• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.290-303
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• 2003

현대 농업은 과도한 인구 증가에 따른 필요한 식량을 충족하기 위해 화학비료에 많이 의존하고 있다. 이는 농작물의 집약적인 경작으로 인해 토양의 중요 식물영양소가 점차 고갈되고 유기물 함량이 낮아진 토양에서 양분을 공급하기 위해 화학비료를 많이 사용하기 때문이다. 그러나 화학비료의 무분별한 사용은 화학비료의 가격상승과 더불어 화석연료의 소모를 늘리며, 심각한 환경오염을 일으키게 되었다. 따라서, 현재 세계가 주목하고 있는 새로운 방안은 농업 환경을 유지시키는 토양에 인산과 질소를 높이는 bacteria, fungi, algae와 같은 미생물의 접종과 함께 유기물 비료를 시비함으로서 화학 비료의 효능을 증가시키거나 화학비료의 대체 영양분으로 이용하는 것이다. 이러한 미생물비료 중 Azospirillum은 식물뿌리에 군집화 함에 있어 기주 식물에 특이성이 없으며, 넓은 범위의 pH 환경과 질소화합물이 존재하는 환경에서도 질소고정이 가능하다. Azospirillum 균 접종은 10-25%의 수확량 증가를 나타냈으며 질소비료시비를 25% 절감시키는 효과를 나타내었다. 질소고정 외에 Azospirillum은 뿌리의 생육을 증가시켜 무기양분과 수분의 흡수를 증가시킨다. 또한, Azospirillum은 식물 생장 호르몬을 생성하여 뿌리호흡 및 물질대사와 뿌리의 생장 및 활력을 높이고 polyhydroxybutyrate를 생성 이용하여 thermosplastic을 분해할 수 있다고 보고되고 있으며, 이러한 Azospirillum의 호르몬 생성 및 질소 고정 효능을 증대 향상시키기위해 많이 연구되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 친환경농업을 위한 유용미생물로써 Azospirillum의 효율적 가치를 평가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권1호
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• pp.42-54
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• 2001

질소비료는 작물의 생장에 있어서 가장 핵심적인 영양소라 할 수 있으며, 질소의 효율적 이용은 안정적인 수확량의 확보 뿐만 아니라 비용절감 및 환경오염원 감축 등 다양한 편익을 제공할 수 있을 것이다. 정밀농업은 토양의 특성에 따라 작물에 필요한 적정량의 시비로 영양분의 이용효율을 높임으로써 환경 경제적 편익을 동시에 추구하는 농법이라 할 수 있다. 본 연구는 GIS를 이용하여 구축한 455개 표본농경지의 토양 및 지형에 관한 Database에 근거하여 각 농경지내에서 토양을 세분하여 적정 시비를 할 경우(site-specific management)와 농경지별 적정 시비를 하였을 경우(uniform rate application) 비료의 사용량, 수확량, 수질오염 정도 등을 EPIC모델을 이용하여 비교분석 하였다. 전체 농경지에서의 가중평균적인 환경 경제적 효과는 큰 차이를 보이지 않지만 각각의 농경지가 다양한 토양으로 구성되어 있고 다양한 토양에 대한 최적의 질소량이 큰 차이를 나타낼 때는 정밀농업의 실천이 경제적 및 환경적 측면에서 충분한 잠재력이 있는 것으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제41권3호
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• pp.318-331
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• 1996

