음식물쓰레기 퇴비 시용이 논 토양과 밭 토양의 Na집적에 미치는 영향을 비교하고자 실내 항온 실험을 하였다. 음식물쓰레기 혼합비율을 달리하여 부숙시킨 6종의 음식물쓰레기 퇴비를 처리하여, 논 토양은 담수조건으로, 밭 토양은 포장용수량 상태로 $25^{\circ}C$에서 항온시켰다. 음식물쓰레기 혼합비율이 높은 퇴비일수록 Na 함량과 EC가 높았다. 음식물쓰레기 퇴비의 양이온 무기화 율은 논과 밭 토양 간에 차이가 없었으며, Na, K, Mg 및 Ca가 각각 99, 94, 71 및 55%로서 Na>K>Mg>Ca 순으로 높았다. NaCl 함량이 높은 퇴비를 시용할수록 논과 밭 토양에서 공히 SAR과 ESP가 고도의 유의성 ($R^2=0.99$)을 가지고 직선적으로 증가하였다. SAR과 ESP 증가율은 논 토양에 비해 밭 토양에서 2.3배 높았다. 이 차이는 SAR분석 시 실제 상황을 감안하여 논 토양은 담수 상태의 토양용액을 사용하였던 반면, 밭 토양은 포화추출용액을 사용하므로써, 토양:물 비가 크게 달라서 일어나는 회석효과 때문으로 판단되었다. SAR 계산 시 분모로 사용되는 논 토양의 $([Ca^{2+}+Mg^{2+}]/2)^{1/2}$은 음식물쓰레기 퇴비 처리들 간에 2.1~2.4로 별 차이가 없었 던 반면, 분자로 사용되는 [$Na^+$]는 3.1~9.5로 편차가 컸다. 따라서 토양 Na집적을 고려한 음식물쓰레기 퇴비 품질 평가 시, Ca와 Mg 함량을 무시하고 Na 함량 만 사용할 것을 제안하였다. 토양 Ex. Na함량은 ESP와 고도의 유의성이 있는 직선관계를 보여, 새로운 토양 Na 집적 지표로 토 Ex. Na 함량을 제안하였다.
퇴비화시 생물학적 활성을 증대하고 악취발생을 최소화 할 수 있는 적절한 공기주입율을 구명하고자 밀폐형 bench-scale reartor 퇴비화 시스템을 이용하여 시험을 수행한 결과는 다음과 같았다. 1) 공기주입율이 증가할수록 생물학적 활성은 증대하여 0.6 L/min/kg dry-solids 처리가 가장 높았고, 퇴비화 35일째의 퇴적물 품질도 가장 양호하였다. 2) 암모니아 평균 배출농도는 0.6 < 0.1 < 0.4 < 0.2 L/min/kg dry-solids 처리 순으로 낮았으며, 0.6 L/min/kg dry-solids 처리시 암모니아 배출농도는 0.2 L/min/kg dry-solids 처리에 비해 약 40% 수준에 불과하였다. 3) 계분톱밥 퇴비화시 주요 악취원인 황화합물 가스는 공기주입율이 낮을수록 배출농도가 높고 배출기간도 길어지는 경향이었으나, 0.6 L/min/㎏ dry-solids 처리에서는 전혀 검출되지 않았다. 4) 계분톱밥 퇴적물의 초기 수분함량을 60%로 조절하고 0.6 L/min/kg dry-solids의 공기주입율로 퇴비화할 경우 생물학적 활성증대로 인한 양질의 퇴비생산과 황화합물 및 암모니아에 대한 악취발생을 최소화 할 수 있을 것으로 기대되었다.
토양 개량을 위해 시용하는 유기물은 종류에 따라서 토양미생물 활성과 다양성에 미치는 영향을 다르며 그 효과는 계절적인 영향을 크게 받는다. 도시 가로수 폐기물 퇴비, 가금류 분뇨, 귀리와 레드 클로버의 피복작물이 토양 효소활성과 토양 미생물의 생리적 군락(CLPP) 특성에 미치는 영향을 미국 미주리 주의 사양토에서 조사하였다. 이들 토양 조사 항목들의 계절적 변화 패턴을 조사하기 위해서 2년간 봄부터 가을까지 토양을 매년 5회 채취하였다. 나무 폐기물 퇴비는 시용 3달 후부터 탈수소효소의 활성을 증가시키기 시작하였다. fluorescein diacetate (FDA) 수화도는 첫 해의 9월부터 증가하기 시작했으나 그 이후 변화가 심하였다. 탈수수효소의 활성은 FDA 소화도에 비하여 토양 유기물의 량이나 특성에 더 직접적으로 반응하였다. 반면에 FDA 수화도나 CLPP는 일반적으로 유기물의 구성 성분에 반응하였고, 효소활성과 CLPP 모두 계절에 따른 변화가 심하였다. 계절에 따른 변화는 유기물과 토양 수분함량의 차이에 기인한 것으로 보였다. 도시 가로수 폐기물 퇴비는 일반적인 토양 미생물 활성을 증가시키는데 효과적이었고 녹비는 토양 미생물 군락의 다양성을 변화시키는데 효과적이었다. 그리고 토양 미생물 활성과 다양성은 계절적 변화가 심하고 그 정도는 시용하는 유기물의 종류에 따라서 차이가 있으므로 토양의 미생물 특성을 조사할 때에는 작물의 재배기간 동안 여러 번 실시할 필요가 있다.
