제주지역 양돈장에서 생산된 액비의 비료성분 및 오염도 평가 Evaluation of Slurry, Urine and Fermented Liquid Manure at Pig Farms in the Jeju Area Regarding Chemical Composition and Pollution Level원문보기
본 연구는 양돈액비의 비료성분 및 유해정도를 분석하고 아울러 전기전도도나 건물 함량을 이용하여 중요 비료성분 함량을 쉽게 추정하는 방벙을 구명하기 위해 2001년 제주도내 109개 양돈 농가를 방문하여 액비를 수집,$4^{\circ}C$냉장고에 보관해 두었다가 꺼내어 pH, BOD, DM, SS, OM, EC, T-N, T-P, K, Ca, $NH_4$-N. Mg 및 Na 등을 분석하였다. 조사대상 농가의 돈분 액비 중 슬러리(70 농가)는 가축분뇨, 사료 및 청소수가 혼합된 것이고 요(19 농가)는 분뇨를 고액분리 시킨 후에 저장해둔 요(20 농가)를 말하며 돈분 발효액은 slurry를 발효, 폭기 및 살수 등의 과정을 거친 액비를 뜻한다. 돈분 액비 중 slurry로 저장한 액비가 요나돈분 발효액 보다 여러 가지 비료 성분함량($NH_4$-N, K, P, Ca, Mg 및 Na)이 높았고 전기 전도도나 건물함량도 마찬가지로 slurry 상태로 저장한 액비가 다른 상태의 액비 보다 높았다. EC, $NH_4$-N, Ca, Mg 및 Na의 함량은 요와 발효액 간에 비슷하였으나 발효 액비의 L 함량이나 건물함량은 요 보다 약 2배 정도 높았다. 한편 P 함량은 반대로 발효 액비보다 요에서 높았다. Slurry의 전기전도도(EC)와 여러 비료 성분간에 상관관계를 통계 분석한 결과, $NH_4$-N와 Na 함량만이 유의적인 상관관계가 인정되었고 slurry의 DM 함량은 $NH_4$-N, P, Ca 및 Mg 함량간에 유의성이 인정되었다 (P<0.05). 고액분리요의 전기전도도와 비료성분간에 상관관계 분석에서 $NH_4$-N만 유의적 상관관계가 있었고 DM 함량에서는 $NH_4$-N와 Ca 간에만 유의적 상관관계가 인정되었다(P<0.05). 발효 액비는 전기전도도와 $NH_4$-N, P 및 Ca 간에만 유의적 상관관계가 있었으며 DM 함량은 K, P, Ca, Mg 및 Na 간 통계적으로 유의적 상관관계가 있었다(P<0.05). 돈분 액비의 종류별로 유해 또는 오염물질 농도를 살펴보면 슬러리의 BOD 농도는 22,520mg/L로 요 및 발효 액비 4,763, 2,701 mg/L보다 크게 높았다. 결론적으로 비료효과는 slurry가 요 및 돈분발효액 보다 좋았지만유해 또는 오염물질농도는 반대로 slurry에서 높았다. 그러나 일반기준치와 비슷한 수준으로 유해위험은 없다고 생각된다.
본 연구는 양돈액비의 비료성분 및 유해정도를 분석하고 아울러 전기전도도나 건물 함량을 이용하여 중요 비료성분 함량을 쉽게 추정하는 방벙을 구명하기 위해 2001년 제주도내 109개 양돈 농가를 방문하여 액비를 수집,$4^{\circ}C$냉장고에 보관해 두었다가 꺼내어 pH, BOD, DM, SS, OM, EC, T-N, T-P, K, Ca, $NH_4$-N. Mg 및 Na 등을 분석하였다. 조사대상 농가의 돈분 액비 중 슬러리(70 농가)는 가축분뇨, 사료 및 청소수가 혼합된 것이고 요(19 농가)는 분뇨를 고액분리 시킨 후에 저장해둔 요(20 농가)를 말하며 돈분 발효액은 slurry를 발효, 폭기 및 살수 등의 과정을 거친 액비를 뜻한다. 돈분 액비 중 slurry로 저장한 액비가 요나돈분 발효액 보다 여러 가지 비료 성분함량($NH_4$-N, K, P, Ca, Mg 및 Na)이 높았고 전기 전도도나 건물함량도 마찬가지로 slurry 상태로 저장한 액비가 다른 상태의 액비 보다 높았다. EC, $NH_4$-N, Ca, Mg 및 Na의 함량은 요와 발효액 간에 비슷하였으나 발효 액비의 L 함량이나 건물함량은 요 보다 약 2배 정도 높았다. 한편 P 함량은 반대로 발효 액비보다 요에서 높았다. Slurry의 전기전도도(EC)와 여러 비료 성분간에 상관관계를 통계 분석한 결과, $NH_4$-N와 Na 함량만이 유의적인 상관관계가 인정되었고 slurry의 DM 함량은 $NH_4$-N, P, Ca 및 Mg 함량간에 유의성이 인정되었다 (P<0.05). 고액분리요의 전기전도도와 비료성분간에 상관관계 분석에서 $NH_4$-N만 유의적 상관관계가 있었고 DM 함량에서는 $NH_4$-N와 Ca 간에만 유의적 상관관계가 인정되었다(P<0.05). 발효 액비는 전기전도도와 $NH_4$-N, P 및 Ca 간에만 유의적 상관관계가 있었으며 DM 함량은 K, P, Ca, Mg 및 Na 간 통계적으로 유의적 상관관계가 있었다(P<0.05). 돈분 액비의 종류별로 유해 또는 오염물질 농도를 살펴보면 슬러리의 BOD 농도는 22,520mg/L로 요 및 발효 액비 4,763, 2,701 mg/L보다 크게 높았다. 결론적으로 비료효과는 slurry가 요 및 돈분발효액 보다 좋았지만유해 또는 오염물질농도는 반대로 slurry에서 높았다. 그러나 일반기준치와 비슷한 수준으로 유해위험은 없다고 생각된다.
