음식물류폐기물의 퇴비화는 경제적인 자원화 방법이지만, 염분함량이 높아 토양에 투입될 경우 염류집적으로 인한 작물 생육 피해가 우려된다. 바이오차는 양이온교환능력이 높은 물질로 염분피해가 우려되는 토양에 적용 시 Na+이온을 흡착하여 작물생육 피해를 줄여줄 것으로 생각된다. 이에 본 연구는 바이오차와 혼합하여 제조한 음식물류폐기물 혼합 펠렛 퇴비(이하, 음폐혼합펠렛퇴비) 사용 시 배추 생육과 토양에 미치는 영향을 평가하고 이에 따른 무기질비료 절감 효과를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질비료 반량(NPK0.5), 무기질비료(NPK), 무기질비료+ 음폐퇴비(FWC), 무기질비료+음폐혼합펠렛퇴비(FWCB)이다. 배추 생육조사 결과, FWCB처리구에서 엽장, 엽폭, 구고 및 구폭 모두 가장 높았다. 수량조사 결과 8,300 kg 10a-1로 가장 높게 나타났으며, NPK처리구에 비해 무기질비료를 50% 사용하였으나 수량은 13.6% 높게 나타났다. 토양화학 성 결과 FWCB에서 EC는 0.59 ds m-1, 교환성 Na은 0.35 cmolc kg-1으로 다른처리구보다 높게 나타났으나 적정범위 이내였다. 본 연구결과, 음폐혼합펠릿퇴비의 사용은 작물의 양분 및 유기물공급 뿐만 아니라 바이오차로 인한 양이온 고정 효과로 작물 생산성을 향상시키는 것으로 생각되며, 비료성분의 공급원으로써 배추의 생육 및 생산성을 증진할 수 있는 기술로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

음식물류폐기물 혼합 가축분 퇴비(이하, 음폐 퇴비) 사용은 농경지의 작물 생산량 증가 및 토양 이화학성 개선 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 반면, 농경지의 과도한 음폐 퇴비 사용은 작물 생육 저해, 농경지 양분 유출로 인한 하천의 부영양화 등 토양 환경에 역효과를 일으킬 수 있다. 이에 본 연구는 음폐 퇴비(Food Waste Compost with Manure, FWC)의 사용량을 달리하여 노지에 처리하였을 때 고추의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 본 연구의 처리구는 무처리구 (NF), 무기질비료 처리구(NPK50%, NPK 100%), 음폐 퇴비와 무기질비료 50%를 투입한 처리구(NPKFWC1, 2, 3)로 달리하였다. 시험 후 토양 화학성 결과, 음폐 퇴비 사용량이 증가함에 따라 유기물, 유효인산, 교환성 양이온 등의 함량이 증가하였다. 고추 생육 조사 결과, 1년차 전체 주당 생체중과 건물중은 NPKFWC1, 2에서 NPK 100%와 통계적 유의성은 없었으며, 음폐 퇴비를 3배 처리한 NPKFWC3은 NPKFWC1, 2에 비하여 약 10% 감소하였다. 2년차 전체 주당 생체중은 NPKFWC1에서 가장 높았으며, 이는 NPK 100%에 비하여 약 29% 높았다. 또한, 음폐 퇴비 사용량이 증가함에 따라 수량은 감소하는 경향이었다. 본 연구 결과, 음폐 퇴비의 사용량이 증가함에 따라 양분의 과량 축적 및 고추 생육이 저해되는 경향을 보였다. 결론적으로, 음폐 퇴비 사용 시 정량(1,309 kg 10a-1)을 사용할 것을 추천하며, 장기적 사용 시 노지 및 시설 등의 작물 영향 평가 등의 관한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

시설 재배지에 음식물류폐기물 혼합 가축분 퇴비 사용이 늘어나고 있다. 이에 본 연구는 음식물류폐기물 혼합 가축분 퇴비(Food Waste Compost with manure, FWC) 연용 시 시설 토마토(Solanum lycopersicum L.)의 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 3년간 수행하였다. 퇴비 처리는 사용량에 따른 효과를 알아보기 위하여 농촌진흥청 시설 토마토 표준 시비량(N-P2O5-K2O=20.4-10.3-12.2 kg 10a-1)의 총 질소량 기준 100%로 하여 무기질 비료 반량 + FWC 정량(NPKFWC1), 무기질 비료 반량 + FWC 2배량(NPKFWC2), 무기질 비료 반량 + FWC 3배량 (NPKFWC3)을 처리하였다. 또한, 무기질 비료 사용량에 따른 변화를 퇴비와 비교하기 위해 무기질 비료 반량(NPK 50%) 및 무기질 비료 정량 (NPK 100%, Control) 처리하였다. 초장은 FWC 처리구가 대조구 대비 높았으며, SPAD-502 값은 NPKFWC2에서는 증가하였으나, NPKFWC3는 대조구 대비 낮아지는 경향을 보였다. 3년차 수확 후 토양 pH의 경우 NPKFWC3에서 6.5로 가장 높은 수치를 보였으며, 토양 EC는 NPKFWC1에서 9.5 dS m-1로 가장 높았고, NPKFWC3 처리구에서 6.9 dS m-1 가장 낮은 값을 보였다. 3년간 전체 처리구 간 과실의 평균 횡경, 종경, 당도는 차이가 없었다. 수량은 NPKFWC2까지는 높았으나, NPKFWC3에서는 오히려 대조구보다 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 무기질 비료 반량에 음식물류폐기물 혼합 가축분 퇴비 처리 시 추천 시비량 대비 2배량까지는 생육 및 수량이 증가하나 3배량에서는 오히려 감소하는 것으로 판단된다.

