[논문]밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량 평가

윤홍배; 이연; 이상인; 김석철; 이용복

doi:10.5338/kjea.2009.28.1.015

밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량 평가
Evaluation of Ammonia Emission Following Application Techniques of Pig Manure Compost in Upland Soil 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.28 no.1, 2009년, pp.15 - 19

윤홍배 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 이연 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 이상인 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 김석철 (농촌진흥청 국립농업과학원) , 이용복 (농촌진흥청 국립농업과학원)

초록
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대기중으로 휘산되는 대부분의 암모니아는 농경지에서 시용하는 가축분뇨 퇴비와 질소비료에서 유래한다. 본 연구는 밭 토양에서 돈분 퇴비 시용방법에 따른 암모니아 휘산량을 소형원드터널 방법을 이용해서 정량적으로 평가하였다. 돈분 퇴비(20 Mg/ha) 표층살포(SA), 표층살포 후 즉시 경운(IRA), 표층 살포 3일 후 경운(RA-3d) 처리의 13일 동안 암모니아 휘산량은 각각 28.7, 8.7, 24.3 kg N/ha로 IRA 처리구는 SA 처리구에 비해 70% 저감효과를 가져왔다. 그리고 SA 처리구의 퇴비 처리 후 24시간 이내 휘산된 암모니아 양은 총 휘산량의 61%로 대부분의 암모니아는 시용 초기 짧은 시간 내에 휘산됨을 알 수 있었다. 석회와 퇴비 혼용시용 후 교반(L+C mix), 퇴비표층 살포 3일후 석회시용 교반(C+L3D), 석회시용 3일 후 퇴비시용 교반(L+C3D) 처리구의 22일 동안 총 암모니아 휘산량은 각각 40.1, 31.4, 27.7 kg/ha이었다. 따라서 가축분 퇴비 시용시 석회를 혼용하는 것은 피해야 하며, 만일 동일 작기내 시용이 불가피할 경우는 퇴비시용에 앞서 석회를 먼저 충분한 일수를 앞두고 시용하는 것이 암모니아 휘산량을 저감시킬 수 있다는 결론을 얻었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ammonia in atmosphere has a negative effect on the natural ecosystems, such as soil acidification and eutrophication, by wet and dry deposition. Livestock manure, compost, and fertilizer applications to arable land have been recognised as a major source of atmospheric ammonia emissions. The objective of this study was to evaluate the efficiency of compost application techniques in reducing ammonia loss in upland soil. The reductions in ammonia emission were 70 and 15% for immediate rotary after application (IRA) and rotary at 3 day after application (RA-3d) in comparison with surface application (SA). Total ammonia emissions for 13 days, expressed as % ammonia-N applied with compost, were 42, 35.7, and 12.7% for SA, RA-3d, and IRA treatments, respectively. The ammonia emission rate fell rapidly 6 h after application and 61 % of total ammonia emission occurred within the first 24 h following surface application. The lime application along with compost significantly enhanced the total ammonia emission. Total ammonia emission for 22 days were 40.1, 31.4, and 27.7 kg/ha for immediate incorporation in soil after lime and compost application, lime incorporation in soil following 3 days after compost surface application, and compost incorporation in soil following 3 days after lime surface application, respectively. Therefore, lime and livestock manure compost application at the same time was not recommended for abatement of ammonia emission in upland soil.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러므로 가축분 퇴비 시용 후 농경지 암모니아 휘산량의 정량적 평가와 이를 저감할 수 있는 방법개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 밭 토양에서 가축분퇴비 시용 후 경운방법과 산성토양개량제인 석회와 가축분퇴비 혼용시용 방법 간 암모니아 휘산량을 비교 평가하여 암모니아 휘산 저감 대책 수립을 위한 자료를 얻고자 수행하였다.

제안 방법

[시험I]의 처리는 ① 표층 처리(SA), ② 퇴비 시용 즉시 로터리 교반(IRA) ③ 퇴비 표층 살포 3일 후 로터리 (RA-3d)로 이루어졌으며, 2반복으로 실시하였다. [시험 II]의 처리는 ① 석회와 퇴비 동시 시용 후교반(L+C mix), ② 석회 표층 살포 3일 후 퇴비 시용 후 교반(L+C₃D) ③ 퇴비 표층 살포 3일 후 석회 시용 후 교반(C+L3D)으로 구성하여 2반복 하였으며, 이때 석회는 2 Mg/ha 수준으로 처리하였다.
퇴비시용 방법에 대한 본 연구는 [시험 I]과 [시험 II]로 구분하여 수행되었으며, 퇴비는[시험 I]과 [시험 II]에서 모두 20 Mg/ha 수준으로 처리하였다. [시험I]의 처리는 ① 표층 처리(SA), ② 퇴비 시용 즉시 로터리 교반(IRA) ③ 퇴비 표층 살포 3일 후 로터리 (RA-3d)로 이루어졌으며, 2반복으로 실시하였다. [시험 II]의 처리는 ① 석회와 퇴비 동시 시용 후교반(L+C mix), ② 석회 표층 살포 3일 후 퇴비 시용 후 교반(L+C₃D) ③ 퇴비 표층 살포 3일 후 석회 시용 후 교반(C+L3D)으로 구성하여 2반복 하였으며, 이때 석회는 2 Mg/ha 수준으로 처리하였다.
05 N H₂SO₄ 용액 100 mL를 넣은 포집용기를 통과하도록 하였다. 암모니아는 시험시작 후 [시험 I]에서는 13일간 포집하였고, [시험 II]에서는 22일간 포집하여 질소자동분석기(Bran+Luebbe Co.) 로 분석하였다.
그리고 가축분 퇴비 및 공시토양의 이화학적 특성은 Table 1과 2에 각각 나타내었다. 퇴비시용 방법에 대한 본 연구는 [시험 I]과 [시험 II]로 구분하여 수행되었으며, 퇴비는[시험 I]과 [시험 II]에서 모두 20 Mg/ha 수준으로 처리하였다. [시험I]의 처리는 ① 표층 처리(SA), ② 퇴비 시용 즉시 로터리 교반(IRA) ③ 퇴비 표층 살포 3일 후 로터리 (RA-3d)로 이루어졌으며, 2반복으로 실시하였다.

