• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.101-101
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• 2010

Anaerobic digestion(AD) is the most promising method for treating and recycling of different organic wastes, such as organic fraction of municipal solid waste, household wastes, animal manure, agro-industrial wastes, industrial organic wastes and sewage sludge. During AD, i.e. organic materials are decomposed by anaerobic forming bacteria and fina1ly converted to excellent fertilizer and biogas which is a mixture of carbon dioxide and methane. AD has been one of the leading technologies that can make a large contribution to produce renewable energy and to reduce $CO_2$ and other green-house gas(GHG) emission, it is becoming a key method for both waste treatment and recovery of a renewable fuel and other valuable co-products. Currently some 80% of the world's overall energy supply of about 400 EJ per year in derived from fossil fuels. Nevertheless roughly 10~15% of this demand is covered by biomass resources, making biomass by far the most important renewable energy source used to date. The representative biofuels produced from the biomass are bioethanol, biodiesel and biogas, and currently biogas plays a smaller than other biofuels but steadily growing role. Traditionally anaerobic digestion applied for different biowaste e.g. sewage sludge, manure, other organic wastes treatment and stabilization, biogas has become a well established energy resource. However, the biowaste are fairly limited in respect to the production and utilization as renewable source, but the plant biomass, the so called "energy crops" are used for more biogas production in EU countries and the investigation on the biomethane potential of different crops and plant materials have been carried out. In Korea, with steadily increasing oil prices and improved environmental regulations, since 2005 anaerobic digestion was again stimulated, especially on the biogasification of different biowastes and agro-industrial biomass including "energy crops". This study have been carried out to investigate anaerobic biodegradability by the biochemical methane potential(BMP) test of animal manures, different forage crops i.e. "energy crops", plant and industrial organic wastes in the condition of thermophilic temperature, The biodegradability of animal manure were 63.2% and 58.2% with $315m^3CH_4/tonVS$ of cattle slurry and $370m^3CH_4/tonVS$ of pig slurry in ultimate methane yields. Those of winter forage crops were the range 75% to 87% with ultimate methane yield of $378m^3CH_4/tonVS$ to $450m^3CH_4/tonVS$ and those of summer forage crops were the range 81% to 85% with ultimate methane yield of $392m^3CH_4/tonVS$ to $415m^3CH_4/tonVS$. The forge crops as "energy crops" could be used as good renewable energy source to increase methane production and to improve biodegradability in co-digestion with animal manure or only energy crop digestion.

• 한국습지학회지
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• 제22권1호
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• pp.49-58
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• 2020

경작지의 과다 비료와 퇴비의 사용은 토양내 양분 축적을 증가시키며 잉여 양분은 지표유출 및 지하유출 과정을 통해 수질 오염과 녹조발생 등을 유발시킨다. 또한 토양내 과다 양분축적과 함께 지속적 작물 재배는 토양의 산성화를 초래하여 토양의 물리적 구조를 변화시켜 양분의 침출을 더욱 증가시킨다. 대청호 저수구역 내 경작은 대청호의 수질에 직접적 영향을 주기도 하며, 대청댐 수위상승시 침수되어 토양 내 양분이 용출되기도 한다. 본 연구는 대청댐 저수구역 내 경작지의 물리화학적 성상을 분석하여 대청호 수질관리 대책수립에 활용가능한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 대청호 저수구역 경작지 토양은 잉여양분이 이동 가능한 Sandy Loam 토양으로 분류되었다. 작물별 토양내 화학적 성상은 작물별 서로 다른 시비량에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 농민의 경작방식과 미기후 변화 등도 경작지 토양의 화학적 성상변화에 영향을 주는 것으로 평가되었다. 경작지 토양내 양분양은 지하수 및 인근 하천의 수질 및 대청호 주요 녹조발생에 영향을 주는 것으로 나타났다. 논에서의 양분유출은 봄철 강우시 집중되었으며, 밭에서의 양분유출은 여름에서 가을까지의 기저유출 및 멀칭으로 인한 지표유출 등이 영향을 주는 것으로 나타났다. 하천내부의 과다한 식생과 경작지의 유기성 농업잔재물도 하천의 유기물 및 영양염류 증가에 기여하는 것으로 평가되었다. 본 연구결과는 대청호 녹조발생 저감을 위한 저수구역내 경작지 관리를 위한 우선 관리지역 지정 및 관리기법 선정에 활용될 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권5호
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• pp.529-539
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• 2010

