• 제목/요약/키워드: Crops

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유전적 특성과 농업형질의 비교분석을 통한 유전자 교정 벼의 안전성 평가 (Evaluation of Genetic Safety in Genome-editing Rice Through Comparative Analysis of Genetic and Agronomic Traits)

  • 정승교;권도형;이배현;서정환;라마툴라잔;박재령;류태훈;김경민
    • 생명과학회지
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    • 제34권8호
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    • pp.567-575
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    • 2024
  • New Breeding Technology (NBT)는 특정 DNA 서열을 인식하여 원하는 위치에서 DNA의 염기서열을 제거, 수정 또는 삽입할 수 있으며, 이는 인간의 유전병 치료나 가축 및 작물의 특성 향상에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 모본인 벼(Oryza sativa L., cv Ilmi)와 CRISPR/Cas9의 SDN-1에 의해 T와 G염기가 들어간 3세대 유전자 교정 벼(OsCKq1-G3)의 출수기, 간장, 수장, 수수, 수량, 유전자 전이 안전성, 발아율, 수발아율, 탈립성, 동토발아 활력, 독소 및 알레르겐 생성 여부를 분석했다. 목표형질인 출수기는 유전자 교정 벼가 5일 빨랐다. 간장, 수장, 수수, 수량은 Ilmi와 동일했다. 유전자 전이성을 확인하기 위한 T-DNA 밴드는 모두 확인되지 않았다. 3세대 유전자 교정 벼에서 자가 교배를 통한 세대가 지남에 따라 T-DNA가 사라진 것을 확인했다. 발아율, 수발아율, 탈립성과 동토발아 활력검증 분석을 통해 유전자 교정 벼의 잡초화 가능성은 없다는 것을 확인했다. 교정된 벼의 ORF 및 아미노산 서열에서 독소와 알레르겐은 발견되지 않았다. 본 실험을 통해 유전자 교정 벼의 안전성을 입증했고, 유전자 교정 벼의 환경 위해성 평가에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

순환식 수경재배 멜론의 수량과 품질, 관개수 및 양분 이용 효율성 평가 (Evaluation of Fruit Yield and Quality of Netted Melon, Water and Nutrient Use Efficiency in a Closed Hydroponic System)

  • 신민주;윤승리;김진현;정호정;김성겸
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.492-500
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    • 2023
  • 본 연구는 코이어 배지를 활용한 멜론(Cucumis melo L.)의 순환식 수경재배에 관한 연구로, 이 재배 방식이 멜론의 수량, 과실 품질, 물과 양분 사용 효율에 어떤 영향을 미치는지를 분석하였다. 실험 결과, 순환식으로 키운 과실의 평균 과중은 비순환식에 비하여 71.4g 높았고, 과폭은 평균0.2cm 더 크게 측정되어 통계적으로 유의한 차이를 보였으나 과고와 과육의 평균 당도는 차이가 없었다. 상업적으로는 큰 차이는 없으나 통계적으로 과중이 증가한 데에는 급액 내 다량원소 비율 변화에 따른 작물 흡수 농도 변화가 관여하였을 것으로 판단되며 이는 추가적인 연구가 필요하다. 과실을 생산하는 데에 필요한 관개수의 생산성을 분석한 결과 비순환식보다 순환식을 적용했을 때 7.6kg/ton 상승하여 수자원을 31.6% 절약할 수 있었다. 또한, 양분의 경우 순환식으로 재배하였을 때 전 재배기간 동안 N, P, K, Ca, Mg, S를 각각 약 59, 25, 55, 83, 76, 87%만큼 절약할 수 있으며, 배액을 재사용할수록 NO3-와 Ca2+의 비율은 각각 최대 9.6, 9.1%까지 증가하고 두 이온을 제외한 다른 이온들은 그 비율이 점차 감소하는 양상을 보였다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 순환식 수경재배를 통해 멜론 재배 시 과실의 우수한 품질을 유지하면서도 물과 비료의 사용을 효과적으로 최적화할 수 있을 것으로 판단된다.

라이시미터 데이터로 학습한 수학적 및 심층 신경망 모델을 통한 온실 토마토 증산량 추정 (Estimation of Greenhouse Tomato Transpiration through Mathematical and Deep Neural Network Models Learned from Lysimeter Data)

