• 한국토양비료학회지
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• 제47권5호
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• pp.374-380
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• 2014

To estimate greenhouse gas (GHG) emission, the inventory of rice cultivation at the farming without agricultural chemicals was established from farmers in Gunsan, Jeonbuk province in 2011~2012. The objectives of this study were to calculate carbon footprint and analyse the major factor of GHGs. To do this, we carried out a sensitivity analysis using the analyzed main factors of GHGs and estimated the mitigation potential of GHGs. Also we suggested agricultural methods to reduce GHGs that can be appled by farmers at this region. At the farming system without agricultural chemicals, carbon footprint of rice production unit of 1 kg was 2.15 kg $CO_2.-eq.kg^{-1}$. Although the amount of carbon dioxide ($CO_2$) emission was the largest among GHGs, methane ($CH_4$) emission had the highest contribution to carbon footprint on rice production system when it was converted to carbon dioxide equivalent ($CO_2-eq.$) multiplied by the global warming potential (GWP). Main source of $CO_2$ emission in the rice farming system without agricultural chemicals was combustion of fossil fuels used by agricultural machinery. Most of the $CH_4$ was emitted during rice cultivation practice and its major emission factor was flooded paddy field in anaerobic condition. Also, most of the $N_2O$ was emitted from rice cultivation process. Major sources of the $N_2O$ emission was application of fertilizer such as compound fertilizer. As a result of sensitivity analysis in energy consumption, diesel had the highest sensitivity among the energy inputs. With the reduction of diesel consumption by 10%, it was estimated that $CO_2$ potential reduction was about 2.0%. With reducing application rate of compound fertilizer by 10%, the potential reduction was calculated that $CO_2$ and $N_2O$ could be reduced by 0.5% and 0.9%, respectively. At the condition of 10% reduction of silicate and compost, $CO_2$ and $CH_4$ could be reduced by 1.5% and 1.6%, respectively. With 8 days more drainage than the ordinary practice, $CH_4$ emission could be reduced by about 4.5%. Drainage and diesel consumption were the main sources having the largest effect on the GHG reduction at the farming system without agricultural chemicals. Based on the above results, we suggest that no-tillage and midsummer drainage could be a method to decrease GHG emissions from rice production system.

• 한국환경농학회지
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• 제28권3호
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• pp.233-237
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• 2009

It has widely been observed that the effect of elevating atmospheric $CO_2$ concentrations on rice productivity depends largely on soil N availabilities. However, the responses of ammonia volatilization from flooded paddy soil that is an important pathway of N loss and thus affecting fertilizer N availability to concomitant increases in atmospheric $CO_2$ and temperature has rarely been studied. In this paper, we first report the interactive effect of elevated $CO_2$ and temperature on ammonia volatilization from rice paddy soils applied with urea. Urea labeled with $^{15}N$ was used to quantitatively estimate the contribution of applied urea-N to total ammonia volatilization. This study was conducted using Temperature Gradient Chambers (TGCs) with two $CO_2$ levels [ambient $CO_2$ (AC), 383 ppmv and elevated $CO_2$ (EC), 645 ppmv] as whole-plot treatment (main treatment) and two temperature levels [ambient temperature (AT), $25.7^{\circ}C$ and elevated temperature (ET), $27.8^{\circ}C$] as split-plot treatments (sub-treatment) with triplicates. Elevated temperature increased ammonia volatilization probably due to a shift of chemical equilibrium toward $NH_3$ production via enhanced hydrolysis of urea to $NH_3$ of which rate is dependent on temperature. Meanwhile, elevated $CO_2$ decreased ammonia volatilization and that could be attributed to increased rhizosphere biomass that assimilates $NH_4^+$ otherwise being lost via volatilization. Such opposite effects of elevated temperature and $CO_2$ resulted in the accumulated amount of ammonia volatilization in the order of ACET>ACAT>ECET>ECAT. The pattern of ammonia volatilization from applied urea-$^{15}N$ as affected by treatments was very similar to that of total ammonia volatilization. Our results suggest that elevated $CO_2$ has the potential to decrease ammonia volatilization from paddy soils applied with urea, but the effect could partially be offset when air temperature rises concomitantly.