최근 조성된 새만금간척지의 범용화의 일환으로 추진되고 있는 간척지의 밭작물재배를 위하여 새만금간척지의 문제점으로 지적되고 있는 염농도, 배수 및 이랑안전 성에 대한 연구검토가 시급하다. 시험연구는 새만금간척지에 조성된 시험포에 옥수수, 콩 및 고구마를 공시작물로 하여 각 작물당 3-4개의 품종을 파종하여 유기물시용과 비닐피복, 염농도변화, 토양의 수분 및 침수 등 재배조건이 이랑의 안전성과 작물의 생육 및 수량에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수행되었다. 시험작물의 수량은 옥수수가 청예수량 170~1,465 kg $10a^{-1}$, 건물수량 83~649 kg $10a^{-1}$, 옥수수의 이삭수량이 0.07~0.78 No. $plant^{-1}$이었고, 콩은 청예수량이 320~1,746 kg $10a^{-1}$, 건물수량 117~566 kg $10a^{-1}$ 종실수량 19~90의 범위였고, 고구마는 생물총량 1,108~3,998 kg $10a^{-1}$, 식용부분인 고구마괴근 수량 306~1,729 kg $10a^{-1}$로 일반 경지에 비하여 수량성이 매우 낮았다. 이처럼 수량성이 낮은 원인은 (1) 새만금 간척지에 조성된 시험지는 극세사 함량이 높은 양질 사토로서 제염상태가 많이 진전되어 대부분 2 dS $m^{-1}$이하로 제염되어 염농도가 작물의 생육에 영향을 주지 못하였지만, 일부 지역에서 염농도가 16 dS $m^{-1}$ 이상으로 높아서 출현되지 못하거나 생육불량 정도가 극심하였고, (2) 새만금간척지 토양은 견지성이 약하여 이랑 침식으로 인한 도복과 뿌리노출로 고사하는 피해가 극심하였으며, (3) 토양의 투수력은 빠르나 지하수의 상승으로 토양의 강우수용능력이 감소되어 과습과 침수해가 빈번하게 발생하였고, (4)토양이 척박하고 보비력이 약하여 세탈이 심하여 비절에 의한 양분장해가 심하였던 것으로 요약되었다. 유기물시용과 비닐피복은 이랑의 붕괴와 침식을 감소시켜 이랑유지능력이 증가하고 토양의 치밀화를 완화시키는 효과가 있었으며, 수량증가에도 기여하는 것으로 조사되었다.

• 한국유기농업학회:학술대회논문집
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• 한국유기농업학회 2005년도 하반기 학술대회 발표 논문집
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• pp.37-45
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• 2005

본 시험은 관행(일반)과 유기조사료 생산에서 여름 사료작물인 옥수수, 수수 및 수단그라스의 생산량과 생산비를 비교하기 위하여 실시하였다. 관행(일반)생산에 옥수수, 수수 및 수단그라스의 건물수량은 각각 14,265 kg/ha, 23,780 kg/ha 및 20,867kg/ha로 옥수수에 비하여 수수는 67%, 수단그라스는 46% 수량이 많았다. 관행 옥수수, 수수 및 수단그라스의 ha당 생산비는 3,167,346원, 2,579,545원 및 2,696,298원이었으며, 건물 1kg 생산비는 관행 옥수수, 수수 및 수단그라스가 각각 222원, 110원 및 131원으로 옥수수의 생산비가 수수보다 2배 많이 소요되었다. 그리고 생산비 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 것은 지대(땅값)로 35.3%에서 37.6%를 차지하였으며, 다음은 비료(퇴비포함), 노동력 순으로 나타났다. 유기조사료 생산에서 옥수수, 수수 및 수단그라스의 건물수량은 각각 8,965 kg/ha, 17,719 kg/ha 및 15,260kg/ha로 옥수수에 비하여 수수는 98%, 수단그라스는 70% 수량이 많았다. 유기 옥수수, 수수 및 수단그라스의 ha당 생산비는 2,989,327원, 2,593,082원 및 2,660,894원이었으며, 건물 1kg 생산비는 유기 옥수수, 수수 및 수단그라스가 각각 334원, 149원 및 176원으로 옥수수의 생산비가 수수보다 2배 이상 많이 소요되었다. 그리고 유기 여름사료작물의 생산비 중에서 가장 많은 비중을 차지하는 것은 관행과 마찬가지로 지대(땅값)였으며, 다음은 퇴비생산, 노동력 순으로 나타났다. 관행 및 유기 여름사료작물의 생산량 비교에서 관행이 유기보다 건물수량은 5,656 kg/ha, TDN 수량은 3,531 kg/ha 많았다. 한편 관행 및 유기 여름사료작물의 생산비에서는 면적당 생산비는 관행이 많았으나 건물 TDN 1kg 당 생산비는 유기 여름사료작물이 관행보다 건물은 66원, TDN은 100원 많이 소요되었다. 이상의 연구결과를 종합해볼 때 관행 생산 여름 사료작물이 유기생산보다 생산량과 단위면적당 생산비는 많았으나 kg당 생산비는 유기 생산이관행보다 많이 소요되었다. 생산비 중에서 가장 많은 비중을 차지한 것은 지대(땅값)였으며, 다음은 퇴비와 노동력이 가장 많은 비중을 차지하여 농가의 낙농경영에 가장 어려운 문제는 땅값, 퇴비생산, 노동력으로 평가되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권4호
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• pp.333-339
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• 2015

