김제지역에서 비료원으로써 녹비작물과 액상우분이 수수 X 수단그라스 교잡종의 생산성, 사료가치 및 토양성질에 미치는 영향 Effects of Green Manure Crop and Cattle Slurry as Fertilizer Sources on Productivity and Nutritive Value of Sorghum X Sudangrass hybrid, and Soil Properties in Kimje, Chunlabukdo원문보기
본 연구에서는 논에서의 조사료 생산을 위한 작부형태별 우분액비의 시용효과를 규명하기 위하여 총체보리+수수$\times$수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한후 수수$\times$수단그라스 교잡종 일모작구로 하여 논에서의 다양한 조사료 작부 형태를 배치하고, 수수$\times$수단그라스 교잡종의 생산성 및 사료가치를 조사하였다. 그리고 처리구별 토양의 지력증진 효과를 분석함과 동시에 우분액비의 시용과 경작형태에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 등을 분석하여 환경오염에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구는 수수$\times$수단 그라스 교잡종의 생산성과 환경에 미치는 영향을 평가하고자 2006년 5월부터 2009년 4월 까지 3년 동안 전라북도 김제군 백산면 시험포장에서 완전임의배치 3반복으로 수행되었다. 수수$\times$수단그라스 교잡종은 총체보리와 이모작의 경우가 헤어리베치를 이용한 일모작에 비해 수량이 현저하게 증가하였다(P<0.05). 그리고 수수$\times$수단그라스 교잡종의 조단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 처리구간에 큰 차이는 나타나지 않았다. 총체보리와 이모작구에서의 OM, T-N 및 $P_2O_5$ 함량은 녹비작물로 이용된 일모작구에 비해 높았다. 그리고 우분액비시용에 따른 토양 내 pH와 OM 농도는 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 이모작구와 일모작구에서 T-N 함량은 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 경작형태별 우분액비 시용에 따른 토양내 양이온치환용량 ($Ca^{2+}$, K, Mg 및 Na) 농도는 시험 전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 또한 경작형태별 우분액비 시용에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_3$-P의 농도는 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았다.
본 연구에서는 논에서의 조사료 생산을 위한 작부형태별 우분액비의 시용효과를 규명하기 위하여 총체보리+수수$\times$수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한후 수수$\times$수단그라스 교잡종 일모작구로 하여 논에서의 다양한 조사료 작부 형태를 배치하고, 수수$\times$수단그라스 교잡종의 생산성 및 사료가치를 조사하였다. 그리고 처리구별 토양의 지력증진 효과를 분석함과 동시에 우분액비의 시용과 경작형태에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 등을 분석하여 환경오염에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구는 수수$\times$수단 그라스 교잡종의 생산성과 환경에 미치는 영향을 평가하고자 2006년 5월부터 2009년 4월 까지 3년 동안 전라북도 김제군 백산면 시험포장에서 완전임의배치 3반복으로 수행되었다. 수수$\times$수단그라스 교잡종은 총체보리와 이모작의 경우가 헤어리베치를 이용한 일모작에 비해 수량이 현저하게 증가하였다(P<0.05). 그리고 수수$\times$수단그라스 교잡종의 조단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 처리구간에 큰 차이는 나타나지 않았다. 총체보리와 이모작구에서의 OM, T-N 및 $P_2O_5$ 함량은 녹비작물로 이용된 일모작구에 비해 높았다. 그리고 우분액비시용에 따른 토양 내 pH와 OM 농도는 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 이모작구와 일모작구에서 T-N 함량은 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 경작형태별 우분액비 시용에 따른 토양내 양이온치환용량 ($Ca^{2+}$, K, Mg 및 Na) 농도는 시험 전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다(P<0.05). 또한 경작형태별 우분액비 시용에 따른 용탈수중 $NO_3$-N, $NH_4$-N 및 $PO_3$-P의 농도는 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았다.
This study was conducted to investigate the effects of various cropping system applied with cattle slurry on productivity of sorghum $\times$ sudangrass hybrid (SSH) and environmental pollution in paddy land. cropping systems used in this study were consisted of two designs, such as doubl...
