환경문제를 야기 시킬수 있는 질소의 용탈에 관한 문제는 수많은 연구를 통해 그 결과를 문헌에서 찾아볼 수 있다. 그러나 대부분의 연구가 질소의 토양내 용탈에 관해서 이루어진 반면에 토양의 답압과 토양의 종류에 따라 질소의 용탈 정도에 관한 연구는 그 결과를 문헌에서 찾아 보기가 어렵다. 본 연구는 토양의 종류와 답압의 정도가 질소의 용탈에 미치는 영향 그리고 토양에 잔류된 질소가 켄터키블루그래스의 성장에 주는 영향에 대해서 알아보기 위하여 수행 되었다. 질소는 총 147 kg $ha^{-1}$이 12주 동안 3회에 걸쳐 나누어 시비되었다. 토양의 종류는 성분비율에 따라 76.0:24.0, 80.8:19.2, 87.0:13.0 그리고 93.7:6.3% (sand:soil)의 4가지로 구성이 되었다. 토양은 PVC 파이프에 30 cm 깊이로 조성이 되었으며 토양층 밑에 5 cm의 자갈층으로 구성되었다. PVC 파이프 밑부분의 구멍을 통해 질소용탈수의 수집을 용이하게 하였으며 질소외 영양성분을 위해 Hoagland solution에서 질소만 제외하여 사용되었다. 켄터키블루그래스의 질과 예초량이 매주 측정이 되었으며 예초물은 건물량 측정을 위해 예초후 67도에서 24시간 동안 건조되었다. 질소용탈수는 매주 PVC 파이프의 밑부분을 통해 매주 수집이 되었다. 6.1 J $cm^{-2}$ 이상의 답압에너지는 더 많은 표면배수의 가능성을 야기 시킬 수 있다. 3.0과 6.1 J $cm^{-2}$ 사이의 답압에너지는 다른 처리구에 비해 더 많은 건물량이 측정이 되었고 적은 질소가 용탈이 되었다.
질산과 인산의 수직이동성에 대한 토양특성의 영향을 구명하고자 비가림 하우스에서 소형라이시메터(지름 300 mm, 토양깊이 450 mm) 시험을 수행하였다. 대상토양은 농경지 세 지점으로부터 표토 0~20cm를 채취한 후 이 토양의 풍건세토분획을 이용하여 수행하였다: mesic family of Typic Dystrudepts (토양 A, 사양토, 유기물함량 1.4%); mixed, mesic family of Typic Udifluvents (토양 B, 양토, 유기물함량 2.6%); 시설재배토양(토양 C, 사양토, 유기물함량 5.6%). 2주 동안 안정화시킨 토양의 표면에 질소와 인을 $150kg\;urea-N\;ha^{-1}$ 과 $100kg\;KH_2PO_4-P_2O_5\;ha^{-1}$ 만큼 처리하고, 65일 동안 7번 관수(총관수량 213 mm, 약 1 pore volume)하며 주기적으로 깊이 10, 20, 30 cm의 토양용액과 용탈액을 채취하여 질산과 인산농도를 분석하였다. 총 용탈액량은 토양 C > 토양 A > 토양 B 순으로 질산 용탈량, 토양 B > 토양 A > 토양 C 과 역의 관계를 가졌다. 토양 A와 B에서는 요소처리 후 깊이 10 cm에서 토양용액 중 질산 농도 증가가 뚜렷이 나타난 반면, 토양 C에서는 나타나지 않았다. 토양 B의 높은 질산이동성은 상대적으로 높은 점토함량으로 음전하를 띤 교질의 음이온배척과 느린 수분흐름으로 물의 머무름시간이 길어 토양매트릭스 질산의 추출을 촉진하기 때문으로 볼 수 있었다. 반면 토양 C는 질산의 이동성이 낮게 나타났다. 이는 유기물 함량이 높아 생기는 발수성으로 선택류와 질산의 미생물 부동화 때문으로 추정할 수 있었다. 인산용탈은 질산과 달리 인포화도가 가장 높은 토양 C에서만 검출되었다. 토양용액 중 인산농도는 인포화도의 순서와 동일하게 토양 C > 토양 B의 순서였고 토양 A에서는 검출되지 않았다. 따라서 인산의 이동성은 인포화도에 의해 크게 영향을 받으며, 일정 수준으로 축적될 때 까지는 용탈손실은 나타나지 않는다고 판단할 수 있었다.
