인삼 종자의 결실과 최아과정중에서 일어나는 물질대사의 기본적 소인을 알고저 화기형성초기로부터 개화기까지, 결실초기부터 홍숙기까지, 그리고 최아과정중 화학성분의 변화를 추구하였다. 1. 화뢰에서는 감수분열기 이전까지 신선중, 건물중, 회수화물, 질소화합물의 변동은 그리 크지 않으며 TCA가용성인, 특히 유기태인의 증가와 현저하였다. 2. 감수분열기로부터 소포자기에 이르는 기간 동안 신선중, 건물중이 급격히 증가되고 전질소량이 증가하는데 불용성 질소구분은 이 시기부터 그 량이 늘어나 단백질이 합성되는 것을 의미하고 있으며 불용성 질소가 전질소의 62∼70%를 차지하고 있다. 또한 가용성 당분이 급격하게 증가되어 환원당, 비환원당이 모두 증가하나 전분의 증가는 볼 수 없고, 전인에 대한 TCA가용성인이 85.4%, TCA불용성인이 14.6%로 화뢰성장중 각각 최고, 최소치를 나타내고 있다. 3. 화분성숙기 이후와 개화기에서 특히 건물중의 증가가 현저하고 불용성질소도 계속 증가되어 총질소의 67%에 이른다. 또한 두드러진 유기태인의 저하와 갑작스런 조전분의 증가를 볼 수 있고 무기태인량이 유기태 인량을 능가하게 된다. 4. 결실기부터 홍열기까지에 있어서는 신선중량의 90%가 결실 후 3주간에 증가하는데, 1) 전질소량은 7배로 증가되었고 성숙되어 갈수록 전질소에 대한 불용성질소의 량이 커져서 65%에서 80%이상으로 상승되고 한편 가용성질소의 비율은 35%에서 20%이하로 저하되었다. 2) 전인산량도 8배로 증가되는데 홍숙이 시작되는 시기에 최고에 이르고 이때에 전인산에 대한 TCA가용성인의 비율도 가장 커서 90%에 이른다. 유기태인도 홍숙이 시작될 때까지 29배나 증가되며 지질태인, 핵산태인, 단백태인이 모두 증가되고 있다. 3) 회수화물의 증가는 신선중의 증가와 유사한데결실한지 3주 후에 최고량에 달하고 그 후는 사실상 증가하지 않으며 가용성당도 3주 후에 최고에 달했다가 일시 감소하며 홍숙기에 약간 증가하나 먼저 수준에는 이르지 못하며 조전분은 점차 증가되어 홍숙되기 일주 전에 최고량에 달하나 전 건물량의 2.36% 밖에 되지 못한다. 회수화물중 가용성당이 차지하는 비율이 훨씬 크며 완숙기에서는 가용성당분중 약80% 이상의 비환원당으로 되어 있어 인삼 종자의 주요 회수화물을 이루고 있다. 4) 한편 완숙된 종자의 배란중에는 60% 이상의 지방을 함유하고 있어 인삼 종자의 저장물질은 단백질이나 회수화물이기 보다는 주로 지방이다. 5. 최아조작중에는 배가 11월중순의 파종기까지 4.2∼4.7mm로 발육하며 충분히 흡수하여 50∼60%에 이르고, 저장지방, 단백질, 전분이 가수분해하여 가용화되고 당분, 무기태인, 인지질, 핵산태인, 단백태인과 가용성질소의 증가를 보이고 있어 세포내용물의 전이가 일어나 발아에 필요한 물질을 축적하고 있다.
BACKGROUND: With increasing public awareness to environment-friendly agriculture, many efforts have been run to develop organic farming technologies in Korea as of late 90s. The objective of this study was to investigate the effects of different organic farming practices on soil chemical properties and water quality in paddy fields. METHODS AND RESULTS: Total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) were monitored for a two-year period (2006 to 2007) from the study organic paddy fields located in Wan-ju, Jeonbuk Province in Korea. TN and TP of organic paddy water were gradually increased for 2~3 weeks after organic manure application and then gradually decreased afterward. The overall variation of TP in the paddy fields was much greater than that of TN. The phosphorus content in organic paddy field appeared to increase with the organic farming period. CONCLUSION(s): This indicates that long-term organic farming is likely to cause phosphorus accumulation in soils and increase vulnerability to rainfall runoff. Thus, appropriate phosphorus management needs to be implemented, particularly, to reduce excessive phosphorus supply owing to nitrogen-based determination of organic manure application amount.
