• 한국환경과학회지
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• 제28권1호
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• pp.7-18
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• 2019

This study aimed to assess the impact of livestock excreta discharged from an Intensive Livestock Farming Area (ILFA) on river water quality during a rainfall event. The Bangcho River, which is one of the 7 tributaries in the Cheongmi River watershed, was the study site. The Cheongmi River watershed is the second largest area for livestock excreta discharge in Korea. Our results clearly showed that, during the rainfall event, the water quality of the Bangcho River was severely deteriorated due to the COD, $NH_4-N$, T-N, $PO_4-P$, T-P, and heavy metals (Cu, Zn, and Mn) in the run-off from nearby farmlands, where the soil comprised composted manure and unmanaged livestock excreta. In addition, stable isotope analysis revealed that most of nitrogen ($NH_4-N$ and $NO_3-N$) in the run-off was from the ammonium and nitrate in the livestock excreta. The values of ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ for the Bangcho River water sample, which was obtained from the downstream of mixing zone for run-off water, were lower than those for the run-off water. This indicates that there were other nitrogen sources upstream river in the river. It was assumed from ${\delta}^{15}N_{NH4}$ and ${\delta}^{15}N_{NO3}$ stable isotope analyses that these other nitrogen sources were naturally occurring soil nitrogen, nitrogen from chemical fertilizers, sewage, and livestock excreta. Therefore, the use of physicochemical characteristics and nitrogen stable isotopes in the water quality impact assessment enabled more effective analysis of nitrogen pollution from an ILFA during rainfall events.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.139-147
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• 2021

가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2021

미세플라스틱으로 인한 생태환경에 미치는 부정적인 영향들이 보고되면서 이의 발생현황 및 처리효율에 대한 연구가 하·폐수처리장을 중심으로 수행되어 왔다. 처리공정 내의 미세플라스틱은 대부분 슬러지에 침전되어 제거되므로 적절한 관리가 필요하나 이와 관련한 국내 연구는 제한적이다. 본 연구에서는 공공하수처리장 및 공공폐수처리장을 대상으로 슬러지의 발생 및 처리현황과 관련 법률 조사 및 정책 동향 파악을 통해 미세플라스틱의 환경노출을 최소화할 수 있는 적절한 관리방안을 검토하였다. 슬러지 처리방법의 조사·분석 결과, 공공하수처리장 슬러지는 재활용 > 소각 > 매립 등 순으로 비율이 높게 나타났으며 이중 재활용은 연료화 > 건축소재 > 퇴비화 순으로 확인되었다. 공공폐수처리장의 경우는 재활용 > 연료화 > 매립 순으로 비율이 높게 나타났으며, 재활용은 소각 후 > 퇴비화 후 > 고형화 후 > 지렁이 사육 순으로 확인되었다. 미세플라스틱의 생태계 노출을 가중 시킬 수 있는 슬러지 처리방법은 매립 및 농업분야의 이용 용도로 판단되며, 해당 방법은 국내 매립장의 수용 용량 부족 현상과 화학비료 및 가축분뇨 비료 등의 충분한 공급 현황을 고려할 때 그 필요성이 낮아 보인다. 대신 신재생에너지 정책과 연계하여 연료화, 에너지화 이용 방안을 확대하고 이외 건축자재 부원료 등의 활용을 적극적으로 모색하는 것이 지속가능한 환경보전 측면에서 보다 합리적일 것으로 예상된다. 향후 동 계획의 실효성과 관련 법 개정을 위한 주요 기초 자료를 확보하기 위해서는 국내 슬러지 수요-공급 현황과 관리 계획의 환경적 영향 및 경제적 효과 등을 심도 있게 연구하는 과정이 필요할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.5-11
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• 2024

