• 한국습지학회지
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• 제24권2호
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• pp.69-82
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• 2022

본 연구는 상시 담수 상태의 복합생태 논습지에서 유기농 벼-큰징거미새우 복합생산 조건 시 1) 논습지 토양 화학성 및 세균 군집 특성을 파악하여 토양 화학성과 세균 간의 상관관계를 분석하고, 2) 유기농 벼 단작 토양과 관행 벼 단작 토양의 세균 군집과 비교하여 유기농 복합생태 토양의 미생물 다양성을 비교 분석하는 것이다. 토양 화학성의 경우 유기농 복합생산 운영 기간이 길수록 유효인산과 유기물 함량이 증가한다. 모든 토양 시료에서 문(Phylum) 수준의 세균 분석 결과 9개의 주요 문이 분포되어 있으며, 모든 토양 시료에서 Proteobacteria가 우점하고 있다. 속(Genus) 수준 분셕 결과 37개의 주요 속이 분류되었으며, 벤다이어그램 분석 결과 모든 토양 시료에 존재하는 250개의 OTU가 분류되었고, 유기농 벼재배 토양에 특화된 561개의 OTU가 관찰되었다. 주좌표분석 결과 관행 벼 단작 토양의 세균 군집과 비교하여 유기농 벼 단작 토양과 유기농 복합생태 논습지 토양의 세균 군집 간 유사도가 높은 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.49-59
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• 2024

생분해성 중합체 코팅 요소는 질소 용출을 제어하면서, 질소이용 효율을 극대화하며 농업생태계의 비점오염원을 줄여주는 역할을 한다. 따라서 본 연구의 목적은 생분해성 중합체 혼합물을 이용한 코팅 요소의 용출 패턴과 온실가스 배출량을 구명하는 것이었다. 처리내용은 속효성 비료인 요소를 대조구, 난분해성 코팅 요소(NBCF), 생분해 완효성 코팅 요소(NB60)와 생분해성 완효성 코팅 요소(MDS)를 토양에 혼합한 4가지 수준으로 구성하였다. 침출수에 대한 최대 총 질소 누적 농도는 NBCF가 NB60보다 33% 높았으며, NB60이 NBCF 보다 최대 용출 기간은 10일 지연되는 것으로 나타났다. 누적 총 질소 및 NO₃-N의 용출 패턴에서 NB60과 NBCF는 일차 직선형태로 동일하였지만, 대조구와 MDS는 Sigmoid curves 형태로 누적 용출 농도는 MDS가 대조구보다 높게 나타났다. 생분해성 코팅 요소의 온실가스 발생량을 살펴보면, CH₄의 발생량은 대조구 대비 NBCF, NB60, MDS 각각 0.38%, 11.36%, 5.91% 증가하였고, 또한 N₂O의 발생량은 대조구 대비 각각 50.5%, 32.4%, 58.8% 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 생분해 완효성 코팅 요소는 비료 이용성을 감안하여 포장에 시용할 경우 비료 시용량뿐만 아니라 농업생태계 비점 오염원을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권1호
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• pp.57-72
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• 2018

기후스마트농업(Climate-Smart Agriculture, CSA)이 성취되고 있는지에 대한 정량적인 평가방법을 구축하기 위해 타워 기반의 플럭스 관측 시계열 자료를 활용할 수 있다. 이 연구에서는 벼농사가 지배적인 전형적인 비균질 농경지를 대상으로 CSA의 첫 번째 목표와 관련된 생산성과 효율성 평가를 시도하였다. 이를 위해 해남 농경지에 위치한 KoFlux 사이트(HFK)에서 2003년부터 2015년까지 벼의 생장기간 동안에 관측된 탄소, 물 및 에너지 플럭스의 시계열 자료를 분석하여 일련의 정량적인 지표들을 평가하였다. 이 연구기간 동안에 HFK에서는 네 가지의 다른 품종(동진 1호; 2003-2008, 남평; 2009, 온누리; 2010-2011, 새누리; 2012-2015)의 벼가 경작되었다. 전반적으로 품종을 구분하지 않을 경우, 연구기간 동안의 HFK의 총일차생산(GPP)은 800 - 944 g C m-2, 물사용효율(WUE)은 1.91 - 2.80 g C kg H2O-1, 탄소사용효율(CUE)은 1.06 - 1.34, 그리고 광사용효율(LUE)은 0.99 - 1.55 g C MJ-1이었다. 벼 이외의 다른 식생이 포함된 HFK의 비균질성을 고려하여 어림 잡아 비교해 보면, 네 품종 중에서 동진1호를 재배했을 때에 HFK의 생산성이 아시아의 단일 벼논의 생산성과 비슷했고 WUE도 높았던 반면에 CUE는 상대적으로 낮았다. 또한, 새누리를 재배했을 때에도 HFK가 비슷하게 높은 생산성을 보였으나 동진1호보다 생장기간이 상대적으로 길었다. 따라서 동진1호가 지배적인 HFK가 CSA의 관점에서 더 좋은 특성을 보여 준다. 그러나 현실적으로는 농부들이 해충 저항성이 동진1호보다 높은 새 누리를 재배하고 있다. 이는 CSA의 나머지 두 목표의 하나인 탄력(resilience) 향상을 통한 적응력 강화와 관련된 것으로 온실가스 방출 저감을 포함한 총체적인 평가가 이루어져야 함을 시사하며, 이에 대한 평가와 분석이 현재 진행 중에 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제22권4호
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• pp.246-250
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• 2003

