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폐코이어 배지로부터 생산된 바이오차의 유기질 비료로서의 활용 가능성 평가 KCI 등재

Evaluation of Potential Utilization of Biochar from Spent Growing Media as an Organic Fertilizer

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/446485
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농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science)
경상국립대학교 농업생명과학연구원 (Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University)
초록

국내 온실원예의 확대와 더불어 스마트팜을 포함한 제어환경농업에서 발생하는 부산물과 폐코이어 배지의 발생량이 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 폐코이어 배지를 열분해하여 얻은 바이오차의 작물 생산을 위한 유기질 비료로의 활용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 폐코이어 배지는 완전히 건조한 후 400℃에서 2시간 동안 열분해하였다. 생산된 바이오차의 pH는 10.2였으며, 총질소(T-N) 함량은 1.24%, 총인(T-P) 함량은 0.33%로 분석되었다. 상추(Lactuca sativa)를 대상으로 5개 처리구를 설정하여 재배 실험을 실시하였다. 처리구는 표준 시비량에 따라 N, P 및 K를 각각 200, 59 및 128 kg ha-1 수준으로 전층 시비한 무기질 비료 처리구(IF, control), 바이오차 5 t ha-1 처리구(BC5), 10 t ha-1 처리구(BC10), 무기질 비료와 바이오차 5 t ha-1 병용 처리구(IFBC5), 10 t ha-1 병용 처리구(IFBC10)로 구성하였다. 실험 결과, 상추의 생체중은 BC5, BC10, IFBC5 및 IFBC10 처리구가 IF 처리구 대비 각각 53.6%, 29.8%, 107%, 98.3% 증가되었으며, 초장은 각각 19.3%, 20.9%, 31.4%, 30.4% 증가되었다. 또한 수확 후 토양의 pH와 유기물(OM)은 바이오차 처리구에서 IF 처리구보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 폐코이어 배지로부터 제조된 바이오차가 작물 생장을 촉진하고 토양 특성을 개선하는 효과가 있음을 보여주며, 다양한 작물과 환경 조건에서의 적용 가능성과 최적화된 사용 방안에 대한 추가 연구의 필요성을 시사한다.

With the expansion of greenhouse horticulture in South Korea, the generation of by-products and spent growing media from controlled environment agriculture, including smart farms, has been increasing. This study was conducted to evaluate the potential use of biochar derived from spent growing media as an organic fertilizer for crop production. The spent growing media were completely dried and pyrolyzed at 400℃ for 2 h. The produced biochar had a pH of 10.2, with total nitrogen (T-N) and total phosphorus (T-P) contents of 1.24% and 0.33%, respectively. A cultivation experiment was carried out using lettuce (Lactuca sativa) under five treatments: inorganic fertilizer at the standard application rate (IF, control), biochar at 5 t ha-1 (BC5), biochar at 10 t ha-1 (BC10), inorganic fertilizer combined with biochar at 5 t ha-1 (IFBC5), and inorganic fertilizer combined with biochar at 10 t ha-1 (IFBC10). Results showed that the fresh weight of lettuce increased by 53.6%, 29.8%, 107%, and 98.3% in BC5, BC10, IFBC5, and IFBC10, respectively, compared with IF. Plant height was also increased by 19.3%, 20.9%, 31.4%, and 30.4% in the same treatments. After harvest, soil pH and organic matter (OM) were higher in the biochar treatments than in IF. These findings demonstrate that biochar produced from spent growing media can promote crop growth and improve soil properties, highlighting the need for further studies to optimize application rates and assess performance under different crops and environmental conditions.

목차
초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 폐코이어 배지 바이오차 제조
    2. 공시 토양
    3. 폐코이어 바이오차의 유기질 비료 가능성 평가
    4. 분석방법
    5. 통계처리
결과 및 고찰
    1. 스마트팜 폐코이어 배지 바이오차의 특성
    2. 스마트팜 폐코이어 배지 바이오차 처리에 따른 상추생육 조사
    3. 스마트팜 폐코이어 배지 바이오차 처리에 따른 토양특성 조사
감사의 글
References
저자
  • 송지민(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 학부생) | Ji Min Song (Student, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 이창곤(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 학부생) | Chang Gon Lee (Student, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 이익형(국립순천대학교 일반대학원 농화학과 박사과정 대학원생) | Ik Hyeong Lee (Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 조한나(국립순천대학교 일반대학원 농화학과 박사과정 대학원생) | Han Na Cho (Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 정용화(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 교수, 국립순천대학교 일반대학원 농화학과 교수) | Yong Hwa Cheong (Professor, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea, Professor, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 조주식(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 교수, 국립순천대학교 일반대학원 농화학과 교수) | Ju Sik Cho (Professor, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea, Professor, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
  • 강세원(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 교수, 국립순천대학교 일반대학원 농화학과 교수) | Se Won Kang (Professor, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea, Professor, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea) Corresponding author