This research investigates the quality changes during composting of bagasse and pig manure amended with 30% of surfactant-coated charcoal (SC). Two treatments, 30% uncoated charcoal (UC) amendment and no charcoal (NC) amendment, were done as control. Charcoal was coated with 0.37 mM tetradecyltrimethylammonium bromide (TDMA), a cationic surfactant, at the dosage of 10 g/L. At the end of the composting period, the carbon to nitrogen (C/N) ratio of SC amendment was 9.7; whereas, the C/N ratios of UC and NC amendment were 12.6 and 21.4, respectively. Plant nutrients contents of the compost produced from SC amendment were 20.7 mg $NH_4{^+}-N/g$, 42.8 mg $NO_3{^-}-N/g$, and 41.7 mg P/g. High nitrate and phosphate concentrations in SC amendment were due to the adsorption of these anions on the positive charge of TDMA. Desorption of plant nutrients retained in the compost pellets was also investigated. It was predicted that nitrate was fully desorbed from a pellet at 23 days for SC amendment, which was later than UC (14 days) and NC (10 days) amendment. A slow release of nitrate from the compost pellet will reduce the nitrate leaching into the environment. Thus, the adding of SC in the compost pile is one of the alternative methods to improve the quality of compost and plant nutrient retention.
농업용 저수지의 수질 개선을 위한 효율적 관리 방안은 본 연구에서 제시되었다. 홍동 저수지는 저수지 유역 내에 농경지, 산림지역, 주거지역, 그리고 축산지역 등을 포함하고 있다. 수질 환경을 복원시키기 위해 우선 저수지 내 퇴적물의 오염도를 조사되었고 저수지내 퇴적토의 잠재적인 영양염류인 분석한 결과 총질소(T-N)은 $1.06g/m^2-d{\sim}3.67g/m^2-d$로 분포를 보이고 총인(T-P)는 $0.52 g/m^2-d{\sim}1.12g/m^2-d$로 측정되었다. 또한 퇴적토 준설 시 용출 특성 분석을 위해 72시간동안 20 혐기성 조건으로 시험을 진행되었다. 총인(T-P)와 (인산염인) $PO_4$-P의 농도는 시간에 따라 비교적 일정하게 용출되는 특성이 나타났으며 총질소(T-P)의 경우에 아질산성 질소($NO_2$-N)와 질산성 질소($NO_3$-N)의 탈질산화로 인하여 그농도가 불규칙적으로 용출되는 특성을 보였다. 특히, 암모니아인 경우는 컬럼 내부의 혐기성 조건으로 형성된 낮은 pH로 인하여 질소($N_2$)와 함께 용출 양은 극히 미량으로 측정되었다.
중량식 라이시미터를 활용하여 배추 재배 중 식양토와 사양토의 질소 용탈과 질소 수지를 평가하였다. 생육 초기인 9월 초 강우로 인해 식양토와 사양토 모두 토심 150 cm 이하로 배수가 있었다. 식양토는 점토의 수축 및 작물 뿌리 등에 의해 형성된 대공극을 통해 일시적으로 배수량이 증가하였으나, 사양토는 식양토와 달리 강우량에 따라 일정하게 배수량이 증가하고, 감소하였다. 토성별로 질소 용탈량을 분석한 결과, 식양토에서는 비료의 용탈이 거의 없는 반면, 사양토에서는 식양토에 비해 5배 많은 질소 용탈이 있었다. 질소수지에서 작물 흡수량에 비해 질소 용탈량이 차지하는 비율은 적었으나 식양토에 비해 사양토에서의 용탈량이 많아 질소 수지 산정에 토성에 따른 용탈특성을 고려할 필요가 있다.
본 연구는 가축분뇨의 처리형태별 시용수준에 따른 목초의 생산성과 질소의 이용효율 및 질소의 용탈에 의한 환경오염에 미치는 영향을 파악하기 위하여 화학비료, 톱밥발효돈분, 무톱밥발효돈분 및 액상발효돈분을 100, 200, 400kgN/ha 수준으로 시용했을 때의 연구 결과는 다음과 같다. 1. 화학비료와 분뇨의 처리형태별 목초의 생산성과 사료가치 및 N 생산량에 미치는 시용효과는 화학비료 > 액상발효돈분 > 무톱밥발효돈분 > 톱밥발효돈분의 순이었다(건물수량 : 화학 비료(100), 액상발효돈분(90.6), 무톱밥발효돈분(80.9), 톱밥발효돈분(76.8)). 2. 토양 유기물 함량에 미치는 영향은 화학비료 < 액상발효돈분 < 무톱밥발효돈분 < 톱밥발효돈분의 순이었다. 3. 가축분뇨의 처리형태나 시용수준에 따른 NO$_3$의 용탈은 시기적으로는 8월하순 9월초순에 가장 높았으며 N시용수준 400kg/ha 수준까지에서도 서로간에 차이는 매우 적었고 NO$_3$함량도 결코 25ppm을 초과하지 않았다.
