• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.77-85
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• 2020

본 연구는 아주까리유박을 주원료로 제조하는 유기질비료의 대체자재 개발 목적으로 제조한 혼합유기질 발효비료의 양분공급 효과 검증을 위해 시용 후 배추의 생육 및 토양 특성을 혼합유박과 비교 분석하였다. 혼합유기질 발효비료는 미강, 주정박, 참깨박, 어분의 혼합비율을 달리하여 비료성분이 질소 5.0, 인산 2.6, 칼리 1.4%인 비료 2종(FA, FB)를 제조하였다. 본 시험은 무처리, 혼합유박, 혼합유기질 발효비료 처리구로 설정하였으며, 배추의 질소시비량(320 kg ha-1)을 기준으로 혼합유기질 발효비료 A와 B는 100%, 200% 수준, 혼합유박 100% 설정하여 시비하였다. 배추 생육 및 수량 조사결과, 혼합유기질 발효비료의 시용량이 증가하면 생육과 수량도 증가하였다. 혼합유기질 발효비료 처리와 혼합유박 100% 시용구의 생육은 처리간의 유의한 차이는 없었으며, 생산량은 FA 100% 처리구가 혼합유박과 대등한 수량을 보였다. 배추의 질소이용효율은 처리구에 따라 20~31% 이었으며, FA 100% 처리가 혼합유박과 대등한 질소흡수량과 이용효율을 보였다. 재배 후 토양 화학성은 pH, EC, 토양유기물 및 유효인산 함량은 처리간의 유의적인 차이는 없었으나, 치환성양이온 함량은 혼합유기질 발효비료 처리구가 높아졌다. 또한 토양의 세균 밀도는 무비구에 비해 비료 처리구가 높았으며, 혼합유기질 발효비료 시용량이 많을수록 증가하였다. 위의 결과를 통해 수입유박 대체자재로 혼합유기질 발효비료 FA가 혼합유박과 유사한 양분공급 효과가 있으며 경제적이고 친환경적인 양분관리를 위해 적정시비량 설정 연구가 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제32권11호
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• pp.872-881
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• 2022

본 연구에서는 토양으로부터 분리한 Indole-3-acetic acid (IAA) 고생산 균주인 Pantoea agglomerans SRCM 119864의 IAA 생산량을 증가시키기 위해 반응표면분석법을 활용하여 배지 조성 최적화를 수행하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 전구체인 L-tryptophan 이외의 IAA 생산에 영향을 주는 배지 성분 11개의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통해 IAA 최적생산을 위한 배지 인자로 sucrose, tryptone, sodium chloride를 선정하였다. PBD에서 선정된 3가지 인자와 L-tryptophan의 농도 최적화를 수행하기 위해 적은 실험수로도 최적값을 분석할 수 있는 hybrid design을 설계하였다. 실험 모형에서 예측한 P. agglomer- ans SRCM 119864 균주의 IAA 최적 생산을 위한 배지 조성과 농도는 sucrose 13.38 g/l, tryptone 18.34 g/l, sodium chloride 9.71 g/l, L-tryptophan 6.25 g/l로 분석되었으며, 이때의 IAA 생산량은 64.34 ±1.07 mg/l로 예측되었다. ANOVA 분석을 통하여 실험 모형의 통계학적 유의성과 적합성을 검증하였으며, 설계한 최적 조성배지에서 모델 검증실험을 수행하여 IAA 생산량을 측정한 결과, 예측된 IAA 생산량과 매우 유사함을 확인하였으며, 최종 최적화 수행을 통해 IAA 생산량을 기본 배지 대비 44.56% 증가시켰다. 본 연구를 통하여 토양에서 IAA를 고생산하는 균주를 선별하여 배지 조성 최적화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 지속가능한 농업 및 작물 생산량 증대를 위한 산업화 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.353-365
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• 2023

전세계적으로 기후변화로 인한 그린인프라와 환경기반시설의 영향 및 예측에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 하지만 국가별 극한기후가 발생하는 시기나 패턴이 다르기에 국내에도 극한기후로 인한 그린인프라와 환경기반시설에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 7개 도시를 대상으로 기상청에서 제공하는 20년 동안의 극한기후에 대한 통계적 분석과 극한기후로 인한 자연기반해법(NBS)을 적용한 그린인프라 시설에 대한 영향분석을 수행하였다. 극한기후에 대한 통계분석 결과 지리적 위치, 지표 불투수성, 지역 기상 패턴에 따라 다양한 극한 기상조건에 잠재적으로 취약한 것으로 분석되었다. 서울은 극한온도(영상, 영하)가 관측되었으며 부산, 울산 및 제주에서는 강수량과 바람에 대해 극한기후가 발생하여 도시탄력성에 잠재적인 위협인자로 분류되었다. 온도는 도시 내 식생에 대한 회복력에 주요 요인으로 적용되며, 바이오차, 모래, 자갈, 우드칩 등 여재를 적용한 습지(CW)에서 극 영하온도에서 물리적 제거효율 및 영양염류 제거능력을 저하되는 것으로 분석되었다. 극한기후로 인한 영향을 저감하기 위해 그린인프라 시설 내 온도조절이 가능한 차광 및 단열 시스템적용과 같은 극한기후 별 대응전략 수립이 가능하다. 본 연구를 통해 국내와 기후특성이 유사한 지역에서의 극한기후 대응전략 수립에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제9권3호
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• pp.211-220
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• 1976