  • 메안 P 안데스;노미영;임미영;최경이;정정수;김동필
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.384-395
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    • 2023
  • 증산은 적정 관수 관리에 중요한 역할을 하므로 수분 스트레스에 취약한 토마토와 같은 작물의 관개 수요에 대한 지식이 필요하다. 관수량을 결정하는 한 가지 방법은 증산량을 측정하는 것인데, 이는 환경이나 생육 수준의 영향을 받는다. 본 연구는 분단위 데이터를 통해 수학적 모델과 딥러닝 모델을 활용하여 토마토의 증발량을 추정하고 적합한 모델을 찾는 것을 목표로 한다. 라이시미터 데이터는 1분 간격으로 배지무게 변화를 측정함으로써 증산량을 직접 측정했다. 피어슨 상관관계는 관찰된 환경 변수가 작물 증산과 유의미한 상관관계가 있음을 보여주었다. 온실온도와 태양복사는 증산량과 양의 상관관계를 보인 반면, 상대습도는 음의 상관관계를 보였다. 다중 선형 회귀(MLR), 다항 회귀 모델, 인공 신경망(ANN), Long short-term memory(LSTM), Gated Recurrent Unit(GRU) 모델을 구축하고 정확도를 비교했다. 모든 모델은 테스트 데이터 세트에서 0.770-0.948 범위의 R2 값과 0.495mm/min-1.038mm/min의 RMSE로 증산을 잠재적으로 추정하였다. 딥러닝 모델은 수학적 모델보다 성능이 뛰어났다. GRU는 0.948의 R2 및 0.495mm/min의 RMSE로 테스트 데이터에서 최고의 성능을 보여주었다. LSTM과 ANN은 R2 값이 각각 0.946과 0.944, RMSE가 각각 0.504m/min과 0.511로 그 뒤를 이었다. GRU 모델은 단기 예측에서 우수한 성능을 보였고 LSTM은 장기 예측에서 우수한 성능을 보였지만 대규모 데이터 셋을 사용한 추가 검증이 필요하다. FAO56 Penman-Monteith(PM) 방정식과 비교하여 PM은 MLR 및 다항식 모델 2차 및 3차보다 RMSE가 0.598mm/min으로 낮지만 분단위 증산의 변동성을 포착하는 데 있어 모든 모델 중에서 가장 성능이 낮다. 따라서 본 연구 결과는 온실 내 토마토 증산을 단기적으로 추정하기 위해 GRU 및 LSTM 모델을 권장한다.

수도재배의 주요환경요인에 관한 해석적 조사연구 (Agronomical studies on the major environmental factors of rice culture in Korea)

