Along with other heavy metals, arsenic (As) is one among the substances most harmful to living organisms including humans. Owing to its morphological similarity to phosphorus, the uptake of As is influenced by photosynthesis and the phosphorus uptake pathway. In this study, we varied arsenic exposure and light intensity during nutrient solution cultivation of lettuce (Lactuca sativa L.) to determine the effect of these two factors on arsenic uptake, lettuce growth, and electron transfer in photosystem II. In the treatment exposed to 30 μmol L-1 of arsenic, the shoot arsenic concentration increased from 4.73 mg kg-1 to 18.97 mg kg-1 as the light intensity increased from 22 to 122 μmol m-2 s-1. The water content and ET2o/RC of the shoots were not affected by arsenic at low light intensity; however, at optimal light intensity, they decreased progressively with arsenic exposure. Increased light intensity stimulated the growth of plant roots and shoots; contrarily, the difference in growth decreased as the concentration of As exposure increased. The results of this study suggest that the effect of As on plant growth is dependent on light intensity; in particular, an increase in light intensity can increase the uptake of As, thereby affecting plant growth and As toxicity.

국내 고농도의 초미세먼지 발생 빈도 증가와 함께 그 전구물질인 NH3와 관련한 연구가 활발히 진행 중이다. NH3 배출에 있어 농업의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 그러나 비료 사용이 농경지 대기 중 NH3 농도에 장기간 미치는 영향에 관련한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수동식 NH3 확산형 포집기를 활용해 11개월 간 농경지 대기 중 NH3 농도를 관측하였다. 그 결과 비료 살포 직후 한 달 동안 NH3 배출의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 그 이후 여름철 기온 상승으로 NH3 휘발이 촉진되어 대기 중 농도가 증가할 것으로 예상하였으나, 54일간의 지속적인 강우로 인하여 대기 중 높은 암모니아 농도는 관측되지 않았다. 그 후 NH3 농도는 가을과 겨울을 거치면서 점차 감소하였다. 비료의 영향력이 감쇠한 시점 이후에는 기온이 감소할수록, 그리고 강수량이 증가할수록 NH3 농도는 감소하는 것을 상관분석을 통해 확인할 수 있었다. 종합해 보면, 국내 NH3 배출량에서 비료의 기여율을 연구하는 데 있어 비료 살포 직후 최소 한 달 동안은 집중적으로 살펴보아야 할 것이며, 현장 연구 시 강수량과 무강우 일수 등의 기상 정보도 함께 고려해야 할 것이다.

국내 발생 암모니아 중 가축분뇨의 기여율이 높은 것은 자명한 사실이다. 암모니아 배출량 산정 과정의 정확도와 신뢰도 향상을 위해서는, 가축분뇨 발생량의 정확한 집계, 가축분뇨의 퇴비화 및 액비화 과정에서 단계별 암모니아 전환량과 발생량 산출, 퇴액비의 저장 및 운송과정에서의 암모니아 발생량 산정 그리고 토양 살포 과정과 방법에 따른 암모니아 발생량 비교 연구가 반드시 수행되어야 할 것이다. 미국과 유럽과 비교해 볼 때, 특히 국내 배출계수가 상대적으로 매우 획일적이고 시공간적으로 세분화되지 못해 국내 실정을 충분히 반영하지 못하고 있다. 암모니아 배출계수 산정의 정확도와 전문성을 향상 시킬 수 있는 방안으로, 퇴액비의 특성, 토양의 특성 그리고 기후 특성의 복합적인 고려가 가능한 챔버시스템을 활용할 수 있을 것이다. 국내외 암모니아 배출과 관련한 자료의 검토와 비교를 통해 현재 국내 시스템의 부족한 점과 나아가야할 방향을 확인할 수 있었으며, 암모니아 배출유량 산정이 가능한 챔버 시스템을 제언하였다. 향후 누락배출원의 신규 배출계수 산정과 같은 실질적인 정책과의 연계를 위해서는 실내의 챔버 시스템에서 더 나아가 현장에서의 mesocosom 시스템의 방법론 구축 또한 필요할 것으로 판단된다.

Climate change is the biggest concern of the 21st century. Greenhouse gas (GHG) emissions from various sectors are attracting attention as a cause of climate change. The DeNitrification-DeComposition (DNDC) model simulates GHG emissions from cropland. To study future GHG emissions using this simulation model, various factors that could change in future need to be considered. Because most problems are from the agricultural sector, DNDC would be unable to solve the factor-changing problem itself. Hence, it is necessary to link DNDC with separate models that simulate each element. Climate change is predicted to cause a variety of environmental disasters in the future, having a significant impact on the agricultural environment. In the process of human adaptation to environmental change, the distribution and management methods of farmland will also change greatly. In this study, we introduce some drawbacks of DNDC in considering future changes, and present other existing models that can rectify the same. We further propose some combinations with models and development sub-models.

Greenhouse gas emission from agricultural land is recognized as an important factor influencing climatic change. In this study, the national CO2 emission was estimated for paddy soils, using soil GHG emission model (DNDC) with 1 km2 scale. To evaluate the applicability of the model in Korea, verification was carried out based on field measurement data using a closed chamber. The total national CO2 emission in 2015 was estimated at 5,314 kt CO2-eq, with the emission per unit area ranging from 2.2~10.0 t CO2-eq ha-1. Geographically, the emission of Jeju province was particularly high, and the emission from the southern region was generally high. The result of the model verification analysis with the field data collected in this study (n=16) indicates that the relation between the field measurement and the model prediction was statistically similar (RMSE=22.2, ME=0.28, and r2=0.53). More field measurements under various climate conditions, and subsequent model verification with extended data sets, are further required.