목편살수여상 침출액비와 어분, 골분, 게껍질 혼합액을 이용한 상추의 수경재배 Hydroponic Culture of Leaf Lettuce Using Mixtures of Fish Meal, Bone Meal, Crab Shell and the Pig Slurry Leachate of Woodchip Trickling Filter원문보기
본 연구는 목편살수여상 pilot 장치를 설치하여 스크레파 축사에서 배출되는 뇨오수를 원수로 사용하여 가동한 후 침출액비를 공시재료로 하여 상추 양액재배 시험을 실시하였다. 처리구는 침출액비 (SL) 단독처리구, 침출 액비+어분 (SL+FM), 침출액비+골분 (SL+BM), 침출액비+게껍질 (SL+CS) 혼합처리구. 침출 액비+부산물 (SL+FM+BM+CS) 혼합처리구, 대조구로 원예연 상추양액 (NS) 처리구 등 6개 처리구를 두었다. 침출액비와 부산물 혼합처리 후 전기전도도와 pH를 조정하여 상추의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 목편살수여상 처리 과정중 pH는 처리 시작전 7.3에서 처리 후 8.5로 상승하였다. 전기전도도 (EC)는 처리전 17.05 mS/cm에서 처리 후 30일에는 9.7 mS/cm로 낮아졌다. 2. 침출액비는 부유물질 (SS)이 낮아 수경 재배시 관배수의 막힘문제 없이 활용이 가능하였다. 침출액비는 양분조성에서 칼륨함량이 높고 인산 함량이 낮았다. 3. 침출액비시용구 (SL)의 상추수량은 원예 연 표준양액재배 대비 75%를 나타내어 25% 수량저하를 나타내었다. 침출액비을 어분. 골분. 게껍질을 혼합한 처리구는 대조구 대비 85%. 79%. 80% 수량을 나타내어 어분의 첨가 효과가 가장 높았다. 침출액비와 어분 혼합액은 침출액비 단독처리구 보다 10% 증수를 나타내어 유기양액의 대체 원료로 사용이 가능 할 것으로 보인다.
본 연구는 목편살수여상 pilot 장치를 설치하여 스크레파 축사에서 배출되는 뇨오수를 원수로 사용하여 가동한 후 침출액비를 공시재료로 하여 상추 양액재배 시험을 실시하였다. 처리구는 침출액비 (SL) 단독처리구, 침출 액비+어분 (SL+FM), 침출액비+골분 (SL+BM), 침출액비+게껍질 (SL+CS) 혼합처리구. 침출 액비+부산물 (SL+FM+BM+CS) 혼합처리구, 대조구로 원예연 상추양액 (NS) 처리구 등 6개 처리구를 두었다. 침출액비와 부산물 혼합처리 후 전기전도도와 pH를 조정하여 상추의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 목편살수여상 처리 과정중 pH는 처리 시작전 7.3에서 처리 후 8.5로 상승하였다. 전기전도도 (EC)는 처리전 17.05 mS/cm에서 처리 후 30일에는 9.7 mS/cm로 낮아졌다. 2. 침출액비는 부유물질 (SS)이 낮아 수경 재배시 관배수의 막힘문제 없이 활용이 가능하였다. 침출액비는 양분조성에서 칼륨함량이 높고 인산 함량이 낮았다. 3. 침출액비시용구 (SL)의 상추수량은 원예 연 표준양액재배 대비 75%를 나타내어 25% 수량저하를 나타내었다. 침출액비을 어분. 골분. 게껍질을 혼합한 처리구는 대조구 대비 85%. 79%. 80% 수량을 나타내어 어분의 첨가 효과가 가장 높았다. 침출액비와 어분 혼합액은 침출액비 단독처리구 보다 10% 증수를 나타내어 유기양액의 대체 원료로 사용이 가능 할 것으로 보인다.
The pig slurry leachate was dark brown-colored solution that leaches out of woodchip trickling filter. The purpose of this research was to investigate the effect of pig slurry leachate and byproduct on growth characteristics of leaf lettuce in hydroponics culture. The effects of addition of fish mea...
