친환경 벼 재배농가에서 혼합유박비료를 관행적으로 이앙 3일 전에 사용함에 따라 분얼 기 이후에 비료효과가 나타나므로 수량이 감소하는 문제를 해결하기 위해 본 연구를 수행 하였다. 실내에서 조사한 혼합유박비료의 무기화는 담수조건에서 7주까지 NH4-N가 증가하 였고, 비담수 조건에서 5주까지 NO3-N가 증가하였다. 벼 이앙 20일에 논토양의 질소무기화 는 이앙 20일 전 처리구가 0.85%로 가장 높았다. 수확기 토양특성은 혼합유박비료 시비시 기에 따라 토양유기물함량을 제외하고 차이가 없었다. 이앙 60일에 초장, 간장, 수장은 이 앙 20일 전 처리구가 가장 길었다. 또한 이앙 20일 전 처리구에서 수수, 등숙비율, 천립중이 높게 나타나 백미수량이 관행처리(이앙 3일 전)에 비해 9% 증가하였다. 백미의 백도와 amylose는 차이가 없었지만, 단백질 함량과 식미치는 이앙 20일과 30일전 처리에서 같은 수 준이었다. 쌀 수량과 품질 등을 혼합유박비료 시용시기와 관계식으로 산출하면 혼합유박비 료의 적정 사용 시기는 이앙 21.3일 전으로 나타났다.

기후변화에 따른 해수면 상승으로 인하여 해안지역의 지하수계에 해수침투가 가중된다. 지하수의 염분농도가 증가하면 지하수면 상부의 불포화 토양에서도 염분 농도가 증가할 수 있으며, 이는 농경지에서 작물피해를 일으킬 수 있다. 해수면이 상승함에 따라 내륙의 지하수위도 함께 상승한다. 이는 불포화 토양층의 두께를 감소시켜 해안 저지대의 경작에 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서 지하수 해수침투는 3차원 모델, 토양 염류화 평가는 연직 1차원 모델을 합성 적용하여 해안 농경지에 대한 해수면 상승 피해를 평가하는 방법을 개발하였다. 3차원 해수침투 모델에서 지하수면의 수위 와 농도분포를 계산하고 최상부 절점 중에서 염분 농도가 기준 값 이상인 절점에서 지하수면과 지표면 사이의 토양층에서 연직 1차원 모델링으로 토양층의 염분 농도와 불포화대 두께를 계산하였다. 농경지의 토양 염류화는 작물의 뿌리 심도에서 보통 작물의 생육한계 염분농도를 기준으로 판 단하였다. 개발된 모델링 방법을 가상의 간척농경지에 적용하였다. 해수면 상승자료로 IPCC의 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 사용하였다. 평가 결과 는 2050년과 2100년에 대하여 제시하였다. 연구결과 대상지역에서 기후변화 시나리오 RCP 8.5에서 2100년에는 지하수 염류화 피해 면적은 간 척지 육지면적 대비 7.8%, 염류화 토양 면적은 6.0%, 불포화층의 두께가 뿌리심도보다 적은 지역의 면적은 1.6% 증가하는 것으로 분석되었다.

본 시험은 전국의 광역친환경 농업단지 중에서 모범적으로 친환경 농업을 실천하고 있 는 3곳(장흥, 순천, 옥천)의 벼 농가를 대상으로 시기별로 양분 분석을 하였다. 장흥지역 농 가만이 경축자원 순환농업을 실천하고 있는 것으로 관찰되었다. 광역친환경 벼 농업단지의 3~9월 사이의 시기별 토양 pH는 5.5~6.7의 분포를 보였고, EC는 0.4~1.0 dS m-1으로 나타났 다. 시기별 토양 전질소는 순천 농가에서 높았고 칼륨은 옥천 농가에서 낮은 수준을 보였 다. 시기별 토양 암모늄태 질소는 봄철 비료 시용으로 6월 전후에 상승하였고, 장흥 농가에 서 가장 높은 수준을 보이다가 이후 크게 감소하였다. 수량과 수확지수가 가장 높았던 옥 천 농가에서 ha당 연간 조수입이 다른 농가보다 세배 가까이 높은 수준을 보였다. 비교적 많은 비료를 투입한 옥천 농가에서 시기별 양분수지가 높았고, 순천 농가의 ha당 칼륨 수지 는 9월에 약 -60 kg까지 관찰되어 칼륨 결핍에 따른 생산성 저하에 일부 영향을 주었을 것 으로 추정되었다. 시기별 전질소와 인산수지는 장흥 농가에서 가장 낮은 수준을 보였고 벼 낟알의 질소이용효율도 가장 높아서 광역친환경 농업단지의 추천할 만한 사례 농가로 평 가되었다.

