[논문]경지 정리된 광역 논에서 영양물질 수지와 배출 특성

김민경; 노기안; 이남종; 서명철; 고문환

경지 정리된 광역 논에서 영양물질 수지와 배출 특성
Nutrient Load Balance in Large-Scale Paddy Fields during Rice Cultivation 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.38 no.3, 2005년, pp.164 - 171

김민경 (농업과학기술원 농업환경부) , 노기안 (농업과학기술원 농업환경부) , 이남종 (농업과학기술원 농업환경부) , 서명철 (농업과학기술원 농업환경부) , 고문환 (농업과학기술원 농업환경부)

초록
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벼농사가 주변 수계의 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 경기도 이천시 부발읍의 광역 논을 대상으로 2002년 5월부터 2003년까지 9월까지 벼 재배기간 동안 논에서 양분물질인 질소와 인의 유입 및 유출부하량을 조사하였다. 재배기간 동안 평균 시비량은 질소가 2002년에 $129.0kg\;ha^{-1}$ 그리고 2003년에 $145.1kg\;ha^{-1}$이었으며, 인은 각각 $56.5kg\;ha^{-1}$와 $55.1kg\;ha^{-1}$로서, 질소 시비량은 2003년에 약간 많았으나 인 시비량은 비슷하였다. 조사기간 동안 물 수지는 2002년에 강우량 888 mm, 관개수량 1,321 mm, 침투수량 1,028 mm, 지표유출량 677 mm, 증발산량은 342 mm이었고, 2003년에 강우량 1,115 mm, 관개수량 1,493 mm, 침투수량 1,147 mm, 지표유출량 865 mm, 증발산량은 276 mm 이었다. 강우량과 지표배출수량은 2002년과 2003년 모두 결정계수($r^2$)가 각각 0.92와 0.81로 선형적인 양의상관으로 나타나 재배기간 중 논에서의 배출수량은 강우량이 증가할수록 선형적으로 증가하였다. 강우, 관개수, 지표 배출수, 침투수 및 작물흡수량의 질소 부하량은 2002년에 각각 9.9, 41.6, 22.1, 5.5, $123.6kg\;ha^{-1}$이었으며, 2003년에는 각각 15.8, 55.4, 17.3, 7.5, $119.1kg\;ha^{-1}$이었다. 강우, 관개수, 지표 배출수, 침투수 및 작물흡수량의 인 부하량은 2002년에 각각 2.1, 13.0, 3.6, 1.8, $64.0kg\;ha^{-1}$이었으며, 2003년에는 각각 1.6, 15.0, 5.0, 1.2, $61.4kg\;ha^{-1}$이었다. 강우량 및 배출수량과 양분물질 배출 부하량과의 관계는 강우량 및 배출수량이 증가할수록 논에서의 양분물질 배출 부하량은 선형적으로 증가하였다. 또한, 재배시기별 질소와 인의 유입 부하량과 유출 부하량 차이는 전 생육기간동안 유입 부하량이 유출 부하량보다 많아 논은 양분물질을 흡수하는 기능을 가지고 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study was to evaluate the load of nutrient from paddy fields. Water management practices that can reduce eutrophication and meet water quality requirements will also be addressed. Continuous monitoring from May to September in 2002 and 2003 was conducted for water quantification and qualification at the intensive paddy fields in Icheon, Gyunggi province of Korea. Water balance and concentration variation of nitrogen and phosphorus in the water were independently compared for water quality assessment at each rice cultivation period. Rice land preparation and transplanting periods usually marked the highest water demand when compared to other periods of cultivation. Overall, a greater net irrigation ratio was observed during the transplanting period in 2002 (92.3%) and 2003 (87.2%). The measured total N loads of precipitation, irrigation, drainage, and percolation during the rice cultivation period were 9.9, 41.6, 22.1, and $5.5kg\;ha^{-1}$ for 2002 and 15.8, 55.4, 17.3, and $7.5kg\;ha^{-1}$ for 2003, respectively. The measured total P loads of precipitation, irrigation, drainage, and percolation during the rice cultivation period were 2.1, 13.0, 3.6, and $1.8kg\;ha^{-1}$ for 2002 and 1.6, 15.0, 5.0, and $1.2kg\;ha^{-1}$ for 2003, respectively. Daily nutrient load followed the pattern of surface drainage water, but this pattern was changed by rainfall events. The nutrient load in drainage water depends on rainfall and surface drainage water amount from the paddy fields. Interestingly, the load of total N and total P output was smaller than the input load due to the natural infiltration that Occurred during the rice cultivation period. It is concluded that the paddy fields have a beneficial effect on the ecosystem and can reduce eutrophication in the water.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 논에서 양분물질의 이동과 물질수지는 주변 수계환경에 영향을 줄 수 있으므로 논에서 농업 비점오염물질의 유입 및 배출 기작에 대한 정량적인 평가가 선행되어야 하고, 여러 조건의 논에서 양분물질 배출 특성을 파악하여 벼 생육시기. 시비시 기.
따라서 본 연구는 2002년 5월부터 2003년까지 9월까지 경기도 이천시 부발읍의 광역 논을 대상으로 벼 재배 기간 동안 논에서 양분물질인 질소와 인의 유입 및유출 부하량을 조사하여 벼 생육시기별로 논 농업이 주변 수계의 수질 환경에 미치는 영향을 평가하였다.