The pig slurry leachate was dark brown-colored solution that leaches out of woodchip trickling filter. The purpose of this research was to investigate the effect of pig slurry leachate and byproduct on growth characteristics of leaf lettuce in hydroponics culture. The effects of addition of fish meal, bone meal and crab shell for the growth of leaf lettuce were investigated. Leaf lettuce were grown in each of six combination treatment solutions; slurry leachate, slurry leachate + fish meal, slurry leachate+bone meal, slurry leachate + crab shell and chemical hydroponic solution for lettuce based on EC content. The chemical nutrient solution was the solution of National Horticulture Research Station for the growth of lettuce. The all of nutrient solution was adjusted 1.5 mS/cm in EC in hydroponics culture. 1. The pH level of leachate of trickling filter was increased and EC decreased gradually during treatment. Pig slurry leachate was low in suspended solids (SS), phosphorus (P), but rich in potassium (K). 2. The plot of slurry leachate (SL) was lowest in the growth characteristics of lettuce. The leaf length and width of lettuce treated with mixture plot of slurry leachate and fish meal (SL + FM) was higher compared with plot in slurry leachate. The chlorophyll reading was reduced in plot treated with slurry leachate, but that in plot of SL+FM was similar compared with control plot. 3. The fresh weight of lettuce showed lowest in the plot treated with slurry leachate. The addition of fish meal increased the yield of comparing plot of slurry leachate, but plots of bone meal and crab shell addition were not significantly difference. The fresh weight of leaf lettuce in plot of SL+FM was 87% as 400.0g compared with control. In conclusion, the mixture solution of pig slurry leachate and fish meal could be used as a nutrition solution of organic lettuce hydroponics.
The pig slurry leachate was dark brown-colored solution that leaches out of woodchip trickling filter. The purpose of this research was to investigate the effect of pig slurry leachate and byproduct on growth characteristics of leaf lettuce in hydroponics culture. The effects of addition of fish meal, bone meal and crab shell for the growth of leaf lettuce were investigated. Leaf lettuce were grown in each of six combination treatment solutions; slurry leachate, slurry leachate + fish meal, slurry leachate+bone meal, slurry leachate + crab shell and chemical hydroponic solution for lettuce based on EC content. The chemical nutrient solution was the solution of National Horticulture Research Station for the growth of lettuce. The all of nutrient solution was adjusted 1.5 mS/cm in EC in hydroponics culture. 1. The pH level of leachate of trickling filter was increased and EC decreased gradually during treatment. Pig slurry leachate was low in suspended solids (SS), phosphorus (P), but rich in potassium (K). 2. The plot of slurry leachate (SL) was lowest in the growth characteristics of lettuce. The leaf length and width of lettuce treated with mixture plot of slurry leachate and fish meal (SL + FM) was higher compared with plot in slurry leachate. The chlorophyll reading was reduced in plot treated with slurry leachate, but that in plot of SL+FM was similar compared with control plot. 3. The fresh weight of lettuce showed lowest in the plot treated with slurry leachate. The addition of fish meal increased the yield of comparing plot of slurry leachate, but plots of bone meal and crab shell addition were not significantly difference. The fresh weight of leaf lettuce in plot of SL+FM was 87% as 400.0g compared with control. In conclusion, the mixture solution of pig slurry leachate and fish meal could be used as a nutrition solution of organic lettuce hydroponics.
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문제 정의
본 연구는 돈분뇨 뇨오수의 목편살수여상 처리에서 여과되어 나오는 침출액비와 어분, 골분, 게껍질 추출액의 혼합액이 양액재배에서 상추의 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다.
제안 방법
본 시험의 처리내용은 표 3과 같다. 각 처리구는 살수여상 침출액비와 친환경농자재를 혼합하여 시용하는 조합처리를 두었다. 처리구는 침출액비 단독처리구와 침출액비와 어분, 골분, 게껍질 등 친환경농자재를 각각 50% 혼합하는 처리구를 두었고 대조구로 양액처리구 (NS)를 두었다.