기온자료만으로 배추의 결구시기 및 수확적기를 정확하게 예측하기 위해 실측자료에 근거한 배추 생육단계 예측모형을 개발하였다. 이 모형에서는 배추의 일생을 생육기와 결구기로 나누고 각각에 대해 매일의 생장량이 최적 함수식에 의해 계산된다. 최적 함수식의 도출에는 강원도 고랭지 여름배추 주산지와 전남 해남의 가을배추 주산지 7개 농가, 8개 작형에서 수집된 2012-2014년 자료가 활용되었다. 예측모형의 성능검증에는 같은 지역의 다른 농가 17개에서 수집된 생육자료와 소기후모형에 의해 복원된 국지기온자료로 구성된 독립자료세트가 사용되었는데, 17개 지점의 3년간 수확예정일 평균추정오차(RMSE)는 5.3일 이었다. 이 모형은 기상청의 일별 기온자료를 이용하여 다양한 지역과 작형에서 재배되는 배추의 결구기와 수확기를 예측하는 소위 '농업기상예보' 목적으로 활용될 수 있을 것이다.

• 환경영향평가
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• 제24권1호
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• pp.1-15
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• 2015

농업생태계에 대한 기후변화의 영향을 경감시키기 위해 토양탄소격리를 증대시키기 위한 영농관리기법 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 토양유기탄소에 대한 비종(화학비료와 퇴비), 작부체계, 작물잔사관리의 영향을 조사하였다. 화학비료와 퇴비 시험포를 조성하여 자연 강우 조건에서 옥수수-보리를 2년동안 재배하고 토양내 SOC의 분석을 위해 토양샘플링을 실시하였다. 영농관리에 따른 SOC의 장기변화 패턴을 추정하기 위해 DNDC모형을 1981년부터 2010년까지 기상자료와 실험자료 기반 매개변수로 모의하였다. DNDC 모의에 의하면 화학비료 처리구에서는 작물잔사 환원이 없으면 SOC가 감소하는 것으로 나타났다. 반면 퇴비 처리구에서는 같은 조건에서 SOC가 증가하였고, SOC의 증가는 퇴비의 시비율에 비례하였다. 또한 SOC는 투입된 퇴비량의 증가로 인해 옥수수 단작보다 옥수수-보리 작부체계에서 더 증가하였다. 비종에 관계없이 작물잔사의 토양환원은 SOC 증가를 가져왔지만, 퇴비시용의 경우 잔사환원 효과는 작은 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.45-50
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• 2005

우리나라의 주요 농업 생태계인 논에서 벼 생육기간 중의 CO₂와 에너지 교환을 정량화하고 분석(평가하기 위하여 미기상학적인 방법인 에디 공분산법으로 물질/에너지 플럭스를 측정하였다. 측정장소는 한반도 중부 지방의 대표적인 벼농사 지대인 경기도 이천시 부발읍 신원리 농업과학기술원 이천 시험지 플럭스 측정 지점 (37°18'20.34"N, 127°30'40.46"E)에서 수행되었다. 벼군락 장파복사의 방출은 대기로부터의 장파복사량보다 100Wm/sup -2/정도 많았다. 벼논에서 이앙 후 에너지 배분은 잠열 플럭스로 더 많이 배분되었고, 보웬 비는 0.3-0.7 정도였다. 이앙 후 대기중의 수증기 농도는 이 앙 전에 비하여 2gm/sup -3/ 정도 높아졌다. 벼논에서 CO₂ 농도는 야간이 780～820gm/sup -3/, 주간에는 약 650gm/sup -3/ 정도였다. 일사량 증가에 따른 이산화탄소 흡수량은 엽면적 지수가 높을수록 높았으며 특히 유수 형성기-출수기에서 가장 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.711-716
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• 2012