유기질비료는 무기질비료와 달리 작물의 생산량뿐만 아니라 토양 비옥도 등을 향상시킨다고 알려져 있다. 그러나 유기질비료의 사용이 작물 생산성 및 토양특성뿐만 아니라 최근 이슈화 되고 있는 탄소 축적에 미치는 영향에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 배추 재배시 유기질비료를 밑거름으로 사용하고 이때 작물의 생산성 및 토양 화학성의 변화와 작물 재배 후 토양의 탄소축적량에 대해 평가하고자 하였다. 본 시험은 무처리, NPK처리구(N-P₂O₅-K₂O : 32-7.8-12.8 kg 10a^-1), 유기질비료 처리구로 설정하였으며, 유기질비료 처리구는 질소 밑거름 시비량(11 kg 10a^-1)을 기준으로 50, 100 및 150%로 설정하였다. 배추의 생산량은 무처리구를 제외하고는 유의적인 차이가 없었으며 밑거름 비율에 따라서도 차이가 없었다. 토양의 화학성은 토양 유기물함량, 전기전도도 및 질산성질소의 함량은 유기질비료 사용에 따라 증가하는 경향이었으나 그 외 항목은 차이가 나지 않는 것으로 확인되었다. 유기질비료 사용에 따른 토양 유기탄소축적은 무기질비료에 비해 유기질비료 처리구에서 증가하는 경향이었으며 밑거름 사용량에 따라서는 큰 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 농업에서 유기질비료의 밑거름 사용은 작물의 생산성뿐만 아니라 토양 유기탄소의 축적에 효과적이었으며 탄소중립을 위한 하나의 방법으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제5권3호
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• pp.200-206
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• 1985

유지(由地)의 경사도(傾斜度)($10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$) 및 3 요소(要素)($N-P_2O_5-K_2O$)의 시용수준(施用水準)(0-0-0, 14-10-10, 28-25-25, 42-40-40kg/10a)이 겉뿌림 산지초지(山地草地)(orchardgrass, tall fescue, redtop, ladino clover 혼파(混播)의 조성(造成), 생산성(生産性), 식생(植生) 및 목초품질등(牧草品質等)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하였다. 본고(本稿)에서는 토양(土壤)의 화학적(化學的) 특성(特性), 목초(牧草)의 양분함량(養分含量)과 비료(肥料)의 이용효율에 관(關)하여 검토(檢討)하였다. 1. 2년(年) 시험후(試驗后) 토양(土壤)의 화학적(化學的) 특성변화(特性變化)를 보면, 경사도(傾斜度)가 증가(增加)함에 따라서 pH, 치환성(置換性) Mg, Na함량(含量), 염기포화도(鹽基飽和度)가 낮아지고, OM, 유효$P_2O_5$함량(含量) 증가경향(增加傾向)을 보였으나, Ca함량(含量) 및 $K/\sqrt{Ca+Mg}$ 당양비(當量比) 변화(變化)는 뚜렷하지 않았다. 3. 요소(要素) 시용수준(施用水準)이 증가(增加)함에 따라서 pH, 치환성(置換性) Ca, Mg, 염기포화도(鹽基飽和度)가 낮아지고, 유효 $P_2O_5$함량(含量), 치환성(置換性) K 함량(含量), $K/\sqrt{Ca+Mg}$ 당양비(當量比)는 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였다. 2. 목초중(牧草中) 무기양분(無機養分)의 함량변화특성(含量變化特性)을 보면 경사도(傾斜度)가 증가(增加)함에 따라서 혼파목초중(混播牧草中) 화본과목초(禾本科牧草) 및 잡초(雜草)의 양분함량변화(養分含量變化)는 뚜렷하지 않았으나 두과목초(荳科牧草)는 급경사지(急傾斜地)에서 N, K 및 Mg 함량(含量)이 매우 낮았으며 이는 수량감소(收量減少)와 연관(聯關)된 것으로 보인다. Mg함량(含量)은 모든 초종(草種)이 기준함량(基準含量)에 크게 부족(不足)하였다. 3. 3요소수준(要素水準)이 증가(增加)함에 따라서 화본과목초(禾本科牧草)는 N, K, Na함량(含量)은 증가(增加)하고, Mg 및 Ca함량(含量)은 감소(減少)되었고, P 함량(含量)은 무비구(無肥區)보다 증가(增加)하였으나 시용수준간(施用水準間)에는 차이(差異)가 없었다. 두과목초(荳科牧草)에서는 K함량(含量)은 미약(微弱)하게 증가(增加)되었고, Mg함량(含量)은 감소(減少)되었으며, N, Ca 및 Na함량(含量)은 뚜렷한 변화(變化)가 없었다. 반면에 잡초(雜草)에서는 N함량(含量)의 미약(微弱)한 증가외(增加外)에는 변화(變化)가 뚜렷하지 않았다. 혼합목초(混合牧草)의 특성(特性)을 보면 일반적(一般的)으로 N, K 함량(含量)은 증가(增加)하고 Ca, Mg함량(含量)은 감소(減少)되며, P, Na함량변화(含量變化)는 경미(輕微)하였다. 4. 3요소(要素)의 이용율(利用率)은 경사도(傾斜度)가 증가(增加)할수록, 3요소시용수준(要素施用水準)이 증가(增加)할수록 낮아졌으며 K>N>P 순(順)으로 높았다. 3요소(要素) 혼합시비효율은 경사도(傾斜度) 및 3 요소수준(要素水準)이 증가(增加)할수록 낮아졌으나, 3요소(要素)를 혼합(混合)한 흡수시비효율은 경사도간(傾斜度間)에는 차이(差異)가 없었으나 시비수준(施肥水準)이 증가(增加)함에 따라서 다소 감소(減少)되는 경향(傾向)을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권2호
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• pp.93-104
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• 2002

