• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.299-303
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• 1999

충청북도 일대에서 화학비료와 농약을 사용하는 일반적인 경작논(이하 일반논), 화학비료, 퇴비를 사용하지만 농약을 사용하지 않는 논(이하 무농약논), 농약과 화학비료를 사용하지 않고 논에 오리를 사육하는 논(이하 오리논), 농약과 화학비료를 사용하지 않고 논에 열대산 우렁이를 사육하는 논(이하 우렁이논)에 대해 에너지 분석을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 에너지 효율은 오리논(1.8)이 가장 높고 우렁이논(1.5), 일반논(1.0), 무농약논(0.5)의 순서이다. 생산량에 비해 상대적으로 재생 불가능한 에너지는 일반논과 무농약논이 오리논과 우렁이논보다 2-3배 많이 사용하였고 재생가능한 에너지는 무농약논이 가장 많이 사용하였다. 무농약논은 비료, 퇴비를 과도하게 사용하여 에너지 효율이 낮아졌다. 무농약 재배를 위한 과도한 영양분의 투입은 에너지 측면에서 비효율적일 수 있음을 보여주었다. 논에 동물을 사용하는 방식은 재생불가능한 에너지 투입을 줄일 수 있어서 다른 방식에 비해 친환경적이었다. 하지만 보다 환경적이고 지속가능하기 위해서는 재생 불가능한 에너지를 더 줄일 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권6호
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• pp.684-692
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• 2022

본 연구는 새만금 농생명용지와 주변 지역의 간척 전후 생태계서비스를 평가하고 증진방안을 마련하기 위해 수행하였다. 새만금 지역의 생태계서비스 기능은 토지 유형에 따라 다르게 나타났다. 간척 전 새만금은 공급, 조절, 문화, 지지서비스 기능이 모두 높았으나 간척 후에는 공급, 조절, 지지서비스 기능이 하락했다. 따라서 새만금 농생명 용지의 생태계서비스를 증진하려면 논 습지, 저수지 등의 반(半)자연생태계가 가지는 공급, 조절, 지지서비스를 강화하는 것이 필요하다. 현재 남아 있는 산림, 도서 지역 등의 자연생태계와 광활한 농경지를 농촌관광 및 생태관광을 특화하고, 농업과 관련된 교육.연구 위주의 문화서비스 기능을 강화할 필요가 있다. 이를 위해 넓은 농경지와 농업 기반을 활용하여 농업생산, 농촌관광 등을 활성화하고 고령화가 진행되고 있는 지역에 대한 정부의 지원이 필요하다.

• 한국기후변화학회지
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• 제5권1호
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• pp.71-81
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• 2014

미기상학적 방법인 에디공분산 기법을 이용하여 벼-보리 이모작의 논 생태계와 대기간 $CO_2$ 교환량의 계절적 변화를 조사하고, 벼-보리 이모작 작부체계에서 벼 재배기간의 $CO_2$ 교환량에 미치는 환경요인들과 지상부 생육량의 효과를 분석하였다. 관측된 $CO_2$ 플럭스자료는 보정과 결측 보충 등의 과정을 거친 후 분석에 활용되었다. 벼-보리 이모작 논 생태계에서 벼 재배기간 동안의 $CO_2$ 순 생태계 교환량(NEE)과 총일차생산량(GPP) 및 생태적 호흡량(Re)은 각각 단위면적($m^2$)당 -215.6, 763.9, 548.3g C로 분석되었다. 순복사에너지(Rn)와 NEE의 관계는 이차함수로 나타낼 수 있으며, Rn의 이차함수는 NEE 변이의 66%를 설명하였다. 반면에 Re와 지온의 관계는 지수함수로 나타낼 수 있으며, 벼논이 배수생태에서는 Re에 대한 지온의 지수함수는 Re 변이의 43%를 설명하였다. 그리고 벼 작물의 지상부 생육량과 논 생태계의 $CO_2$ 플럭스(NEE, GPP, Re)는 유의성 높은 선형관계를 나타냈다. 따라서 환경인자 및 벼 작물 생육자료와 $CO_2$ 플럭스의 관계식으로 미 관측 논 생태계에 대한 $CO_2$ 플럭스의 추정이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권2호
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• pp.137-145
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• 2014