1999년부터 2001년까지 3년간 친환경농업 시범마을에 적용되고 있는 INM (Integrated Nutrient Management) and IPM (Integrated Pest Management) 실천에 따른 추진효과를 분석하기 위하여 시범마을로 지정된 옥천과 양평지역의 농가 포장에서 시비량, 양분유실 및 생태계 변화 등을 조사 분석하였다. 3요소 시비량은 토양검정시비로 인하여 농가관행시비와 비교하여 $28.6{\sim}39.4%$ 절감할 수 있었으며, 쌀 수량도 시비량이 비교적 적은 토양검정 시비구에서 $3{\sim}10%$ 증수하였다. 영농기간동안 토양 침투수중 $NO_3-N$ 농도는 농가관행 시비구 2.9 mg/L에 비하여 토양검정 시비구는 1.5 mg/L로 감소하였으며, 시범마을 논으로 유입되는 관개수의 COD, $NH_4-N$, $NO_3-N$ 농도는 각각 15.0, 0.67, 1.39 mg/L, 시범마을 논에서 배출된 용수는 각각 12.4, 0.29, 2.42 mg/L로 감소되는 경향이었다. 처리별 수서곤충, 환형동물, 패류 및 감각류 등의 개체수는 농가관행구 100에 대하여 토양검정 시비구 295, 토양검정과 개량제 혼용구 276, 무비구 90으로 토양검정 시비구에서 많았으며 수서 무척추 동물은 관행농업을 수행하고 있는 지역을 100으로 볼 때 친환경농업마을은 242와 443으로 INM과 IPM을 실천하는 시범마을에서 생물종이 다양하고 그 개체수가 많은 것으로 나타났다. 친환경농업 시범마을 조성 후 작물 추천시비량 준수와 적기 예찰을 통하여 필요이상 사용되는 비료와 농약을 절감하여 생태계의 개선과 토양이 건전화된 것으로 평가되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권4호
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• pp.176-184
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• 2011

본 연구에서는 폐쇄집수역의 냉기호 현상을 기존의 냉기집적효과와 연계하여 일 최저기온 분포를 모의할 수 있는 방법을 제시하였다. 집수역 내 찬 공기가 담길 '그릇'의 용적을 계산하고 '그릇'안에 집적되는 냉기량을 고도에 따라 표현하였다. 기존의 계곡지형 냉기류에 냉기호를 합산하여 냉기집적으로 인한 기온하강분을 계산하였다. 이때 냉기호의 '수면'은 일교차 조건에 따라 변화시켰다. 이 방법을 검증하기 위해 경남 하동군 악양계곡의 200m 이하 냉기호 형성지역에 기상관측기 10대에서 1분 단위로 기온을 측정하였다. 5월 17일 새벽에는 형제봉 정상에서 적외선 영상 복사계로 지면온도분포를 획득하였다. 개선된 소기후 모형을 적용하여 0530 LST의 기온 분포를 30m 해상도로 추정한 결과 그 양상이 적외선 열영상 분포와 유사하였다. 10개 기상관측지점에 해당하는 격자의 기온추정값을 추출하여 실측값과 비교한 결과, MAE는 1.01에서 0.60으로, RMSE 1.30에서 0.71으로 감소하여 집수역 출구에 가까운 저지대 평야부분에서 발생하는 기존 방법에 의한 오차가 개선되었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제46권3호
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• pp.343-348
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• 2007