살수여상조는 직경 1,000 mm, 높이 1,500 mm의 탱크관으로 제작하였다. 목편 살수여상 Pilot system은 바닥에 다공성 상자를 1열로 설치하여 하부의 공기가 상부로 이동되게 설계하였다. 살수는 지상에 살수관을 만들고 6개의 살수노즐을 설치하여 균등 살수를 실시하였다.
본 연구는 목편살수여상 pilot 장치를 설치하여 스크레파 축사에서 배출되는 뇨오수를 원수로 사용하여 가동한 후 침출액비를 공시 재료로 하여 상추 양액재배 시험을 실시하였다. 처리구는 침출액비 (SL) 단독처리구, 침출액비+어분 (SL+FM), 침출액비+골분 (SL+BM), 침출액비+게껍질 (SL+CS) 혼합처리구, 침출액비+부산물 (SL+FM+BM+CS) 혼합처리구, 대조구로 원예연 상추양액 (NS) 처리구 등 6개 처리구를 두었다.
본 연구는 스크레파 양돈 돈사에서 분은 퇴비화 처리하고 뇨오수를 정화처리하는 농장의 뇨오수를 시험재료로 하여 일일 1.5톤 처리 규모의 pilot 실험장치를 설치하여 가동하였다. 처리공정은 저장조, 진동스크린조, 목편살수여상조의 과정으로 처리되게 구성되어 있다.
목편 살수여상 Pilot system은 바닥에 다공성 상자를 1열로 설치하여 하부의 공기가 상부로 이동되게 설계하였다. 살수는 지상에 살수관을 만들고 6개의 살수노즐을 설치하여 균등 살수를 실시하였다. 살수관은 분사노즐 방식으로 선택하여 직선으로 설치하여 살수되게 하였다.
처리공정은 저장조, 진동스크린조, 목편살수여상조의 과정으로 처리되게 구성되어 있다. 살수여상 운전은 Basch식으로 연속하여 살수하는 방식으로 운전하였다. 송풍기는 60W를 사용하였으며 송풍량은 시간당 72 m3이다.
상추의 조사항목은 초장, 줄기직경, 지상부 생체중 및 건물중, 엽록소 함량 등을 조사하였다. 생육조사는 처리구당 20개체를 선정하여 조사하였다.
정식은 20cm 간격으로 1주씩 심어 재식거리가 20×20cm가 되도록 하였다. 시험구는 임의배치 3반복으로 배치하였다. 대조구 양액은 원예연구소의 상추 양액재배 전용 배양액을 공급하였다.
양액재배 방식은 고형배지경 양액재배 방식으로 하였고 재배상은 800×70×15cm (길이×너비×깊이)이었으며 암면배지상의 바닥에 0.05 mm 두께의 PE필름을 깔았다.
05 mm 두께의 PE필름을 깔았다. 양액재배 양액은 70L 용량의 양액통에 양수량 40L/min의 수중 펌프를 사용하여 주야간 매 1시간 마다 15분씩 급액 되도록 하였다. 정식은 20cm 간격으로 1주씩 심어 재식거리가 20×20cm가 되도록 하였다.
원료 상태의 어분, 골분, 게껍질을 액비화하기 위하여 목초액 5리터에 친환경농자재(어분, 골분, 게껍질) 5 kg을 혼합하여 7일간 상온보관 후 주요 성분 함량을 분석하였다.
정식은 20cm 간격으로 1주씩 심어 재식거리가 20×20cm가 되도록 하였다.
