국내 최대 간척지인 새만금 방조제 내부에는 간척토지 28,300ha가 조성되어 있으며 이 중 30% 용지를 농업용지로 활용하는 계획이 수립되었다. 농업용지의 토지이용 계획이 당초 수도작 운영계획에서 전작 위주 토지이용 계획으로 변경되면서 논과 밭은 영농 및 용수체계가 다르므로 이에 대한 용수체계 및 유입 부하량 변화에 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전작화에 따라 새만금 농업용지 특성에 부합하는 작부체계를 고려하여 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교·분석하고자 하였다. 새만금 농생명용지 토지이용계획 및 이에 따른 작부·용수체계를 반영하기 위해 농업용지의 특성에 부합하는 합리적인 작부시나리오를 제안하였으며 이를 적용하여 최신 구축된 HSPF 모델링시스템을 적용하여 평가하였다. 주요 결과로는 전작운영 여건을 고려하여 새만금 지역의 기상조건에 적합한 작부체계 시나리오를 고안하여 채소작물, 사료작물, 식량작물로 구성된 이모작 작부체계 를 제안하였다. 또한, 제안된 작부체계를 반영하여 새만금 농생명 용지 전작화에 따른 수도작 대비 오염부하 배출량을 비교한 결과 BOD와 TN 농도는 증가하지만 배출부하량은 감소하고, TP의 경우 농도와 부하량 모두 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 새만금 농생명용지 토지이용 구상에 따른 오염부하량 산정을 통한 새만금호 수질환경문제와 경제성을 고려한 합리적이고 지속가능한 토지이용계획을 수립할 수 있으며, 새만금호 수질보전을 위한 유역관리대책의 정밀한 평가 보완필요성 검토를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

콩(Glycine max L.)은 생물학적 질소고정을 통해 생육에 필요한 질소를 공급받는다. 하지만 콩과 공생을 하는 근류균이 경작지에 분포하더라도, 답전윤환과 같은 환경의 토양에서는 근류균의 밀도가 낮을 수 있다. 이에 따라 답전윤환 조건에서 식물체가 생물학적 질소고정을 시작하는데 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 본 연구는 답전윤환 환경에서 근류균 인공 접종이 콩의 생육과 수량에 미치는 효과를 알아보고자 수행하였다. 근류균 접종방법과 접종시기를 달리한 6가지 처리를 답전윤환 콩포장에 복합적으로 실시하였으며 각 처리는 다음과 같다. 1) control (non-inoculation); 2) seed coating inoculation (SC); 3) seed coating + spray inoculation at V4 (SC+VS); 4) seed coating + spray inoculation at R1 (SC+RS); 5) spray inoculation at V4 (VS); 6) spray inoculation at R1 (RS). 포장실험 결과, 파종 시 종자에 처리하는 seed coating 처리 그룹(SC, SC+VS, and SC+RS)은 무처리에 비해 생육이 전반적으로 지연되었다. 한편, spray inoculation처리 그룹(VS and RS)은 식물체의 초장, 엽록소함량, NDVI, Performance Index 값이 무처리와 비슷한 양상을 보였다. 작물의 종실수량은 SC처리구가 170 kg/10a로 가장 낮았다. 이와는 다르게 RS처리구는 주당협수의 경우 무처리보다 28% 낮았으나, 종실수량(201 kg/10a)은 무처리(190 kg/10a)에 비해 6% 높았다. 본 연구에서 뿌리혹의 노화가 발생하는 개화기(R1) RS처리는 콩의 후기 생육을 유지하는 결과를 보였다. 따라서, 콩의 생식 생장 초기에 토양표면에 질소고정균을 처리하는 것이 국내의 답전윤환과 같은 불량환경 조건에서 활용 가능한 방식으로 사료된다.

