본 연구는 축산업의 집약화로 인한 가축분뇨 과잉 문제를 해결하고, 이를 유기질 비료로 자원화하기 위해 계분 바이오차(CMBC)의 비료적 가치를 평가하였다. CMBC는 계분과 목질계 바이오매스를 80:20 비율로 혼합하여 400℃에서 2시간 열분해하여 제조하였으며, 이를 포트실험에 적용해 배추(Brassica rapa subsp. pekinensis) 생육, 토양 특성, 질소 이용효율에 미치는 영향을 분석하였다. 실험은 무처리(CN), 무기질비료(IF), 그리고 계분 바이오차(CMBC)를 3, 5, 7 및 10 t ha-1의 시용량으로 전량 기비 처리한 처리구(CMBC3, CMBC5, CMBC7 및 CMBC10)로 구성하였다. IF 처리구는 작물별 표준시비량을 기준으로 시용하였다. 수확 후 토양은 CMBC 시용량 증가에 따라 pH, EC, CEC, 유기물, 총질소, 유효인산이 유의하게 증가하는 경향을 나타내었고 특히 CMBC10 처리구의 pH는 무처리구 대비하여 5.86에서 7.67로 증가하였으며, EC는 0.19 dS m-1에서 6.91 dS m-1로 크게 상승하였다. 또한 유효인산은 86.3에서 1,959 mg kg-1까지 증가하여, 계분 바이오차의 인 공급 효과가 두드러졌다. 이와 함께 O.M, T-N 및 CEC 역시 각각 126%, 143% 및 268% 증가하여 토양 비옥도가 전반적으로 향상되었다. 생육은 CMBC5 처리구에서 339 mg plant-1로 가장 우수하였으며 IF 처리구 대비 생중량, 건중량, 구중의 둘레 및 엽수가 각각 20.6%, 15.5%, 2.8% 및 11.7% 증가하였다. 질소 흡수량 또한 CMBC5 처리구에서 가장 높은 것을 확인하였으며, 겉보기 질소 회수 효율(Apparent Nitrogen Recovery Efficiency, AE_N)과 농업적 질소 이용 효율(Agronomic Nitrogen Use Efficiency, ARF_N)은 CMBC3 처리구에서 최대치(28.6 kg N ha-1, 164%)를 기록하였다. 따라서 본 연구에서는 3~5 t ha-1의 계분 바이오차 시용이 배추 생육 증진, 토양 비옥도 개선 및 질소 이용효율 향상 측면에서 가장 효과적인 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 계분 바이오차가 유기질 비료로써 실질적인 활용 가능성을 시사하며, 다양한 작물과 실제 농경지 조건에서의 효과를 검증하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.

This study was conducted to evaluate the fertilizer potential of chicken manure biochar (CMBC) by recycling surplus livestock manure generated from the intensification of the livestock industry. CMBC was produced by mixing chicken manure and woody biomass at a ratio of 80:20 (w/w) and pyrolyzing the mixture at 400℃ for 2 hours. A pot experiment was conducted to assess the effects of CMBC on the growth of kimchi cabbage (Brassica rapa subsp. pekinensis), soil chemical properties, and nitrogen use efficiency. The treatments included a control (CN), inorganic fertilizer (IF), and CMBC applied as a basal fertilizer at application rates of 3, 5, 7, and 10 t ha-1 (CMBC3, CMBC5, CMBC7, and CMBC10). The IF treatment was applied based on the national standard fertilization rate. As a result, soil pH, electrical conductivity (EC), cation exchange capacity (CEC), organic matter, total nitrogen, and available phosphorus significantly increased with higher CMBC application. In particular, in CMBC10, soil pH increased from 5.86 to 7.67, EC from 0.19 to 6.91 dS m-1 and Av. p2O5 from 86.3 to 1,959 mg kg⁻¹, indicating a pronounced effect of CMBC on soil fertility. Plant growth performance was highest in CMBC5, where fresh weight, dry weight, head circumference, and leaf number increased by 20.6%, 15.5%, 2.8%, and 11.7%, respectively, compared with IF. Nitrogen uptake was also highest in CMBC5, while nitrogen use efficiency indicators, apparent nitrogen recovery efficiency (AE_N) and agronomic nitrogen use efficiency (ARF_N), were greatest in CMBC3 (28.6 kg N ha-1 and 164%, respectively). Therefore, CMBC application at 3–5 t ha-1 was determined to be the most effective in improving kimchi cabbage growth, soil fertility, and nitrogen use efficiency. These results suggest that CMBC has high potential for practical use as an organic fertilizer, although further integrated studies are needed to verify its long-term effects under diverse crop and soil conditions, as well as its environmental benefits such as greenhouse gas mitigation and soil carbon sequestration.

초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 공시토양
    2. 계분 바이오차 제작
    3. 포트실험
    4. 분석방법
    5. 통계처리
결과 및 고찰
    1. 계분 바이오차 시용에 따른 토양 특성 평가
    2. 계분 바이오차 시용에 따른 배추 생육 평가
    3. 계분 바이오차 시용수준에 따른 질소 흡수량 및 질소이용효율 평가
감사의 글
References

• 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)
• 이창곤(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 학부생) | Chang Gon Lee (Student, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
• 송지민(국립순천대학교 생명산업과학대학 농생명과학과 학부생) | Ji Min Song (Student, Department of Agricultural Life Sciences, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
• 박재혁(국립농업과학원 토양물환경과 박사후연구원) | Jae Hyuk Park (Postdoctor Researcher, Division of soil and water environment, National Institute of Agricultural Sciences, RDA, Wanju 55365, 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 Wong 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