탄저병에 저항성을 가진 특정 유전자 esterase gene (PepEST)을 삽입한 유전자 변형 작물 PepEST (line 68) 고추가 비표적 생물체인 복숭아혹진딧물의 생장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 복숭아혹진딧물 성충의 발육 및 산자수 등을 온도 $25^{\circ}C$, 상대습도 50-70%, 광주기 L16 : D8의 실험실 조건에서 조사하고 생명표를 작성하였다. 총 3회의 실험에서 순생산률($R_0$), 증가율($r_m$), 평균 재생산 기간(T), 총 생산량, 수명, 세대기간 등을 각각 산출하였다. 그 결과 수명은 세 번의 실험에서 각각 31일, 27일, 25일로 나타나 복숭아혹진딧물의 일반적인 평균 수명인 25-29일을 기준으로 유전자변형 고추와 모본 고추 모두에서 유의한 차이를 나타내지 않았다. 최초 산자일 또한 세 번의 실험 모두 유전자변형 고추와 모본 고추간에 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 반면, 총 산자수의 값과 Jackknife로 계산된 순생식률($R_o$)의 값은 유전자변형 고추보다 모본 고추에서 높은 결과를 나타냈다(P<0.05). 결과적으로 본 조사로 인해 Esterase gene PepEST를 삽입한 유전자 변형 작물이 복숭아혹진딧물의 산자수에 영향을 미치는 결과를 가져왔고, 유사한 방법의 실험을 야외에서 수행할 필요가 있을 것으로 본 연구는 제안한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_2호
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• pp.1117-1132
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• 2019

산림생태계 내의 총일차생산량은 산림 자원 생산량과 직결되고, 산림생태계의 건강성, 산림식물계절 및 생태계 서비스의 중요한 지표가 된다. 이 연구에서는 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘을 활용하여 우리 나라의 산림유역의 총일차생산량을 연구하였다. 에디공분산 타워가 있는 6개 지점에서의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 산출물과 에디공분산타워의 총일차생산성으로 연구기간의 75%-80%에 해당하는 자료로 기계학습 알고리즘을 훈련하고 나머지 기간으로 구축된 모델의 총일차생산성 예측 결과를 검증하였다. 모델을 구축할 때 MODIS 지상 산출물과 대기 산출물을 조합하여 새로운 입력자료(e.g., 포화수증기압차)를 모델의 입력자료(Processed MODIS)로 사용하였을 때와 이러한 과정 없이 QC(Quality control)만 거친 MODIS 산출물을 그대로 입력자료(Unprocessed MODIS)로 사용하였을 때의 총일차생산량을 비교해 보고 그 활용 가능성에 대해 고찰하였다. 추가로 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)과 에디공분산 총일차생산성 및 기계학습 알고리즘 기반의 총일차생산성과의 상관관계를 보고 그 적합성에 대해 논의하였다. 이 연구에서 사용된 기계학습 알고리즘은 Support Vector Machine (SVM)으로 산림생태계 연구에서 가장 많이 사용되고 있는 기계학습 알고리즘 중 하나이다. 기계학습 알고리즘 기반(SVM 모델)의 총일차생산량 예측 결과는 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)보다 에디공분산 총일차생산량과 전반적으로 높은 상관관계를 보였고 특히 식생 성장을 시작하는 시점의 값을 좀더잘 예측하는 결과를 보였다. 단일 지역에서 Unprocessed MODIS 입력자료로 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.75 - 0.95 (p < 0.001), 6개의 연구 지점에서 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.77 - 0.94 (p < 0.001) 사이를 보였다. 이 결과는 훈련 자료에 다양한 이벤트들이 포함되면 모델의 예측력이 향상되는 가능성을 보여주었고 위성영상의 산출물을 재계산하여 새로운 산출물을 내는 과정을 거친 위성 자료가 아니어도 그 예측력에는 크게 문제가 없음을 보여주었다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권1호
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• pp.41-48
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• 2011

배수방법별 연차간 잡초발생 군락특성을 분석한 결과는 다음과 같다. 수분함량은 배수불량지는 10.2~18.2%, 약간불량지는 11.8~14.3%이었고, 표토에서 10cm깊이까지 토양 3상 중에 기상은 배수불량지가 15.3%인데 비해 약간불량지는 19.8%로 높았다. 2009년도에 약간불량지에서는 16초종이 발생하였으며, 적산우점도는 뽀리뱅이(97.0%) > 망초(92.1%) > 갈퀴덩굴(35.3%) > 지칭개(28.4%) > 쑥(23.3%) 순이었다. 배수불량지에서는 12초종이 발생하였으며, 적산우점도가 뚝새풀(100%) > 벼룩나물(55.2%) > 뽀리뱅이(38.3%) > 물냉이(28.5%) > 망초(20.9%)이었다. 또 2010년도에 약간불량지에서는 14초종이 발생하였으며, 적산우점도는 벼룩나물(86.8%) > 뚝새풀(77.7%) > 자운영(68.7%) > 뽀리뱅이(46.3%) > 망초와 지칭개(35.6%) 순이었다. 배수불량지에서는 12초종이 발생하였으며, 적산우점도가 벼룩나물(93.7%) > 뚝새풀(78.6%) > 물냉이(31.3%) > 뽀리뱅이(30.4%) > 쑥(25.7%)이었다. 배수방법별 연차간 발생초종의 다양화 정도를 나타내는 Simpson 지수는 배수불량지가 0.18~0.23으로 약간불량지에서는 0.12~0.18에 비해 높아서 토양수분 함량이 높은 곳에서 특정 초종이 우점하는 경향을 나타내었다. 잡초의 다양성 지수는 2009년에는 43.0% 이었으나 2010년에는 74.2%로 연차간 차이가 많았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권1호
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• pp.21-28
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• 2009