밀과 보리에 있어서 종자크기와 질소영양이 수분리용효율과 탄소동위원소차별에 미치는 영 향을 조사하여 탄소동위원소차별, 수분이용효율, 질소영양간의 상호작용를 구명하고저 종자크기가 영과당 각각 44mg과 22mg인 춘파형 밀과 보리 한 품종을 직경이 15.3cm인 폿트에서 2본씩 재식, m$^2$당 질소 10g과 32g 비율로 시용하여 수분이용효율에 관련된 형질과 탄소동위원소차별을 조사하였다. 두 종자크기와 두 질소 시비량을 평균한 건물중은 절간신장기에는 보리가 밀보다 105% 컸던 반면 개화기에는 보리보다 출수가 3일 늦은 밀이 보리보다 16% 많았다. 절간신장기과 개화기에 있어서 보리에 비하여 밀에서 건물중에 미치는 대립종자의 영향이 컸었다. 다질소구가 소질소구에 비하여 개화기에 있어서 밀과 보리의 건물중이 각각 40%와 31% 높았다. 절간신장기와 개화기에 있어서 수분이용효율은 보리가 밀보다 각각 35%와 20% 많았고, 지상부의 탄소동위원소차별은 밀보다 보리가 생육기와 식물체 부위에 따라 2.0~3.6% 적었다. 종자크기가 수분이용효율에 미치는 영향은 뚜렷한 경향이 없었고 탄소동위원소차별에도 유의한 영향을 주지 않았다. 절간신장기에 있어서 수분이용효율은 질소영양에 의하여 영향을 받지 않았으나 개화기에 있어서는 소질소구에 비하여 다질소구에서 밀과 보리가 각각 2%와 7% 컸었다. 두 맥종과 두 종자크기를 평균한 탄소동위원소차별은 생육시기에 관계없이 다질소구에서 소질소구보다 약 2.5% 낮았다. 탄소동위원소차별은 절간신장기에는 수분이용효율과 유의한 상관관계가 없었으나 개화기에 있어서는 부의 상관이 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제24권3호
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• pp.273-279
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• 2008

Space separation method that use independent reactor for nitrification and other reactor for denitrification has been commonly used for biological nitrogen removal process like $A^2O$ process. However, this method needs large space and complicate pipelines and time separation method such as SBR process have a difficulty in continuous treatment. Thus biological nitrogen removal process which is capable of continuous treatment, easy opeation and space saving is urgently required. In this research, submerged moving media was used for a biofilm process and suspended sludge was used for biological nitrogen removal at the same time. In particular DO environment by controlling air flow rate was investigated for simultaneous nitrification/denitrification. Total nitrogen removal in aeration rate more than $67L/min{\cdot}m^3$ showed 51~53% and rose to 65%, 70% and 78% in $50L/min{\cdot}m^3$, $58L/min{\cdot}m^3$ and $25L/min{\cdot}m^3$ respectively. Total phosphorus removal was very low about 10~20% more than $67L/min{\cdot}m^3$ aeration rates. But total phosphorus removal roses when reduces aeration rate by $58L/min{\cdot}m^3$ low and it showed total phosphorus removal of 72% in aeration rate $25L/min{\cdot}m^3$.

• 한국토양비료학회지
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• 제50권1호
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• pp.40-48
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• 2017

In this study, we evaluated the nitrogen (N) mineralization potential and Nitrogen use efficiency (NUE) of oil-cake, compost, hairy vetch and barley, which are the most widely used organic amendments in South Korea. The N mineralization potential (No) for organic fertilizers treated soil was highest for the hairy vetch treatment with a value of $18.9mg\;N\;100\;g^{-1}$, followed by oil-cake, barley and compost. The amount of pure N mineralization potentials in hairy vetch, oil-cake, barley and compost treatments were 8.42, 7.62, 3.82 and $3.60mg\;N\;100\;g^{-1}$, respectively. The half-life ($t_{1/2}$) of organic N in soil amended with oil-cake fertilizer mineralized quickly in 17 days. While, $t_{1/2}$ values of organic N for the compost and barley treatments accounted to 44.4 and 44.1 days, respectively. Oil-cake was good in supplying nutrients to plants. Compost and barley inhibited plant growth in the beginning growth stage and this is attributed to N immobilization effect. The results of this study highlight that compost and barley could be used as potential slow release fertilizers in conventional agriculture.