전라북도 김제시 부량면 신용리의 벼-보리 이모작 논에 설치된 플럭스 관측시스템에서 보리 재배기간동안(2011년 10월 27일~2012년 6월 8일) 연속적으로 관측된 플럭스 자료를 활용하여, 보래재배 논 생태계와 대기간의 $CO_2$ 교환량의 계절적 변화를 분석하였다. $CO_2$ 및 에너지의 교환량은 미기상학적인 에디공분산법으로 추정하였고, 환경인자(순복사, 강수량 등)와 작물체 생육량(엽면적지수, 초장 등)도 함께 측정 조사하였다. 관측된 플럭스 자료는 보정과 결측보충의 과정을 거친 후 분석에 활용되었다. 결론적으로, 벼-보리 이모작 논생태계에서 보리 재배기간동안의 보리생육은 $CO_2$의 순생태계교환량(NEE)에 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 보리 건물중이 급격하게 증가되는 분얼단계에서 가장 많은 $CO_2$가 흡수되었으며, 출수개화기가 관측된 5월 상순에 가장 높은 NEE ($-11.2gCm^{-2}d^{-1}$)가 관측되었다. 보리 재배기간중의 누적 순생태계 교환량(NEE)과 총일차생산량(GPP) 및 생태적 호흡량(Re)은 각각 단위면적($m^2$)당 -348.0, 663.3, $315.2gCm^{-2}$로 분석되었다. 본 논문은 국내에서 보리 재배기간의 $CO_2$ 플럭스를 에디공분산기법으로 정량화한 최초의 연구결과이며, 향후 벼-보리 이모작 논 생태계의 $CO_2$ 수지 평가의 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권6호
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• pp.740-747
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• 2014

Bacterial leaf blight (BLB) caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) is a very serious disease in rice-growing regions of the world. In spite of their economic importance, there are no effective ways of protecting rice plants from this disease. Bacteriophages infecting Xoo affect the population dynamics of the pathogen and consequently the occurrence of the disease. In this study, we investigated the diversity, host range, and infectivity of Xoo phages, and their use as a bicontrol agent on BLB was tested. Among the 34 phages that were isolated from floodwater in paddy fields, 29 belonged to the Myoviridae family, which suggests that the dominant phage in the ecosystem was Myoviridae. The isolated phages were classified into two groups based on plaque size produced on the lawn of Xoo. In general, there was a negative relationship between plaque size and host range, and interestingly the phages having a narrow host range had low efficiency of infectivity. The deduced protein sequence analysis of htf genes indicated that the gene was not a determinant of host specificity. Although the difference in host range and infectivity depending on morphotype needs to be addressed, the results revealed deeper understanding of the interaction between the phages and Xoo strains in floodwater and damp soil environments. The phage mixtures reduced the occurrence of BLB when they were treated with skim milk. The results indicate that the Xoo phages could be used as an alternative control method to increase the control efficacy and reduce the use of agrochemicals.

• 한국환경농학회지
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• 제38권3호
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• pp.139-144
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• 2019

BACKGROUND: Epigeic arthropods participate in ecological functions as predators, decomposers and herbivores. The purpose of this study was to investigate the responses of some dominant arthropods in rice fields to different forms of agricultural land management. METHODS AND RESULTS: The abundance of microarthropods was compared between rice fields and uplands in the non-growing season. Collembola, Oribatida and Mesostigmata were more abundant in the upland fields than in the paddy fields. The community composition and diversity of epigeic arthropods were compared between fallow and rice fields. The total abundance and species richness of spiders and ground beetles were not significantly different in the two types of agricultural fields. The abundance of Arctosa kwangreungensis was greater in fallow fields than in cultivated fields. The community structure of arthropods was compared between paddy fields with and without barley. The cropping system altered the community composition of spiders but not their biodiversity. Barley cultivation increased the abundance of ground beetles but decreased that of spiders. We suggest that this contrast was partly due to the availability of plants that provided shelter and food for ground beetles. CONCLUSION: These results show that soil use intensity and cropping system alter the community composition of epigeic spiders and ground beetles. This could result in ecosystem-level alterations with respect to the control of pests and weeds. Our results also suggest that biodiversity of ground-dwelling arthropods may not increase during short fallow periods.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.398-409
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• 2018