본 연구는 수수 × 수단그라스 바이오에탄올 생산을 위한 적정 수확 시기 및 수확 후 재생과정에서 요구되는 적정 질소 시비 수준을 파악하기 위해 수행되었다. 포장 실험은 2017부터 2018년까지 실시했으며, 시험구 배치는 난괴법(RCBD)으로 여름 수확 후 질소 추비 수준을 달리하여(0, 50, 100, 150 kg N/ha; 0N, 50N, 100N, 150N) 처리하였다. 재생과정에서 canopy height은 2017년 여름 수확 후(DAT, day after summer harvest treatment) DAT23에서 DAT48로 경과함에 따라 약 3.0배, 2018년 DAT26에서 DAT48로 경과함에 따라 약 2.9배 신장하였다. 엽록소 함량은 재생과정 초기 질소 무처리구와 질소처리구간 유의한 차이가 나타났으나, DAT48 이후 처리 간 차이는 없었다. 여름 수확은 2017년 파종 후 61일 뒤, 2018년 파종 후 83일 뒤 각각 이루어졌으며 건물수량은 8.6Mg/ha, 11.0Mg/ha로 차이를 보였다. 생육시기별 2차 수확의 건물수량은 2017년의 경우 생육이 진전됨에 따라 꾸준히 증가하였으며, 2018년에는 DAT76까지 증가하였다. 2017년 DAT107에서 무처리구(9.0Mg/ha)에 비해 질소 처리구(12.3Mg/ha)에서 1.4배 높았으며, 무처리의 수량이 낮았던 2018년 DAT113에서는 무처리구(2.3Mg/ha)에 비해 질소 처리구 (5.6Mg/ha)로 2.5배 높았다. 수확물의 바이오에탄올 품질을 나타내는 바이오에탄올 수율(TEP)는 생육 후기 cellulose와 hemicellulose 비율 감소로 일부 줄어들었으나, 전체적인 TEP변화는 생육시기나 추비수준과 관계없이 5% 이내로 큰 차이는 없었다. 총 바이오에탄올 수량(total TEY)은 2017년 DAT107에서 7,944L/ha, 2018년 DAT76에서 7,163L/ha로 추정되었다. 따라서 TEY를 높이려면 수확물의 단위면적당 건물중을 증가시키는 재배방법이 필요하다. 여름 수확 후 충분한 재생을 위해서 필요한 질소 추비 수준은 100kg N/ha 이상이었으며, 2차 수확은 여름 수확 실시 후 2개월 이상 경과 한 이후 실시해야 한다.

To elucidate the physiological responses of rice plants to the essential mineral silicon (Si), we assessed the effects of treatments with Si, nitrogen (NH4NO3; ammonium nitrate), and calcium (CaCl2; calcium chloride), independently or in combination on mineral uptake rates and levels of the hormones abscisic acid (ABA), gibberellin (GA1) and jasmonic acid (JA). We found that nitrogen and calcium uptake was inhibited by Si application. However, solo application of nitrogen or calcium did not affect Si uptake. Compared to the untreated plants, the application of Si, NH4NO3 or CaCl2 increased the endogenous hormone levels in treated plants. In particular, the concentrations of GA1 and JA increased significantly after the application of Si or NH4NO3. The level of GA1 observed after a treatment (solo or combine) with Si, and NH4NO3 was higher than that of the control. By contrast, independent application of CaCl2 or a combined treatment with Si and CaCl2 did not alter GA1 levels. The highest level of GA1 was present in plants given a combination treatment of Si and NH4NO3. This effect was observed at all time points (6 h, 12 h and 24 h). Endogenous JA contents were higher in all treatments than the control. In particular, a combination treatment with Si and NH4NO3 significantly increased the JA levels in plants compared to other treatments at all time points. A small increase in JA levels was observed after 6 h in plants given the CaCl2 treatment. However, JA levels did not differ between plants given a CaCl2 treatment and controls after 12 h or 24 h of exposure. We conclude that treatment with CaCl2 alone does not affect endogenous JA levels in the short term. Endogenous ABA contents did not show any differences among the various treatments.