인천 영종도와 영유도를 잇는 새로운 간척지에 건설되고 있는 인천국제공의 녹지 조경 식재 지반을 조성하는 데 필요한 기술적 지표와 효율적 관리 방안을 마련하기 위한 현지 연구가 1996년 6월부터 1998년 6월까지 24개월간 수행되었다. 인천국제공항 건설 부지 중 1995년 8월에 매립이 완료된 여객터미날 주차장 예정지에 8 ha의 시험포장을 조성하였다. 갯벌 지역에 대한 연구를 위하여 자생잔디 보호 구역 부근에 염생 식물 종자 채취 구역을 별도로 1.5ha 조성하였다. 조성된 $492{\times}190m^2$의 시험 포장에 암거 배수의 효과 및 적절한 배수 간격을 설정하기 위해 무암거배수구(A), 암거 간격 45m구(B), 암거간격 22.5m구(C)를 설치하였다. 배수 시설은 처리는 단반복으로 하였다. 토양 개량을 위한 식재 지반 처리는 준설 모래로 매립하여 지균작업을 하여 매립고를 맞춘 무처리를 두고, 산토 5-cm 복토구와 20-cm 복토구 처리, 화학비료 사용과 유기질비료의 시용, 인공 토양 조성구, 그리고 보습재의 처리 등을 조합하여 17개 처리를 하였다. 식재된 잔디는 5종으로 한국형 잔디로 들잔디, 영종도 자생 갯잔디, 도입 한지형 잔디로 한지형 혼파I(tall fescue 30%, kentucky blue grass 40%, perenial ryegrass 30%), 한지형 혼파II(tall fescue 40%, perenial ryegrass 20%, fine fescue 20%, alkaligrass 20%)이었다. 시험 포장의 토성은 모래로 염농도가 높았고, 유기물 함량과 비료 성분 함량이 낮아 비옥도가 낮은 토양이었다. 투수속도는 빠른 토양이었다. 암거 배수 후 제염은 빨랐다. 잔디 식재 후 암거 배수 처리간에는 토양의 투수속도가 매우 빠른 때문으로 잔디 생육도에 큰 차이를 보이지 않았다. 토양 개량 처리에 따른 잔디의 피복도와 생육도를 비교한 결과 들잔디 영양체 식재구가 가장 좋았고, 한국잔디도 양호하였다. 양종도 자생 갯잔디의 피복도와 생육도는 이들보다 떨어졌다. 도입 잔디 한지형 혼파는 한국잔디 영양체 식재구에 비하여 떨어졌는 데, 이는 여양체 증식과 파종의 차이로 판단된다. 산토 20cm 복토구와 5cm 복토구의 잔디 생육을 비교한 결과 한국잔디 생육은 20cm복토구에서 좋았으나, 화하비료 사용시 도입 잔디 혼파구에서는 큰 차이가 없었다. 토양 개량재 시용구와 화학비료 시용구간에 큰 생육의 차이가 없었다. 축분 유기질 비료의 사용구는 화학비료 사용구에 비하여 한국잔디 영양체 식재에는 효과가 있었으나, 도입잔디 혼파에는 차이가 없었다. 보슘재 처리는 무처리에 비해 효과가 있었고, 산토 복토 보다는 미흡하나, 큰 차이는 없어, 산토 부족시 대체 효과가 있었다. 이 연구의 결과 인천공항 착륙대 잔디 식재 지반 조성에는 준설토 특성 상 암거 배수는 불필요하며, 토양 개량에는 한국 잔디 영양체가 식재에 산토 5-cm를 복토하면 충분한 것으로 판단되었다. 이와 함께 축분 발효 퇴비와 복합비료 기비가 필요하며, 고밀도의 잔디가 요구되는 곳에서는 산토 20cm 복토가 바람직한 것으로 판단되었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제17권3호
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• pp.371-380
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• 2009