본 논문은 한국형 무경운 재배 토양에서 유기물 투입과 분할 관수가 고추 생육 및 수량 과 토양 화학성, 생물다양성에 미치는 영향을 구명하고자 추진하였다. 시험 후 토양에 화학 성을 조사한 결과 토양 pH는 5.6~6.2, 유기물 함량은 32~42 g ㎏-1, EC는 1.0~2.7 dS m-1, 치 환성 K은 0.08~0.24 cmol+ kg-1, Ca은 9.5~12.8 cmol+ kg-1, Mg은 2.7~3.2 cmol+ kg-1 수준이었 으며, 유효인산은 1,011~1,137 mg kg-1 수준이었다. 무처리에서 토양에 미소동물은 톡토기와 응애류 등 5종 54개체가 포획되었으나, 대두박을 투입한 처리는 9종 271개체가 포획되어 되었다. 토양환경의 지표가 되는 자연도 점수가 대두박 투입 처리는 11점으로 무 투입 5점 에 비하여 2배 정도 증가되었다. 대두박 투입은 무 투입에 비하여 고추의 수확과수의 감소 로 수량이 감소되는 경향이었다. 그러나 대두박 무 투입 조건에서 표준시비량의 33~66% 수준에서고추 수량은 증수되었으며 대두박 투입에서는 표준시비량의 33% 수준에서 증수 되었다. 2회 분할관수는 1회 전량관수에 비하여 고추의 수확 과수가 12.5~34.9% 증가되었 고, 수량은 13.5~34.4% 정도 증수되었다.

두둑과 고랑을 재활용한 한국형 무경운 농업에서 유기물 투입과 관수 효과를 구명하고 자 무경운 토양에서 시험을 수행하였다. 1. 토양 미생물상 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 토양 세균과 곰팡이 수는 대두박 무 투입 구에 비하여 많았다. 그리고 유기질비료 투입량이 표준시비량 66%까지 증가되면 세균과 곰팡이 수는 증가되었으나, 그 이상에서는 세균과 곰팡이 수가 감소되는 경향이었다. 곰팡 이/세균 비율은 관수 방법과 관계없이 대두박 투입 처리에서 0.6과 1.1로, 무투입 처리의 0.2와 0.5보다 2배 이상 높았다 1회 전량 관수 조건에서 유기질 비료 시비량이 증가되면 대두박을 투입한 처리는 방선균 수는 감소되는 경향이었으나, 대두박 무투입에서는 증가되었다. 2회 분할 관수는 1회 전량 관수에 비하여 대두박 무 투입 조건에서 세균과 곰팡이 수가 증가되었으나, 대두박 투입 조건에서는 방선균 수가 증가되었다. 2. 토양 효소 유기질 비료의 시비량이 증가되면 토양 내 Chitinase 활성은 대두박 투입 토양에서 감소 되고, 대두박 무 투입에서는 증가되는 경향이었다. 그러나 대두박을 투입에 관계없이 2회 분할 관수는 1회 전량관수에 비하여 Chitinase 활성이 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 β-Glucosidase 활성은 무투입에 비하여 높 았으며, 유기질 비료 투입량이 증가되면 표준시비량의 66%까지는 β-Glucosidase 활성이 증 가되었으나, 표준시비량에서는 감소되었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수 토양 내 β-Glucosidase 활성은 1회 전량관수에 비하여 현저하게 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박을 투입한 처리의 N-acetyl-β-D-glucosaminidase의 활성은 무투입구에 비하여 높았다. 대두박 투입 처리에서 유기질 비료 투입량이 표준시비량의 66 %까지 증가되면 N-acetyl-β-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었으나, 표준시비량에서는 유의적인 차이가 없었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수는 1회 전량관수에 비하여 N-acetyl-β-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었다. 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료 시비량이 표준량의 66% 수준에서는 토양 내 산성인 산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성 높았다. 대두박 투입 조건에서는 유기질 비료 시비 량이 증가되면 산성인산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성은 증가되는 경향이었다. 3. 토양 AMF 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료의 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 토양 의 내생균근균의(AMF) 포자수는 증가되었으나, 유기질 비료 투입량이 표준시비량에서는 근균의 포자수는 감소되었다. 그러나 대두박 투입에서 근균의 포자수는 유기질 비료 투입 량에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그리고 내생 근균의 고추 뿌리에 정착률은 대두박 투 입량에 따른 유의적인 차이가 없었으며, 2회 분할 관수도 같은 경향이었다.