Pig slurry, urine and fermented liquid manure were evaluated measuring electrical conductivity (EC), dry matter (DM) contents and other components. Samples were collected during a period from February to April, 2001: slurry samples from 70 storage tanks, urine samples from 19 and 20 fermented liquid...
Pig slurry, urine and fermented liquid manure were evaluated measuring electrical conductivity (EC), dry matter (DM) contents and other components. Samples were collected during a period from February to April, 2001: slurry samples from 70 storage tanks, urine samples from 19 and 20 fermented liquid manure samples from 109 pig farms in Jeju. Samples were analyzed for pH, EC, DM, $NH_4$-N, K, P, Ca, Mg, Na, BOD, S-S, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn and OM. Relationships between EC or DM and various mineral and $NH_4$-N contents were examined using linear regression. EC, DM, all mineral contents and $NH_4$-N were higher in slurry samples than in urine or fermented liquid manure. EC, $NH_4$-N, Ca, Mg and Na concentration was similar in urine and fermented liquid manure, but K and DM values in liquid manure were twice as much as in urine. P concentration was higher in urine than in liquid manure. $NH_4$-N and Na in slurry, $NH_4$-N in urine and $NH_4$-N, P and Ca in fermented liquid manure were highly correlated with EC, while $NH_4$-N, P, Ca and Mg in slurry, $NH_4$-N and Ca in urine, and K, P, Ca, Mg, and Na in fermented liquid manure with DM (P<0.05). BOO in slurry (22,520 mg/mL) was higher than that in urine (4,763) and fermented liquid manure (2,701). Results indicated that slurry is a better fertilizer source than urine or fermented liquid manure. However, slurry may pollute soil more than urine or fermented liquid manure when applied to land, although the levels are not above the permit.
Pig slurry, urine and fermented liquid manure were evaluated measuring electrical conductivity (EC), dry matter (DM) contents and other components. Samples were collected during a period from February to April, 2001: slurry samples from 70 storage tanks, urine samples from 19 and 20 fermented liquid manure samples from 109 pig farms in Jeju. Samples were analyzed for pH, EC, DM, $NH_4$-N, K, P, Ca, Mg, Na, BOD, S-S, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn and OM. Relationships between EC or DM and various mineral and $NH_4$-N contents were examined using linear regression. EC, DM, all mineral contents and $NH_4$-N were higher in slurry samples than in urine or fermented liquid manure. EC, $NH_4$-N, Ca, Mg and Na concentration was similar in urine and fermented liquid manure, but K and DM values in liquid manure were twice as much as in urine. P concentration was higher in urine than in liquid manure. $NH_4$-N and Na in slurry, $NH_4$-N in urine and $NH_4$-N, P and Ca in fermented liquid manure were highly correlated with EC, while $NH_4$-N, P, Ca and Mg in slurry, $NH_4$-N and Ca in urine, and K, P, Ca, Mg, and Na in fermented liquid manure with DM (P<0.05). BOO in slurry (22,520 mg/mL) was higher than that in urine (4,763) and fermented liquid manure (2,701). Results indicated that slurry is a better fertilizer source than urine or fermented liquid manure. However, slurry may pollute soil more than urine or fermented liquid manure when applied to land, although the levels are not above the permit.