This study was conducted to investigate the effects of various cropping system applied with cattle slurry on productivity of sorghum $\times$ sudangrass hybrid (SSH) and environmental pollution in paddy land. cropping systems used in this study were consisted of two designs, such as double-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by whole crop barley applied with cattle slurry (DSSCS) and mono-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by hairy vetch used as green manure (MSSGM). The field experiments were conducted on the clay loam at Backsanmyun, Kimje, Chunlabukdo province in Korea for three years (May 2006 to Apr. 2009). This study was arranged in completely randomized design with three replicates. The yield of dry matter (DM) of SSH in DSSCS increased significantly as compared with that of MSSGM (P<0.05). The contents of crude protein (CP), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF) and total digestible nutrients (TDN) of SSH were not influenced by cattle slurry and green manure. The pH, and contents of OM, T-N and $P_2O_5$ in soil samples collected from DSSCS after the end of experiment were higher than those of MSSGM. The pH, and contents of OM in DSSCS treatment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). However, The pH, and contents of OM in MSSGM treatment were hardly influenced, as compared with those at the beginning of the experiment. The contents of T-N in soil samples collected both from DSSCS snd MSSGM treatments were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). In addition, the concentrations of CEC in soil samples collected at the end of the experiment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). The concentrations of $NO_3$-N, $NH_3$-N and $PO_4$-P in leaching water were hardly influenced by the cropping system and application of cattle slurry.
This study was conducted to investigate the effects of various cropping system applied with cattle slurry on productivity of sorghum $\times$ sudangrass hybrid (SSH) and environmental pollution in paddy land. cropping systems used in this study were consisted of two designs, such as double-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by whole crop barley applied with cattle slurry (DSSCS) and mono-cropping sorghum $\times$ sudangrass hybrid followed by hairy vetch used as green manure (MSSGM). The field experiments were conducted on the clay loam at Backsanmyun, Kimje, Chunlabukdo province in Korea for three years (May 2006 to Apr. 2009). This study was arranged in completely randomized design with three replicates. The yield of dry matter (DM) of SSH in DSSCS increased significantly as compared with that of MSSGM (P<0.05). The contents of crude protein (CP), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF) and total digestible nutrients (TDN) of SSH were not influenced by cattle slurry and green manure. The pH, and contents of OM, T-N and $P_2O_5$ in soil samples collected from DSSCS after the end of experiment were higher than those of MSSGM. The pH, and contents of OM in DSSCS treatment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). However, The pH, and contents of OM in MSSGM treatment were hardly influenced, as compared with those at the beginning of the experiment. The contents of T-N in soil samples collected both from DSSCS snd MSSGM treatments were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). In addition, the concentrations of CEC in soil samples collected at the end of the experiment were remarkably higher than those at the beginning of the experiment (p<0.05). The concentrations of $NO_3$-N, $NH_3$-N and $PO_4$-P in leaching water were hardly influenced by the cropping system and application of cattle slurry.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 조사료자원으로써 답작지대에서 녹비작물과 액상우분 시용이 수수×수단그라스 교잡종의 생산성과 사료가치 및 토양환경에 미치는 영향을 조사하였으며 또한 답작지대에서 수질환경오염 방지 대책을 위한 우분슬러리의 시용효과를 제시하고자 수행하였다.
가설 설정
a and b: Means with different letters within a column are significantly different at the 5% level.
제안 방법
1과 같다. 그리고 우분액비는 김제시 백산면 시험포 부근에 위치한 착유우 목장에서 6개월 동안 완전 부숙시킨 슬러리를 이용하였으며, 매 시용시기 마다 정기적으로 시료를 채취하여 성분을 분석한 다음 시용수준을 결정하였다 (Table 2). 우분액비 시용은 파종 전에 전량 시용하였다.
는 논에서의 조사료 생산을 위한 작부형태별 우분액비의 시용효과를 규명하기 위하여 총체보리+수수×수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 후 수수×수단그라스 교잡종 일모작구로 하여 논에서의 다양한 조사료 작부 형태를 배치하고, 수수×수단그라스 교잡종의 생산성 및 사료 가치를 조사하였다. 그리고 처리구별 토양의 지력증진 효과를 분석함과 동시에 우분액비의 시용과 경작형태에 따른 용탈수중 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P 등을 분석하여 환경오염에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구는 수수×수단그라스 교잡종의 생산성과 환경에 미치는 영향을 평가하고자 2006년 5월부터 2009년 4월 까지 3년 동안 전라북도 김제군 백산면 시험포장 에서 완전임의배치 3반복으로 수행되었다.
녹비작물 및 우분액비에 따른 양분의 용탈량에 대한 조사는 수도작 지대의 적절한 지역에 무작위로 3개 이상의 suction cup을 깊이 1 m에설치하고 FIAStar 5000 Analyzer (Foss Tecator, Sweden)를 이용하여 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P의농도를 측정하였다. 본 시험에서 얻은 모든 결과는 Windows 용 SPSS/PC (Statistical Package for the Science, ver 12.