본 연구는 옥상텃밭 적용을 위한 원예용상토와 펄라이트 배합비율에 따른 잎들깨의 생장반응을 조사하였다. 실험구는 직경 18cm, 높이 18cm의 플라스틱 용기에 원예용상토:펄라이트를 9:1, 7:3, 5:5, 3:7, 1:9(v/v)로 혼합한 다음 본엽이 3-4엽인 잎들깨 식재하였다. 측정항목 으로는 초장, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽면적, 엽록소함량, 엽록소형광, 엽색, 생체중, 건물중 등의 생육 및 형태적 특성을 식재 후 4주와 8주 2회에 걸쳐 조사하였다. 초장, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽면적은 식재 후 4주차에는 9:1 배합비에서 가장 높았으며, 그 다음으로 7:3, 5:5의 순이었다. 8주 차에는 9:1과 7:3에서 생육이 가장 양호하였으며, 전체적으로 원예용상토의 비율이 높아질수록 생육도 양호한 것으로 나타났다. 생체중과 건물중도 마찬가지로 4주, 8주차 모두 9:1에서 가장 높았으며, 그 다음으로 7:3, 5:5 순이었으며 1:9에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 엽록소 함량은 4주차에는 9:1에서 가장 높았으며, 1:9에서 가장 낮았으나 8주차에는 1:9에서 가장 높았고 5:5에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 엽 록소형광은 4주차에는 모든 배합비에서 차이가 나타나지 않았으나 8주차 때에는 1:9에서 0.565로 나타나 양분결핍에 의한 스트레스를 받 는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하면 옥상텃밭을 위한 잎들깨 재배시 원예용상토와 펄라이트 배합비율은 5:5 이상이 적절한 것으 로 판단된다.

본 연구는 옥상녹화 적용을 목적으로 펄라이트와 원예용상토 배합비별 비비추(Hosta longipes (Franch. & Sav.) Matsum.)를 식재한 후 무 관수 처리에 따른 스트레스가 생육에 미치는 영향을 평가하였다. 실험구는 펄라이트:원예용상토를 9:1, 7:3, 5:5, 3:7, 1:9(v/v)로 혼합한 다 음 직경 18cm, 높이 18cm의 플라스틱 용기에 본엽이 6~7매인 비비추를 식재하여 배합비별로 10반복씩 조성하였다. 측정항목으로는 초장, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량, 엽록소형광, 녹엽면적율, 잎의 상대수분함량, 전해질 누출, 토양수분, 생존일수 등을 조사하였다. 초장, 엽장, 엽폭은 펄라이트 비율이 높아질수록 낮아지는 경향을 보였으며, 엽록소함량은 실험초기에는 펄라이트 비율이 높을수록 엽록소함량은 낮 은 경향을 보였으나 시간이 경과하면서 토양배합비율에 따른 차이는 나타나지 않았다. 용적수분함량은 실험시작 21일에는 0%에 도달하 였으며, 그 감소폭은 펄라이트 비율이 높을수록 낮은 경향을 보였다. 엽의 전해질누출은 수분스트레스로 인해 고사직전에 증가하는 경향 을 보였다. 생존일수는 7:3 배합비에서 53.3일로 가장 길었으며, 그 다음으로 9:1이 53.0일, 5:5 48.0일, 3:7 43.7일이었으며, 1:9에서는 40.3 일로 가장 빠르게 고사하는 것으로 나타나 펄라이트 비율이 높을수록 생존기간이 길어지는 것으로 나타났다. 이는 펄라이트의 높은 보수 력이 반영된 결과로 판되며, 펄라이트 비율이 높아질수록 생육적인 측면에서는 불리한 경향을 나타내 5:5 또는 3:7배합비율이 식물생육 측 면에서는 바람직한 것으로 판단된다.