여러가지의 선발된 미생물로 구성된 미생물비료는 토양 개량과 식물 생장 촉진을 위해서 여러 유기물과 결합하여 이용되기도 한다. 미생물 비료를 미생물 비료 단독으로 그리고 도시 가로수 부산물 퇴비, 가금류 분뇨 부산물, 레드클로버와 귀리의 피복작물 등의 유기물과 같이 토양에 처리하여 토양의 화학적 또는 생물학적 특성에 미치는 효과를 측정하였다. 액체상의 미생물 비료를 2년동안 3회 처리하였다. 미생물 비료 단독으로는 pH, K, 유기물 함량에 영향을 미치지 않았지만, 미생물비료의 처리는 2년 가을 모두 가금류 분뇨 부산물을 처리한 토양의 인산 함량을 증가시켰고, 첫해 가을에 퇴비를 처리한 토양의 칼슘함량을 증가시켰으며, 레드클로버를 처리한 토양의 Ca, Mg, 그리고 양이온교환용량을 감소시켰다. 미생물 비료는 레드클로버가 처리된 토양에서 첫 해 7월에 탈수소효소 활성을 증가시켰다. 미생물 비료는 유기물이 처리되지 않은 토양이나 퇴비가 처리된 토양에서 FDA의 가수분해도를 가끔 증가시켰다. 가금류 분뇨 부산물과 레드 클로버가 처리된 토양의 FDA 가수분해도와 가금류 분뇨 부산물이 처리된 토양의 탈수소효소활성은 미생물 비료의 처리로 감소하였다. 한편, 미생물 비료의 처리는 BIOLOG에 의한 토양 미생물 군락의 생리생태적 다양성에는 영향을 미치지 못했다. 따라서 토양의 미생물학적 특성에 미치는 미생물비료의 효과는 같이 투여되는 유기물의 종류에 따라 다양하다고 할 수 있으며, 탈수소효소의 활성은 레드클로버가 처리된 토양에서, 그리고 FDA 가수분해도는 퇴비와 귀리가 처리된 토양에서 가끔 증가했다.
다향(CM061202)은 충청남도농업기술원에서 양송이 신품종 육성을 위해 갈색종에서 161개의 담자포자 균주를 분리하여 선발된 계통중의 하나로 705호와 생산력을 비교한 결과 수량, 균사생장 및 품질특성이 우수하여 신품종으로 선정되었으며 그 특성은 다음과 같다. 다향 균사를 퇴비추출버섯 완전배지(CE/MCM)에 접종하여 $25^{\circ}C$ 온도에서 15일 배양시 균사생장 길이는 63mm로 705호(38mm)에 비해 양호하였다. 볏짚을 이용한 균상 재배시 다향의 생육 온도는$15{\sim}19^{\circ}C$로 705호($15{\sim}17^{\circ}C$)에 비해 $2^{\circ}C$ 높았다. 다향의 갓 색깔은 갈색이고, 초발이소요일수는 30일로 705호(29일) 보다 1일 느렸다. 수량성은 $49.1kg/3.3m^2$으로 705호($35.8kg/3.3m^2$)보다 37% 증수되었다. 다향의 개체중은 16.0g으로 705호(14.0g)보다 무거웠으며, 갓의 두께와 직경이 705호 보다 두꺼웠다. 또한 다향은 705호에 비해 대의 길이가 짧고, 굵을 뿐만 아니라 경도, 탄력성 등 물리성이 양호하였다.