제안 방법

강우량 및 배출수량과 양분물질 배출부하량과의 관계 강우량 및 배출수량과 양분물질 배출부하량과의상관성을 분석하였으며. 그 결과는 Fig.
관개수량과 배출수량은 Fig. 1과 같이 광역 논의 용수로와 배수로의 상단과 하단에 초음파 수위측정기 (Automation Sensors, SU, USA)와 유속계 (Flow meter, USA)를 설치하여 유량을 산정하였고, 강우량은 조사지역내에 설치된 AWS (Automatic Weather System)로부터 얻은 실측값을 이용하였으며. 증발산량은 수정 Penman-Montieth법을 이용하였고, 침투 수량은 감수심계를 설치하여 감수심과 증발산량의 차이로 산정하였다.
광역 논에서 질소와 인의 물질 수지 재배기간 동안 광역 논의 양분물질 배출특성을 파악하기 위하여 논에서 질소와 인의 유입 및 배출을 분석하였으며, 그 결과는 다음의 Table 6과 같다.
수질은 시비시기인 5월 중순부터 6월 중순에는 2일 간격으로. 그 외의 기간에는 3일 간격으로 채취하여 분석하였다.
물 시료는 광역 논의 유입과 유출지점에서 관개수와 배출수를 채취하였고, 강우는 조사지역내 채 수통을 설치 하여 분석하였다. 침투수는 조사지역내 5개 의 단일 필지에 약 60cm 깊이로 porus cup을 매설하여 채취하였다.
시료채취 및 분석방법 유량 및 수질측정은 Fig. 1 의 측정지점에서 2002년과 2003년 5월부터 9월까지 벼 재배기간을 중심으로 이루어졌는데, 유량은 조사 기간 동안 20분 간격으로 측정하였고. 수질은 시비시기인 5월 중순부터 6월 중순에는 2일 간격으로.
조사지역의 영농활동은 5월 초순에 경운 후 기비를 투입하고 이 앙을 하였으며, 5월 말부터 6월 초순에 분얼비 그리고 7월 중순부터 8월 중순에 이삭비를 각각 투입하였고, 10월 초순에 수확하였다. 농가를 대상으로 한 시 비량을 조사한 결과 질소는 기 비 (화학비료 + 볏짚퇴비), 분얼비.

대상 데이터

1과 같이 용수로 상단 2지점. 배수로 말단 1지점, 논 침투수 5지점을 선정하여 조사하였다.
조사지역 및 영농 현황 본 연구의 조사지역은 경기도 이천시 부발읍 신원리에 위치한 하성평탄지의광역 논 지역으로 논 면적은 161.6 ha인데. 이 중에서 14.
설치 하여 분석하였다. 침투수는 조사지역내 5개 의 단일 필지에 약 60cm 깊이로 porus cup을 매설하여 채취하였다. 수질분석은 Standard Methods (APHA,1995)에 의해 T-Ne alkaline persulfate 분해 후에 cadmunium reduction법과 T-P는 persulfate 분해 후에 ascorbic acid법으로 분석하였다.