최근 유기농법이 확산되며 벼농사와 더불어 맛과 영양소 측면에서 월등하게 높은 가치를 평가받는 미꾸리를 활용한 생태농법이 농업과 어업이 결합된 차세대 산업으로 급부상하고 있는 추세이다. 본 연구는 복합생태농업이 식생다양성 기능에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 연구방법은 식생조사를 통한 식물학적 분류를 통해 분석하였다. 전체 연구대상지에서 식생조사 결과 38과 100속 107종 20변종 127종류가 출현하였다. 둠벙이 있는 복합생태논에서는 출현하였으나 둠벙이 없는 대조논에서 출현하지 않은 종은 총 15종류(Taxa)의 차이로 확인되어 둠벙의 유무에 따라 식생의 수분요구도 차이로 나타난 결과로 판단된다. 또한 생활형 분석결과 둠벙의 유무에 따라 접지, 일년생, 수생식물의 차이도 확인되었다. 출현한 귀화식물도 전국적으로 널리 분포하는 종으로 분석되었다. 습지출현빈도 분석결과 둠벙이 있는 복합생태논이 대조논에 비해 절대습지식물과 임의습지식물의 비율이 높게 나타났다. 본 연구결과 생육환경이 다양할수록 식생다양성은 높아질 것으로 판단된다. 하지만 유형별 통계적 유의성은 확인되지 않아 식생다양성 및 생물다양성 증진을 위해서 향후 둠벙의 유무, 면적, 둠벙의 깊이, 수문, 수질환경, 토양환경 등 다양한 환경적 요인 찾는 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권1호
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• pp.47-53
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• 2007

To assess the risk of genetically modified (GM) rice on the agricultural ecosystem, agronomic characteristics, pollen longevity and outcrossing rate between GM (Iksan 483 and Milyang 204) and non-GM (their wild types and female parents) varieties were investigated using the bar gene as a tracer marker in paddy field. The agronomic characteristics of two GM rice were similar to their female-parents (non-GM rice) except heading date and 1,000 grain weight of Iksan 483, and they did not show a difference by the introgression of the bar gene as the genetic traits of rice varieties. Pollen viability was more than 90% just after shedding, and it was rapidly decreased below 50% at 5 minutes after shedding both GM and non-GM varieties. The Pollen longevity was lost after 30 minutes of anthesis. When the distance of gene flow from GM to non-GM rice detected to 6 m from the edge of GM rice plant, the maximum distance of pollen dispersal was 4.5m and 3.9m in Iksan 483 and Milyang 204, respectively, and that was increased in order of west, south, east, and north to the dominant wind direction, west-south. Mean outcrossing rate was very low as 0.003 and 0.001% within 1.5 m from the edge of Iksan 483 and Milyang 204, and the GM hybrids by the pollen dispersal did not detected over 4.5 m from the edge of GM rice plant. The results may help to establish the strategy which reduce the risk of pollen-mediated gene flow between GM and non-GM rice.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권3호
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• pp.164-171
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• 2005

