Budgets for water, nitrogen, and chemical oxygen demand (COD) were determined in two 0.012 ha earthy-bottom ponds stocked with Israeli strain common carp at an initial stocking density of $20\;fish/m^3$. Total ammonia nitrogen (TAN) concentrations increased continuously but later decreased in pond A as a consequence of high nitrification. COD concentrations increased during the experimental period due to the accumulation of feed input. Nutrient budgets showed that feed represented $94-95\%$ of nitrogen input and about 99% of organic matter input. Fish harvest accounted for $40\%$ of nitrogen and organic matter input. Seepage and water exchange removed $15-17\%$ of nitrogen input but only $1-2\%$ of organic matter. Draining of the ponds removed $20-26\%$ of input nitrogen, mostly in inorganic forms, but removed only minus organic matter. Fish and water column respiration accounted for $39\%$ of organic matter input, and benthic respiration accounted for $7-12\%$ of organic matter input. No significant change of nitrogen and organic matter in both pond bottoms were found during the three-month growth period. The unrecovered input nitrogen, about $6.3-13\%$, was lost through denitrification and ammonia volatilization. On a dry matter basis, fish growth removed $31\%$ of total feed input and left $69\%$ as metabolic wastes.
In this research, the synthetic livestock wastewater was prepared to study the characteristics of organic matter removal, the change of VFA production, and the amount of gas production with respect to the change of ammonium nitrogen concentration in the waste using anaerobic fixed bed process, which is an anaerobic biofilm process. The HRT and operation temperature were 1 day and $35{\pm}1^{\circ}C$, respectively. Also, the characteristics of organic matter removal and the inhibitory effect on microorganism in the anaerobic process were studied on the organic loading and ammonium nitrogen concentration. The results obtained were as follows: For COD loading of $10kg/m^3$-day and five levels of ammonium nitrogen concentration ranging from 1,000 to 5,000 mg/L, organic removal efficiencies were about 81, 74, 67, 58, and 51%, and gas productions were 3,860, 3,520, 3,240, 3,020, and 2,790 ml/l-day, respectively. Average methane contents in the gas produced on COD loading of $10kg/m^3$-day was about 76%. Throughout the whole period of experiment, remaining VFA (as COD base) in the effluent was over 90% of remaining COD. This result indicated the inhibitory effect of high concentration of ammonium nitrogen through the facts that accumulated VFA was almost COD and organic removal efficiency decreased also with the increase of ammonium nitrogen. Especially, that implys which high concentration of ammonium nitrogen not only inhibits methane forming bacteria, but also acid forming bacteria.
The aim of present study is to elucidate the relationship between decay rate of soil organic matter, and the change of soil microbial population under the oak and pine forest soils in Kwang-nung plantation stand. The results obtained are as follows: 1) The correlation coefficient between decay rate and the soil bacteria is 0.84 and fungi 0.93. 2) The distribution of soil microbial population is higher in both F horizon of the oak forest soil, and F and H horizon of the pine forest soil. However, the number of soil microorganisms decreases with the depth in each forest soil. 3) The population of soil microbes is related to moisture content, total nitrogen, available phosphorus, and exchangeable calcium, except organic carbon in fungi. 4) The soil organic matter has been mainly decomposed by fungi, and the size of its population are governed by the factors such as moisture content, organic carbon, total nitrogen, available phosphorus, and exchangeable calcium.
자원순환 및 친환경 농업을 실천하는 농가가 증가함에 따라 유기물을 활용한 농경지 양분관리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 질소 공급원으로 유기물을 시용했을 때 질소 공급효과에 대한 연구들을 정리한 결과는 다음과 같다. 농경지에 유기물을 시용했을 때 질소의 공급은 질소 순환에서 무기화 과정을 통해 이루어지기 때문에 작물의 단기적인 질소 이용률은 무기질 비료에 비해 낮다. 유기물의 질소 공급량은 유기물의 C/N율이 낮을수록 무기화율이 높아지므로 C/N율을 고려한 유기물 시용이 중요하다. 가축분 퇴비의 경우 축종별 분뇨 질소함량과 퇴비와 혼합된 부산물 종류에 따라 질소 무기화율이 달라질 수 있으며, 녹비는 작물 종류와 환원시기, 토양 양분조건 등에 따라 C/N율이 달라진다. 또한 적정량의 질소를 추천하기 위해서는 토양 중 유기태 질소로부터 가용화 될 수 있는 질소의 양을 측정하여야 한다. 지금까지 보고된 퇴비, 녹비에 대한 질소공급과 작물 생산성에 대한 연구결과는 재배 여건과 작물 종류 등에 따라 다르게 나타나 질소 공급을 위한 유기물 추천 모델을 구성하기 위한 기초자료로 활용하기에는 어려움이 있다. 유기물 추천 모델을 구성하기 위해서는 우선적으로 유기물질 종류별 질소 공급량에 대한 기초 데이터가 구축되어야 하며, 토양의 질소공급량을 평가할 수 있는 분석 방법의 구축이 필요하다.