기후변화는 100년 후에 남한의 강수량이 17% 증가할 것으로 예측되었다. 우리나라와 같이 여름철 집중호우가 발생하는 경우는 농경지 토양유실이 많아질 것으로 예상된다. 또한 폭풍을 동반한 국지성 호우는 농경지에 많은 피해를 주고 있기 때문에 이에 대한 영향을 최소화하기 위한 적응계획 수립이 시급한 실정이다. 이에 본 연구는 232개 시군구를 대상으로 농경지 토양유실의 취약성 평가를 실시하였다. 취약성 평가의 기간은 현재는 2000년, 미래는 A1B 시나리오를 기준으로 2020년, 2050년, 20100년에 대한 자료를 취합하였다. 취약성을 평가하기 위해 기후노출, 민감도, 적응능력의 대용변수를 선정하였다. 취합된 자료는 표준화 과정을 거쳐 델파이 조사에서 도출된 가중치를 고려하여 취약성을 산정하였다. 취약성은 현재는 남부지방인 제주도와 경상남도가 취약한 것으로 판단되었으나 미래 취약성은 강원도가 증가 추세를 보였다. 본 연구를 통하여 지자체 단위에서 농경지 토양침식에 대한 기후변화 적응계획을 수립하는데 도움이 되고자 한다.

• 생태와환경
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• 제36권1호통권102호
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• pp.48-56
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• 2003

경북 경산시에서 농업용수로 이용되는 남매지의 3개 정점을 선정하여 2000년 3월부터 2001년 2월까하였다. 다양한 이화학적 환경요인과 식물플랑크톤의 엽록소 a, b, a 농도 및 현존지 매월1회 조사량의 상호관계를 통해 남매지 생태계의 계절적 변화를 파악하였다. 엽록소 a, b와 c의 농도가 6월에 정점 1에서 각각 최고치 (295nlg/1, 9.Smg/1, 48mg/1)를 나타냈고, 식물플랑크톤은 현존량이 정점 3에서 여름에 가장 높았다(7월: $1.7{\time}10^5$scells/1). 수온 분포는 $7{\sim}37.4^{\circ}C$ 범위 이었다. 수소이온 농도는 8월에 $9.9{\sim}10.1$ 범위로 최고치를 나타냈고, 최저는 7로서 9월이었다. SS저는의 최대 및 최 정점 1에서 6월과 11월에 각각 308 mg/1, 4 mg/1이었다. COD와 DOC는 동일한 정점에서 6월에 각각 33mg/1와 16mg/1로 높았다. 식물플랑크톤의 남조류 Microcystis aeruginosa는 7${\sim}$8월에, 녹조류 Scenedesmus acutus는 3${\sim}$5월과 11l${\sim}$1월에, 규조류 Cyclotella orientalis는 10월에 각각가장 우점종하였고, 인산이온과 규산이온의 농도는 여름에 비교적 높은 반면에 가을과 겨울에 전반적으로 낮았다. TSI는 16.6${\sim}$86.4범위로서 전 정점이 부영양화 혹은 과영양화 상태이었고, 유역관리가 선행된 지속적인연구의 필요성이 요구되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.915-923
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• 2015

본 연구에서는 유역 물수지 방법을 기반으로 제주도 지역에 적합한 용수량 산정방법을 제안하고, 이를 기반으로 4개 하천유역에 대해 지역 및 고도에 따른 증발산량, 용수량 특성을 평가하였다. SWAT-K 유역모형을 적용하여 1992~2013년 기간에 대해 잠재증발산량과 실제증발산량을 산정하고, 이로부터 유역의 순물소모량을 추정하였다. 고도증가에 따라 잠재증발산량은 선형으로 감소하는 반면, 실제증발산량은 강수량에 의한 토양내 가용수분의 증가로 인해 약 400m 고도까지는 증가하다가 이후 고도에서는 식생, 가용수분의 감소, 저온현상 등으로 인해 감소하는 것으로 나타났다. 고도에 따른 순물소모량은 강정천유역을 제외한 3개 유역에서 고도증가에 따라 순물소모량이 선형적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 고도 200m 이하 작물경작지에서의 순물소모량은 연간 559~680m로 분석되었다. 추정된 용수량을 실제 관정 이용량과 비교한 결과, 여름철(6~8월) 양수량은 급수관행으로 인해 크게 증가하는데 비해, 작물경작에 따른 순물소모량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이에 대해서는 향후 더 많은 관정 이용량과 추가적인 대상지역을 반영하여 분석이 필요할 것으로 판단된다.