본 실험에서는 월동작물로 재배되는 보리와 호밀의 질소공급원으로 사용되는 무기태 질소, 가축분뇨 및 콩과작물의 혼파재배가 작물의 생산성과 사료가치를 평가함으로써 토양의 지력향상과 함께 양질의 유기 조사료 확보하고자 무비구, 화학비료 PK시비구, 화학비료 NPK 시비구, 액상우분뇨 50% 시용구, 액상우분뇨 100% 시용구, 액상우분뇨 50% 시용에 헤어리베치 혼파구 및 액상우분뇨 50% 시용에 forage pea 혼파구 등 7처리 3반복 난괴법으로 배치하여 실험이 실시되었다. 보리의 연 건물과 가소화양분총량(TDN) 수량은 질소, 인산 및 칼리를 시비한(NPK) 구에서 ha 당 각각 7.3과 4.6톤을 나타내어 모든 처리구보다 유의하게 높았으나, 액상우분뇨를 시용한 구는 연 건물수량과 TDN 수량이 ha 당 각각 7.1과 4.4톤으로 인산과 칼리만 시비한(PK) 구와 무비구 보다 높았다(p<0.05). 한편 액상우분뇨 50% 시용과 헤어리베치 혹은 Forage pea를 혼파한 구는 각각 6.4와 4.0 톤 및 6.3과 4.1톤/ha로 단지 액상우분뇨 50% 시용구(6.1과 4.0톤/ha)보다 높았고 특히 무비구보다는 유의하게 높았으며 단백질(CP) 수량은 각각 0.67과 0.53톤/ha으로 다른 처리구보다 매우 높았다. 보리의 조단백질 함량은 NPK 구(6.8%)와 액상우분뇨 50 %(50kg N/ha) 시용구($6.2{\sim}10.4%$)가 무비구 (5.7%)와 PK 구(5.2%)보다 유의하게 높았으며 특히 이러한 경향은 액상우분뇨 50% 시용에 헤어리베치와 Forage pea를 혼파한 구가 각각 10.4와 8.5%로 다른 처리구보다 유의하게 높았다(p<0.05). 한편 ADF와 NDF 함량은 액상우분뇨 50% + 콩과작물 혼파구가 가장 낮았고 TDN 함량과 RFV는 액상우분뇨 50% 시용구 혹은 콩과작물 혼파구가 높았다. 호밀의 연 건물, 조단백질 및 TDN 수량은 액상우분뇨 50%(50kg N/ha)시용에 헤어리베치를 혼파한 구와 NPK 구에서 ha 당 각각 8.0, 0.5 및 4.5톤 그리고 7.8, 0.6 및 4.5톤을 나타내어 액상우분뇨를 시용한 구(각각 $6.9{\sim}7.3,\;0.4{\sim}0.5$ 및 $3.9{\sim}4.2톤/ha$)를 제외하고는 모든 처리구보다 유의하게 높았고(p<0.05), 질소시비에 따른 건물생산효율은 화학비료 시비구(12.4kg DM/kg N) 보다 액상우분뇨 시용구($13.7{\sim}41.8kg$ DM/kg N)가 월등하게 높았으며 이러한 경향은 액상우분뇨 50% 시용에 콩과작물을 혼파한 구에서 더욱 뚜렷하였다. 호밀의 조단백질 함량은 NPK 구가 7.6%로 모든 처리구보다 높았고 다음으로 액상우분뇨 50% 시용 + 콩과작물 혼파구가 $6.3{\sim}6.4%$로 다른 처리구보다 유의하게 높았으나, 반대로 ADF와 NDF 함량은 Forage pea 혼파구가 각각 39.8과 66.0%로 가장 낮았으며 TDN 함량과 RFV도 각각 57.5%와 81.6으로 다른 처리구보다 유의하게 높게 나타났다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때, 건물생산성만을 고려해서 화본과 작물을 단파로 재배하는 것보다 가축의 기호성과 품질의 개선까지 고려하여 헤어리베치와 Forage pea 등을 혼파 재배하고 가축분뇨를 시용함으로써 단위면적당 수량과 단백질 함량 등의 사료가치를 높이며 유기 가축사양 시에는 단백질공급원으로 이용되는 수입 유기곡류 등을 대체하는 효과까지도 기대할 수 있으리라 생각된다.

