메탄(CH4)은 지구 온난화에 크게 기여하는 온실가스이며, 우리나라 농업 분야에서 벼 재배는 메탄 배출의 주요한 원인으로 알려져 있다. 본 연구는 벼 뿌리의 형태학적 특성과 토양 환경이 메탄 배출 특성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 온도 조절이 가능한 인공 유리 온실에서 삼광과 신동진 벼 품종을 대상으로 포트 실험을 수행하였다. 생육 단계별로 챔버를 이용한 메탄 가스 포집과 벼의 생육 특성 및 뿌리의 형태학적 특성을 조사하고 토양의 산화환원전위, 온도, 용존유기탄소를 함께 측정하였다. 두 품종 모두 유수형성기 이후 메탄 배출량이 급격히 증가하여 출수기에 최대 1.7-2.1 mg CH4 m-2 hr-1을 보였으며, 누적 메탄 배출량은 삼광 품종이 다소 높았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 벼 뿌리의 형태학적 특성은 두 품종 간 유의한 차이가 없었으나, 주요 생육 시기의 메탄 배출 변화와는 유사하였다. 또한, 토양 산화환원전위는 담수기간이 지속될수록 환원 조건이 더욱 형성되었다. 이는 토양 내 메탄생성균의 기질 공급 등의 유리한 조건을 형성하여 메탄 생성이 활발해졌을 것으로 판단된다. 이러한 결과는 벼 품종 및 재배 관리에 따른 농업 부문의 메탄 저감 전략 마련에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

벼재배 논에서 온실가스 측정을 위해 사용되는 closed 챔버법은 시·공간적으로 변동 폭이 큰 메탄 플럭스를 측정하는 데는 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 메탄플럭스 측정에 있어 에디공분산을 기반으로 하는 open-path 방법과 closed 챔버법을 비교분석하였다. 벼 재배 기간 중 메탄 플럭스 변동은 두 방법 모두 비슷한 경향을 보였고 closed 챔버를 이용한 메탄 측정 시간대의 값은 open-path 측정에 의한 값과 고도로 유의한 상관을 보였다. 다만 총배출량에 있어서 두 측정 방법 간에 나타난 약 31%의 차이가 발생했는데 이는 closed 챔버법에 따른 과다측정과 open-path에 의한 과소측정으로 생각해 볼 수 있다. 정확한 원인 분석을 위해서 향후에도 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

This technology is to highly produce heat by microorganism during fermentation of mushroom sludge as a byproduct at farm field which would be established more competitive in mushroom growers and distinguished technology with ordinary mushroom growers. Furthermore this technology could be reduced energy as well as high efficiency in resource uses. There was highly reduction in energy consumption using by heat during fermentation of mushroom sludge which was produced by different media material with vegetable for mushroom cultivation. After 4 days the inner temperature during fermentation of mushroom media was a little changes of 61～50℃ and inner temperature of fermentation chamber was 55～45℃, inlet temperature of cooling water was 17℃, outlet temperature was 44～35℃, and ambient temperature was 28℃ at daytime and 14℃ at night time which was relatively constant. A heat exchange from fermentation chamber was 1090～648㎉/10min and the maximum heat exchange was 11550～1064㎉/10min which was caused to reduce fermentation heat with time The efficiency of heat exchange was distributed with 81～61% with time.