  • 김영섭
    • 한국작물학회지
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    • 제3권
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    • pp.49-82
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    • 1965
  • 우리 나라에 있어서 수도작의 안전다수를 위한 재배법, 특히 시료의 합리화를 기하기 위한 기초적 자료를 얻기 위하여 수도 독자의 영양생리적 반응, 형태형성 내지 수량구성에 대한 특징을 살펴보았으며, 우리 나라의 수도 재배환경조건(온도ㆍ일조ㆍ강수 및 토양조건)을 대국적 견지에서 인접국인 일본과 지역별로 비교 검토하였고, 그 특징으로 본 시료에 관한 개선조건을 위해 비료의 3요소와 규산 및 그 밖에 수종의 미량요소에 대하여 검토하였다. 1. 우리 나라의 최근 14개년간의 10a당 현미평균수량은 204kg인데 이에 비하여 일본은 77%, 대만은 13% 높으며, 년간평균증가량은 우리나라가 4.2kg이고, 이에 비해 일본은 81%, 대만은 62% 더 증가되고 있다. 그리고 수량의 년간변이계수는 우리 나라가 7.7%이며 일본은 6.7%, 대만이 2.5%로서 우리 나라는 년간변이가 매우 커서 생산의 안전도가 가장 낮다. 2. 풍흉고조시험성적으로 본 우리 나라 수도와 일본의 수도를 형태형성면에서 비교하여 본즉 다음과 같았다. (1) 3.3$m^2$ 당 수수는 우리 나라의 891개에 비하여 일본은 13%나 더 많고, (2) 최고분얼기의 경수는 3.3$m^2$당 우리 나라는 1150개인데 비하여 일본은 19% 더 많았으며, (3) 유효경비율은 우리 나라가 77.5%, 일본이 74.7%로서 우리 나라가 다소 높았다. 그러나 총경수가 적은데 q하여는 유효경율이 너무 낮다. (4) 신고비는 우리 나라가 85.4%이고, 일본은 96.3%로서 우리 나라의 수도가 13% 낮았다. 3. 도작기간중의 평균기온은 수원ㆍ광주ㆍ대구는 거의 동일하며, 일본의 중국지방(부산)의 그것과 비슷하였다. 즉 우리 나라 도작기간중의 기온은 일본의 서남난지에 유사한 것이었다. 4. 우리 나라의 수도이앙기는 이앙한계최저온도 13$^{\circ}C$로 보면 현행(6월 10일 경)보다 30~40일 앞당길 수 있다. 5. 우리 나라의 현행 수도작기로서는 영양생장기의 기온이 이 시기의 주대사작용인 단백대사의 적온인 20~23$^{\circ}C$ 보다 높았다. 그러나 생식생장기의 기온은 이 시기의 주대사인 당대사의 적온인 $25^{\circ}C$이상보다 높지 않다. 그러므로 온도면에서 보면 우리 나라 수도의 작기는 앞으로 당기는 것이 좋다고 고찰된다. 6. 우리 나라의 현행 수도작기로 본 기온 및 일조조건은 수도의 분얼전기에 대해서는 호조건하에 놓여 있으나, 분얼후기인 7월 중ㆍ하순 경의 일조부족과 고온다습조건은 병해, 특히 도열병의 유발원인이 되고 있다. 7. 우리 나라의 현행수도작기로 본 전국각지의 수도의 출수기는 모두 일조시간이 적은 부적당한 시기에 처해 있다. 8. 출수후 40일간의 평균기온에 의한 적산온도 88$0^{\circ}C$의 출현기일은 수원에서 8월 23일이었고, 년간편차를 고려한 안전출수기일은 8월 19일로서 적산온도면에서는 관행 출수기일은 약간 늦다고 보았다. 9. 등열기의 평균기온에 의한 적산온도는 현행 수도작기로서는 최종한계시기에 놓여 있으며, 평균기온의 년간편차와 우리 나라의 최저기온이 낮은 점을 고려할 때, 현행출수기는 다소 늦은 것으로 보았다. 10. 생육단계별의 수도체내의 질소함량은 영양생장기의 질소함량이 과다하였으며, 출수 이후에 영양조락을 여하히 방지하느냐가 문제된다고 보았다. 11. 수리불안전답 및 천수답이 차지하는 전답면적의 비율은 차차 감소되고 있는데, 이와 전체 10a당 수량의 증가율과의 상관계수를 산출하였는데, 수리불안전답과의 상관계수 (4)는 +0.525였으며, 천수답과는 r=+0.832, 그리고 수리불안전답과 천수답을 합계한 것과의 상관계수 (r)는 +0.841로서 후2자와는 고도의 정(+) 상관을 보여 천수답이 차지하는 면적비율이 작을수록 단위수량을 증가하였다. 12. 비료삼요소시험(주산력시험)성적을 보면 무비료구의 10a당 현미수량은 우리 나라가 231kg인데, 일본의 그것은 360kg으로서 우리 나라보다 약 56%나 높았다. 즉 우리 나라의 지력은 일본에 비하여 매우 낮았다. 또 무질소구의 10a당 현미수량은 우리 나라가 236 kg인데 일본의 그것은 383 kg 으로서 우리 나라보다 62%나 높았다. 즉 우리 나라의 지력을 좌우하는 것은역시 질소라고 할 수 있다. 13. 우리 나라와 일본의 답토양의 화학적 성질을 비교해본즉 다음과 같았다. (1) 우리 나라 답토양은 유기물ㆍ전질소 및 치환성석회와 마그네슘의 함량이 일본의 그것보다 낮아 반정도에 불과하였고, (2) N/2 염산 가용규산함량은 평균치로 보아 우리나라 답토양이 적었고, 규산의 시용이 필요하다고 보았으며, (3) 염기치환용량이 일본의 반 정도이었다. 14. 우리 나라에 있어서 고위수량답과 저위수량답 토양의 성질을 비교하여 본즉 염기치환용량ㆍ치환성석회와 마그네슘ㆍ가리ㆍ인산ㆍ망간ㆍ규산 및 철 등의 성분이 저위수량답 토양에서 적었다. 15. 작통의 깊이는 항상 고위수량답에서 깊으며, 우리 나라 답토양의 작토는 일본의 그것에 비하여 얕다. 16. 전기한 바의 제조건을 종합 검토하고 비료삼요소이외에 규산과 미량요소로서 망간 및 철에 대하여 수도생리 및 형태형성 내지 수량에 미치는 영향을 고려하여 보다 합리적으로 사료되는 비료조건을 제시하였다.

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한국(韓國)의 급격(急激)한 이촌향도형(離村向都型) 인구이동(人口移動)과 농촌경제(農村經濟) (Rapid Rural-Urban Migration and the Rural Economy in Korea)