논에서의 수수×수단그라스 교잡종을 생산하기 위해 시험구의 배치는 총체보리 후작물로써 수수×수단그라스 교잡종 우분액비 100% 시험구 (우분액비구/이모작구) 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 다음 후작물로써 수수×수단그라스 교잡종 시험구 (일모작구)로 하였다.
는 논에서의 조사료 생산을 위한 작부형태별 우분액비의 시용효과를 규명하기 위하여 총체보리+수수×수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 후 수수×수단그라스 교잡종 일모작구로 하여 논에서의 다양한 조사료 작부 형태를 배치하고, 수수×수단그라스 교잡종의 생산성 및 사료 가치를 조사하였다.
수수×수단그라스 교잡종의 생산성은 관행에 의하여 적기에 수확하고 생초량을 측정하였으며, 그 중 일부를 채취 칭량한 후 70℃ 건조기에서 48시간 건조 후 건물 생산량을 산출하였다.
대상 데이터
본 시험에 사용된 수수 × 수단그라스 교잡종은 Sordan 79를 그리고 헤어리베 치는 Oregon common 품종을 이용하였다.
본 시험은 전라북도 김제군에 소재한 농경지 에서 2006년 4월부터 2009년 4월까지 3년 동안 수행하였으며 공시토양의 성분은 Table 1 그리고 기후적인 상황은 Fig. 1과 같다. 그리고 우분액비는 김제시 백산면 시험포 부근에 위치한 착유우 목장에서 6개월 동안 완전 부숙시킨 슬러리를 이용하였으며, 매 시용시기 마다 정기적으로 시료를 채취하여 성분을 분석한 다음 시용수준을 결정하였다 (Table 2).
본 연구는 수수×수단그라스 교잡종의 생산성과 환경에 미치는 영향을 평가하고자 2006년 5월부터 2009년 4월 까지 3년 동안 전라북도 김제군 백산면 시험포장 에서 완전임의배치 3반복으로 수행되었다.
수수×수단그라스 교잡종 (P2O5:150, K2O:150)의 경우, 질소는 N 기준으로 우분액비 200 kg/ha을 공급하였으며, 인산 (P2O5:150)과 가리 (K2O:150)는 기비로서 전량 시용하였다.
수수×수단그라스 교잡종은 6월 초순 그리고 헤어리베치는 9월 말경에 각각 파종하였다.
논에서의 수수×수단그라스 교잡종을 생산하기 위해 시험구의 배치는 총체보리 후작물로써 수수×수단그라스 교잡종 우분액비 100% 시험구 (우분액비구/이모작구) 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 다음 후작물로써 수수×수단그라스 교잡종 시험구 (일모작구)로 하였다. 시험구 면적은 시험구당 333m2 (100평)로 완전임의 배치 3반복으로 배치하였다. 수수×수단그라스 교잡종 (P2O5:150, K2O:150)의 경우, 질소는 N 기준으로 우분액비 200 kg/ha을 공급하였으며, 인산 (P2O5:150)과 가리 (K2O:150)는 기비로서 전량 시용하였다.
데이터처리
본 시험에서 얻은 모든 결과는 Windows 용 SPSS/PC (Statistical Package for the Science, ver 12.0. USA) 통계프로그램을 이용하여 T-test (p<0.05)로 분석하였다 (SPSS Inc, 1968).
이론/모형
분액비 시용에 따른 답리작 토양성분(시험 전후)은 이앙 후 논 토양의 표토를 채취하여 실내에서 자연 건조한 다음 이를 잘 마쇄하여 토양분석법 (농촌진흥청, 1989)에 준하여 분석하였다.
비료원으로써 녹비작물과 액비시용에 따른 수수×수단그라스 교잡종의 사료가치를 조사하기 위해 채취된 시료를 건조하여 20 mesh의 Wiley mill로 분쇄하여 실험실내 desiccator에보관하였다가 Kjeldahl 정량법으로 조단백질 함량(AOAC, 1993)을, NDF 및 ADF 함량은 Van Soest법 (1970)에 의해 분석하였다.
성능/효과
2) MSSGM : mono-cropping sorghum×sudangrass hybrid following hairy vetch applied with cattle slurry.
2) MSSGM: mono-cropping sorghum×sudangrass hybrid following hairy vetch applied with cattle slurry.
