage sludge has been widely used as an organic fertilizer in agriculture. However, sewage sludge can cause serious malodor problems resulting from the decomposition of organic compounds in anaerobic conditions. The malodor of sewage sludge mainly occurs due to a low carbon to nitrogen ratio (C/N), high moisture, and low temperature, which are ideal conditions for ammonia emissions. Therefore, in this study, we investigated the reduction of the odor-causing ammonia nitrogen (NH3-N) in sewage sludge by co-application of microbes and methanol (MeOH). The physico-chemical properties of the municipal sewage sludge showed that the odor was mainly caused by a higher NH3-N content (2932.2 mg L-1). Supplementation with MeOH (20%) as a carbon source in the sewage sludge significantly reduced the NH3-N up to 34.2% by increasing C/N ratio. Furthermore, the sewage sludge was treated with the NH3-N reducing and plant growth promoting (PGP) bacteria Stenotrophomonas rhizophila SRCM 116907. The treatment with S. rhizophila SRCM 116907 significantly increased the seedling vigor index of Lolium perenne (10.3%) and Chrysanthemum burbankii (42.4%). The findings demonstrate that supplementing sewage sludge with methanol significantly reduces ammonia emissions, thereby mitigating malodor problems. Overall, the study highlights the potential of using a microbial and methanol approach to improve the quality of sewage sludge as an organic fertilizer and promote sustainable agriculture.

팽나무버섯 액체 종균 배양시 이산화탄소 농도와 균사 생장량 변화 (Changes in the CO2 and amount of mycelium growth of the liquid spawn on Flammulina velutipes)

  • 심규광;유영진;구창덕;김영석;김명곤
    • 한국버섯학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.3-8
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    • 2012
  • 본 연구에서는 효율적으로 팽나무버섯 액체종균을 생산할 때에 폭기(공기방울을 매우 작게하여) 배양의 효과에 대하여 액체 배지 내 이산화탄소 농도와 잔류 유리당 함량 변화로써 측정하였다. 이산화탄소 농도는 폭기 진행 중 배양용기의 배출구에서 측정하였다. 액체종균은 폭기 배양 3일째에 균사생장이 급격히 증가하였으며, 이산화탄소 농도($CO_2$)도 급증하였으나 폭기 5일째에는 정점을 나타낸 후 감소하였다. 액체배지 내 환원당은 배양 7일째까지 일정 속도로 감소되었고 이후에는 검출되지 않았고, 침전 균사체의 중량은 3일째 이후 비슷한 수준으로 유지되었다. 총질소(T-N)량은 폭기 11일째까지 일정한 수준으로 감소되었다. 유리당의 함량은 폭기 배양 7일째에 가장 낮았으므로 폭기 배양 6~7일째에 접종원으로 사용하는 것이 가장 효과적인 것으로 생각되었다. 그리고 액체종균의 배양 중에 배출구에서의 이산화탄소 농도 측정은 저비용으로 액체종균의 균사배양 정도를 추정하는 간이 지표로 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.

생육 초기의 저온·저일조가 고추의 수량과 품질에 미치는 영향 (Effects of Low Air Temperature and Low Radiation Conditions on Yield and Quality of Hot Pepper at the Early Growth Stage)

  • 위승환;이희주;유인호;장윤아;여경환;안세웅;이진형;김성겸
    • 한국환경과학회지
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    • 제29권10호
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    • pp.989-996
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    • 2020
  • This study was conducted to determine the effect of low temperature and low radiation conditions on the yield and quality of hot pepper at an early growth stage in Korea. In plastic greenhouses, low temperature, low temperature with covered shading treatments were set 17 to 42 days after transplanting. The pepper growing degree days decreased by 5.5% due to the low temperature during the treatment period. Radiation decreased by 74.7% due to the covered shading. After commencing treatments, pepper plant growth decreased with low temperature and low radiation. Analysis of the yield showed that the first harvest was delayed by low radiation. The cumulative yields of 119 days after transplanting were 1,956, 2,171, and 2,018 g/㎡ for control, low temperature, and low temperature with low radiation respectively. Capsaicin and dihydrocapsaicin concentrations in pepper fruit decreased with low temperature and low radiation. To investigate the photosynthetic characteristics according to the treatment, the carbon dioxide reaction curve was analyzed using the biochemical model of photosynthesis. Results showed that the maximum photosynthetic rate, Vcmax (maximum carboxylation rate), J (electric transportation rate), and TPU (triose phosphate utilization) decreased at low temperatures; the maximum photosynthetic rate, J, and gm (dark respiration rate) were reduced by shading. These results indicate that low temperature and low radiation can retard early growth, yield, and quality, but these can also be recovered 119 days after planting. Based on the results, the yield and quality of pepper can recover from abiotic stresses with proper cultivation.

카드뮴 내성균(耐性菌)의 분리(分離), 동정(同定)및 균체내(菌體內) 카드뮴 축적(蓄積) 특성(特性) (Isolation of Cadmium-Tolerant Bacteria and Characterization of Cadmium Accumulation into the Bacteria Cell)

  • 조주식;한문규;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.77-85
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    • 1992
  • 폐수중의 카드뮴을 효과적으로 제거하기 위하여 경남 및 부산지역의 오염된 하천수, 공단폐수처리장의 폐수 및 sludge 그리고 공단주변지역의 토양으로 부터 카드뮴에 내성이 있는 미생물 162균주를 분리하여, 이들 균주중 2,000ppm의 카드뮴이 함유된 한천평판배지에서 생장이 우수한 6균주를 선별한 후 이들 균주의 카드뮴 흡수량을 조사하여, 그 중에서 카드뮴 흡수가 가장 우수한 1균주를 선별하여 동정한 결과 Pseudomonas putida 또는 그 유연균으로 밝혀졌으며, 그 분리균의 최적생장 온도는 $30^{\circ}C$였고, 최적 pH는 pH 7.0이었다. 분리균주의 항생제 내성, 중금속 내성 및 탄화수소 자화능을 조사한 결과, 항생제인 ampicillin(Ap), chloramphenicol(Cm) 및 streptomycin(Sm)과 중금속인 Li, Cu, Pb 및 Zn에 내성을 나타내었다. 그리고 탄화수소인 salicylate, naphthalene 및 xylene을 단일탄소원으로 이용하였다. 분리균의 카드뮴 농도에 따른 생장을 조사한 결과 카드뮴이 첨가되지 않은 배지에서는 배양 1일 후에 최대생장에 도달했고, 카드뮴 100ppm의 농도에서는 2일 후에 최대생장에 도달하였으며 대조구 (카드뮴 무첨가 배지)와 큰 차이가 없었다. 카드뮴의 농도가 높을수록 균의 생장이 심히 저해되었다. 균체내의 카드뮴횹수량은 카드뮴농도가 낮을수록 증가되었다. 배지중 카드뮴농도가 1ppm과 10ppm인 경우에는 배양 1일 후에 최고의 흡수량을 보였고 100ppm에서는 배양 2일 후에 최고의 축적율을 보였다. 균체내 카드뮴 흡수율은 배지중에 카드뮴 농도가 1ppm인 경우에는 최고 78%, 10ppm에서는 60%, 그리고 100ppm에서는 약 40%의 흡수율을 보였다. 균체내에 다량의 카드뮴을 축적시키기 위하여 배양시 계면활성제를 넣어 배양한 결과, 비이온계 계면활성제인 Triton X-100을 0.1% 첨가했을 때 약 37%의 카드뮴축적 증가를 보였다.

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