  • 이번송
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • 제12권3호
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    • pp.27-45
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    • 1990
  • 이촌향도형(離村向都型) 인구이동(人口移動) 농촌지역경제(農村地域經濟)에 미치는 영향(影響)에 관해 두가지 상반(相反)된 견해(見解)가 있다. 신고전학파적(新古典學派的) 낙관론(樂觀論) 따르면 이농현상(離農現象)은 농촌지역(農村地域)의 소득(所得)이나 후생수준(厚生水準)을 저해(沮害)하지 않는다고 보는 반면 Lipton (1980)은 그 반대의 견해(見解)를 취하고 있다. 본고(本稿)에서는 비교역재(非交易財)(nontraded goods)에 대한 국제무역이론(國濟貿易理論)과 화란병(和蘭病)(Dutch Disease)의 이론(理論)을 원용하여 농촌(農村)에서 도시(都市)로의 인구이동모형을 개발했다. 이 모형은 이농인구이동(離農人口移動)이 농촌지역(農村地域)의 소득(所得)과 후생수준(厚生水準)을 저해(沮害)한다는 점에서는 Lipton의 견해(見解)와 일치하나 소득(所得)을 감소(減少)시키는 요인들은 Lipton의 모형(模型)에서 지적(指摘)된 것들과는 다르다. 본고(本稿)는 이농현상(離農現象)이 농촌소득(農村所得)을 감소(減少)시키는 이유가 농업생산성(農業生産性)의 하락(下落) 때문이 아니라 농촌노동 및 소비인구의 격감으로 인한 농업부문(農業部門)의 이윤감소(利潤減少)와 농촌(農村) 서비스부문(部門)와 쇠퇴(衰退)때문이라고 주장한다. 1966, 1970, 1975, 1980 및 1985년의 한국인구(韓國人口)센서스 통계자료(統計資料)를 이용하여 주요가설(主要假說)들에 대해 실증분석(實證分析)을 한 결과 신고전학파(新古典學派)의 주장(主張)이나 Lipton의 견해(見解)보다 본(本) 연구모형(硏究模型)의 설명력(說明力)이 더 높은 것으로 밝혀졌다.

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삼차망 청보리와 사료용 완두의 혼파재배가 수량 및 사료가치에 미치는 영향 (Effect of Mixed Sowing Ratios Between Whole Crop Barley with Hooded Type and Forage Pea on the Forage Yield and Quality)

  • 주정일;박종민;이정준;김창호;구한모;오태석;이효원
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.171-178
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    • 2009
  • 본 연구는 청보리와 월동 콩과작물인 사료용 완두와의 혼파재배를 통해 사료작물로 이용하기에 적합한 작부체계로서의 혼파비율을 구명하고, 조단백질, ADF, NDF 등과 같은 사료가치와 수량을 만족하는 적정한 혼파비율을 비교 분석하기 위하여 실험을 수행하였다. 청보리와 사료용 완두를 혼파재배하였을 때 청보리의 생육특성에서 출수일과 초장은 큰 차이가 없었으며, 청보리의 경수는 사료용 완두의 혼파비율이 높을수록 감소하였지만, 사료용 완두의 개체수는 증가하였다. 청보리의 도복지수는 $0{\sim}3$의 분포로 나타냈는데, 그 중 사료용 완두의 혼파 없이 청보리 20kg/10a만을 파종하였을 때에 도복지수가 3으로 가장 높게 나타났다. 사료용 완두의 생육특성에서 월동률은 모든 파종구에서 90% 이상의 월동률을 보였고, 완두의 초장은 청보리의 파종량에 상관없이 사료용 완두의 파종비율이 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 청보리와 사료용 완두를 혼파재배하였을 때 생초수량은 청보리 14kg/10a 파종구와 20kg/10a 파종구 모두에서 10a당 3,000kg 이상의 수량을 나타냈으며 사료용 완두의 혼파비율이 높아질수록 증가하였으나 건물수량은 생초수량과는 반대로 완두의 혼파비율이 높을수록 감소하는 것으로 나타나 청보리 20kg/10a만을 단일 파종하였을 때 1,266 kg으로 가장 많은 건물수량을 나타냈다. 청보리와 사료용 완두의 혼파 재배했을 때, 조단백질, ADF 및 NDF 함량은 사료용 완두의 혼파비율이 높을수록 높아지는 경향을 보였다. RFV는 청보리만을 14 kg/10a 파종구에서 183.8로 가장 높았으며 사료용 완두의 혼파비율이 높을수록 작아지는 경향을 보였다. 표준화 점수의 크기로 본 가장 적합한 혼파조합은 청보러 20 kg/10a와 사료용 완두 7.5kg/10a 혼파 조합이 2.309로 가장 좋았고, 그 다음으로는 청보리 20kg/10a와 사료용 완두 5.0kg/10a 혼파구가 좋았으며 청보리 14 kg/10a 파종구에서는 청보리 14kg/10a와 사료용 완두 10.0 kg/10a를 혼파한 파종구가 0.354로 좋게 나타난 것으로 유추하여 보면 청보리 20 kg/10a에 사료용 완두를 7.5kg/10a를 파종하는 것이 생산성과 사료가치측면에서 합리적인 혼파비율로 판단되었다.