본 연구는 목편살수여상 pilot 장치를 설치하여 스크레파 축사에서 배출되는 뇨오수를 원수로 사용하여 가동한 후 침출액비를 공시 재료로 하여 상추 양액재배 시험을 실시하였다. 처리구는 침출액비 (SL) 단독처리구, 침출액비+어분 (SL+FM), 침출액비+골분 (SL+BM), 침출액비+게껍질 (SL+CS) 혼합처리구, 침출액비+부산물 (SL+FM+BM+CS) 혼합처리구, 대조구로 원예연 상추양액 (NS) 처리구 등 6개 처리구를 두었다. 침출액비와 부산물 혼합처리 후 전기전도도와 pH를 조정하여 상추의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다.
각 처리구는 살수여상 침출액비와 친환경농자재를 혼합하여 시용하는 조합처리를 두었다. 처리구는 침출액비 단독처리구와 침출액비와 어분, 골분, 게껍질 등 친환경농자재를 각각 50% 혼합하는 처리구를 두었고 대조구로 양액처리구 (NS)를 두었다.
엽록소 측정치 (SPAD reading value)는 간이 엽록소측정장치 (Minolta Japan, SPAD-502)을 이용하였다. 측정엽은 가장 넓은 엽으로 하였으며 반복당 5주씩, 1주당 10회씩 측정하여 평균처리 하였다. 기타 생육특성은 농촌진흥청이 제시한 농사시험연구조사기준(농촌진흥청, 1995)에 의거하여 조사하였다.
대상 데이터
상추 재배시험은 2009년에 강원도 횡성군 반곡리 농가 비닐하우스에서 수행하였다. 공시 상추의 품종은 적치마 상추를 사용하였다. 상추 파종은 5월 25일에 실시하였으며 정식은 큐브에서 암면배지에 2009년 7월 18일에 실시하였다.
시험구는 임의배치 3반복으로 배치하였다. 대조구 양액은 원예연구소의 상추 양액재배 전용 배양액을 공급하였다. 1일 양액투입량은 주당 1~2ℓ으로 하였다.
본 연구의 공시 액비는 경기도 여주군 대신면 농장의 돈분액비를 원수로 이용하였다. 스크레파 돈사에서 발생하는 뇨오수의 이화학적 특성을 보면 유기물 농도의 경우 BOD 21,800 mg/ℓ, CODmn의 경우에 29,500 mg/ℓ으로 총 유기물 중 생물학적으로 산화가능한 물질인 BOD5 유발물질이 CODmn 유발물질 보다 낮음을 알 수 있다.
살수여상조는 직경 1,000 mm, 높이 1,500 mm의 탱크관으로 제작하였다. 목편 살수여상 Pilot system은 바닥에 다공성 상자를 1열로 설치하여 하부의 공기가 상부로 이동되게 설계하였다.
상추 재배시험은 2009년에 강원도 횡성군 반곡리 농가 비닐하우스에서 수행하였다. 공시 상추의 품종은 적치마 상추를 사용하였다.
공시 상추의 품종은 적치마 상추를 사용하였다. 상추 파종은 5월 25일에 실시하였으며 정식은 큐브에서 암면배지에 2009년 7월 18일에 실시하였다. 시험은 2009년 6월 20일에서 2009년 8월 29일 까지 수행하였다.
상추의 조사항목은 초장, 줄기직경, 지상부 생체중 및 건물중, 엽록소 함량 등을 조사하였다. 생육조사는 처리구당 20개체를 선정하여 조사하였다. 건물수량은 생체중를 측정한 후 건조기에 넣어 65℃에서 72시간 건조 시켜 건물중를 측정하였다.
상추 파종은 5월 25일에 실시하였으며 정식은 큐브에서 암면배지에 2009년 7월 18일에 실시하였다. 시험은 2009년 6월 20일에서 2009년 8월 29일 까지 수행하였다.
충진물질인 여재는 평균크기가 가로 7.5cm, 세로 5.5 cm, 두께 0.95 cm인 평행사변형 형태이며, 표면적과 공극율이 각각 180m2/m3, 78%인 목편칩을 총 1.5m3 사용하였다. 가도관을 횡단면에서 관찰하여 보면 Fig.