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제안 방법
USA) 로측정하였다 .DM 은시료일정량을 aluminumdish 에넣고 105 에서건조시켜얻었고전기전도도 (EC) 는액상을원액또는희석하여 ECmeter(CM-21 P, Japan) 를이용하여 25 에서 측정하였다 . OM 은 Wlakey-Black 법 ,NH4 -N 은 Indophenol-blue 법( 농촌진흥청 , 1989)및양이온 (K, Ca, Mg Na) 은액상시료 10 ml 를삼각플러스크에 넣고 질산 20ml 를 넣어 하루방치 후 hot plate 에서 분해 , 냉각한 다음 ternary solution 20 ml 를가하여완전히분해하고 여기에 뜨거운 증류수로 세척하여 50 ml 로 mess- up 시킨 후 AAS(GBC908, Australia) 로측정하였다.
돈 분뇨의 액상은 수질 성분으로 일부 성분은 수질오염공정 시험법( 환경부 , 2000) 에 따라 pH 는 일정 시료를 취하여 액상 그 자체를 pH meter(Orion 520 A+ , USA) 로 측정하였으며 BOD 는 윙클러지 아지드화 나트륨 변법을 이용하여산소의소모량을측정한후환산 , SS data-checked="false">는유리섬유여지법으로여과한후항량하여전 후의 무게차로 환산 , T-N는 알카리성 과황산칼륨을 넣고 고압 증기 멸균시킨 후 자외선흡광도를 측정하여 분광광도계(HP Agilent 8453, USA) 로농도를측정하였고 T-P 는시료에과황산칼륨을 넣고 고압증기멸균 후 아스코르빈산환원법으로 처리한 후 분광광도계(HP Agilent 8453, USA) 로측정하였다 .DM 은시료일정량을 aluminumdish 에넣고 105 에서건조시켜얻었고전기전도도 (EC) 는액상을원액또는희석하여 ECmeter(CM-21 P, Japan) 를이용하여 25 에서 측정하였다 .
따라서본연구에서는제주도양돈농가에서생산되는액비 (slurry, 요및돈분발효액비) 의비료성분을 EC 나 DM 함량과의상관관계를이용하여 간단하게 평가하는 Stevens 등 (1995) 의방법을 확인하고 여러 종류의 액비에 대한 data-checked="false">특수성분함량에대해오염한계수준과비교해보 기위하여 2001년에제주도내 109 개양돈농가를방문하여액비를수집하여분석하였다.
본 연구는 2001년에제주도내 109 개 양돈 농가를 방문하여 시료를 수집하고 1 폴리에 치렌 무균 채수병에 넣어서 실험실에 옮긴 후 4 냉장고에 보관해 두었다가 꺼내어 pH, NH4-N, BOD, DM, SS, EC, T-N, OM, T-P, K, Ca, Mg, Na 및 Cu 등유해중금속을분석하였다 . 조사농가의돈분액비중 Slurry 는가축분 , 요 , 및 청소 수가 혼합된 것이고 , 요 (urea)는 돼지가 배설 후 분뇨의 고액분리 형태에서 고체인 물질과 분리되어 나온 액체를 뜻하며 slurry 가 미생물제재 등에 의한 발효 , 폭기 등의 과정을 거친액비는 발효액비라 하였다 .
전기전도도로부터 여러가지 돈분 액비의NH4 -N 이나 K 함량에대하여회귀방정식을구했으며 아래와 같은 결과를 얻었고 이에 대해 Fig. 1, 2, 3 및 4 로 나타내었다 . 전기전도도와NH4 -N 함량 간에 모든 돈분 액비( 슬러리 , 요및 발효액비) 가 고도의 유의적 상관관계가 인정되었다 (P<0.
이론/모형
EC 또는 DM 함량과 다른 성분과의 관계는 상관관계와 직선회귀 분석법 (Statistix, 1996) 을이용하여구하였다.
성능/효과
Slurry 의 전기전도도와 여러 비료 성분 간에상관관계를 통계분석한 결과(Table 2), NH4-N와 Na 함량만이유의적인 상관관계가 인정되었고 slurry 의 DM 함량은 NH4 -N, P, Ca 및 Mg 함량간에 유의성이 인정되었다 (P<0.05). 고액분리 요의 전기전도도와 비료성분간에 상관 관계분석에서 NH4 -N 만유의 적상관 관계가 있었고 DM 함량에서는 NH4 -N 와 Ca 간에만 유의적 상관관계가 인정되었다 (P<0.
05). 고액분리 요의 전기전도도와 비료성분간에 상관 관계분석에서 NH4 -N 만유의 적상관 관계가 있었고 DM 함량에서는 NH4 -N 와 Ca 간에만 유의적 상관관계가 인정되었다 (P<0.05). 발효 액비는 전기전도도와 NH4 -N, P 및 Ca 간에 만유 의적 상관 관계가 있었으며 DM 함량은 K, P, Ca, Mg 및 Na 간 통계적으로 유의적 상관관계가 있었다(P<0.