폴리에틸렌 멀칭재배(栽培) 시(時) 농약(農藥)의 토양(土壤) 및 작물체중(作物体中) 잔류(殘留)에 관한 연구(硏究) 제(第) 2 보(報) 폴리에틸렌 멀칭이 잡초발생(雜草發生), 고추, 땅콩, 참깨의 생육(生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Studies on Persistence of Pesticides in Soils and Crops under Polyethylene Film Mulching Culture II. Effect of Polyethylene Film mulching on Weed Emergence, Growth and Yield of Red pepper, Peanut and Sesame)

  • 양환승;문영희;김낙응;이진하
    • 한국잡초학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.306-315
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    • 1987
  • 폴리에틸렌(이하(以下) P.E) 피복하(被覆下)에서 제초제처리(除草劑處理)가 잡초(雜草)의 발생(發生) 및 고추, 땅콩, 참깨의 생육(生育)과 수량(收量)에 비치는 영향(影響)을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 고추포장(圃場) : 실험기간중(實驗期間中) 흑색(黑色)P.E피복구(被覆區)에서는 잡초발생(雜草發生)이 전무상태(全無狀態)였고, 투명(透明)P.E피복구(被覆區)에는 노지구(露地區)에 비(比)하여 그 발생량(發生量)들이 1/10로 감소(減少)하였다. 공시(供試) 제초제(除草劑)의 방제율(防除率)은 pendimethalin > diphenamid > alachlor > napropamide 순(順)으로 높았고, 그 방제율(防除率)은 노지(露地)에서보다 투명(透明)P.E피복(被覆)에서가 월등히 높았다. 고추의 초장(草長)과 분지수(分枝數)는 투명(透明)P.E피복구(被覆區) > 흑색(黑色)P.E피복구(被覆區) > 노지구(露地區) 순(順)으로 높았다. 노지구(露地區)의 수량(收量)은 P.E피복구(被覆區)에 비(比)하여 50% 이상(以上) 감소(減少)되었으나, 투명(透明)P.E와 흑색(黑色)P.E피복구(被覆區) 사이에는 유의차(有意差)가 없었다. 제초제(除草劑) 처리구(處理區)의 생육(生育) 및 수량(收量)은 피복유무(被覆有無)에 관계(關係)없이 각각(各各)의 관행구(慣行區)의 것과 유의차(有意差)가 없었다. 2. 땅콩포장(圃場) : 투명(透明)P.E피복구(被覆區)에 있어서 잡초(雜草) 발생량(發生量)은 노지구(露地區)에 비(比)하여 1/8로 감소(減少)되었다. alachlor, napropamide, diphenamid의 잡초(雜草), 방제율(防除率)은 노지(露地) 및 P.E피복구(被覆區)에서 다같이 93~100%로 매우 우수하였다. 투명(透明)P.E피복구(被覆區)에서 총분지수(總分枝數), 주경장(主莖長) 및 지상부(地上部) 경엽중(莖葉重)은 노지구(露地區)에 비(比)하여 각각(各各) 2, 1.7, 2.4배(倍) 높았다. 협실중(莢實重)도 P.E피복구(被覆區)가 노지구(露地區)에 비(比)하여 38% 증수(增收)되었다. 제초제(除草劑) 처리구(處理區)에 있어서 땅콩의 생육(生育) 및 협실중(莢實重)은 피복유무(被覆有無)에 관계(關係)없이 각각(各各)의 관행구(慣行區)와 차이(差異)가 없었다. 3. 참깨포장(圃場) : 노지구(露地區)에 있어서 잡초(雜草) 발생량(發生量)은 투명(透明)P.E피복구(被覆區)에서 보다 10배(倍) 많았다. 공시(供試) 제초제별(除草劑別) 방제율(防除率)은 노지(露地)에서 alachlor(120g ai/10a)가 84%, napropamide(130g ai/10a)가 76%, diphenamid(250g ai/10a)가 76%였으나 투명(透明)P.E피복하(被覆下)에서는 3약제(藥劑) 모두 방제율(防除率)이 95% 이상(以上)까지 향상(向上)되었다. 관행구(慣行區)에서 참깨의 발아율(發芽率)은 P.E피복구(被覆區)에 비(比)하여 노지구(露地區)에서 크게 낮았다. 제초제(除草劑) 처리구(處理區)에 있어서 발아율(發芽率)은 피복유무(被覆有無)에 관계(關係)없이 무처리(無處理) 관행구(慣行區)에 비(比)하여 낮았으며 약제간(藥劑間)에는 diphenamid < napropamide < alachlor 순(順)으로 낮았다. 초기약해(初期藥害)는 약제(藥劑) 처리구(處理區) 천체에서 나타났으며, 약해정도(藥害程度)는 피복구(被覆區)에서보다 노지구(露地區)에서 심하였고, 노지구(露地區)에서는 완전(完全)히 회복(回復)되지 못하였다. alachlor의 경우는 P.E피복구(被覆區)에서도 회복(回複)되지 못하였다. 초장(草長) 및 1본당(本當) 삭과수(蒴果數)도 초기약해(初期藥害)와 동일(同一)한 경향(傾向)이었다. 수량(收量)은 약제처리구(藥劑處理區) 모두 노지조건(露地條件)에서는 관행구(慣行區)와 유의차(有意差)가 없었으며 투명(透明)P.E피복조건(被覆條件)에서는 diphenamid와 napropamide 처리구(處理區)가 관행구(慣行區)에 비(比)하여 유의차(有意差)가 없었다.