본 연구는 병원에서 원예치료 프로그램으로 식물을 원예용 상토, 분갈이 용토, 물을 이용한 재배방법으로 식물을 식재한 뒤 병원과 똑같은 환경의 조건 내에서 토양과 수질에 병원성 미생물을 조사하고, 식물 생육의 변화를 알아보기 위해 수행되었다. 토양 유해 미생물을 조사하 기 위하여 원예활동에서 가장 많이 사용되고 있는 헤테라(Hedera helix L.), 테이블 야자(Chamaedorea elegans)를 원예용 상토(팜한농), 분갈이 용토(흥전농산), 수돗물(경산)을 이용한 수경재배로 12cm 플라스틱 화분에 각각 이식하였다. 실험 장소는 병원환경과 비슷한 온도 인 20~23℃, 습도 60~70%, 광도 1000Lux로 설정한 실내공간에서 2017년 2월 27일부터 5월 1일까지 63일간 실시하였으며 4일 간격으로 50mL씩 관수하였다. 이식 전 원예용 상토, 분갈이 용토, 수돗물의 E. coli O157:H7과 Salmonella spp.을 분석하였으며 실험 마지막 날에도 식물 근권에 위치한 토양을 채취하여 유해미생물을 분석하였다. 또한 병원과 비슷한 환경조건에서 10주간 재배하는 동안 일주일 간격으로 초장, 엽장, 엽폭과 엽수, 엽록소 함량을 측정하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째 토양 내 병원성 미생물 분석 결과 이식전과 실험 마지막 날 모두 원예용 상토, 분갈이 용토, 수경재배 모두 E. coli O157:H7과 Salmonella spp.은 검출되지 않았다. 이는 오염된 토양이 아닌 한 토양 자체 내에서 유해 미생물이 발생되지 않았고 병원 내 주변 환경보다는 공기 중 미생물 농도에 따라 영향을 미친다(Jaffal et al., 1996)는 연구 결과와 맥을 같이 하고 있다. 둘째 식물 생육 변화를 관찰한 결과 병원과 동일한 환경조건아래에서 아이비와 테이블 야자의 생육변화가 현 저히 차이가 났다. 먼저 아이비의 초장은 수경재배(19.2cm)>원예용 상토(10.6cm)>분갈이 용토(7.2cm) 순으로 증가하였으며 엽수는 원예 용 상토(37.6)>수경재배(30.3)>분갈이 용토(25.0)순으로 증가하였다. 엽록소 함량으로 추정한 결과 아이비는 이식한 뒤 원예용 상토, 분갈 이 용토, 수경 재배 모두 35일이 지난 시점부터 엽록소 함량이 떨어지기 시작하였다. 그중 수경재배에서의 아이비는 원예용 상토의 2배, 분 갈이 용토의 3배만큼 엽록소 함량이 급격히 떨어졌으며 잎이 고사하여 떨어지는 현상도 나타났다. 테이블 야자는 원예용 상토, 분갈이 용 토, 수경재배 모두 초장의 성장률은 극히 적은 변화를 보였지만 그중에서 원예용 상토에서 제일 높은 증감률을 보였다(0.39cm). 엽록소 함 량은 28일 지난 시점부터 낮아지기 시작하였으며 수경재배를 한 테이블 야자의 엽록소 함량이 제일 급격히 떨어지는 것을 알 수 있었다. 원 예활동 시 치료의 목적으로 식물의 빠른 성장을 보기 위해선 아이비, 테이블야자 모두 원예용 상토에 식재하는 것이 효과를 줄 수 있다. 또 한 수경재배를 통한 원예활동 시 어떠한 영양분을 첨가하지 않았기 때문에 35일이 지나면 영양분을 첨가해 주거나 병실 내에서 제거해주 는 것이 좋을 것으로 사료된다

Background : This study was carried out to provide basic data for the cultivation of the rare Glehnia littoralis in Korean Midwest. Methods and Results : In Korean Midwest, Glehnia littoralis was distributed at an average dis tance of 36.1m from the shoreline. The average altitude of the emergence area was 4.2m and the average slope was 4.3%. All the Glehnia littoralis grew on the sand of the coastal sand d unes. The average pH of habitat was 8.4, the organic matter content was 0.4%, and the avail able phosphate content was 9.1 ㎎/㎏. The potassium, calcium, magnesium and sodium of exc hangeable cation were 0.09, 9.31, 0.43 and 0.23 cmol+/㎏, respectively. Conclusions : Glehnia littoralis are native to the coastal sand dunes, but when cultivated, it is necessary to extend the range of soil selection.

Background : Ginseng is becoming depleted of virgin cultivation area due to the problem of replant failure. Ginseng farmers have become more burdensome in operating expense because they are more likely to go out to other cities in search of virgin cultivation area. In addition, the quality and yield of ginseng cultivated in one place for many years depend on the rapidly changing climate every year. The purpose of this study was to develop a method for continuous production of ginseng in a facility by solving the problems of replant failure and investigating basic soil composition and growth characteristics of ginseng for 2 - 6 years. Methods and Results : This study was carried out in a 90 ㎝ wide, 50cm deep and 22 m long bed made of sandwich panels in a 90% shaded facility for ginseng cultivation. In the lower part of the bed, a 100 ㎜ pipe for drainage and steam sterilization was installed, and the pearlite was filled at a height of 100 ㎜ as a drainage material. The soil for ginseng cultivation was put into the bed. Soil composition was tested in five combinations including virgin soil, yokto, peat moss, pearlite, and vermiculite with different composition ratios including control. The native seedlings were transplanted and grown from 2 years to 6 years. In the growth characteristics and yield of ginseng, the best treatments were virgin soil 55%, yokto 10%, Peatmoss 25%, Perlite 5% and 5% vermiculite. Also, the bulk density was reduced by 30% compared to the control. Soil pH and EC tended to increase slightly during all treatments. In the ginsenoside analysis, there were no unusual results for the soil composition and they were almost similar. Conclusion : As a method to continuously grow ginseng in the facility, we tried to grow ginseng by filling the soil in the bed. Soil composition should be within the range of chemistry and physics suitable for cultivation of ginseng, and it is necessary to analyze the economy and reduce the operating expense. In the future, researches on soil disinfection and nutrient management methods for continuous use should be continued.