서기(西紀) 2000년(年)까지의 비료(肥料) 소요량(所要量)을 농경학적(農耕學的) 측면(側面)에서 예측(豫測) 하기 위하여 작물(作物) 영양생리(營養生理) 면(面)에서의 예측치(豫測値), 토양비옥도(土壤肥沃度) 면(面)에서 본 예측치(豫測値), 그리고 경지(耕地)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大)에 따르는 비료(肥料) 소요량(所要量)의 변동(變動) 예측치(豫測値)들을 종합(綜合) 검토(檢討)한 결과(結果)를 다음과 같이 요약(要約)한다. 1. 농업경제연구소(農業經濟硏究所)의 식량경제(食糧經濟) 문제(問題)의 종합적(綜合的) 분석(分析)에서 제시(提示)한 2000년(年)까지의 식량(食糧) 생산량(生産量) 예측치(豫測値)에 준(準)한 작물(作物) 생산(生産)을 위(爲)해 필요(必要)한 작물(作物)의 질소(窒素), 인산(燐酸) 및 가리(加里) 흡수량(吸收量)을 근거(根據)로 예측(豫測)한 값은 1980년(年) 1.162천(千)톤(N ;554.1천(千)톤, $P_2O_5$; 360.1천(千)톤, $K_2O$;247.8천(千)톤) 1900년(年) 1,471.4천(千)톤 (N; 694.8천(千)톤, $P_2O_5$;465.4천(千)톤, $K_2O$;311.2천(千)톤), 2000년(年) 1,764천(千)톤(N;812.5천(千)톤 $P_2O_5$; 592.3천(千)톤, $K_2O$;359.2천(千)톤)이였다.${\cdots}{\cdots}$ (제(第) I 안(案)) 2) 최근(最近)의 단위면적당(單位面積當) 수량(收量) 변동(變動) 추세(趨勢)로부터 2000년(年)까지의 작물별(作物別) 단위면적당(單位面積當) 수량(收量)을 예측(豫測) 하고 이들 수량(收量)을 올리는데 필요(必要)한 비료(肥料)의 증가율(增加率)을 작물(作物) 수량(收量) 증가율(增加率)과 같게 취하면서 경지(耕地) 면적(面積)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大)를 고려(考慮)한 2000년(年)까지의 비료(肥料) 소요량(所要量) 예측치(豫測値)는 1980년(年) 1,149.3천(千)톤(N; 603.7천(千)톤, $P_2O_5$; 305.5천(千)톤, $K_2O$; 240.1천(千)톤) 1990년(年) 1,551.1천(千)톤(N; 814.7천(千)톤 $P_2O_5$; 412.3천(千)톤, $K_2O$; 324.0천(千)톤), 2000년(年) 2,253.8천(千)톤 (N;1,183.8천(千)톤, $P_2O_5$; 586.4천(千)톤, $K_2O$;470.9천(千)톤)이였다(II안(案)) 3) 최근(最近)의 작물별(作物別) 단위(單位) 면적당(面的當) 수량(收量)과 단위(單位) 면적당(面的當) 시비량(施肥量)의 변동(變動) 추세(趨勢)를 동시(同時)에 고려(考慮)한 2000년까지의 비료(肥料) 소요량(所要量) 예측치(豫測値)는 1980년(年), 1,287.6천(千)톤 (N; 677.1천(千)톤, $P_2O_5$: 342.0천(千)톤 $K_2O$; 268.5천(千)톤) 1990년(年) 2,085.6천(千)톤(N; 1,096.7천(千)톤 $P_2O_5$; 553.9천(千)톤, $K_2O$;435.0천(千)톤), 2000년(年) 3,380.6천(千)톤(N; 1,777.8천(千)톤) $P_2O_5$;897.8천(千)톤 $K_2O$; 705.0천(千)톤) 이었다. (III 안(案)) 4) 제(第)I안(案)은 장차(將次) 쌀에 대(對)해서만 자급율(自給率) 100%를 도모(圖謀)하고, 여타(餘他) 작물(作物)에 대(對)하여는 대략(大略) 50%의 자급율(自給率)을 기대(期待) 할 때 실제(實際)와 가까운 가능성(可能性)이 있으나 이 같은 상황(狀況)은 바람직한 것은 아닌 것 같다. 5) 식량(食糧)의 자급율(自給率)을 최대한(最大限) 높이기 위(爲)하여 경지(耕地)의 내외연적(內外延的) 확대(擴大), 다수성(多收性) 품종(品種)의 광범(廣範)한 보급(普及)이 따를 경우, 비료(肥料) 효율 증대(增大)를 위한 여러가지 기술(技術)들이 개발보급(開發普及)되면 제(第)II안(案)이 실현성(實現性)이 높고, 그 같은 기술(技術)의 보급(普及)이 미진(未盡)할 때는 제(第)III안(案)이 현실(現實)에 가까울 가능성(可能性)이 높다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.700-707
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• 2002