이 연구는 경안천 토양에서 기후 조건의 차이, 식물의 유무, 질소 농도의 차이에 따른 토양의 생물학적 유기물 분해속도의 변화가 대기 중 온실가스($CH_4$, $CO_2$) 발생에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구 결과, 유기물 분해속도와 $CH_4$, $CO_2$ flux 모두 환경 조건이 동시에 변화하는 경우에 영향을 받음을 알 수 있었다. 유기물 분해 속도는 기후 조건의 차이와 질소농도의 차이, 기후 조건 차이와 식물의 유무가 있는 경우에 영향을 받음을 알 수 있었다. $CH_4$ flux는 기후 조건 차이와 질소 농도의 차이, 기후 조건 차이와 식물의 유무, 식물의 유무와 질소 농도의 차이가 있는 경우에 영향이 있었으며 $CO_2$ flux는 기후 조건 차이와 식물의 유무, 식물의 유무와 질소 농도의 차이가 있는 경우에 영향이 있음을 통해 기후 조건 차이와 식물의 유무, 질소 농도의 차이가 유기물 분해속도에 영향을 주어 대기 중 온실가스 발생에 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 기후 조건 차이는 토양의 분해를 증진시켜 대기로 방출되는 온실가스 또한 가중시킬 수 있다고 알려져 있으나, 본 연구를 통해 기후변화가 유기물의 분해와 대기로의 온실가스 방출을 감소시킬 수 있다는 결과를 도출할 수 있었으며 기후 조건 차이 외의 질소가 유입될 경우, 순영향(positive effect)을 주게 됨을 알 수 있었다. 그러나 식물의 영향이 작용할 경우 질소의 유입으로 인한 순영향을 감소시킬 수 있음을 알 수 있었으며, 이에 따른 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
1979년 이래 유기물(有機物)을 연용(連用)한 논토양에 있어서 미생물상(微生物相)의 이절적(李節的) 변화(變化)를 구명(究明)하고자 호남지역 전북통인 논토양에 유기물(有機物)로써 무시용, 볏짚 및 퇴비를 그리고 질소수준으로써 무시용, 150kg/ha를 처리하여 표토(表土)로부터 15cm깊이토양의 미생물상(微生物相) 변화(變化)를 검토(檢討)하였다. 전세균수(全細菌數)는 수도이앙전(水稻移秧前)인 담수직후(湛水直後)부터 유수형성기(幼穗形成期)까지 점진적인 증가 후 수확기까지 감소(減少)하였으며 방선균(放線菌), 사상균(絲狀菌) 및 셀루로스분해균수(分解菌數)은 유수형성기(幼穗形成期)까지 미약한 변화를 보였으나 그 이후 수확기까지 증가(增加)하였다. 또한 대부분의 미생물수(微生物數)는 유기물과 질소의 장기혼용구(長期混用區)에서 높았으나 셀루로스분해균만은 유기물 단독시용구에서 높았다. 질소순환미생물중 암모니아 산화균수는 수확기에, 질산산화균수와 질산환원균수는 유수 형성기에 그리고 탈질균수는 분얼초기에 높았으나 암모니아 화성균수는 유기물 또는 질소(窒素)시용 여부에 따라 달랐다. 이들 미생물들은 유기물(有機物)이나 질소의 단독시용구에 비하여 유기물과 질소혼용구(窒素混用區)에서 높았으며, 특히 탈질균은 유기물(有機物)중 볏짚시용구에서 높았으나 그 외는 차이가 없었다.
최근에 기후변화와 수질관리의 중요성이 증가하면서 습지토양의 탄소와 영양물질 보유 특성에 대한 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 연안퇴적물과 인공습지, 자연습지(내륙, 하구, 갯벌)와 같이 연안퇴적물 및 다양한 유형의 습지토양에서의 유기물과 영양물질의 보유특성을 알아 보고자하였다. 또한 유기물, 영양물질, 입도에 따른 상관관계를 분석하여 이들 항목 간의 연관성을 살펴보았다. 연구 결과 유기물이나 영양물질의 보유정도가 습지의 유형에 따라 달라지는 것으로 나타났는데 내륙습지가 하구나 연안습지보다 질소의 보유 능력이 큰 것으로 나타났으며, 같은 육상생태계에서도 더 오랜 기간 동안 오염물질이 유입되고 자체적으로 유기물을 생산하여 축적하고 있는 자연습지에서 유기물과 질소의 농도가 인공습지보다 더 높은 것을 조사되었다. 연안지역의 경우 해수의 흐름이 원활한 하구나 갯벌 보다 해수의 유통이 느린 만 지역에서 유기물과 질소 농도가 높게 나타났다. 또한 화학적산소요구량은 총유기탄소 및 총질소농도와 높은 상관관계를 보여주어 화학적산소요구량 자료를 이용하여 해당 습지의 총유기탄소나 총질소 농도를 효과적으로 추정할 수 있음을 보여주었다.