Background : Although ginseng has various bioactive compounds in it, there is lack of study on the variations of bioactive compounds in ginseng according to the cultivation soil and the applied fertilizer types (or amount). Therefore, this study aims to examine the variations of 37 fatty acids (FA) and 8 vitamin E (Vit-E) vitamers in 6-year-old ginseng root cultivated in different soil types with different fertilizers regimes. Methods and Results : The profiling of 37 FAs and 8 Vit-E vitamers in 6-year-old ginseng roots was measured by gas chromatography coupled with a flame ionization detector, and then these results were statistically analyzed with chemometrics. The FA and Vit-E content in ginseng roots varied significantly with respect to soil cultivation conditions due to organic fertilizer types and amounts used. Unsaturated FA in ginseng is approximately 2.7 fold higher than the saturated FA. Linoleic, palmitic, and oleic acids were the most abundant FAs found in the ginseng roots. Also, the major Vit-E vitamer found in ginseng root is α-tocopherol. In particular, the application of rice straw compost or food waste fertilizer was increased to create nutritionally desirable FAs and bioactive Vit-E in ginseng root. In addition, phytonutrient profiling coupled with chemometrics can be used to discriminate the cultivation conditions of ginseng. Conclusion : This study extends our understanding about the variations of FA and Vit-E in ginseng root depending on cultivation conditions. Hence, these results can be useful as basic information for reliable ginseng production containing high amounts of phytonutrients in a paddy-converted field.

Background : Ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) is a perennial crop grown for more than 4 years in the same place. Therefore, it is highly affected by soil environment, especially nutrients on soil. This study was carried out to investigate the effects of application levels of nitrogen, phosphate, potassium on growth and soil chemical properties of ginseng. Methods and Results : 0, 1, 4, 8, 16, 32 ㎏/10 a of Urea, fused superphosphate, potassium chloride were each treated at 3.3 ㎡ of the field and ginseng cultivar 'Geumpoong' was transplanted. Growth characteristics were investigated by growth period and soil chemical properties were investigated every 3 months. As the levels of treated nitrogen increased, root weight increased from 0 ㎏/10 a to 4 ㎏/10 a and then decreased. Electrical conductivity (EC) and the NO3 content tended to increase as time goes by. As the levels of treated phosphate increased, the SPAD content increased. Soil analysis of October showed that the NO3 content of phosphate 32 ㎏/10 a treatment increased to 80.25 ㎎/㎏. In the case of potassium 32 ㎏/10 a treatment, the emergence rate was 74% and root weight was 2.06 g, which were the worst in all treatments. When the levels of treated potassium increased, the EC tended to increase gradually and the pH was decreased. Conclusion : These results indicate that the application levels of Nitrogen, phosphate, potassium influence growth of ginseng and soil chemical properties. Further research will be needed to establish appropriate standards of soil chemical properties for ginseng cultivation.

Background : The fungus Cylindrocarpon destructans (Zins) Scholten is the cause of root rot in many ginseng production areas. Root exudate composition and quantity vary in relation to plant nutritional status, but the impact of the differences on rhizosphere microbial communities is not known. Methods and Results : Five kinds of rotation crops, sudan grass soybean peanut sweet potato, perilla were grown for one year in ginseng garden harvested 6-year-old ginseng. The ratio of gram-negative bacteria, fungi, bacteria, total microbial biomass, aerobic/anaerobic microbes were increased by rotational crop cultivation, while the ratio of actinomycetes and the ratio of saturated to unsaturated fatty acids were decreased. The increase in the fungal density or the increase in the proportion of fungi to the bacteria tended to increase the incidence of root rot, but there was no significant difference. The yield of ginseng root showed a highly significant negative correlation with actinomycetes. The correlation between the soil chemical properties and the incidence of root rot was analyzed by cultivating 23 kinds of green manure crops for one year in field where cultivated ginseng continuously. The survival rate of ginseng showed a highly significant positive correlation with soil acidity and a highly significant negative correlation with nitrate nitrogen, and a significant negative correlation with soil salt concentration. Conclusion : Rotation crops improved soil microbial communities, lowered the rate of fungi and increased the proportion of bacteria, the survival rate of ginseng was significantly correlated with soil acidity, nitrate nitrogen and soil salinity.