• 한국작물학회지
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• 제39권3호
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• pp.205-210
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• 1994

최근 담수직파 재배양식중 승용형 골뿌림 파종기를 이용하여 파종골을 작성, 이와 동시에 종자를 파종하고, 생육기간동안 골이 자연적으로 매몰됨으로서 도체가 지지력을 가져 직파재배시 단점중의 하나인 도복을 경감시킬 수 있다는데 근거를 두고 시험연구가 급속히 진행되고 있는 무논 골 뿌림 재배법 확립의 일환으로, 먼저 초기 입묘와 밀접한 관계가 있는 파종전 토양굳힘정도, 파종 골 깊이, 그리고 파종후 담수시기 구명을 위하여 시험한 결과는 아래와 같다. 1. 파종전 토양의 굳힘정도는 파종시 종자의 매몰정도, 파종후 담수시 종자 부유상태 및 생육기간동안 골 매몰로 인한 줄기매몰심도등을 고려할때 경운정지후 낙수하여 3일정도 굳힌상태 즉, 115g의 원추관입심이 6~7cm정도인 상태가 적절하였다. 2. 파종골 깊이별 최고 분얼기에 조사한 토양매몰정도는 4~6cm심도의 경우 3~4cm정도의 토양매몰이 이루어졌으며, 입묘율은 골 깊이가 깊을수록 떨어지는 경향이었다. 표면조파(0cm)의 경우 부묘가 발생되었으며, 골 깊이별 뿌리 분포비율은 파종심도가 낮을수록 표층의 뿌리 분포 비율이 높고, 도복정도 역시 8 정도로 매우 높아서, 줄기 매몰심도 및 도복정도 그리고 수량성으로 볼때 파종골 깊이는 4cm정도가 적당하였다. 3. 파종후 담수시기가 늦어질수록 입묘율이 떨어졌으며, $m^2$ 당수수의 확보 역시 적어서 담수시기는 파종직후 담수가 바람직 하였다.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.157-165
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• 2016

침수된 논토양에서는 메탄생성균이 벼 줄기를 타고 올라오는 메탄을 생성하는 것으로 알려져 있고, 그래서 논토양은 대기 메탄의 인위적인 발생원 중 하나로 알려져 있다. 또한 (분뇨)거름을 사용하면 벼로부터 메탄 배출이 증가하는 것으로 연구 결과 알려져 있다. 어떠한 기작으로 (분뇨)거름이 메탄 배출을 증가시키는지 알아보기 위하여, 무기비료를 사용한 논토양(NPK)과 돈분뇨를 처리한 논토양(PIG)에서의 미생물의 메타게놈에 대해 비교분석을 수행하였다. 미생물군집 분류 분석 결과, 메탄생성균과 메탄영양균, 메틸영양균, 초산생성균(acetogen)이 NPK에서 보다 PIG에서 더 풍부하였다. 더욱이 BLAST 비교 분석 결과 탄수화물 대사 기능유전자가 PIG에 더 풍부하였다. 메탄 대사와 관련된 유전자 중에서 메틸-조효소-M-환원효소(mcrB/mcrD/mcrG)와 트리메틸아민-코리노이드 단백질 Co-메틸전달효소(mttB)가 PIG 시료에 더 풍부하였다. 그와는 상대적으로, 트리메틸아민 모노산소첨가효소(tmm)와 포스포세린/호모세린 인산전달효소(thrH) 같은 메탄 배출을 하향 조절하는 유전자는 NPK 시료에서 더 관찰되었다. 메탄영양과 관련된 유전자(pmoB/amoB/mxaJ)들 또한 PIG에서 더 풍부하게 발견되었다. 메탄 배출과 메탄 산화와 관련된 핵심 유전자들을 환경에서 확인함으로써, (분뇨)거름 사용에 의해 벼로부터 메탄 배출이 증가하는 기작에 대해 기초적인 정보를 얻을 수 있을 것이다. 본 연구에 제시된 내용을 통해 돈분료거름을 처리한 논토양 내 미생물의 분자적 변이를 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권6호
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• pp.328-333
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• 2005

