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.

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.

표고(Lentinula edodes), 노루궁뎅이(Hericium erinaceus), 느타리(Pleurotus ostreatus)의 버섯수확후배지(spent mushroom substrate, SMS)를 퇴비화에 활용하였다. 퇴비화 온도변화는 50oC 이상에서 7일에서 10일 동안 지속 되어 30일에 부숙이 완료되었다. 퇴비화 된 LeCSMS, HeCSMS는 130%, 80% 무종자에 대한 종자 발아지수를 보여 부숙도에 대한 종자 발아지수를 충족하였다. 퇴비화에 따른 물리 화학적 변화를 조사한 바 pH 범위가 4-5 에서 6-7로 증가 되었고 EC는 1-1.4 dS/m로 소폭 감소 되었으며 유기질 함량은 LeCSMS에서 36.9%로 SMS에 비하여 60% 이상 가장 큰 폭으로 감소 되었다. LeCSMS 를 기준으로 N (1.2%), P(2.3%), K(0.77%)함량이 조사되었으며 중금속은 모든 CSMS에서 기준치 이하였으며 Ca, Mg는 30%에서 60%이상 증가하였다. C/N비는 LeCSMS, HeCSMS에서 15% 낮았으나 PoCSMS에서 32%로 높게 나타났다. LeCSMS 처리에 따른 고추 유묘 생육효과는 시판 유기퇴비 처리구 등 대조 구에 비하여 초장이 60% 이상 높게 성장했으며 옆폭, 옆장, 옆수에서 다른 대조 구 에 비하여 모두 우수한 생육 효과를 보였다.

It is necessary to develop a mobile water production system in order to provide stable water supply in case of disasters such as floods or earthquakes. In this study, we developed a modular mobile water production system capable of producing water for various uses such as domestic water and drinking water while improving applicability in various raw water sources. The water production system consists of three stages of filtration (sand filtration - activated carbon filtration - pressure filtration) to produce domestic water and an additional reverse osmosis process to produce drinking water. In laboratory and field experiments, the domestic water production system showed excellent treatment efficiency for particulate matter, but showed limitations in the treatment of dissolved substances such as dissolved organic matter. In addition, ultraviolet irradiation was considered as additional disinfection step, because it does not form precipitates of manganese oxides after disinfection. Reverse osmosis process was added to increase the removal efficiency of dissolved substances and the treated water satisfied drinking water quality standards. Fluorescence analysis of dissolved organic matter showed that the fulvic acid-like substances in raw water was successfully removed in the reverse osmosis process. The mobile water production system developed in this study is expected to be used not only in water supply in case of disaster, but also widely used in islands and rural area.