Soil respiration has been recognized as a key factor of the change of organic matter and fertility due to the carbon and nitrogen mineralization. In this study, we evaluated the effect of soil respiration on the light fraction-C and inorganic N content depending on temperature in soil applied with organic matter. Soil respiration was calculated by using total $CO_2$ flux released from soil applied with $2Mg\;ha^{-1}$ of rice straw compost and rye for 8 weeks incubation at 15, 25, $35^{\circ}C$ under incubation test. After incubation test, light fraction and inorganic N content were investigated. Rye application dramatically increased soil respiration with increasing temperature. $Q_{10}$ value of rye application was 1.69, which was higher 27% than that of rice straw compost application. Light-C and $NO_3-N$ contents were negatively correlated to soil respiration. Light-C in rye application more decreased than that in rice straw compost with temperature levels. These results indicate that temperature sensitivity of soil respiration could affect soil organic mater content and N availability in soil due to carbon availability. Also, light fraction would be useful indicator to evaluate decomposition rate of organic matter in soil under a short-term test.
This paper investigates preliminarily spatial distribution soil organic matter (SOM), nitrogen (N) and phosphorus (P) and its environmental influence in wetland soil of different vegetation landscape in the Yellow River Mouth. The result shows the SOM and total nitrogen (TN), efficient N, efficient P in top layer soils of different vegetation district have significantly different content, The SOM is shown as Calamagrostis epigeios wetlands > Phragmites cmmunis wetlands > Tamarix chinensi wetlands above tidal > Suaeda salsa wetlands in high tidal > Tamarix chinensi wetlands in high tidal > tidal flats, the arrange of the TN and efficient N content is the same except that the content in Suaeda salsa wetlands in high tidal is heavier than Tamarix chinensi wetlands in high tidal. In different vegetation landscape wetland types the vertical change of soil nutrients are obvious except for p, gradually decrease from the upper to the lower. This case reflects the function of the vegetation on the wetland development of soil and proves the wetland soil has the characteristic of new born and bad degree of development. SOM, TN, efficient N and efficient P content in wetland soils have significantly positive correlation, but TP have no correlation with them but efficient p. The contents of TN in wetland soils range from 58~1480 mg/kg, total average content 408 mg/kg, average content of above 30 cm is 625 mg/kg. The range of TP content in the soil is 372~1042 mg/kg, total average is 569 mg/kg, average content of above 20 cm is 611 mg/kg. According the P it occurs mainly as calcium phosphates, and the validity is lower, therefore, N and P in the new born wetlands cannot produce serious impact on the environments at present.
Ku, Bon-Il;Hwang, Jae-Bok;Choi, In-Bea;Bae, Hui-Su;Kim, Hag-Sin;Park, Tae-Seon;Park, Hong-Kyu;Lee, Geon-Hwi
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.184-184
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2017
Organic matter is very important and essential factor to maintain productivity of paddy field. But as meat consumption and the demand of grain increase, the demand of forage also increased gradually in Korea. So the amount of organic matter in paddy field have been declined gradually by the reduction of return of rice straw for the forage use for cattle. There is not enough alternative resources for forage, we guess this trend of organic matter decline in paddy field would continue for the time being in Korea. So this study was performed to confirm the variation of organic matter and change of rice yield to select suitable rice cultivars which yield reduction is small in condition of organic matter decrease in paddy field. To confirm the change of rice growth and yield in condition of organic matter decrease in paddy field, we transplanted 10 rice cultivars which yield reduction are small in low fertilizer condition. We transplanted it Buan where double cropping of winter barley continues several years on June 10. Planting density were $70plants/3.3m^2$ Fertilizer amount was $N-P_2O_5-K_2O=9-4.5-5.7kg/10a$ and fertilizer split application of nitrogen was basal-tillering stage-panicle initiation = 50-20-30%. And in the other cultivation management, we observed rice standard culture of NICS. In paddy field where withdraw straws of barley and rice, the organic matter content showed tendency to decrease as the years go on. During rice cultivation season, organic matter decreased little by little, but it increased again after rice harvest season. Rice yield was more in order of Sodami, Chunghaejinmi and Saenuri. We judge that there is an advantage in rice yield of rice cultivars which have later heading date because of suitable ripening temperature. Although Sobibyeo and Shindongjinbyeo showed high yield, head rice yield decreased severely owing to chalky and cracked rice.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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