영남지역 식질논에서 벼를 건답직파하여 재배하면서 완효성질소비료인 LCU를 표준시비량의 80%와 100% 수준으로 시용시 관행 요소 대비 암모니아 휘산의 경감효과를 검토하였다. 토양 $NH_4-N$ 농도는 파종 후 45일경에 가장 높았는데 LCU 처리구에서는 $92-100mg\;kg^{-1}$, 요소 시용구에서는 $73mg\;kg^{-1}$였으며, 전 생육기간동안 요소 시용에 비해 LCU 처리구가 높았다. 토양 $NO_3-N$의 농도는 모든 처리에서 파종 후 10일경에 가장 높았는데 LCU 처리구는 $30-33mg\;kg^{-1}$, 요소 시 용구는 $27mg\;kg^{-1}$였고, 건답기간동안 높게 유지되다가 담수 후 낮아져 파종 후 80일경 이후에는 모든 처리에서 $1-2mg\;kg^{-1}$로 처리간에 차이가 없었다. 표면수의 $NH_4-N$ 농도는 요소시용구에서는 추비 후 $NH_4-N$ 농도가 $8-10mg\;L^{-1}$로 일시적으로 상승하였으나, LCU 처리구에서는 생육기간동안 $1mg\;L^{-1}$이하였다. 표면수의 pH는 담수 후 생육기간동안 요소 및 LCU 처리에서 7.5-8.3 였으나 요수구의 pH가 다소 높게 유지되었다. 요소 시용구에서의 암모니아 휘산량은 추비 시용 후 급격히 증가하였고, 시비질소에 대한 총 휘산량은 $8.7-11.8kg\;N\;ha^{-1}$ 이었다. 한편 LCU 시용에 따른 암모니아 휘산량은 LCU의 시비량에 관계없이 $2.4-3.0kg\;N\;ha^{-1}$였으며, 연차간의 변이도 요소에 비해 매우 적었다. 따라서 벼 건답직파재배에서 LCU 시용시 암모니아 휘산량은 요소 시용에 비해 72-76% 경감되었다.

• 한국잡초학회지
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• 제3권1호
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• pp.75-99
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• 1983