Objective: The present study was conducted to assess the effect of urease inhibitor (hydroquinone [HQ]) and nitrification inhibitor (dicyandiamide [DCD]) on nitrogen (N) use efficiency of pig slurry for perennial ryegrass regrowth yield and its environmental impacts. Methods: A micro-plot experiment was conducted using pig slurry-urea 15N treated with HQ and/or DCD and applied at a rate of 200 kg N/ha. The flows of N derived from the pig slurry urea to herbage regrowth and soils as well as soil N mineralization were estimated by tracing pig slurry-urea 15N, and the N losses via ammonia (NH3), nitrous oxide (N2O) emission, and nitrate (NO3-) leaching were quantified for a 56 d regrowth of perennial ryegrass (Lolium perenne) sward. Results: Herbage dry matter at the final regrowth at 56 d was significantly higher in the HQ and/or DCD applied plots, with a 24.5% to 42.2% increase in 15N recovery by herbage compared with the control. Significant increases in soil 15N recovery were also observed in the plots applied with the inhibitors, accompanied by the increased N content converted to soil inorganic N (NH4++NO3-) (17.3% to 28.8% higher than that of the control). The estimated loss, which was not accounted for in the herbage-soil system, was lower in the plots applied with the inhibitors (25.6% on average) than that of control (38.0%). Positive effects of urease and/or nitrification inhibitors on reducing N losses to the environment were observed at the final regrowth (56 d), at which cumulative NH3 emission was reduced by 26.8% (on average 3 inhibitor treatments), N2O emission by 50.2% and NO3- leaching by 10.6% compared to those of the control. Conclusion: The proper application of urease and nitrification inhibitors would be an efficient strategy to improve the N use efficiency of pig slurry while mitigating hazardous environmental impacts.
The effect of soil water content on the transformation potential of N compounds derived from hydrolysis of urea applied in a reclaimed tidal soils which was saline-sodic was observed to evaluate nitrification rates of urea. Soil samples were collected from Moonpo series at the newly reclaimed area in Saemanguem. For the transformation potential of N compounds from urea (46% N), newly reclaimed tidal soils (RS) were amended with urea at the rates of 0, 10, and 20 kg $10a^{-1}$. With leachate obtained from the incubated RS in a leaching tube at $25^{\circ}C$, urea hydrolysis and nitrification were measured for a total of 30days. The cumulative amounts of $NO_3{^-}$-N in each of the four soils treated with urea was linear with time of incubation. Results showed that increase in pH occurred with increasing application rate of urea and volumetric water content due to hydrolysis of urea. The total N in the RS was decreased with incubation time, indicating that rates of urea hydrolysis was influenced by soil moisture conditions. Also, the cumulative amount of nitrate in RS gradually increased with increase in time of incubation.
The recycling of coal bottom ash generated from coal power plants in Korea has been limited due to heterogenous characteristics of the materials. The most common management option for the ash is disposal in landfills (i.e. ash pond) near ocean. The presence of large coarse and fine materials in the ash has prompted the desire to beneficially use it in an application such as fill materials. Prior to reuse application as fill materials, the potential risks to the environment must be assessed with regard to the impacts. In this study, a total of nine test cells with bottom ash samples collected from pretreated bottom ash piles and coal ash pond in a coal-fired power plant were constructed and operated under the field conditions to evaluate the leachability over a period of 210 days. Leachate samples from the test cells were analyzed for a number of chemical parameters (e.g., pH, salinity, electrical conductance, anions, and metals). The concentrations of chemicals detected in the leachate were compared to appropriate standards (drinking water standard) with dilution attenuation factor, if possible, to assess potential leaching risks to the surrounding area. Based on the leachate analysis, most of the samples showed slightly high pH values for the coal ash contained test cells, and contained several ions such as sodium, potassium, calcium, magnesium, chloride, sulfate, and nitrate in relatively large quantities. Three elements (aluminum, boron, and barium) were commonly detected above their respective detection limits in a number of leachate samples, especially in the early leaching period of time. The results of the test cell study indicate that the pollutants in the leachate from the coal ash test cells were not of a major concern in terms of leaching risk to surface water and groundwater under field conditions as fill materials. However, care must be taken in extending these results to actual applications because the results presented in this study are based on the limited field test settings and time frame. Structural characteristics and analysis for coal bottom ash may be warranted to apply the materials to actual field conditions.
Background: Piton du Milieu (PdM) impounding reservoir is suspected to be eutrophic based on the elevated level of orthophosphate and nitrate. Water supplies from three adjacent rivers are primarily thought to contribute to the nutrient enrichment of the reservoir. It is also suspected that there is leaching of orthophosphate, nitrate and organic matter into the rivers during rainfall events and also as a result of anthropogenic activities within the catchment area. The aim of this study was to ascertain the impact of nutrient loading on the water quality of PdM water and on the population of freshwater microalgae in the reservoir. The enumeration and identification of algae from PdM were performed by differential interference contrast microscopy. Dissolved oxygen (DO) and pH were determined by electrometric methods, whereas nutrient levels, silica and total organic carbon (TOC) were determined by instrumentation techniques. Results: Annual mean orthophosphate, nitrate and total organic carbon input from the three feeders within the catchment area of PdM reached levels as high as 0.09 mg/L, 0.4 mg/L and 2.62 ppm respectively. Over a 12-month period, mean TOC concentration in the reservoir was 2.32 ppm while the mean algal cell count was 4601 cells/mL. The dominant algal species identified were Oscillatoria, Cyclotella, Navicula and Cosmarium. Conclusion: This study highlights the trophic state of the reservoir water and clearly points to the need for constant monitoring in order to avoid the occurrence of an impending harmful algal bloom.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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