경작형태별 우분액비 시용에 따른 토양내 양이온치환용량 (Ca2+, K, Mg 및 Na) 농도는 시험 전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다 (P<0.05).
경작형태별 우분액비 시용에 따른 평균적인 NO3-N 및 NH4-N 농도는 Fig. 2 및 3에서와 같이 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았고, 단지 우분액비 시용초기에 약 1-3 mg/L 정도로 용탈됨을 알 수 있었다.
그리고 수수 × 수단그라스 교잡종의 조단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 처리구간에 큰 차이는 나타나지 않았다.
총체보리와 이모작구에서의 OM, T-N 및 P2O5 함량은 녹비작물로 이용된 일모작구에 비해 높았다. 그리고 우분액비시용에 따른 토양 내 pH와 OM 농도는 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타 냈다. 또한 이모작구와 일모작구에서 T-N 함량은 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다 (P<0.
또한 경작형태별 우분액비 시용에 따른 평균적인 PO4-P 농도도 Fig. 4에서와 같이 NO3-N 및 NH4-N 농도변화와 유사하게 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았고, 단지 우분액비 시용초기에 약 0.01~0.02 mg/L정도로 용탈됨을 알 수 있었다.
또한 이모작구와 일모작구에서 T-N 함량은 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다 (P<0.05).
수수 × 수단그라스 교잡종은 총체보리와 이모 작의 경우와 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 일모작의 경우 각각의 3년 평균 수수 × 수단그라스 교잡종의 조단백질 함량은 5.52, 5.71%, NDF 함량은 72.98, 73.97%, ADF 함량은 46.13, 48.21% 및 TDN 함량은 52.44, 50.90%로 처리 구간에 큰 차이는 나타나지 않았다 (Table 4).
수수×수단그라스 교잡종의 건물수량은 이모작 및 일모작 모두 재배 첫해에 가장 높은 수량을 보였으며 (p< 0.05) 연차적으로 현저하게 감소되는 경향을 보였다.
이상의 결과에서 나타난바와 같이 경작형태별 우분액비 시용에 따른 용탈수중 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P 농도는 계절에 관계없이 일정한 경향을 유지하는 것을 알 수 있었다. 일반 적으로 전작지에서는 계절적으로는 강수량에 따라 강수량이 많았던 8월 하순에 용탈수중 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P 농도가 증가한다고 최 등 (2008)은 보고하고 있는데, 본 연구의 결과와 상이한 결과를 나타낸 이유는 전작지와 답작지역에서의 경작형태가 다르기 때문인 것으로 생각된다.
이상의 결과에서 보는 바와 같이 우분액비 시용에 따라 토양 내 유기물, 전질소, Ca2+, Mg, Na 및 Na의 농도는 현저하게 증가하였는데 이는 우분내의 무기성분, 전작물과 후작물의 지하부가 토양 내에서 토착미생물에 의해서 부숙되면서 무기성분이 증가되었기 때문인 것으로 생각된다. 또한 토양 내 무기함량의 차이는 전작물의 종류 및 작부체계에 의한 작물의 토양 내 성분의 이용차이에 기인된 것으로 생각된다.
총체 보리+수수×수단그라스 교잡종 이모작구의 토양 pH 및 토양유기물 함량은 시험 종료 후에 현저한 증가 (P<0.05)를 나타냈으나, 헤어리베치를 녹비작물 이용한 수수×수단그라스 교잡종 일모작구에서는 차이가 나타나지 않았다.
총체보리 후작으로 들어간 수수×수단그라스 교잡종 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 후 후작으로 들어간 수수×수단그라스 교잡 종의 수량간에는 큰 차이를 나타냈으나 사료가치는 크게 차이가 나타나지 않았다.
총체보리+수수×수단그라스 교잡종 이모작구 그리고 헤어리베치를 녹비작물 이용한 수수 × 수단그라스 교잡종 일모작구 모두에서 시험 전보다 시험 종료 후에 전질소 및 양이온치환용량 (Ca2+, K, Mg, Na)은 현저하게 증가하는 경향을 보여주었다 (P<0.05).
그리고 수수 × 수단그라스 교잡종의 조단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 처리구간에 큰 차이는 나타나지 않았다. 총체보리와 이모작구에서의 OM, T-N 및 P2O5 함량은 녹비작물로 이용된 일모작구에 비해 높았다. 그리고 우분액비시용에 따른 토양 내 pH와 OM 농도는 시험전에 비해 시험종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타 냈다.