• 한국작물학회지
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• 제47권4호
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• pp.273-278
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• 2002

An efficient low-input system (LIS) for fertiliser use in rice cultivation is necessary to reduce fossil energy use and pollution. Japanese people like Japonica rice, especially cv. Koshihikari. However, it has very low lodging resistance in Japanese weather condition. Our objective was to develop a LIS with the minimum sacrifice of grain yield in rice. Koshihikari was grown using conventional fertilization as a control (CON) with 4 g N $m^{-2}$., 8g $P_2$ $O_{5}$ $m^{-2}$ and 8 g $K_2$O $m^{-2}$ as a basal fertilizer dressing. It was compared with a low fertilizer treatment (LF) with only 4 g $P_2$ $O_{5}$ $m^{-2}$ as a basal dressing in the first year and no basal phosphorus fertilizer in the second year. Chopped rice straw was incorporated into the soil before the cropping season in both years. Fertilizer of 4 g N $m^{-2}$ was top-dressed at 15 days before heading in CON plots and 30 days before heading in LF plots in both years. Lodging was significantly less in LF than in CON plots, however, no rice straw effect was found in low fertilized condition. Grain yields in LF plots were reduced by 15-16% below those of CON plots. Lower yields in LF plots were associated with a reduced number of spikelets per unit area. However, big spikelet size was acquired in LF by 10 days earlier N top dressing than CON plots. A close relationship was found between spikelet numbers and N content of the plant at heading, and between grain yield or shoot dry weight and N content of the plant at maturity. Regardless of the fertilizer application methods, N use efficiency for the number of spikelets, final total dry matter and grain yield was essentially identical among fertilizer treatments. The reduced growth and yield in the LF plots resulted from low absorption of nitrogen. Conclusively, LIS can drastically reduce chemical fertilizer use and facilitate harvest operations by reducing lodging with some yield reduction..

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.481-488
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• 2011

금강수계의 논산 양지리에 위치한 인공습지는 축산폐수처리시설에서 방류되는 처리수의 추가처리와 함께 강우시 유역에서 유출되는 비점오염물질을 처리하기 위하여 설치되었다. 본 시설은 2008년 설치된 이후부터 시설검증을 위한 모니터링을 수행중에 있으며 본 연구결과는 시설의 설치 직후로부터 1년간의 모니터링 결과를 정리한 것이다. 모니터링 결과, 평균 오염물질 저감효율은 TSS가 86%, BOD가 60%, TN은 45%, TP의 경우 70%로 산정되었다. 대부분의 모니터링에서 입자상 물질과 인의 평균 저감효율이 60% 이상의 높은 저감효율을 보이는 반면 질소의 경우 축산폐수의 높은 질소농도에 비해 낮은 유기물 농도에 의하여 낮은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 따라서 유출수내 질소제거능 향상을 위해서는 긴 수리학적 체류시간 및 추가적 DO공급이 필요한 것으로 평가되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.110-117
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• 2016

기존 연구에서는 스크러버를 이용한 $NO_2$ 를 제거하기 위해 암모니아 수용액을 적용한다. 하지만 암모니아는 독성 및 악취가 강해 실선 적용에 어려움이 따를 수 있어, 암모니아를 대체할 수 있는 물질을 찾기 위해 이 연구를 진행하였다. 대체 물질로는 수산화나트륨(NaOH), 티오황산나트륨($Na_2S_2O_3$), 요소(Urea)를 사용하였다. 세정액을 제외한 모든 부분은 기존 암모니아를 적용한 실험의 최적 조건과 동일하게 진행하였다. 그 결과 실험에 사용된 세 가지 물질 중 두 물질은 암모니아 용액과 대체가 가능한 것으로 사료되었으며, 최적조건은 각각 NaOH 2.5 %, $Na_2S_2O_3$ 5.0 % 에서 가장 높은 효율을 나타냈다. Urea는 효율이 일정하게 지속되지 않아 대체 물질로는 적합하지 않음을 확인 할 수 있었다.