말의 성장단계별 분뇨의 시료를 채취하여 비료성분 및 오염물질 성분을 채취하여 분석하여 본 결과 다음과 같았다. 1. 말의 분뇨의 수분함량은 각각 76.1%, 96.0%로 조사되었다. 2. 또한 말의 분 중 유기물함량은 21.3%로 조사되었으며, 뇨는 약 2.0%로 조사되었다. 3. 또한 말의 분뇨 중 비료성분인 T-N, T-P, T-K의 성분이 각각 0.18%, 0.10% 및 0.23% 이며, 뇨는 각각 2.88%, 0.0015% 및 0.84%로 조사되었다. 4. 말 분뇨의 오염물질을 조사한 결과, 말의 분뇨의 pH는 각각 7.10, 8.48이며, BOD는 분이 26,906.2 $mg/{\ell}$, 뇨는 14,298.9 $mg/{\ell}$, COD는 분이 36,642.3 $mg/{\ell}$, 뇨는 7,484.3 $mg/{\ell}$, SS (Suspended Solid, 부유물질)은 분에서 89,375.0 $mg/{\ell}$, 뇨에서 6,987.0 $mg/{\ell}$로 조사되었다. 5. 말의 분과 뇨의 중금속함량 중 Cr은 각각 2.65 mg/kg, 1.52 mg/kg으로 조사되었으며, Cu 성분도 7.05 mg/kg, 1.62 mg/kg 으로 조사된 반면에 Ni 성분은 말의 분뇨에서 각각 1.24 mg/kg, 0.0 mg/kg으로 조사되었다. 6. 따라서 말의 분뇨는 퇴비원료물로 사용이 가능한 것으로 조사 분석되었으며, 향후 승마사업의 급격한 발전으로 말의 분뇨 발생량이 증가될 것으로 전망되며, 이를 적정 처리하기 위해서는 퇴비화 방법으로 자원화가 가능 할 것으로 조사되었다.
알카리 안정화방법에 의거하여 양식장 퇴적물을 농업용 유기질 비료로 사용하기 위한 기초연구로서 제조과정에 따른 비료의 유효성분 및 중금속농도를 분석하고, 비료의 유해성 여부를 평가하였다. 퇴적물과 축산분뇨 혼합율 및 첨가제의 양을 달리하여 비료를 제조한 결과 생석회 $30{\%}$ 첨가시 건중량비 1 : 4 이었을 때가 최적의 반응조건 이었다. 또한, 알카리 안정화제로서 수산화 마그네슘도 영양분의 보강제 측면에서 사용될 수 있음을 보여 주었다. 제조된 퇴적물 조비료는 질소 및 칼륨 함량을 기준으로 할 때 중급 내지 고급 비료로 평가되었으며, 칼슘과 마그네슘의 함량은 고급 비료에 속하였다. 이상의 결과들은 알카리 안정화 방법으로 양식장 퇴적물을 유기질 비료로 전환 생산할 수 있음을 제시한다. 또한 알카리 안정화에 의해 제조된 비료내의 중금속 및 병원성균에 의한 유해성은 없는 것으로 나타났다.
암절취(岩切取) 손(毁損)비탈면에 환경생태적(環境生態的)으로 안정(安定)될 수 있도록 적용이 가능한 산림표층토(山林表層土)를 이용한 종비토(種肥土)뿜어붙이기공법(工法)용 속성연화자재(速成緣化資材)(녹화토양(綠化土壤))의 시공효과(施工効果)를 분석하기 위하여, 1997년 4월에 현장 시공을 실시하였다. 3가지 유형의 녹화토양에 따른 식생 및 토양의 특성을 파악하기 위하여 완전임의배치법으로 실험(實驗)을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 산림토양(山林土壤)과 마사토, 퇴비, 슬러지, 연소재 등의 자재를 이용하여 조재한 3가지 녹화토양(綠化土壤)의 입도(粒度)분포는 큰 차이가 없었으나, 산림토양을 첨가함에 따라서 토양가밀도(土壤假密度)는 높아졌고, 토양경도(土壤硬度)는 시공 후 초기단계에서는 약간 증가하였으나, 식생의 활착에 따라서 점진적으로 감소하였다. 시공 1개월 후 전체 식생의 출현개체수(出現個體數)는 3,000본/$m^2$ 이상으로 나타났으며, 산림토양을 첨가함에 따라서 공시종과 자연적으로 발생한 식생과의 경쟁으로 인하여 출현개체수는 급격히 감소하였다. 산림토양을 첨가함에 따라서 초기에 파종한 공시종 외에 산딸기, 왕바랭이, 망초, 방울토마토 등 약 6종/$m^2$ 이상이 자연적으로 출현하였다. 비탈면 식생의 종다양성(種多樣性) 회복이라는 측면에서 산림토양의 이용가능성은 높았으며, 산림토양을 녹화자재(녹화토양)로 이용하기 위해서는 산림토양의 특성(잠재종자원(潛在種子源), 토성(土性), 유기물(有機物) 특성) 등을 면밀히 분석하여 배합비율을 결정하는 것이 타당할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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