후속연구
총체보리 후작으로 들어간 수수×수단그라스 교잡종 그리고 헤어리베치를 녹비작물로 이용한 후 후작으로 들어간 수수×수단그라스 교잡 종의 수량간에는 큰 차이를 나타냈으나 사료가치는 크게 차이가 나타나지 않았다. 그리고 전작에서의 수량과 답작지의 전작물과 후작물의 수량이 차이가 크게 발생되고 있는데 이는 우분액비를 시용한 다음 질소원의 휘산이나 다량의 강우가 왔을 때 배수불량에 의한 생육불량 그리고 재배지의 특성상 다량의 강우시 배수로 인하여 우분액비 내 주요 비료원이 밖으로 배출되었기 때문인 것으로 보이기 때문에 추후 다양한 접근을 통한 답리작에서의 사료작물에 대한 연구가 반드시 필요할 것으로 생각된다.
따라서 논토양에서 우분액비와 지하부의 부숙관계에 있어서 무기성분의 변화에 관한 또다른 측면에서 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.
일반적으로 두과작물인 헤어리베치는 옥수수 재배 시 화학비료 절감이 가능하다고 보고(Seo 등, 1998) 하고 있으나 본 연구의 결과에서 나타낸바와 같이 답리작에서 녹비작물을 이용해 수수×수단그라스 교잡종을 재배할 경우 많은 수량감소를 보이기 때문에 반드시 추가적인 화학비료나 가축분뇨가 필요할 것으로 생각된다.
현재 우리나라에서는 답작지대에서 사료작물 재배시 녹비작물 및 우분뇨의 처리형태에 따른 환경친화적 자원화를 위한 방안이 설정되어 있지 않을 뿐더러 우리나라의 기후풍토는 외국과는 현저히 달라 외국의 자료 (Jarvis 등, 1987; Hariston 등, 1987; Long과 Gracey, 1990; Gilley 등, 1999)를 그대로 적용 할 경우 많은 문제점을 야기시킬 수 있기 때문에 우리의 조건에 맞는 답리작 우분뇨 처리방법 및 녹비작물의 자원화를 위한 효율적인 이용방법에 대한 연구가 필수적으로 수행되어야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
벼 재배 면적 감소추세와 수입쌀의 증가는 어떤 문제점을 유발하고 있는가?
근래 수입조사료와 곡물가격의 급등으로 인하여 자급 조사료의 중요성이 새롭게 대두되기 시작했고, 특히, 농산물 시장의 개방과 식품소비 경향의 변화로 벼 재배 면적 감소추세와 수입쌀의 증가로 인한 쌀 재고량 증가는 유휴논의 발생을 증가시켜 양곡수급관리와 산지 쌀값 안정에 많은 문제점을 유발하고 있다. 조사료의 부족과 쌀수급 불균형으로 적정 벼 재배면적의 유지가 어려운 상황에서의 대체 작물중 수입농산물과의 경쟁에서 가장 유리한 사료작물을 도입하여 조사료로 이용하는 것은 축산경영비 절감측면에서 중요할 것으로 생각된다.
자연 순환적 생태 시스템인 가축 분뇨와 녹비작물의 이용 시 장점은 무엇인가?
가축분뇨와 녹비작물 이용은 토양의 지력 증진(Freeze와 Sommerfeldt, 1985; Campbell 등, 1986; Sommerfeldt 등, 1988; 신, 1999; 조 등, 2005) 및 토양의 물리화학적 개선이나 미생물상이 개선되어 환경농업을 유도할 수 있다(Sommerfeldt와 Chang, 1985; Sommerfeldt와 Chang, 1987; Seo 등 1988; 전 등, 2007).
자급 조사료의 중요성이 새롭게 대두되고 있는 이유는 무엇인가?
근래 수입조사료와 곡물가격의 급등으로 인하여 자급 조사료의 중요성이 새롭게 대두되기 시작했고, 특히, 농산물 시장의 개방과 식품소비 경향의 변화로 벼 재배 면적 감소추세와 수입쌀의 증가로 인한 쌀 재고량 증가는 유휴논의 발생을 증가시켜 양곡수급관리와 산지 쌀값 안정에 많은 문제점을 유발하고 있다. 조사료의 부족과 쌀수급 불균형으로 적정 벼 재배면적의 유지가 어려운 상황에서의 대체 작물중 수입농산물과의 경쟁에서 가장 유리한 사료작물을 도입하여 조사료로 이용하는 것은 축산경영비 절감측면에서 중요할 것으로 생각된다.
참고문헌 (28)
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