벼농사가 주변 수계의 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 경기도 이천시 부발읍의 광역 논을 대상으로 2002년 5월부터 2003년까지 9월까지 벼 재배기간 동안 논에서 양분물질인 질소와 인의 유입 및 유출부하량을 조사하였다. 재배기간 동안 평균 시비량은 질소가 2002년에 $129.0kg\;ha^{-1}$ 그리고 2003년에 $145.1kg\;ha^{-1}$이었으며, 인은 각각 $56.5kg\;ha^{-1}$와 $55.1kg\;ha^{-1}$로서, 질소 시비량은 2003년에 약간 많았으나 인 시비량은 비슷하였다. 조사기간 동안 물 수지는 2002년에 강우량 888 mm, 관개수량 1,321 mm, 침투수량 1,028 mm, 지표유출량 677 mm, 증발산량은 342 mm이었고, 2003년에 강우량 1,115 mm, 관개수량 1,493 mm, 침투수량 1,147 mm, 지표유출량 865 mm, 증발산량은 276 mm 이었다. 강우량과 지표배출수량은 2002년과 2003년 모두 결정계수($r^2$)가 각각 0.92와 0.81로 선형적인 양의상관으로 나타나 재배기간 중 논에서의 배출수량은 강우량이 증가할수록 선형적으로 증가하였다. 강우, 관개수, 지표 배출수, 침투수 및 작물흡수량의 질소 부하량은 2002년에 각각 9.9, 41.6, 22.1, 5.5, $123.6kg\;ha^{-1}$이었으며, 2003년에는 각각 15.8, 55.4, 17.3, 7.5, $119.1kg\;ha^{-1}$이었다. 강우, 관개수, 지표 배출수, 침투수 및 작물흡수량의 인 부하량은 2002년에 각각 2.1, 13.0, 3.6, 1.8, $64.0kg\;ha^{-1}$이었으며, 2003년에는 각각 1.6, 15.0, 5.0, 1.2, $61.4kg\;ha^{-1}$이었다. 강우량 및 배출수량과 양분물질 배출 부하량과의 관계는 강우량 및 배출수량이 증가할수록 논에서의 양분물질 배출 부하량은 선형적으로 증가하였다. 또한, 재배시기별 질소와 인의 유입 부하량과 유출 부하량 차이는 전 생육기간동안 유입 부하량이 유출 부하량보다 많아 논은 양분물질을 흡수하는 기능을 가지고 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권3호
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• pp.227-235
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• 2015

에디 공분산 방법(eddy covariance method)을 이용한 이산화탄소($CO_2$), 수증기($H_2O$), 현열(sensible heat)의 순생태계과환량[net ecosystem exchange (NEE)]은 에디 플럭스(eddy flux, $F_c$)와 저장 플럭스(storage flux, $F_s$)의 합으로 어림한다. 스칼라의 흡원과 발원의 세기와 분포, 연직 난류 혼합의 정도에 따라 스칼라의 변화율은 높이에 따라 다르게 나타난다. 따라서 정확한 $F_s$를 얻기 위해서는 프로파일 시스템을 운용하여 높이에 따라 달라지는 스칼라의 변화율을 고려하여야 한다. 하지만 아시아의 대부분의 농경지 관측지에서는 프로파일 시스템을 운용하지 않고, $F_c$ 관측 지점과 지면 사이에서 높이와 관계없이 스칼라 변화율이 동일하다는 가정하에 에디 공분산 시스템에서 관측되는 스칼라 변화율 만으로 $F_s$를 산정한다. 본 연구에서는 논에서 에디 공분산 관측 높이에서 측정된 $F_s$(프로파일 시스템에서 관측된 단일 높이의 스칼라만을 이용한 $F_s$, $F_s_{-single}$)와 프로파일 관측(에디 공분산 관측지점과 지면 사이의 여러 높이에서 스칼라 관측)을 이용한 FS와의 차이를 정량화하고, $F_s_{-single}$로 NEE를 산정할 때 발생하는 오차를 확인하기 위해, 경기도 여주에 위치한 청미천 농경지 플럭스 관측지(Chengmicheon Farmland Korea, CFK)에서 에디공분산 방법과 프로파일 시스템을 이용해 $CO_2$, $H_2O$, 기온($T_a$)의 $F_c$와 $F_s$를 측정하였다. $CO_2$, $H_2O$, $T_a$는 흡원과 발원의 강도와 분포, 대기 경계층의 안정도에 따라 높이별로 변화율이 달랐고, 그 결과 $F_s_{-single}$은 $F_s$를 과소 또는 과대 평가하였다[특히, 해질 녘과 해 뜰 녘(0430-0800h와 1630-2000h)에 $CO_2$의 $F_s$를 평균 21% 과소평가]. $F_s_{-single}$로 인해 발생하는 NEE 계산의 오차는 $F_{CO_2}$의 경우, 하루 중 시간에 따라 밤(2030-0400h), 해 질 녘과 해 뜰 녘에 각각 평균적으로 3%, 2%씩 $F_{CO_2}$를 과소평가했다. 이러한 차이는 $F_{CO_2}$의 야간 자료 보정과 분배의 과정에서 논의 탄소수지를 과소평가하게 할 수 있다. 이와는 다르게 LE, H의 경우 시간에 관계없이 거의 차이를 보이지 않았다.