• ALGAE
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• 제37권3호
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• pp.213-226
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• 2022

Aquaculture is one of the fastest growing food producing sectors; however, intensive farming techniques of finfish have raised environmental concerns, especially through the release of excessive nutrients into surrounding waters. Biodiversity has been widely shown to enhance ecosystem functions and services, but there has been limited testing or application of this key ecological relationship in aquaculture. This study tested the applicability of the biodiversity-function relationship to integrated multi-trophic aquaculture (IMTA), asking whether species richness can enhance the efficiency of macroalgal bioremediation of wastewater from finfish aquaculture. Five macroalgal species (Chondrus crispus, Fucus serratus, Palmaria palmata, Porphyra dioica, and Ulva sp.) were cultivated in mono- and polyculture in water originating from a lumpfish (Cyclopterus lumpus) hatchery. Total seaweed biomass production, specific growth rates (SGR), and the removal of ammonium (NH₄⁺), total oxidised nitrogen (TON), and phosphate (PO₄^3-) from the wastewater were measured. Species richness increased total seaweed biomass production by 11% above the average component monoculture, driven by an increase in up to 5% in SGR of fast-growing macroalgal species in polycultures. Macroalgal species richness further enhanced ammonium uptake by 25%, and TON uptake by nearly 10%. Phosphate uptake was not improved by increased species richness. The increased uptake of NH₄⁺ and TON with increased macroalgal species richness suggests the complementary use of different nitrogen forms (NH₄⁺ vs. TON) in macroalgal polycultures. The results demonstrate enhanced bioremediation efficiency by increased macroalgal species richness and show the potential of integrating biodiversity-function research to improve aquaculture sustainability.

• 한국환경농학회지
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• 제31권3호
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• pp.212-216
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• 2012

녹비작물의 토양 환원에 따른 상추 및 얼갈이 배추의 수량과 더불어서 토양의 양분 수지량에 미치는 영향을 평가하고자 여름 휴한기 동안 두과 (네마장황, 세스바니아) 및 화본과(하우스솔고, 수단그라스) 녹비작물을 재배하였으며 화학비료를 시비한 질소 검정시비구 1.0N (130 kg/ha)를 대조구로 하여 비교하였다. 녹비작물의 생육에 있어서 두과인 네마장황과 세스바니아는 화본과인 하우스솔고와 수단그라스와 비교하여 생초량은 적었으나 질소의 양분함량은 높아서 토양으로 환원된 질소량은 네마장황(130 kg/ha) 및 세스바니아(116 kg/ha)가 하우스솔고(93 kg/ha)나 수단그라스 (87 kg/ha) 보다 많았다. 녹비작물의 토양환원 후 상추와 얼갈이 배추의 수량은 질소 무시비구를 제외하고 두과 녹비작물, 두과 녹비작물+화학비료 0.5N, 화본과 녹비작물+화학비료 0.5N 등 다양한 녹비작물 처리는 대조구인 화학비료 1.0N과의 비교에서 유의성 없었지만 수량은 상추에서 170~1,100 kg/ha가 얼갈이 배추에서 2,770~5,210 kg/ha가 증대되었으며, 이러한 수량 증수로 인해서 3,953~5,120 천원/ha에 해당하는 소득증가 효과가 산출되었다. 토양의 질소 양분수지는 녹비작물만 투입한 네마장황과 세스바니아 처리에서는 각각 46과 31 kg/ha를, 네마장황+화학비료 0.5N과 세스바니아+화학비료 0.5N 에서는 각각 109와 99 kg/ha를 보였으며, 하우스솔고+화학비료 0.5N과 수단그라스+화학비료 0.5N 에서는 각각 72와 66 kg/ha의 값을 나타내었다. 이는 화학비료 1.0N 처리에서의 질소 양분수지인 49 kg/ha와 비교하여 볼 때 녹비작물 및 화학비료와의 혼합시비를 통해서도 토양에 안정적인 질소 유지가 가능하다. 그러므로 녹비작물의 토양환원 후 시설 상추와 얼갈이 배추를 재배하는 경우 화학비료의 시비가 필요 없거나 시비추천량의 50%를 절감할 수 있을 것으로 판단되었다.