토양정보는 식량생산, 지속적인 토지이용 계획, 종다양성 평가에 사용되는 기본적인 자료이다. 본 논문에서는 우리나라 토양조사의 역사, 다양한 축척의 토양도 구축과 토양검정, 토양도와 토양검정 자료의 특성, 농업환경 변동 모니터링을 통한 일반농경지 및 취약농경지 토양, 토양정보의 전산화에 따른 토양데이터베이스와 토양정보시스템 소개, 구축된 토양정보의 활용과 향후 방향에 대해 논하였다. 40여년 동안 수행되었던 국책 토양조사 사업 결과 두 종류의 토양 데이터베이스가 구축되었는데, 다양한 축척의 토양도(1:250,000, 1:50,000, 1:25,000, 1:5,000)를 GIS DB로 전산화한 수치토양도 DB와 필지단위로 조사된 화학성 위주의 토양분석 성적을 구축한 토양비옥도 DB이다. 최근에는 친환경농업육성법 시행령에 따른 경작형태 및 오염원별 농경지 토양의 이화학성 및 중금속 함량 조사 자료를 GIS DB로 구축하여 공간적인 분포와 시계열적인 변화를 분석하는 자료로 활용하고 있다. 한국토양정보시스템(http://asis.rda.go.kr)에서 제공하는 토양전자지도는 총 89종으로 토성, 경사, 지형, 모재, 배수등급, 자갈함량, 유효토심 등 토양 GIS 주제도 50종, 사과, 배, 마늘, 수박 등 작물 재배적지 39종 이고, 62종의 토양통계 정보를 제공하고 있다. 토양 변동 정보는 농업환경자원 인벤토리에 기반하여 국립농업과학원에서 구축중인 농업환경자원정보시스템을 통하여 일반농경지의 화학성의 공간적인 분포와 시간적인 변화 정보를 제공될 예정이다. 또한, 기존의 자료를 기반으로 최소한의 실측 자료만으로도 토양의 기능과 환경변화를 예측을 할 수 있는 디지털 지도 작성 기술이 절실히 요구되고 있어 정보시스템은 이를 뒷받침할 수 있어야 할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제30권2호
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• pp.17-28
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• 2022

본 실험은 벼 재배 기간 동안 활성바이오차팰렛 비료(ABPFs) 시용에 따른 벼 생육 반응, 논 표면수 및 토양의 화학적 특성 변화를 평가하였다. 시험구 처리는 대조구, 활성왕겨바이오차 팰렛 비료(ARHBP-40%), 활성 야자수 바이오차 팰렛 비료(APBP-40%)로 구성되어 있다. ARHBP-40% 처리구에서 논 표면수의 NH₄⁺-N 및 PO₄^--P의 농도가 가장 낮게 관측되었으며, 대조구에서 토양 중의 NH₄⁺-N농도가 이양 후 30일 까지 급격하게 감소되었다. 또한, 바이오차 혼합처리구에서 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 1일에 9.18 mg L^-1로서 가장 낮았으며, 이양 후 56일에 ABPFs 처리구에서 NH₄⁺-N 농도가 1 mg L^-1 이하로 관측되었다. 이앙 후 30일 까지 ARHBP-40% 처리구에서 PO₄^--P농도는 0.06 mg L^-1에서 0.08 mg L^-1 범주로 처리구 사이로 가장 낮았다. 대조구에 있어 논 토양 중의 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 14일에 177.7 mg kg^-1 에서 49.4 mg kg^-1로 급격히 감소한 반면, NO₃^--N 농도는 13.2 mg kg^-1로 가장 높았다. 토양 중의 P₂O₅ 농도는 처리에 관계없이 이양 후부터 수확기 까지 증가하는 경향 이었다. APBP-40% 처리구에서 K₂O 농도는 이앙 후 84일에 252.8 mg kg^-1로 가장 높았다. 대조구에서 초장은 다른 처리구에 비해 높았으며, 수량은 대조구와 ARHBP-40% 처리구 사이에 차이가 인정되지 않았다. 따라서 농업 생태계에서 ARHBP-40% 처리를 함에 따라 질소와 인산 시용량을 줄일 수 있다.