대상 데이터

본 연구에 이용된 토양은 유기물 및 질소 함량이 다소 낮은 식양질 계통의 숙전이며, 시판 돈분톱밥 퇴비를 공시퇴비로 이용하였다. 그리고 가축분 퇴비 및 공시토양의 이화학적 특성은 Table 1과 2에 각각 나타내었다.

이론/모형

암모니아 측정을 위한 실험 장치는 Meisinger 등的이 고안한 소형 윈드터널 방법을 모방하여 Fig. 1과 같이 제작하여 이용하였다. 원드 터널 내 풍속은 1 m/sec로 조절하였다.

성능/효과

그러나 퇴비 시용 후 즉시 경운(IRA)과. 3일 후경운(RA-3d)의 암모니아 휘산량은 각각 8.7 및 24.3 kg N/ha로 퇴비 시용 후 즉시 경운이 암모니아 휘산량 저감에 효과적이었다.
퇴비 처리 3일 후 경운 처리구의 단위 시간당 암모니아휘산 패턴은 SA 처리구와 비슷하였다. 그러나 퇴비 처리 후 즉시 경운 처리구(IRA) 의 단위 시간당 임-모니아 휘산량은 처리 6, 12, 24시간 이후 각각 0.15, 0.19, 0.05 kg N/ha/h로 이 기간 SA와 RA-3d 처리구의 암모니아 휘신율에 비해 현저히 낮았다. Misselbrook 등)은 가축분의 표층 살포 후 몇 시간 이내에 전체 암모니아 휘산량의 약 50%가 휘산되며, 이 기간 .
그러나[시험 I]의 결과에서는 퇴비 시용 직후 토양과의 교반은 암모니아 휘산량을 현저히 감소 시켰다. 따라서 가축퇴비 시용 후 농경지 암모니아 휘산은 토양과 교반을 통한 암모니아태 질소 농도 휘석과 토양교질과 흡착에 의한 물리적 감소 효과보다는 석회를 통한 pH 상승에 의한 암모니아 휘산 조장 효과 더 높은 것으로 나타났다. 그리고 석회 시용 후 3일간 안정화 시킨 다음 1일 차 암모니아 휘산량은 0.
니아 휘산량이 높은 것은 표층의 높은 암모니아태 질소 함량과 pH 때문이다(3) 그리고 짧은 시간 급격한 암모니아 휘산은 표층의 암모니아태 질소 농도를 저하 시키므로 이후 암모니아 휘산량이 급격히 감소된다20). 따라서 농경지에 시용된 가축분 퇴비 시용 후 즉시 경운이 암모니아 휘산을 크게 저감 시킨것은 시용 후 토양과 혼합함으로써 암모니아태 질소 농도를휘석하고 토양 교질에 흡착시킨 결과로 판단된다.
4%에 해당하는 양이다. 반면, 석회 표층살포 3일 후 퇴비를 시용 교반한 경우 (L+C₃D)는 27.7 kg N/ha, 퇴비 표층 살포 3일 후 석회를시용 교반한 경우(C+L3D) 31.4 kg N/ha의 암모니아가 휘산도] 어 l+C mix 처리구에 비해 22~31% 저감효과기- 있었다. 석회와 퇴비 동시 시용 후 교반 처리구(L+C mix)의 초기 6시간 동안 암모니아 휘산량은 퇴비표층 살포 3일 후 석회시용 교반 처리구보다 높았다.
4 kg N/ha의 암모니아가 휘산도] 어 l+C mix 처리구에 비해 22~31% 저감효과기- 있었다. 석회와 퇴비 동시 시용 후 교반 처리구(L+C mix)의 초기 6시간 동안 암모니아 휘산량은 퇴비표층 살포 3일 후 석회시용 교반 처리구보다 높았다. 그러나[시험 I]의 결과에서는 퇴비 시용 직후 토양과의 교반은 암모니아 휘산량을 현저히 감소 시켰다.
퇴비 시용 후 SA 처리구의 딘]위 시간당 암모니아 휘산량은 처리 6, 12, 24, 48, 72사간 이후 각각 1.73, 0.64, 0.27, 0.06, 0.06 kg N/ha/h로 처리 6시간 이후 급격히 떨어졌고, 24시간 이후 큰 변화가 없었으며, 처리 후 24시간 이내휘산된 암모니아 양은 13일 동안 휘산된 양의 약 61%이었다. 퇴비 처리 3일 후 경운 처리구의 단위 시간당 암모니아휘산 패턴은 SA 처리구와 비슷하였다.