이론/모형

침투수는 조사지역내 5개 의 단일 필지에 약 60cm 깊이로 porus cup을 매설하여 채취하였다. 수질분석은 Standard Methods (APHA,1995)에 의해 T-Ne alkaline persulfate 분해 후에 cadmunium reduction법과 T-P는 persulfate 분해 후에 ascorbic acid법으로 분석하였다.
조사지역 의 토양은 미 농무성 의 삼각좌표 분류법 에의해 양토였으며. 논토양의 이화학적 특성은 Table 1 과 같고, 유량 및 수질 측정지점 은 Fig.
1과 같이 광역 논의 용수로와 배수로의 상단과 하단에 초음파 수위측정기 (Automation Sensors, SU, USA)와 유속계 (Flow meter, USA)를 설치하여 유량을 산정하였고, 강우량은 조사지역내에 설치된 AWS (Automatic Weather System)로부터 얻은 실측값을 이용하였으며. 증발산량은 수정 Penman-Montieth법을 이용하였고, 침투 수량은 감수심계를 설치하여 감수심과 증발산량의 차이로 산정하였다.

성능/효과

강우량과 양분물질 배출부하량과의 관계는 질소 (# = 0.77)와 인 ( # = 0.82) 모두 양의 상관관계를 나타내어 강우량이 증가할수록 논에서의 영양물질 배출부하량은 선형적으로 증가하였다 (Fig. 4). 또한, 배출 수량에 따른 양분물질 배출부하량의 관계도 질소 (# = 0.
강우량과 지표배출수량은 2002년과 2003년 모두 결정계수「가 각각 0.92와 0.81 로 선형적인 양의 상관으로 나타내어 재배기간 중 논에서의 배출수량은 강우량이 증가할수록 선형적으로 증가하였다. 일반적으로 논에서의 지표배출은 어느 특정 요인에 의존하는 것이 아니라 여러 요인에 의한 복합적인 현상으로 이를 단정하기는 어려우나, 이는 강우량이 증가하면 관개 수량이 대체로 감소하여 강우에 의한 유입량이 직접적으로 지표배출수량에 영향을 미치는 것으로 생각된다.
관개수중 T-N의 함량은 0.28-6.48 mg L-1의 범위로 평균 3.32 mg L-1이었는데, 특히 시비 후 관개용수로 주변 논에서 양분물질의 침투 및 배출량이 증가하는 이앙 초기에 높았다 (Fig. 3). 관개수원이 되는 하천수는 유역으로부터 공급되는 각종 무기 및 유기성분을 함유하게 되는데 그 농도는 지역, 거리 및 시기에 따라 다르다는 보고가 있다.
논에서의 관개수량은 관개수원에 의한 관개 방법의 차이에 영향을 받으며 그에 따라 지표 배출 수량도 달라지는데, 관개수량이 증가할수록 논에서의 배출수량이 증가한다고 보고하였다. 그러나 본 연구 결과에서는 관개수량이 많은 이앙기와 분얼기에는 물꼬를 조절하여 외부로 배출되는 양을 줄여서 관개 비율이 높았으며. 호우기에는 영농을 위한 필요 수량 이상의 강우가 영농에 이용되지 않고 바로 배출되어서 지표배출수량이 증가하는 것으로 생각된다.
(2004)의연구결과와 비슷하였는데, 관개량이 많고 관개수 수질이 높아 관개에 의한 유입부하량이 높은 것으로 생각된다. 논에서의 유입부하량 중 지표배출과 지하침투로 수계로 배출되는 배출율을 보면, T-N의 경우는 2002년과 2003년에 각각 15.3%와 11.5%였고, T-P의 경우는 2002년과 2003년에 각각 7.5%와 8.6%로 나타났다.
4). 또한, 배출 수량에 따른 양분물질 배출부하량의 관계도 질소 (# = 0.74)와 인 (# = 0.73) 모두 양의 상관관계를 나타내어 배출수량이 증가할수록 질소와 인의 배출부하량은 증가하였다 (Fig. 5).
배출수중 T-N의 함량은 0.02-10.80 mg L:의 범위로 평균 2.55 mg 이이었는데, 질소원의 함량은 시비시기에 현저하게 증가하였다가 점차 감소하였다 (Fig. 3).Kim et al.

후속연구

1%로 침투에 의한 배출이 가장 많았다. 이는 농업용수가 풍부하고 관개가 용이한 지표수 관개지역에서 관개 유입이 많아 관개에 의한 유입이 많았으며, 다른 연구 결과에 비해 침투에 의한 배출이 많은 것은 조사지역이하성평탄지의 배수가 잘되는 지역이기도 하나 증발산량이 낮게 산정되었기 때문으로 이에 대한 연구가 추후 보완되어야 할 것으로 생각된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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