Effects of Barley Straw Management Practices on Greenhouse Gases(GHGs) Emission During Rice Cultivation in Rice-barley Double Cropping System

Because main barley straw management is changing these days from off-fields to burning that may relate to air quality concerning the global warming, this study was conducted to investigate the effects of barley-straw management practices on greenhouse gas emissions during rice cultivation in rice-barley double cropping system. The treatments were barley straw burning, off-field usage of barley straw and incorporation of barley straw in paddy fields. Laboratory experiment showed that burning of barley straw at the rate of $4.5Mg\;ha^{-1}$ emitted GHGs in the amounts of 4,607, 19.5, and $0.9kg\;ha^{-1}$ of $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$, respectively. During the rice cultivation of the rice-barley double cropping system, the highest GHG emission by evaluated close-static chamber method was observed from the soil incorporation of barley straw with 387 and $1.0kg\;ha^{-1}$ of $CH_4$ and $N_2O$, respectively. The GHGs emissions from the barley straw burning and off-field usage treatments were 233 and $160kg\;ha^{-1}$ for $CH_4$ and 0.80 and $0.79kg\;ha^{-1}$ for $N_2O$, respectively. The barley straw burning treatment showed the greatest GHGs emission among barley straw management practices in rice-barley double cropping system when considering GHGs emissions both during burning and from paddy fields during the cropping seasons. As a result, the GHGs emissions recorded in the barley straw incorporation to soil and off-field usage treatments were 22.4 and 66.8%, respectively, less than sum of GHGs emissions from the burning of barley straw and from paddy fields during rice cultivation.

벼보리 이모작 재배에서 보리짚 처리 방법이 벼재배시 온실가스 배출에 미치는 영향

벼-보리 이모작 재배시 발생하는 보릿짚은 예전에는 포장에서 수거되어 땔감이나 우사의 깔집 등으로 주로 이용되었으나 농촌 노동력 부족으로 인하여 소각이나 토양혼입 등으로 처리방법이 바뀜에 따라 농업생태계에 미치는 영향이 커지고 있다. 따라서 벼-보리 이모작 재배시 주요 보릿짚 처리방법인 소각, 논으로부터 제거, 토양 내 혼입 처리에 따른 온실가스 발생량을 구명하여 보릿짚 처리방법이 온실가스 배출에 미치는 영향을 밝히고자 시험을 수행하였다. 보릿짚의 소각($4.5Mg\;ha^{-1}$)시 발생하는 온실가스 발생량은 $CO_2\;4,607kg\;ha^{-1}$, $CH_4\;19.5kg\;ha^{-1}$, $N_2O\;0.9kg\;ha^{-1}$ 로 $CO_2$의 발생량이 가장 많았으며 이는 보릿짚내 총 탄소함량의 45~55%에 해당하였다. 각각의 보릿짚 처리 후 논에서 배출되는 온실가스량은 $CH_4\;387kg\;ha^{-1}$, $N_2O\;1.0kg\;ha^{-1}$로 보릿짚이 토양에 혼입된 논토양에서 발생량이 가장 많았으며, 다음으로 소각처리한 논토양과 포장 밖으로 제거 처리한 논의 순이었다. 보릿짚 처리방법이 온난화가스 배출에 미치는 영향을 소각시 발생한 양 및 논토양에서 배출되는 양을 합하여 지구온난화지수(GWP)로 계산한 결과, 소각시 $10,880CO_2\;kg\;ha^{-1}$, 토양혼입시 $8,439CO_2\;kg\;ha^{-1}$, 포장 밖 제거시 $3,614CO_2\;kg\;ha^{-1}$의 온실가스가 발생하여 소각처리에 비해 토양혼입과 포장 밖 제거시 각각 22.4%와 66.8%의 온실가스 배출량이 감소하였다.