An experimental study for the comparison of nitrogen and phosphorus removal efficiencies between $A^2/O$ and modified Phostrip (M-Phostrip process) were carried out with bench-scale reactors. In case of nitrogen removal efficiencies both of processes showed similar ones when influent organic loadings were high. However, M-phostrip process was more effective than $A^2/O$ at low organic loadings. This is why M-phostrip process consumes the whole mass of influent organics as a carbon sources for denitrification in anoxic reactor but the anoxic reactor of $A^2/O$ process utilizes the residual carbon followed by consumming a part of influent carbon for phosphorus release in anaerobic reactor. $A^2/O$ process required the influent COD/T-P and COD/TKN ratios were more than 56 and 10, respectively, to take place the phosphorus release in anaerobic process and phosphorus uptake in oxic process. However, the luxury uptake of phosphorus in M-phostrip process was not affected by influent COD/T-P and COD/TKN ratios and the adverse effect of nitrate in return sludge introduced to the p-stripper from the 2nd clarifier was not significant due to the configurational advantage of the p-stripper.
This study was performed to investigate the reaction characteristics of piggery wastewater for biological nutrient removal. The reaction characteristics were discussed the fraction of organics, the behavior of nitrogen, nitrification, denitrification, and the behavior of phosphorus. The fraction of readily biodegradable soluble COD was 11-12 percent. The ammonia nitrogen was removed via stripping, nitrification, autotrophic cell synthesis, and heterotrophic cell synthesis. The removal percents by each step were 12.1%, 68.9%, 15.0%, and 4.0%, respectively. Nitrification inhibition of piggery wastewater was found to occur at an influent volumetric loading rate over 0.2 NH$_{3}$-N kg/m$^{3}$/d. Denitrification rates were the highest in the raw wastewater and the lowest in the anaerobic effluent. The denitritation of piggery wastewater came out to be possible, and the rate of organic carbon consumption decreased about 10 percent. The phosphorus removed was released in the form of ortho-p in the aerobic fixed biofilm reactor, it was caused by autooxidation. The synthesis and release of phosphorus were related to the ORP and the boundary value for the phase change was about 170mV. In the synthesis phase, the phosphorus removal rate per COD removed was 0.023mgP$_{syn}$/mgCOD$_{rem}$. The phosphorus contents of the microorganism were 4.3-6.0% on a dry weight basis.
최근 잔디관리를 위한 시비프로그램에서 인산의 사용량을 줄이기 위한 연구가 많이 진행 되고 있다. 토양의 인산함량이 식물성장을 위해서 충분히 존재하더라도 시비프로그램은 질소의 양을 기준으로 이루어져 있기 때문에 인산이 불필요 하더라도 질소와 같이 시비되는 것이 일반적이다. 많은 선행연구에서 이미 조성된 잔디에서는 토양내 인산함량의 조건에 상관없이 인산의 영향이 발견되지 않았다. 이것은 뗏장으로 조성된 켄터키블루그래스의 대취층에 많은 인산의 함량이 발견되었기 때문이다. 본 연구에서는 대취층을 최소화 하기위하여 파종하여 새로 조성된 켄터키블루그래스의 성장에 질소와 인산의 영향을 측정하기 위해서 수행되었다. 질소의 시비량은 소량, 중량, 다량으로 각각 20, 30 and $40g\;m^{-2}\;yr^{-1}$로 되었으며 시비 횟수를 각각 2, 4, 6회로 구성되었다. 인산의 시비량은 0, 10 and $20g\;m^{-2}\;yr^{-1}$로 되었으며 인산은 질소시비와 함께 이루어 졌다. 소량의 질소시비는 실험기간 동안 최소수용 품질을 유지 하였으며 가장 적은 예지물을 생산하였다. 다량의 질소시비는 가장 좋은 잔디 품질을 나타내었다. 그러나 실험기간 동안 켄터키블루그래스의 성장에 대한 인산의 일관적인 영향은 발견되지 않았다. 두꺼운 대취층에 조성된 켄터키블루그래스의 성장에 인산의 영향이 없는 것과 동일하게 새로 조성된 켄터키블루그래스의 성장에도 인산의 영향은 일년 동안 발견되지 않았다.
This bench-scale research investigated the aeration cycle(on/off) as the controlling factors for nitrogen and phosphorus removal in a 2-stage, intermittent aeration process. At this experiment, the aeration cycle time(air-on/air-off) was 30min/30min, 60min/60min, 90min/90min. Organic matter removal was observed more than 90% regardless of the aeration cycle and phosphorus removal was relatively high when the aeration cycle time was 60min/60min On the other hand. For all of the aeration cycle, TN removal was appeared less than 55%. This result was probably due to the limitation of the external substrate for heterotrophic nitrification and aerobic denitrification.