농촌진흥청에서 고시하고 있는 비료공정규격에 따르면 퇴비의 적정 염분은 2% 미만으로 규정하고 있으며 이 기준은 일반퇴비 및 음식물류폐기물퇴비(이하 음식물퇴비) 구분없이 동일한 기준이 제시되고 있다. 실제 농가에서는 음식물퇴비 내 염분이 높다는 편견이 있어 작물을 키우는데 음식물퇴비를 사용할 경우 작물이 죽거나 잘 자라지 않는 등의 의식이 팽배하여 작물재배 및 농가에서 음식물퇴비의 사용량이 저조하며 의식이 부정적인 상황이다. 따라서 본 연구에서는 음식물퇴비의 염농도, 혼합율에 따른 작물재배 실험을 진행하였으며 작물 재배 시 염분농도에 따라 작물이 받는 영향에 대해 알아보고자 하였으며 토양의 염분농도, 음식물퇴비의 염분농도, 토양과 음식물퇴비의 혼합율에 따라 작물의 발아율, 성장정도의 변화를 살펴보고자 하였다. 실험은 토양별 염분농도, 음식물퇴비의 염분농도, 토양과 음식물퇴비의 혼합율, 총 3가지 조건에 변화를 주어 실험을 진행하였다. 실험은 총 5일주기로 각 작물의 발아율, 성장정도, 토양 내 염분농도를 측정하였으며 염분농도의 유실량 및 작물로의 흡수량을 보기위해 염분농도 측정 대조군을 측정용으로 설정하였다. 첫 번째 실험은 토양 염도가 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양 내 염분농도를 각각 0.5%, 1.0%, 1.5%, 1.7%, 2.0%, 2.2%, 2.5%로 조절하여 작물 재배 실험을 진행하였다. 두 번째 실험은 토양에 혼합하는 음식물퇴비의 염분이 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양과 음식물퇴비를 20:1로 혼합하였으며 혼합하는 음식물퇴비에 염분농도를 1%, 2%, 3%, 4%, 5%로 추가 조절하여 작물 재배 실험을 진행 하였다. 세 번째 실험은 음식물퇴비와 토양의 혼합율이 작물에 끼치는 영향을 알아보기 위해 토양과 음식물퇴비의 혼합비를 각각 1%, 3%, 5%, 10%로 조절하여 작물재배 실험을 진행하였다. 실험 결과 음식물 퇴비의 혼합 없이 토양의 염도를 추가해준 경우, 작물이 재배될 수 있는 최대 염분농도는 2.0% 미만으로 측정되었으며, 토양 내 혼합하는 음식물퇴비의 적정염도는 5% 이하에서 가장 높은 효율을 나타냈다. 음식물퇴비를 사용하여 작물을 재배 할 시 일반적으로 혼합되는 비율인 20:1로 혼합하였을 경우 음식물퇴비의 적정 염도는 5%로 확인되었다. 이는 시중에서 판매하는 음식물 퇴비보다 1%높은 염분농도임을 확인하였다. 이는 음식물퇴비의 혼합비율은 작물의 발아율에 부정적인 영향을 주지 않는다는 것으로 판단되며 음식물퇴비를 이용하여 작물 재배를 하였을 시 기존보다 우수한 발아율 및 성장정도를 나타내는 것으로 보인다.

물은 22.1 MPa의 압력하에 100℃ - 374℃의 온도범위에서 액체상태로 존재하며, 이를 아임계수라 한다. 아임계수 조건에서 물은 분자간 수소결합이 약해지면서 유전상수, 점성, 표면장력이 감소되어 유기용매와 유사한 특성을 지니게 된다. 원유오염토양은 전남 여수지역 공단 내에 있는 유류로 오염된 토양을 이용하였으며, 오염기간은 약 1년이며 저분자성 휘발유류성분 및 고분자성 유류로 오염되어 있었다. 초기 오염된 TPH농도는 16,895 mg/kg였다. 원유오염토양은 고분자성 물질이 다량 함유되어 있어 기존정화방법으로는 처리하기 어려운 점이 있다. 이를 해결하기 위하여 상기 아임계수 특성을 이용하여 원유로 오염된 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 수행하였다. 이와 함께 친유성 용매인 등유를 이용하여 토양으로부터 원유 일부를 탈착(전처리)시킨 후, 아임계수로 토양 내에 잔류되어 있는 유류성분을 제거하는 실험도 수행하였다. 이를 통해 아임계수 추출만을 적용하였을 경우와 등유 전처리가 추가된 경우의 제거율과 정화공정상 효율을 비교하였다. 아임계수 추출 시 275℃에서 2시간 추출을 5회 반복 진행하였을 때, 토양 내의 잔류 유류 농도가 498 mg/kg(제거율 97%)로 나타났다. 등유 전처리(토양 : 등유=1 : 0.5 wt%)후 아임계수 적용시 250℃에서 1시간동안 추출 시, 토양 내 잔류 유류 농도는 223 mg/kg로 나타났다. 적용된 두가지 공정 모두 토양1지역 우려기준(500mg/kg)이하로 정화되었으나, 상대적으로 등유전처리가 포함된 공정이 아임계수 기술만을 적용하여 추출을 진행한 것보다 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 또한 등유 전처리가 추가된 아임계 공정이 추출시간, 공정수, 투입에너지(가열)에 있어 경제적으로 판단되며, 따라서 원유 오염토양의 아임계수 정화공정에서는 등유전처리 도입이 효과적인 것으로 판단된다.