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가축분뇨시용이 옥수수와 수수$\times$수수교잡종의 생산성 및 사료가치에 미치는 영향 (Effects of Applying Livestock Manure on Productivity and Feed Value of Corn and Sorghum$\times$Sorghum Hybrid)

  • 조익환
    • 한국유기농업학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.115-125
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    • 2008
  • 본 실험은 가축분뇨에 의한 유기 조사료를 생산하기 위하여 옥수수와 수수교잡종을 재배 시 가축분뇨의 종료와 시용수준을 달리하여 적절한 사료작물의 선발과 가축분뇨의 적정 시용 수준을 추정하고자 하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 옥수수의 연간 건물수량과 가소화양분(TDN) 수량은 질소, 인산 및 칼리를 시용한 처리구가 ha 당 17.3과 11.7톤으로 가장 높았고 발효우분과 액상우분뇨를 100% 시용한 구는 ha 당 각각 8.9와 6.1톤 및 9.4와 7.5톤으로 무비구(4.8과 2.7 톤/ha)와 인산과 칼리를 시용한 구(8.8과 6.0톤/ha) 보다 높았으며 특히 발효우분 150%와 액상우분뇨 150% 수준을 시용한 구는 각각 11.4와 7.6톤 및 10.3과 7.3톤/ha으로 월등하게 높았다. 2. 옥수수의 조단백질함량은 가축분뇨를 시용한 구에서 $5.6{\sim}6.6%$를 나타내어 무비구(3.9%)와 인산과 칼리만을 시용한 구(5.5%) 보다는 유의하게 높았고 ADF와 NDF 함량은 무비구가 각각 42.4와 58.3%로 다른 처리구 보다 유의하게 높았다. 그러나 TDN 함량은 가축분뇨 시용구에서 무비구과 화학비료구보다 높았으며 특히 발효우분 및 액상우분뇨를 150% 시용한 구에서는 각각 72.3과 70.8%를 나타내어 모든 처리구 보다 유의하게 높았다(p<0.05). 3. 수수$\times$수수교잡종의 연간 건물수량과 TDN 수량은 액상우분뇨 100과 150% 시용구 그리고 질소, 인산 및 칼리를 시용한 처리구가 ha 당 각각 12.4와 7.4톤, 13.1과 7.6톤 그리고 12.6과 7.7톤으로 다른 처리구 보다 유의하게 높았으며(p<0.05), 다음으로 발효우분 150% 시용수준에서 ha 당 각각 9.3과 5.2톤을 나타내었고 인산과 칼리를 시용한 구(8.4와 4.8톤/ha)와 발효우분 100% 시용구(7.4와 4.2톤/ha) 순으로 낮아졌지만 두 처리간 유의한 차이는 나타나지 않았다. 4. 수수교잡종의 조단백질(CP) 함량은 인산과 칼리만을 시비한 구와 액상우분뇨 시용구에서 각각 8.8과 8.6%로 발효우분 시용구($7.5{\sim}8.3%$)와 무비구(4.0%) 보다 유의하게 높았지만 가축분뇨를 100% 시용한 구가 150% 시용 구 보다도 높은 조단백질 함량을 나타내었다. ADF와 NDF 함량은 질소, 인산 및 칼리를 시비한 구와 액상우분뇨 시용구가 각각 30.5와 37.4%로 다른 처리구 보다 유의하게 낮았다. 그러나 TDN 함량은 질소, 인산 및 칼리를 시비한 구와 액상우분뇨 시용구가 각각 61.2와 $58.3{\sim}59.4%$로 가장 높았다. 이상의 결과로부터, 사료작물 재배토양에 화학비료 대신 가축분뇨의 시용은 사초의 건물 및 가소화양분수량을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가축분뇨재활용을 통한 유기조사료의 생산은 환경오염 감소와 자원순환형 친환경 농산물 생산에도 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

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홀스타인 젖소 분뇨의 특성과 비료성분 및 오염물질 부하량 추정 (Characteristics of Manure and Estimation of Nutrient and Pollutant of Holstein Dairy Cattle)