Since anaerobic/anoxic/oxic process, which is a typical mainstream biological nitrogen and phosphorus removal process, utilizes influent organic matter as an external carbon source for phosphorus release in anaerobic or anoxic stage, influent COD/T-P ratio gives a strong influence on performance of phosphorus removal process. In this study, a bench scale experiment was carried out for SBR process to investigate nitrogen and phosphorus removal at various influent COD/T-P ratio and nitrate loadings of 23~73 and 1.6~14.3g $NO_3{^-}-N/kg$ MLSS, respectively. The phosphorus release and excess uptake in anoxic condition were very active at influent COD/T-P ratios of 44 and 73. However, its release and uptake was not obviously observed at COD/T-P ratio of 23. Consequently, phosphorus removal efficiency was decreased. In addition, the phosphorus release and uptake rate in anoxic condition increased as the nitrate loading decreased. Specific denitrification rate had significantly high correlation with organic materials and nitrate loadings of the anoxic phase too. The rate of phosphorus release and uptake in the anoxic condition were $0.08{\sim}0.94kg\;S-P/kg\;MLSS{\cdot}d$ and $0.012{\sim}0.1kg\;S-P/kg\;MLSS{\cdot}d$, respectively.
낙동강 하구 옥류등에 형성되어 있는 갈대, 천일사초 및 갯잔디 군락의 실소와 린의 동태를 조사하였다. 실소와 린의 흡수량 및 현존량은 식물군락의 물질생산과 단위 무게당 이들 무기영양소의 함량이 달랐다. 실소의 연 흡수량은 갈대, 천일사초, 갯잔디 군락에서 각각 224, 111 그리고 156 kg/ha이었고, 린의 연 흡수량은 각각 22, 29 그리고 21 kg/ha이었다. 염습지의 관속식물 군집은 다량의 질소와 인을 흡수하기 때문에 연안수의 당영양화를 일시적으로 경감시키는 역할을 할 수 있는 것으로 생각되었다.
무산소 조건에서의 인섭취를 이용한 질소, 인 화합물의 동시 제거 가능성을 연속회분식반응기(SBR)를 사용하여 고찰하였다. 혐기-호기상의 AO SBR 반응기에 점차적으로 무산소상을 도입함으로써 질산염을 전자수용체로 사용하여 탈질이 가능한 인섭취 미생물들(DPAOs)을 다량으로 축적하였다.(혐기-호기-무산소-호기상의 $(AO)_2$ SBR). 무산소상과 호기상에서의 인섭취율을 비교해 보았을 때, 전체 인제거 미생물 내에서 DPAOs의 비율이 약 10%에서 64%까지 증가하였다. $(AO)_2$ SBR은 안정된 질소, 인제거 성능을 보였으며, 유기물질, 질소, 인 화합물의 제거율은 각각 92%, 88%, 100%였다. $(AO)_2$ SBR의 운전결과와 회분식 실험으로 부터 아질산염은 무산소상에서의 인제거 반응에 어떠한 악영향도 미치지 않으며, 오히려 질산염과 함께 전자 수용체로 사용되어짐을 알 수 있었다.
2011년 9월에 동해의 수괴 분포와 용존 무기 및 유기 영양염의 분포 특성을 파악하였다. 수온, 염분, 용존산소의 분포를 통하여 연구해역의 수괴 기원은 WM(water mass)-I, WM-II, WM-III, WM-IV 등 4개의 대표적인 수괴로 구분되었으며, 그 성격은 각각 대마난류표층수, 대마난류중층수, 북한한류수, 동해고유수와 유사하였다. 용존 영양염의 경우, 용존 무기 질소(DIN; dissolved inorganic nitrogen)와 용존 무기 인(DIP; dissolved inorganic phosphorus)은 WM-IV에서 가장 높았으며, WM-III, WM-II, WM-I 순으로 나타났다. 반면에 용존 유기 질소(DON; dissolved organic nitrogen)와 용존 유기 인(DOP; dissolved organic phosphorus)은 무기 영양염과 상반되는 분포를 보였다. 연구해역에서 수괴 전체에 대한 DIN : DIP 비는 약 15.8로 Redfield ratio(16)에 근접한 수치를 보이고 있으나, 혼합층의 경우 5.3으로 무기질소가 식물플랑크톤 성장의 제한 요인으로 작용할 수 있는 것으로 보였다. 하지만 무기 질소가 제한된 혼합층에서 DON은 용존 총 질소(DTN; dissolved total nitrogen) 중 약 70%를 구성하였다. 따라서 풍부한 DON은 동해에서 식물플랑크톤의 성장을 위한 중요한 영양염 공급원으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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