본 연구는 원료가 다른 탄화물의 화학적 구조 특성과 질소 용출 특성을 비교 및 평가하기 위하여 수행되었다. 실험에 사용된 탄화물은 계분, 참깻대, 복숭아 전정가지를 원료로 하여 400℃에서 2시간 동안 열분해하여 제조한 계분 탄화물(CMC), 참깻대 탄화물(SSC), 복숭아 전정가지 탄화물(PBC)을 사용하였다. 탄화물의 표면 작용기 및 화학적 구조를 확인하기 위하여 FTIR 분석을 수행하였으며, 질소 용출 특성은 탄화물 0.5 g에 증류수 50 mL를 첨가하여 160 rpm 조건에서 최대 48 h 동안 교반시킨 이후 용출액의 총질소(T-N)를 분석하여 평가하였다. FTIR 분석 결과, 모든 탄화물에서 약 2920 cm-1 부근에서 지방족 C–H 결합, 1600 cm-1 부근에서 방향족 C=C 결합에 해당하는 피크가 확인되었다. 특히 목질계 및 초본계 탄화물에서는 방향족 탄소 구조가 비교적 뚜렷하게 나타난 반면, 축분계 탄화물에서는 1000–1100 cm-1 영역에서 산소 함유 작용기 및 무기 성분과 관련된 피크가 넓게 관찰되었다. 이는 축분계 탄화물이 식물성 원료 기반 탄화물에 비해 무기 성분 및 산소 함유 작용기의 영향을 상대적으로 크게 받음을 시사한다. 시간 경과에 따른 단위 질량당 질소 용출량은 모든 탄화물에서 초기 용출 이후 점진적으로 증가하는 경향을 나타냈으며, 48 h까지 평형 상태에는 도달하지 않았다. 탄화물별 질소 용출량은 CMC > SSC > PBC 순으로 나타났으며, 48 h 기준 단위 질량당 질소 용출량은 각각 8.00, 0.25 및 0.15 mg g-1이었다. 또한 질소 용출률은 CMC가 34.5%, SSC가 2.87%, PBC가 1.83%로 나타나 탄화물의 원료에 따라 질소 방출 특성이 크게 달라지는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 탄화물 원료의 질소 함량, 회분 및 무기상 함량, 그리고 열분해 과정에서 형성되는 탄소 구조의 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 종합적으로 탄화물의 질소 공급 특성은 원료의 종류와 열분해 과정에서 형성되는 탄소 구조에 따라 달라질 수 있음을 확인하였다. 따라서, 본 연구 결과는 원료 특성에 따른 탄화물의 질소 공급 잠재력을 이해하고 농업적 활용 전략을 수립하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

This study was conducted to compare the chemical structural characteristics and nitrogen release properties of carbonized materials derived from different feedstocks. The carbonized materials used in this experiment were produced by pyrolyzing chicken manure, sesame stalk, and peach pruning branches at 400℃ for 2 h, and were designated as chicken manure carbonized material (CMC), sesame stalk carbonized material (SSC), and peach pruning branch carbonized material (PBC), respectively. FTIR analysis was performed to identify surface functional groups, and nitrogen release characteristics were evaluated by adding 50 mL of distilled water to 0.5 g of carbonized material and shaking the mixture at 160 rpm for up to 48 h. FTIR spectra showed peaks corresponding to aliphatic C–H (2920 cm-1) and aromatic C=C (1600 cm-1) bonds in all treatments. Aromatic carbon structures were more pronounced in the plant-derived materials, whereas a broad peak at 1000–1100 cm-1 was observed in CMC, indicating the influence of oxygen-containing functional groups and inorganic components. Nitrogen release increased gradually over time and did not reach equilibrium within 48 h. The nitrogen release followed the order CMC > SSC > PBC, with values of 8.00, 0.25, and 0.15 mg g-1 after 48 h, respectively. These results suggest that nitrogen supply characteristics of carbonized materials are strongly influenced by feedstock and carbon structure formed during pyrolysis.

초록
Abstract
서론
재료 및 방법
    1. 공시재료
    2. 실험방법
    3. 통계처리
결과 및 고찰
    1. 탄화물 종류별 FTIR 특성
    2. 시간 경과에 따른 단위 질량당 질소 용출 특성
    3. 시간경과에 따른 질소 용출률
감사의 글
References

• 이익형(국립순천대학교 일반대학원 농화학과 박사과정 대학원생) | Ik Hyeong Lee (Ph.D. Student, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
• 조한나(국립순천대학교 일반대학원 농화학과 박사과정 대학원생) | Han Na Cho (Ph.D. Student, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
• 이창곤(국립순천대학교 생명산업과학대학 농화학과 석사과정 대학원생) | Chang Gon Lee (Master’s Student, Department of Agricultural Chemistry, Sunchon National University, Suncheon 57922, Korea)
• 송지민(국립순천대학교 생명산업과학대학 농화학과 석사과정 대학원생) | Ji Min Song (Master’s Student, 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