• 농업과학연구
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 1990

판지(板紙)스럿지 자체(自體)의 사용(使用) 적량(適量)을 보기 위(爲)하여 1,200, 1,600, 2,000Kg/10a을 사용(使用)하였을 경우(境遇)와 판지(板紙)스릿지에 톱밥, 계분(鷄糞) 및 요소(尿素)를 배합(配合)하여 부숙(腐熟)시킨 처리구(處理區)를 대두(大豆)에 시용(施用)했을 때 생육특성(生育特性)과 수량(收量) 및 식물체중(植物體中) 화학성분(化學成分) 함량(含量)을 조사(調査)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 시용(施用)한 판지(板紙)스럿지 자체(自體)가 토양중(土壤中)에서 분해시(分解時) 발아(發芽)에 지장(支障)을 초래(招徠)하여 결주율(缺株率)이 대조구(對照區)보다 5-9%, 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용시(施用時) 3.6-4.1%가 증가(增加)하였으나, 그 후(後) 생육기(生育期) 전반(全般)에 걸쳐 별(別)다른 지장(支障)이 없는 것으로 나타났다. 그러나, 판지(板紙)스럿지 자체(自體)를 시용(施用)하거나, 배합(配合)스럿지퇴비중(堆肥中)에서 스릿지 함량(含量)이 높고, 부재료(副材料) 함량(含量)이 낮은 배합구(配合區)는 파종(播種)기나 이식기(移植期)에 시용(施用)하는 것은 적합(適合)하지 않다. 2. 생육(生育) 현황(現況)은 판지(板紙)스럿지 자체(自體)와 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용시(施用時) 초장(草長)의 경우(境遇) 초기(初期)에 성장(成長)이 약간(若干) 저조(低調)하였으나, 생육(生育) 후기(後期)에 별(別) 차이(差異)가 없었으며, 최대엽(最大葉)의 엽폭(葉幅) 및 엽장(葉長), 주경절수(主莖節數), 협수등(莢數等)도 대조구(對照區)와 큰 차이(差異)가 없었다. 3. 수량요소(收量要素)에서는, 판지(板紙)스럿지를 1,200, 1,600, 2,000Kg/10a로 증량(增量) 시용(施用)한 결과(結果) 수량(收量)이 증가(增加)하였고, 배합(配合)스릿지퇴비구(堆肥區)에서 협수(莢數) 및 개체당(個體當) 알 수(數)는 판지(板紙)스럿지 양(量)보다 톱밥과 계분(鷄糞) 및 요소(尿素) 함량(含量)이 많은 CS-3구(區)에서 많았고, 100립중(粒重), 1리터 중(重)은 판지(板紙)스럿지 양(量)이 많고 톱밥, 요소(尿素), 계분(鷄糞)이 상대적(相對的)으로 적은 CS-1에서 많았다. 이는 콩의 경우(境遇) 관행(慣行) 시비량(施肥量)에 추가(追加)된 배합(配合)스럿지퇴비중(堆肥中) 질소(窒素) 성분(成分)의 과다(過多) 현상(現象)이 아닌가 추측(推測)된다. 4. 화학성분중(化學成分中)에서 질소(窒素) 함량(含量)은 판지(板紙)스럿지와 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용구(施用區)가 무처리구(無處理區)나 대조구(對照區)보다 현저(顯著)히 많았고, 판지(板紙)스럿지 처리구(處理區) 중(中)에서는 2,000Kg/10a 시용구(施用區)가 전(全) 생육(生育)단계에 걸쳐 높은 수준(水準)이었으며, 배합(配合)스럿지퇴비(堆肥) 시용구(施用區) 간(間)에는 별(別) 차이(差異)가 없었다. 그 외(外) $P_2O_5$, $K_2O$, Ca 및 Mg의 함량(含量) 변화(變化)는 처리(處理)간 차이(差異)가 발견(發見)되지 않았다. 5. 결론적(結論的)으로 볼 때, 판지(板紙)스럿지 자체(自體)의 비효(肥效)는 인정되나, 그 자체(自體)를 사용(使用)할 때, 불균일(不均一)하게 처리(處理)되어 스럿지가 뭉쳐있으면 토양중(土壤中) 분해(分解)가 어렵고, 균일(均一)하게 처리(處理)되여도 급격(急激)한 분해(分解)가 문제(問題)되어 바람직하지 않으며, 적절(適切)한 부재료(副材料)와 C/N율(率)을 조절(調節)하고, 미생물(微生物), 통기성등(通氣性等) 부숙(腐熟) 조건(條件)을 유지(維持)시켜 충분(充分)히 부숙(腐熟)시킨 후(後) 시용(施用)할 때 유기물(有機物) 비료자원(肥料資源)으로 작물(作物)에 처리(處理) 시용(施用) 가능성(可能性)이 있으며, 동시(同時)에 폐기물(廢棄物) 활용(活用) 및 처리(處理) 효과(效果)도 기(期)할 수 있다.