국내에서 토양 내 중금속 농도를 정량하기 위하여 다양한 분석장비 및 전처리관련 공정시험법이 존재한다. 대표적으로 환경부 토양환경공정시험법에서는 토양의 전분해(왕수추출)후 AAS 또는 ICP로 분석을 제시하고 있으며, 해양환경공정시험법에서는 퇴적물의 완전분해 후 분석이 제시되어 있다. 또한, 상기 화학적 전처리공정을 거치지 않는 XRD분석이나 입자를 레이저빔으로 승화시켜 측정하는 레이저 유도 붕괴 분광법(LIBS; Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)도 상용화 되고 있다. 이러한 각종 전처리 및 분석 방법은 특히 전처리 정도에 따라 동일시료라 하더라도 경우에 따라 측정된 농도 값에 차이가 발생되나, 신기술이나 검증 등에 고려하지 않는 경우가 많기 때문에 혼란이 야기되는 실정이다. 따라서, 토양시료를 대상으로 전처리에 따른 분석결과차이를 증명하고, 이를 상용화 중인 LIBS분석방법과 비교하고자 한다. 중금속 오염토양 10가지를 대상으로 하였으며, 각 토양을 왕수분해(전분해)하고 충분히 반응시키고 원심분리하여 상등액을 분취하여 분석시료로 하였다. 이 왕수추출 후 잔류입자 내 잔류 중금속 농도를 정량하기 위하여 불산 등을 투입(완전분해)하여 잔류입자를 완전히 용해시켜 이를 분석시료로 하였다. 전분해와 완전분해는 각각 토양오염공정시험법과 해양환경공정시험법(-퇴적물)을 바탕으로 실험하였다. 중금속 농도 정량에는 ICP-OES(Perkin Elmer DV2100)을 사용하였으며, 총 5종(납, 아연, 구리, 크롬, 카드뮴)을 분석하였다. 추가로 동일 토양시료를 레이저유도 붕괴 분광법(LIBS)으로도 분석하여 이를 비교해 보았다. 토양시료 10개에서 납, 아연, 구리, 크롬의 분석농도는 완전분해(불산 등)대비 왕수분해(전분해)가 65~100%, 62~94%, 71~91%, 30~52%로 나타났으며, 이때 카드뮴은 검출되지 않았다. 토양 왕수추출 후에도 잔류입자(주로 실리카)에 중금속이 일부 존재하고 있는 것으로 나타났으며, 이는 전처리 후 입자유무에 따라 토양 에서 잔류중금속 농도 분석 값이 다를 수 있음을 나타낸다. 완전분해 시 납, 구리, 크롬, 아연 농도는 LIBS측정치 대비 평균회수율이 각각 87.8, 96.8%, 106.2%, 90.1%로 나타나 상대적으로 LIBS방법과 유사한 측정결과가 나타났다. 이는 완전분해 측정법과 LIBS측정법이 입자까지 모두 용해 또는 승화시켜 측정하는 방법이라는 점에서 유사하기 때문으로 판단된다.

런던협약에 의해 2015년부터 폐기물 해양투기가 전면 금지됨에 따라 국내 광물자원 관련 산업체에서는 폐기물의 처리 방안 마련이 요구되고 있다. 알루미늄 생산 공정에서 보크사이트 부산물은 연간 27만 톤 가량 발생하고 있으며 대부분 토목공사 성토용 골재로 재활용되고 있으나, 전량 골재로 활용이 어려워 매년 8만 톤 이상적치되고 있는 실정이다. 우리나라 농경지는 하절기 집중호우, 화학비료 다량 사용 등으로 토양의 산성화가 가속화되고 있어 농작물 생육조건에 적합한 pH 유지를 위해 주기적인 토양 개량이 필요하다. 보크사이트 부산물을 활용한 토양개량제가 석회(Ca), 고토(Mg)를 대체하여 산성토양 개량제로 재활용 가능성에 대하여 연구하고자 한다. 보크사이트 부산물을 토양개량제로 활용함으로써 매립 등에 소요되는 처리비용을 절감하고 자원순환 측면에서 폐기물제로화(waste zero)에 크게 기여할 것이다. 보크사이트 부산물의 위해성 여부를 확인하기 위해 ｢토양환경보전법｣ 토양오염 우려기준에서 정하고 있는 중금속 8종 물질의 분석 결과 불검출 또는 기준치 이하로 검출됨을 확인하였다. 전남 나주시 금천면 석곡리 일원(임야와 농경지 연접부)에서 pH 4.9 ~ 5.0 범위의 토양을 채취하여 샘플 토양으로 사용하였으며 채취한 샘플산성토양에 보크사이트 부산물 과립 개량제를 1~10%(wt) 범위로 혼입하여 pH 변화를 조사하였다. 이때 농경지에서 경운, 강우에 의한 수화반응 등을 적용하고자 일정 기일간 양생을 거친후 pH를 측정하였다. 증류수(토양의 25%)와 5일간 양생 반응 후 측정한 결과 토양개량제 1%를 혼입한 시료에서는 pH 7.5 ~ 8.0, 10% 혼입시료는 pH 9.0 ~ 9.5 범위로 나타났다. 보크사이트 부산물을 토양개량제로 활용 시 중금속류에 의한 오염은 없을 것으로 사료되며 보크사이트 부산물이 경작 작토부 토양의 1% 이내로 살포할 경우 산성토양 중화에 적합할 것으로 판단된다.