높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

• 한국양식학회지
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• 제19권2호
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• pp.84-89
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• 2006

사료내 다양한 녹차 원료 첨가에 따른 넙치 유어기의 성장, 면역성 및 세균 공격성에 미치는 영향을 조사하였다. 녹차엑기스를 첨가한 사료를 공급한 실험구에서 어체중증가는 대조구와 유의적인 차이는 없었지만, 녹차 생잎, 건조잎 또는 부산물을 첨가한 실험구에 비하여 유의적으로 우수한 것으로 나타났다. 그리고 녹차엑기스를 첨가한 실험구에서의 사료전환효율은 대조구와 유의적인 차이는 없었지만, 녹차 생잎, 건조잎 또는 부산물을 첨가한 실험구에 비하여 유의적으로 우수한 것으로 나타났다. 녹차 건조잎과 엑기스를 첨가한 실험구에서 Iysozyme 활성은 유의적인 차이는 없었지만, 녹차 생잎과 부산물을 첨가한 실험구에 비해서는 유의적으로 높은 Iysozyme 활성이 나타났다. 3시간에서의 세균 살해능은 녹차 건조잎과 엑기스를 첨가한 실험구에서 살해능이 녹차 생잎과 부산물 또는 대조구에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다. 또한 6시간에서의 세균 살해능은 녹차 엑기스, 건조일, 생잎, 부산물 및 대조구의 순으로 나타났으며 , 대조구에 비하여 엑기스, 건조잎 및 생일은 유의적으로 낮게 나타났다. 세균 공격실험 결과, 복강 주사 2일째부터 넙치의 폐사가 나타나기 시작하여 4일 동안 폐사는 계속되었으며 녹차 생잎과 부산물을 첨가한 실험구에서의 누적폐사율은 대조구에 비하여 높게 나타났으며 녹차 건조잎과 엑기스를 첨가한 실험구에서는 대조구에 비하여 낮은 누적폐사율을 보였으나 실험구간에 유의적인 차이는 없었다. 따라서 녹차엑기스와 건조잎의 사료내 첨가는 넙치의 면역성 향상과 세균공격성에 내성 향상 면에 있어서 아주 효과적인 것으로 판단된다.타내었고 $25^{\circ}C$ 실험구의 경우 대조군과 비교하여 감소하는 경향을 나타내었다. CAT에서는 수온 스트레스 직후 10 및 $25^{\circ}C$ 실험구에서는 대조군과 비교하여 낮은 활성을 나타내었으며, 시간의 지남에 따라 회복하는 경향을 나타내었다. 또한, $15^{\circ}C$ 실험구의 경우에는 6 h째에 가장 높은 CAT 활성을 나타내었으며, 이 후 차츰 회복하는 경향을 나타내었고, $30^{\circ}C$ 실험구의 경우에는 시간의 지남에 따라 유의적으로 활성이 낮아지는 경향을 나타내었다. HSP70 mRNA의 발현은 대조군($20^{\circ}C$)과 비교하여 $25^{\circ}C$ 48 h째 실험구를 제외한 모든 실험구에서 유의적으로 높게 발현되었다. 이상의 결과로, $20^{\circ}C$에서 순치된 시볼트전복은 급격한 수온 스트레스에 대해 많은 스트레스 요인으로 작용하는 것으로 나타났으며, 수온 스트레스에 대한 생리학적 방어 기작이 분자 레벨인 HSP70 mRNA에서는 신속히 발현되어 스트레스에 대처하지만, SOD나 CAT와 같은 항산화 효소의 발현은 다소 늦게 작용하는 것으로 나타났다. 그러나, 시간의 지남에 따라 $5^{\circ}C$ 내외의 스트레스와 저수온 스트레스의 경우에는 비교적 안정화되는 것으로 보여지며, $10^{\circ}C$ 이상의 고수온에 노출되었을 경우에는 생리학적 방어기작이 한계점에 이르러 더