2005년도부터 전국적으로 음식물류폐기물이 분리･배출됨에 따라 음식물류폐기물의 발생억제 및 감량, 분리 배출 및 수거, 자원화를 위한 다양한 제도 및 정책이 시행되었고, 대부분의 국내 음식물류폐기물은 퇴비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 자원화되고 있다. 그러나 배출에서 자원화까지 소요되는 높은 비용 부담률은 음식물류 폐기물 배출자 및 재활용 종사자들의 편익 저해 요인으로 꼽히고 있는 상황이며 도시 외지, 도서 및 산간 지역에 위치한 가정 및 상업시설 (펜션, 요식업소 등) 의 경우 지정학적 위치로 인한 수집운반 비용이 높게 형성되어 있어 음식물류 분리수거 환경 조성을 어렵게 하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 본 연구에서는 도시 외곽 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설의 음식물류폐기물을 ‘자가 재활용형 도시 음식물 류폐기물 발효소멸 퇴비화장치’ (이하 소형퇴비화장치)를 개발하여 해결하고자 하였다. 본 연구에서는 5kg 내외의 음식물류폐기물을 발효･소멸화시켜 퇴비를 생산하는 장치를 제작하고, 이에 대한 최적 운영조건 도출과, 사용자의 편의를 위한 무인자동화운전 시스템의 운영 가능성을 살펴보았다. 소형 퇴비화 장치는 약 180L의 용적을 가진 밀폐형 육각원통으로 제작하였으며, 구동모터를 설치하여 육각원통을 360°회전시켜 교반작업을 수행할 수 있도록 제작하였고, 내부에 블로워 설치를 통해 1.3L/min의 공기를 주입･배출하는 공기주입구를 제작하여 호기성 반응에 필요한 공기량을 조절 할 수 있도록 제작하였다. 장치운영에 필요한 전력은 단결정 태양광 패널로써 충당하였다. 실험 방법은 퇴비화 장치 내 호기성 소화를 돕는 호기성매질(톱밥+호기성퇴비)을 최초 1회 생성 후 음식물류 폐기물을 5kg/day 투입하였으며, 장치운영 조건은 음식물류폐기물 1회 5kg/day 투입, 교반 작업 6h/1회, 블로워 작동주기 10~15min/h로 하여 소화조 내 호기성 산화 반응에 따른 온도 변화량 및 내부물질의 성분, pH, 염도 변화를 살펴보았다. 또한 장치 운행 중 사용자의 편의를 위한 음식물류폐기물 투입과정 이외의 교반작업, 공기주입 작업은 타이머를 설치하여 자동화 운영 가능성을 살펴보았다. 실험결과 생산된 퇴비의 VS와 FS의 평균 측정값은 각각 82.82%, 17.17%를 나타내었고, 함수율은 평균 56.87% 를 나타내었다. 염도의 평균값은 0.49%로 측정되었으며, pH 값은 7.23으로 확인되었다. 이 같은 결과는 비료 공정 규격에 명시되어있는 기준 항목인 함수율, 염도, pH 중 함수율을 제외한 모든 항목에서 적정수치를 나타냈으며, 함수율은 추후 공기투입량 조정을 통해 일부 개선할 수 있을 것으로 보인다. 블로워 작동주기를 12h/day 미만으로 하였을 시 장치의 전력부족 현상이 발생하지 않았다. 본 연구를 통해 소형퇴비화장치의 발생 재활용물의 퇴비화과정의 적정성을 확인하였으며, 추후 생산된 퇴비에 관한 중금속함량 검사를 통해 음식물퇴비로써의 사용가능성을 검토할 것이다. 또한 장치의 무인 자동화 운영 가능성을 확인 하였고 이를 통한 도시 외지, 도서 및 산간지역에 위치한 가정 및 상업시설에서 소형퇴비화 장치 운영이 가능할 것으로 보인다. 이에 따라 도시 외지에서 발생하는 음식물류폐기물의 효율적인 처리가 가능할 것으로 사료된다.