This study was performed to develop the efficient phytoremediation model in the paddy soil contaminated with heavy metals by cultivating Pteris multifida and Artemisia princeps with different mixing ratios (1:0, 8:1, 6:1, 4:1). As a result of investigating the heavy metal accumulation of each plant per dried material (1 ㎏), content of arsenic and cadmium was the highest in aerial part of P. multifida (169.82, 1.70 ㎎·㎏-1 DW, each) among the treated group. Lead content was the highest (12.58 ㎎·㎏-1 DW) in the aerial part of P. multifida cultivated with 8:1 mixed planting. But the content of copper and zinc was the highest (33.94, 61.78 ㎎·㎏-1 DW, each) in the aerial part of A. princeps with 8:1 treatment. Regardless of heavy metals, plant uptake from the 1 ㎡ soil was the highest in 4:1 mixed planting group, which showed the best yield of A. princeps.

Background:The study aimed to obtain data on the effects of cultivation and soil reduction of green manure crop on the quantity and quality of organically cultivated Cynanchum wilfordii Hemsley.Methods and Results:The experiment comprised four treatments: control, hairy vetch, barley, and hairy vetch + barley (3 : 2). The plant height in the hairy vetch treatment (86.3㎝) was significantly different from that in the other treatments, whereas the stem diameter leaf area, and special product analysis division (SPAD) value did not differ across the treatments. The largest soil reduction of green manure crop was recorded in the barley treatment (440 ㎏/10 a), whereas the smallest was recorded in the single treatment with hairy vetch (80 ㎏/10 a). The hairy vetch + barley (60 : 40) treatment showed 63% more soil microorganisms than control. Radical scavenging activity estimation revealed that the total polyphenol content was highest (1,740 ㎎/㎏), and the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) was 92.6% in the barley treatment. The 2,2’-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) activation was highest in the control (51.1%), and the root yield was the highest in the barley treatment (310 ㎏/10 a).Conclusions:The root yield, total polyphenol content, and antioxidant activity of Cynanchum wilfordii (Maxim.) Hemsley increased in presence of the green manure crop barley.

본 연구는 유기농경지의 지속가능한 토양양분관리를 위해 유기농가의 자재의존도와 자 재에 의한 토양 특성변화를 알아보기 위하여 2016년 3월부터 6월까지 10년 이상 유기농을 실천한 토양의 화학적 특성과 함께 유기농가의 토양 관리를 위해 사용한 자재의 종류를 조 사하였다. 그 결과 유기농가에서는 토양 양분관리를 위해 주로 자가제조퇴․ 액비 및 시판자 재를 사용하고 있어 외부 투입자재의 사용빈도가 높음을 알 수 있었다. 그 중 57%는 가축 분뇨가 포함된 자재를 이용하여 토양관리를 하고 있었고 자재 성분분석 결과 가축분의 구 성 비율에 따라 자재의 성분함량이 다양하게 나타났다. 토양분석결과 10년 이상 유기농재 배를 한 지점의 양분함량은 대체로 높은 경향을 보였으며 농가에서 주로 사용하는 자재에 따라 토양 화학성이 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 특히 가축분퇴비를 주로 사용하는 농 가는 교환성 칼슘과 칼륨이 과잉 존재하는 경향을 보였다. 또한 시판자재 분석결과 부숙유 기질비료는 가축분의 종류와 비율에 따라 성분함량 차이가 크게 나타났다. 이러한 외부투 입자재에 의존한 토양관리는 토양 내 양분 불균형을 야기할 수 있다. 토양 내 양분 불균형 은 작물 생산성을 악화시키고 환경오염의 우려가 있어 농가 및 연구현장에서 이를 개선하 기 위한 노력이 필요하다. 농가수준에서 토양 양분관리를 위해 사용하기 용이한 시판 부숙 유기질비료의 성분함량을 고려한 신중한 투입이 필요하며, 또한 이러한 유기농경지에서의 양분 불균형 해소를 위해 집적된 양분의 이용률을 증대시키는 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.