참고문헌 (22)

Asman, W. A. H. (1994) Emission and deposition of ammonia and ammonium. Nova Acta Leopoldina 70, 263-297
Bobbink, R., Heil, G. W. and Raessen, M. B. (1992) Atmospheric deposition and canopy exchange processes in heartland ecosystems. Environ Pollut. 75, 29-37

상세보기
Gundersen, P. and Rasmussen, L. (1990) Nitrification in forest soils: effects from nitrogen deposition on soil acidification and aluminum release. Rev. Environ. Contam. T. 113, 1-45
Allen, A. G., Harrison, R. M. and Wake, M. T. (1988) A meso-scale study of the behaviour of atmospheric ammonia and ammonium. Atmos. Environ. 22, 1347-1353

상세보기
Erisman, J. W., Vermetten, A. W. M., Asman, W. A. H., Slanian, J. and Wayers-Ijpelaan, A. (1994) Vertical distribution of gases and aerosols: behaviour of ammonia and related components in the lower atmosphere. Atmos. Environ. 22, 1153-1160
Schlesinger, W. H and Hartley, A. E. (1992) A global budget for atmospheric $NH_3$ Biogeochemistry 15, 191-211

상세보기
Bouwman, A. F, Lee, D. S, Asman, W. A. H, Dentener, F. J, van der Hoek, K. W, and Olivier, J. G. J. (1997) A global high-resolution emission inventory for ammonia. Glob. Biogeochem. Cycle 11, 561-587

상세보기
Misselbrook, T. H., VanderWeerden, T. J., Pain, B. F., Jarvis, S. C., Chambers, B. J., Smith, K. A., Phillips, V. Rand Demmers, T. G. M. (2000) Ammonia emission factors for UK agriculture. Atmos. Environ. 34, 871-880

상세보기
ECETOC (1994) Ammonia emissions to air in Western Europe. Technical Report No. 62, European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals, Brussels, Belgium p. 196
Mackie, R. I., Stroot, P. G. and Varel, V. H. (1998) Biochemical identification and biological origin of key odor components in livestock waste. J. Anim. Sci. 76, 1331-1342

상세보기
Klaasen, G. (1994) Options and costs of controlling ammonia emission in Europe. Eur. Rev. Agric. Econ. 21, 219-240

상세보기
Sommer, S. G. and Hutchings, N. (1995) Techniques and strategies for the reduction of ammonia emission from agriculture. Water Air Soil Poll. 85, 237-248

상세보기
Meisinger, J. J. and Jokela, W. E. (2000) Ammonia volatilization from dairy and poultry manure. p. 334-354 in Managing, Nutrients and Pathogens from Animal Agriculture, NRAES-130, Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service, Ithaca, NY
Smith, K. A., Jackson, D. R., Misselbrook, T. H., Pain, B. F. and Johnson, R. A. (2000) Reduction of arrunonia emission by slurry application techniques. J. Agri. Engng. Res. 77, 277-287

상세보기
RDA (Rural Development Administration) (2007) Research and policy trends on the livestock manure for the sustainable agriculture. National Policy Report, p 10-12
Meisinger, J. J., Lefcourt, A. M. and Thompson, R. B. (2001) Constl1lction and validation of small mobile wind tunnels for studying ammonia volatilization. Appl. Eng. Agric. 17, 375-381
Missclbrook, T. Smith, K. A., Johnson, R. A. and Pain, B. F. (2002) Slurry application techniques to reduce ammonia emissions: results of some UK field-scale experiments. Biosyst. Eng. 81, 313-321

상세보기
Atia A. (2008) Ammonia volatilization from manure application. http://www.thecattlesite.com/articles/1387
Sommer, S. G. and Sherlock, R. R. (1996) pH and buffer component dynamics in the surface layers of animal slurries. J. Agric. Sci. 127, 109-116

상세보기
van der Molen, J., Beiljaars, A. C., Chardon, W. J., Jury, W. A. and van Faassen, H. G. (1990) $NH_3$ emission from arable land after application of cattle slurry, 2. Derivation of a transfer model. Neth. J. Agric. Sci. 38, 239-254
Sommer, S. G. and Hutchings, N. J. (2001) Ammonia emission from field applied manure and its reduction - invited paper. Eur. J. Agron. 15, 1-15

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Sommer, S. G. and Husted, S. (1995) A simple model of pH in slurry. J. Agric. Sci. 124, 447-453

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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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