그다음수준인 요와 발효 액비 간에 비교 시 EC, NH4-N , Ca, Mg 및 Na 의 함량은 두 가지 액비 간에는 비슷하였으나 발효 액비의 K 함량이나건물함량은요보다약 2 배정도높았다 . 한편 P 함량은 반대로 발효 액비보다 요에서높았다.
대체적으로 본 시험에서 EC 보다 DM 이 여러 가지 영양성분과 상관관계가 높은 추세였다 . 특히 요 보다는 발효액비에서 상관관계가 높았다.
돈 분 액비의종류별로 유해 또는 오염물질농도를 살펴보면 슬러리의 BOD 농도는 22, 520 mg/L 로 요 및 발효 액비 4, 763, 2, 701 mg/L 보다 크게 높았다 (Table 3). 본 시험에서 슬러리의 BOD 함량이돈분기준 68, 187ppm( 농수축산신문 , 2002) 보다낮은것은사료나여러 가지 세척수 등이 함유된 때문으로 보인다 .
돈분액비중 slurry data-checked="false">로저장한액비가요나발효액비보다여러가지비료성분함량(NH4-N, K, P, Ca, Mg 및 Na) 이 높았고 전기전도도나건물함량도 마찬가지로 slurry 상태로 저장한액비가다른상태의액비보다높았다 . 그다음수준인 요와 발효 액비 간에 비교 시 EC, NH4-N , Ca, Mg 및 Na 의 함량은 두 가지 액비 간에는 비슷하였으나 발효 액비의 K 함량이나건물함량은요보다약 2 배정도높았다 .
05). 발효 액비는 전기전도도와 NH4 -N, P 및 Ca 간에 만유 의적 상관 관계가 있었으며 DM 함량은 K, P, Ca, Mg 및 Na 간 통계적으로 유의적 상관관계가 있었다(P<0.05).
하였다 . 본 연구에서 3 종류의 액비에대하여 EC 와 유의적 상관관계를 보이는 성분은 NH4 -N 뿐이었다 . 다만 발효액비는 EC 와 P 또는 Ca 간에유의적상관관계를보여 Stevens 등 (1995) 의결과와는차이가있었다 (P<0.
1, 2, 3 및 4 로 나타내었다 . 전기전도도와NH4 -N 함량 간에 모든 돈분 액비( 슬러리 , 요및 발효액비) 가 고도의 유의적 상관관계가 인정되었다 (P<0.01). 그래서 전기전도도를 이용하여 슬러리 , 요 및 발효 액비의 NH4 -N 함량을추정할 수 있겠다 .
또. 한 돈분 slurry, 요및발효액비간 Cd 나 Pb 함량은비슷하였으나총질소, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, 및 Zn 함량은 역시요 나 발효액 비보다 슬러리에서 월등히높았다(Table4).
한편 건물 함량 과인 함량 간 유의적 상관관계가 요 ( ) 만을 data-checked="false">제외하고는모든액비에서고도의유의적상관관계가 있었다(P<0.01).
참고문헌 (23)
Bril, J. and Salomons, W. 1990. Chemical composition of animal manure: a modelling approach. Netherlands J. of Agric. Sci. 38:333-351.
Kirchmann, H. and Witter, E. 1992. Composition of fresh, aerobic and anaerobic fann animal dungs. Biores. Technol. 40:137-142.
Sommer, S. G. and Husted, S. 1995. The chemical buffer system in raw and digested animal slurry. J. of Agricultural Sci., Cambridge. 124:45-53.
Statistix, 1996. Statistix for windows. Analytical Software. P.O. Box 1285.
Stevens, R. J., O'Bric, C. J. and Carton, O. T. 1995. Estimating nutrient of animal slurries using electrical conductivity. J. of Agricultural Sci. Cambridge. 125:233-238.
Van Kessel, J. S. and Reeves Ill, J. B. 2000. On-Farm Quick Tests for estimating nitrogen in dairy manure. J. Dairy Sci. 83:1837-1844.
Westerman, P. W., Safley, L. M. Jr. and Barker, J. C. 1990. Lagoon liquid nutrient variation over four years. Pages 41-49 in Agricultural and Food Processing Wastes. Proc. 6th Inter. Symp. Agric. and Food processing Wastes. American Society of Agricultural Engineers Publication 05-90, Am. Soc. Agric. Eng., St, Joseph, MI.
Wilkerson, V. A., Mertens, D. R. and Casper, D. P. 1997. Prediction of excretion of manure and nitrogen by Holstein dairy cattle. J. Dairy Sci. 80: 3193-3204.
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