데이터처리
통계 처리는 모든 자료들에 대하여 SAS package (SAS Institute, 1998)의 GLM procedure로 분산분석을 실시하였으며, Duncan’s new multiple test를 이용하여 95% 수준에서 유의성을 검정하였다.
이론/모형
각 항목의 분석방법은 폐기물 공정시험법에 따라 분석하였다. pH는 ORION model 420A을 사용한 이온전극법 (Ionic electronic method), EC (Electronic Conductivity: mS)는 TOA model CM-7B로 측정하였다. 또한, T-N (Total Nitrogen)은 spectrophotometric method, T-P (Total Phosphates)는 Ascorbic acid method 로 분석하였다.
각 항목의 분석방법은 폐기물 공정시험법에 따라 분석하였다. pH는 ORION model 420A을 사용한 이온전극법 (Ionic electronic method), EC (Electronic Conductivity: mS)는 TOA model CM-7B로 측정하였다.
측정엽은 가장 넓은 엽으로 하였으며 반복당 5주씩, 1주당 10회씩 측정하여 평균처리 하였다. 기타 생육특성은 농촌진흥청이 제시한 농사시험연구조사기준(농촌진흥청, 1995)에 의거하여 조사하였다. 통계 처리는 모든 자료들에 대하여 SAS package (SAS Institute, 1998)의 GLM procedure로 분산분석을 실시하였으며, Duncan’s new multiple test를 이용하여 95% 수준에서 유의성을 검정하였다.
8의 분석방법을 적용하였다. 단, Sodium은 EPA method 200.9의 분석방법을 적용하였다. 단종 다량원소 분석은 AA (Perkin Elmer model :5100PC)를 사용하였으며, EPA Method 3050B 의 전처리방법과 EPA Method 200.
9의 분석방법을 적용하였다. 단종 다량원소 분석은 AA (Perkin Elmer model :5100PC)를 사용하였으며, EPA Method 3050B 의 전처리방법과 EPA Method 200.9의 분석 방법을 적용하였다.
pH는 ORION model 420A을 사용한 이온전극법 (Ionic electronic method), EC (Electronic Conductivity: mS)는 TOA model CM-7B로 측정하였다. 또한, T-N (Total Nitrogen)은 spectrophotometric method, T-P (Total Phosphates)는 Ascorbic acid method 로 분석하였다. 이온성 원소 (F－: Fluoride ion, NO2－: Nitrite Nitrogen, NO3－: Nitrate Nitrogen, PO4－: Orthophosphates, NH4+: ammoniac Nitrogen, SO42－: Sulfuric ion, Cl－: Chloride ion)의 분석은 IC (Dionex model:DX-120)를 사용하였으며, Standard method 4110으로 분석하였다.
정식 60일 후 상추의 엽과 줄기의 생체 및 건물중은 표 11와 같다. 상추의 엽생체중은 침출액비 단독처리구에서는 양액처리구에 비하여 현저히 적었으나 침출액비+어분처리구에서는 침출액비 단독처리구 보다 생체중이 높았다. Blair 등(1970)은 양액내의 질소의 균형에서 NH4-N이 적을 때 수량이 증대된다고 하였다.
정식 후 45일의 상추 생육 특성은 정식 후 30일과 유사한 경향를 나타내었으며 전반적으로 1차 수확시 보다 엽장, 엽폭, 엽 수가 적어졌다. 상추의 엽장, 엽폭은 양액처리구에서 가장 컷으며 어분혼합 처리구에서 침출액비 단독처리구 보다 유의성 있게 높아졌다. 엽수, 경장은 엽장과 같은 경향이었다.
본 연구에 사용된 친환경농자재인 어분, 골분, 게껍질의 재료별 이화학적 성분 함량은 표 2와 같다. 어분은 T-N, P2O5, K2O 함량이 각각 8.0, 2.2, 1.65%로 질소 함량이 가장 높았고 골분은 0.5, 8.5, 0.72%로 인산함량이 높았고, 게껍질은 질소, 인산 함량이 칼륨 보다 상대적으로 높았다.