제초제(除草劑) perfiuidone의 제초작용(除草作用) 특성(特性)을 구명(究明)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 수도(水稻) 3.0~4.0 엽기(葉期)의 묘(苗)를 공시(供試)하여 약해변동(藥害變動) 시험결과(試驗結果) 2.0kg prod./10a의 약량(藥量)에서는 대체(大體)로 안전(安全)하고 그 이상(以上)으로 약량(藥量)이 증가(增加)되면서 약해(藥害)는 증대(增大)되지만 16kg prod./10a 수준(水準)에서도 30%의 감수(減收)만을 보였다. 약해(藥害)는 처리시기(處理時期)가 2 DAT > 5 DAT > 8 DAT > 12 DAT의 순(順)으로, 묘령(苗令)은 4.0엽(葉) 보다는 3.0엽(葉)일 때, 이앙심도(移秧深度)는 0 cm 천식(淺植)과 4 cm 심식(深植)이 될 때, 담수심(湛水深)은 3~5cm 이상(以上)보다도 7.0 cm 이상(以上)으로 깊을 때, 토성별(土性別)로는 식양토(埴壤土) > 토양(土壤) > 사양토(砂壤土)의 순(順)으로, 온도별(溫度別)로는 평온(平溫)일 때보다는 고온(高溫)일 때가 보다 증가(增加)되는 경향(傾向)을 보였다. 또한 일(日) 누수량(漏水量)이 0~1 cm 보다는 3~5 cm에서 그리고 약제처리(藥劑處理) 후(後) 72시간(時間) 이내(以內)에 환수(換水)가 되면 약해(藥害)는 감소(減少)되었고, 품종간(品種間)에는 대체(大體)로 일본형(日本型) 벼 보다는 인도형(印度型)이나 일본형(日本型)${\times}$인도형(印度型) 품종(品種)에서가 다소(多少) 감수성(感受性)이 높은 경향(傾向)을 보였다. 2. perfluidone은 일년생잡초(一年生雜草) 대부분(大部分)과 다년생잡초중(多年生雜草中) 올미, 가래, 너도방동사니, 매자기, 올방개, 올챙이고랭이 등에 우수한 살초효과(殺草效果)가 있었다. 저항성초종(抵抗性草種)은 버들여뀌와 벗풀이었다. 상기(上記) 제초효과(除草效果)의 가장 큰 변동(變動)은 일당(日當) 누수량(漏水量)이 증가(增加)될 때와 처리(處理) 후(後) 24 시간(時間) 이내(以內)에 지표수이동(地表水移動)이 있을 때 이며 그 이외(以外)에도 처리시기(處理時期)가 8 DAT 이후(以後)로 늦어질 때, 다년초(多年草)의 발생심도(發生深度)가 깊을 때, 담수심(湛水深)이 7 cm 이상(以上)으로 깊을 때, 온도(溫度)가 낮을 때 효과(效果)는 떨어졌으며, 토성(土性)의 차이(差異)에 따른 효과변동(效果變動)은 크지 아니하였다. 처리부위별(處理部位別) 살초효과(殺草效果)는 근부(根部) + 유아부(幼芽部) > 근부처리(根部處理)의 순(順)으로 높았다. 3. 담수조건하(湛水條件下) 토양중(土壤中) 이동폭(移動幅)은 2~8 cm 범위(範圍)로 큰 변(便)이며 특(特)히 사양토(砂壤土)와 같이 흡착(吸着)이 없을 때, 누수량(漏水量) 및 약량(藥量)이 증가(增加)될 때 하방이동(下方移動) 범위(範圍)는 확대(擴大)되었다. 4. 토양중(土壤中)에서 잔효지속기간(殘效持續期間)은 토성(土性) 누수량(漏水量) 토양(土壤)의 살균유무(殺菌有無)에 따라 차이(差異)가 있고 잔효반감기(殘效半減期)는 35~80일(日) 사이로 매우 긴 제초제(除草劑)였다. 누수량(漏水量)의 증가(增加)에 따라 잔효기간(殘效期間)은 단축(短縮)되었고 살균토양(殺菌土壤)에서의 잔효기간(殘效期間)은 비살균(非殺菌) 토양(土壤)에서 보다 연장(延長)되었다. 5. perfluidone의 약해경감(藥害輕減)과 제초효과(除草效果) 상승(上昇)을 꾀하기 위하여 타제초제(他除草劑)와의 혼합제(混合劑) 개발(開發)을 시도(試圖)하였든 바, perfluidone + SL-49의 배합비(配合比)가 0.75kg+1.05kg ai/ha인 때에 perflidone + bifenox의 배합비(配合比)가 075 kg + 1.5kg ai/ha인 때 에 perfluidone 단제(單劑)에 비(比)하여 약제(藥劑)도 거의 없고 제초효과(除草效果)도 우수(優秀)하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1173-1178
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• 2012

논에서 온실가스 배출에 영향을 주는 가장 큰 요인인 물관리를 통하여 온실가스 감축효과를 파악하고자, 춘천시 신북읍 천전리에 위치한 강원대학교 벼 시험포장에서 메탄과 아산화질소 배출 시험을 수행하였다. 벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일~6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 $6,341kg\;ha^{-1}$로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID)와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다. 2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 $46.6m^3$, 간단관개 $39.5m^3$, SRI 물 관리 $24.5m^3$로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4% (SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다. 3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제6권3호
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• pp.292-296
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• 1999

땅콩의 착협비대기인 '98. 8. 5 - 8. 6 사이 2일간 207 mm에 달하는 집중호우에 의거 침수피해가 발생된 지역에서 약 1개월 후 시료를 채취하여 땅콩의 생육, 수량 및 품질변화에 대하여 조사한 결과, 주경장, 분지장, 생체중 등 지상부 생육과 종실수량은 침수일수가 길수록 현저히 감소되었고, 침수기간이 1일 정도 짧아도 침수기간 3일과 큰 차이없이 피해가 컸으며 땅콩종실의 저장기간중 지질의 산패율은 침수일수가 길수록 산패가 빨랐고, 불포화지방산인 Linoleic acid 조성비도 낮아 품질이 다소 저하되는 경향이었다. 침수일수에 따른 식물체의 지상부 무기성분은 질소, 인산 및 고토의 함량은 침수일수가 길수록 증가되었으나 칼리함량은 감소되었다. 침수피해지의 토양 분석결과 토양중 유기물, 인산 등 각종양분의 함량이 현저히 적어 무침수지에 비하여 양분용탈 및 유실이 심하여 비옥도가 크게 떨어졌다. 따라서 홍수에 의한 침수일수가 길수록 땅콩식물체의 무기성분함량. 품질 및 토양 비옥도에 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권4호
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• pp.301-312
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• 2019