  • 최동윤;최홍림;곽정훈;김재환;최희철;권두중;강희설;양창범;안희권
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권1호
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    • pp.137-146
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    • 2007
  • 2005년 말을 기준으로 우리나라의 농림업 생산액은 총 36.3조원으로 이중 축산업 생산액은 11.8조원으로 전체 생산액의 32.5%를 차지하여 가장 많은 비율을 점유하고 있으며(농림부, 2006), 유제품의 소비량도 꾸준히 증가하여 1인당 63.6kg의 우유․유제품을 섭취하는 것으로 나타났다(농촌경제연구원, 2005). 이 같은 성장은 축산농가들이 국제 경쟁력 확보를 위해 그동안 보여준 각고의 노력과 꾸준한 투자의 결과로 평가되고 있으며, 이제는 축산물이 국민의 식생활에서 없어서는 안될 중요한 위치를 차지하게 되었다. 우리나라의 가축사육두수는 1970년대부터 해마다 계속 증가하여 2005년 말 현재 한우 1,819천두, 젖소 479천두, 돼지 8,962천두, 닭 109,628천수가 사육되고 있으며 사육농가의 전업화로 인하여 농가수는 점차 줄어들고 있는 반면에 농가당 사육두수는 증가하고 있는 실정이다(농림부, 2005). 농가당 평균 가축사육두수는 한우 8.8두, 젖소 51.7두, 돼지 671.4두, 닭 813.0수이며, 이중 부업이 아닌 전업농으로 볼 수 있는 한우 50두 이상의 사육농가가 전체 한우농가의 2.9%, 젖소 50두 이상 사육농가가 46.8%, 돼지 1,000두 이상의 농가가 21.6%, 닭 30,000수 이상의 농가가 1.0%를 차지하고 있어, 젖소가 다른 축종에 비해 전업농의 규모가 가장 많이 이루어졌다고 볼 수 있다(농림부, 2005). 따라서 매년 축산농가로부터 발생되는 분뇨의 양도 증가되고 있으며, 1990년초부터는 가축분뇨가 작물의 비료원으로 쓰이는 순기능보다는 환경오염의 한 요인으로 지목되면서 토양, 수질 및 대기오염이라는 역기능이 더 부각됨에 따라 도시근교의 낙농가, 초지나 사료작물포를 확보하지 못한 목장, 상수원 보호구역내에 위치한 목장에서는 분뇨처리에 고심을 하지 않을 수 없게 되었다. 특히 체격이 크고 방목지 및 운동장 등의 야외에서 사육되는 경우가 많은 젖소는 다른 가축에 비해 분뇨배설량이 많을 뿐 아니라, 운동장 등 축사 외부에서 활동하는 시간이 많기 때문에 주변으로부터 환경을 오염시키는 주범으로 지목을 받아 왔다. 또한 조사료 생산기반인 동시에 생산된 분뇨를 환원해야 할 경지면적이 협소한 상황에서 이루어진 젖소의 규모확대는 가축분뇨의 토양에 대한 부하를 높이게 되었고, 하천의 수질을 오염시키는 환경오염의 주범으로 인식되어 왔다. 이와같은 대내외적인 요인으로 인해 낙농가들은 목장의 규모에 관계없이, 분뇨를 적절하게 처리하는 것이 목장관리에 필수적인 사항으로 인식하게 되었다. 가축분뇨는 2, 3차 산업에서 발생하는 폐기물과는 그 성격 자체가 판이하게 달라 제도적 접근 방식도 나라와 환경에 따라 현격하게 다르다. 미국과 EC의 경우는 가축분뇨 자체를 환경보전재(Natural Resource)로 규정하고 적정한 사용방법을 정립하여 계도(Guide) 하므로서 환경을 보전하는 적극적인 환경보전 제도를 채택하고 있으며, 일본의 경우는 방류수의 수질을 규제하는 소극적 환경보전 제도로 출발했으나 1993년부터는 환경보전형 농업(축산)으로 정책방향을 전환하여 실행해 오고 있다. 우리나라도 이미 1981년부터 가축분뇨에 의한 환경오염 방지제도(법)가 시행되어 왔으나 법의 시행으로부터 25년이 경과한 현재까지도 가축분뇨에 의한 환경오염은 사회로부터 계속 지탄을 받고 있는 상태이다. 가축분뇨의 처리방식은 축종이나 농가 경영여건별로 크게 다르나, 궁극적으로는 경작지에 퇴비․액비 형태로 살포하여 이용하거나 또는 정화하여 방류하는 방법으로 이루어지고 있다. 따라서 젖소분뇨 또는 슬러리 처리에 필요한 시설 또는 활용계획을 세우기 위해서는 젖소로부터 배출되는 분뇨의 특성뿐만 아니라 오염물질 및 비료성분 배출량 추정이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 본 연구는 젖소분뇨를 효율적이고 적절하게 처리하기 위한 기초자료를 제공하고 국가단위 관리방안을 제시하기 위하여 수행하였다.