기후 변화로 인한 국지성 호우의 증가로 도시의 내수침수피해가 증가함에 따라 이중배수체계 모형의 중요성이 증가하였다. 이중배수체계 모형은 지표면의 흐름과 관거의 흐름의 현상을 보다 정확히 표현하기 위하여 표면유출과 관거 유출을 각각의 관련 방정식과 매개변수들을 통해 해석하며, 이를 시각별로 연동하여 동시에 시뮬레이션하는 모형으로 이중배수체계 모형의 침수해석 결과는 도시계획 및 침수예방을 위한 계획 수립시 중요한 자료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 자연유역과 도시유역이 혼재되어 있는 복합유역에 이중배수체계를 접목하여 해석이 가능한 COBRA 모형을 실제 유역에 적용하여 그 적용성을 파악해 보고 다른 이중배수체계 모형인 XP-SWMM, UFAM과 비교하여 결과의 적합성을 판단해 보았다. 동일한 대상유역에 대해 3가지 형태의 이중배수체계 모형의 침수해석 결과 및 침수양상을 분석한 결과를 종합해볼 때 우수관망의 용량 부족으로 발생하는 내수침수 특징은 XP-SWMM이 비교적 잘 모의하는 것으로 보였으며, UFAM은 도로의 빗물받이를 고려하는 특징에 따라 타 모형에 비해 가장 낮은 침수해석 결과를 나타내었다. 마지막으로 COBRA는 침수면적과 침수면적의 비율, 최대침수심이 강우량 증가에 비례하는 일반적인 결과와 토양조건에 따라 유효우량을 세밀하게 분류하여 모의하는 모형 특성 및 지표 저류에 의한 침수양상이 나타나는 현실성을 고려할 때 모형의 안정성 측면에서 양호하다고 판단되었다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제9권6호
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• pp.93-98
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• 2023

벼농사에서 물 관리는 매우 중요한 작업이다. 벼의 생육 초기에는 잡초 발생을 억제하기 위하여 물을 깊이 대고, 모내기 후 뿌리가 활착하면 줄기 생성을 촉진하기 위해 물을 얕게 대며, 쌀알이 맺힐 수 없는 줄기가 생성되는 시기에는 물을 뗀다. 물 공급 상황은 논 위치, 농수로, 토양, 기상 등 다양한 요소에 영향을 받기 때문에 농민은 수시로 논을 방문하여 수위를 확인하고 물의 유출입을 통제한다. 경작하는 논이 원격지에 분산되어 있다면 이러한 노력은 더욱 증가한다. 자동 물 관리 시스템은 노동력을 절감하여 생산성 향상에 기여할 수 있는 방안으로 고려되고 있다. 그러나 2022년 국내 벼 생산으로 인한 순수익은 평균 32만원/10a 정도이다. 따라서 높은 단가의 고사양 장치를 적용하거나 공사를 추진하여 관련 인프라를 구축하는 것은 현실적으로 어렵다. 본 연구는 추가적인 기반공사 없이 국내 농업 인프라에 통합될 수 있는 물꼬 개발에 중점을 두었으며 세 가지 주요 분야에서 연구를 수행하여 사물인터넷 기반 물꼬를 구현하였다. 첫째, 기존의 농업용 관수 파이프에 빠르고 쉽게 설치할 수 있는 물꼬를 설계하였다. 둘째, 저전력 통신 기능을 갖춘 Cat M1 통신 모뎀과 아두이노 나노 보드를 연결하고 전원을 공급하는 전자회로를 제작하였다. 셋째, 클라우드 기반 플랫폼을 이용하여 서버와 데이터베이스 환경을 구축하고 사용자가 접근할 수 있는 웹 페이지를 제작하였다.