동기생육형(冬期生育型) 톨페스큐의 엽(葉)및 지상부형질(地上部形質)에 관(關)한 다교배(多交配) 후대검정(後代檢定) (An Evaluation of Polycross Progenies for Leaf and Plant Characteristics in Winter Active Tall Fescue (Festuca arundinacea Schreb.) - I. Summer Forage Phase)

  • 김달웅
    • 농업과학연구
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    • 제2권2호
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    • pp.357-373
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    • 1975
  • 본 연구는 남부 Oregon의 고온건조한 기후하에서 선발된 Tall fescue 10개 인자형의 동기 생육형 다계교배후대의 능력을 검정하기 위하여 대전의 충남대학교 농과대학 실험포장에서 수행되었는데 이를 파생계통들에 대한 대비 품종으로는 다수품종인 Fawn과 동기 생육형 품종 T.F.M을 공시하였으며 특히 광합성과 관련이 깊은 식물체 및 잎의 주요 형질과 아울러 재식 후 첫 여름의 조사료 생산량을 조사 분석하였던 바 주요한 결론을 요약하면 다음과 같다. 1). 단위엽당 생체중 및 건물중을 다수성 품종 Fawn에 비해 동기 생육형 파생계통군 및 품종이 현저히 가벼웠으며 한편 이들 엽형질에 있어서는 파생계통간에도 아주 큰 변이를 나타내고 있었다. 2). 단위엽면적당 엽체적은 다수 품종 Fawn에 비해 동기 생육형 파생계통군 및 품종에서 적었다. 다계교배 파생계통간에는 상당한 엽면적의 차이를 보였는데 인자형 16의 다계교배 파생계통의 평균 엽면적은 Fawn의 엽면적과 차이가 없었다. 3). 동기생육형 파생계통 및 품종간에는 특정엽중(단위면적당 엽중)의 차이가 인정되지 않았던 바 특정엽중의 유전적인 변이는 대체로 크지 않았으며 이 유전집단에서는 이미 좁아졌던 것으로 추측된다. 한편 집단내에 있어서 광합성 생산은 차이가 없을 것이나 광합성생산과 전류간의 균형에서는 차이가 있을 것으로 추측되는 바 이러한 문제를 구명하기 위해서는 특정 엽중의 주간 변이에 관한 연구가 이루어져야 할것이다. 4). 엽폭은 Fawn에 비해 동기생육형 품종 및 파생계통군에서 좁았으며 다계교잡 파생계통간에는 현저한 엽폭의 변이를 나타내었다. 5). 제1회 예취전의 초장은 대비품종과 동기 생육형 품종 및 다계교잡 파생계통군간에 현저한 차이를 보였던 바 다수성 품종 Fawn의 초장이 현저히 길었으나 일차 예취후의 초장의 재생력에 있어서는 유의차가 인정되지 않았다. 한편 다계교배 파생계통군에서는 제1회 초장간에 유의차가 인정되지 않았으나 목야지나 싸일레지 생산에 관련되는 중요한 형질의 하나인 재생력에 있어서는 다계 교배 파생계통들 간에 명확하고도 현저한 차이를 나타내고 있었다. 6). 일주당(一株當) 폭은 다수품종 Fawn에 비해 동계 생육형에서 현저히 좁았다. 7). 분얼수의 차이 역시 현저하였던 바 품종 Fawn에서 동기 새육형 파생계통군이나 품종보다 현저히 일차 예취후의 분얼수가 증가 되었다. 특히 분얼수에 있어서는 다계교배 파생계통간에 큰 변이를 보였던바 일차 예취후의 이차 측정에서 대체로 유전적인 차이가 더욱 뚜렷해짐이 명확하였는데 이는 어떤 품종이나 인자형들에서는 낙엽에 의해서 이 형질이 아마 촉진 되었기 때문이 아닌가 생각된다. 8). 동기생육형 파생계통군 및 품종의 초기 생육 재생력 및 총수량은 대비 품종 Fawn에 비해 현저히 낮은 경향을 보였다. 한편 파생 계통간에 생초수량의 변이가 큰 경향을 보였는데 이러한 점은 동계 생육형 Tall Fescue 모집단의 수량을 향상시키는 다계교배 파생계통의 선발을 여름에 수행하는 기초를 제공하고 있다. 9). 본 연구에 공시된 동계 생육형 품종 및 파생계통의 생초 수량을 위시한 대체적인 입과 식물체의 형질은 대비품종 Fawn에 비해 우수하지 못하였으나 이들 형질의 다계교배 파생계통간의 변이는 아주 컷던 바 한국에서는 여름동안의 다수성에 관한 다계교배 차대검정을 통하여 동계 생육형 Tall Fescue의 개량이 가능 할 것으로 본다. 10). 본 연구에 있어서 여러형질간의 상호관계의 결과는 분산분석의 결과와도 잘 일치되고 있는바 신품종개발을 위한 바람직한 인자형의 선발에 기여하는 바가 클 것으로 사료된다.

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