엽수, 줄기직경, 절간장은 엽장, 엽폭과 같은 경향으로 침출액비 + 어분 (SL+FM) 처리구에서 침출액비 처리구 보다 양호한 생육을 나타내었다. 침출액비 + 골분 (SL + BM) 처리구는 침출액비 단독처리구와 비슷한 생육측정치를 나타내었다.
정식 후 45일 상추의 식물체당 생체중은 침출액비 처리구에서 86.5g으로 대조구인 양액처리구 보다 유의성 있게 낮았다. 상추 생체중은 침출액비 + 어분 혼합시용구에서 99.
상추의 정식 후 45일의 생육특성은 표 8과 같다. 정식 후 45일의 상추 생육 특성은 정식 후 30일과 유사한 경향를 나타내었으며 전반적으로 1차 수확시 보다 엽장, 엽폭, 엽 수가 적어졌다. 상추의 엽장, 엽폭은 양액처리구에서 가장 컷으며 어분혼합 처리구에서 침출액비 단독처리구 보다 유의성 있게 높아졌다.
2g으로 대조구인 양액처리구 대비 77%를 나타내었다. 침출액비 + 어분 (SL + FM), 침출액비+골분 (SL + BM) 혼합구의 생체중은 각각 155.3, 140.8 g로 대조구 대비 각각 87, 79%로 골분은 첨가 효과가 크게 나타났지 않았으나 어분 첨가구는 침출액비 단독시용구 보다 10%의 생체중 증가를 나타내었다.
상추의 1차, 2차, 3차 수확량을 합산한 생체중은 침출액비 단독처리구는 대조구 대비 75%의 수량을 나타내다. 침출액비+어분, 침출액비+골분, 침출액비+게껍질 첨가시용구의 상추 수량은 대조구 대비 각각 87, 79, 80%를 나타내어 어분첨가 효과가 골분, 게껍질보다 높았다.
침출액비을 어분, 골분, 게껍질을 혼합한 처리구는 대조구 대비 85%, 79%, 80% 수량을 나타내어 어분의 첨가 효과가 가장 높았다. 침출액비와 어분 혼합액은 침출액비 단독처리구 보다 10% 증수를 나타내어 유기양액의 대체 원료로 사용이 가능 할 것으로 보인다.
2 g로 대조구 대비 86% 생산성을 나타내다. 침출액비와 어분, 게껍질 혼합처리구의 상추 생체중은 어분첨가구에 미치지 못하였으나 침출액비 단독시용구 보다는 다소 높았다.
침출액비시용구 (SL)의 상추수량은 원예연 표준양액재배 대비 75%를 나타내어 25%수량저하를 나타내었다. 침출액비을 어분, 골분, 게껍질을 혼합한 처리구는 대조구 대비 85%, 79%, 80% 수량을 나타내어 어분의 첨가 효과가 가장 높았다. 침출액비와 어분 혼합액은 침출액비 단독처리구 보다 10% 증수를 나타내어 유기양액의 대체 원료로 사용이 가능 할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상추란?
상추 (Lactuca sativa L.)는 아시아 내륙지방이 원산지로 재배 역사가 매우 오래된 채소로서 동서양를 막론하고 샐러드용으로 많이 이용하고 있다. 우리나라에서 가장 많이 재배되는 것은 주로 쌈용으로 이용되는 잎 상추로 적․청축면 상추와 적․청치마 상추가 대부분인 반면 서양에서는 결구상추가 재배 되고 있다.
유기물 액비를 활용한 수경 (organic hydroponics) 재배의 가장 큰 해결과제는?
유기물 액비를 활용한 수경 (organic hydroponics) 재배의 가장 큰 해결과제는 수경용 유기양액의 개발이다. Jarecki 등 (2005)은 퇴비단여과액비 (compost leachate)에 의한 수경재배의 가능성를 평가하였으며, 유기물을 이용한 수경재배 양액의 원료로 지렁이부산물 액비, 구아노, 어분 등이 활용되고 있다 (Li, 2005)
목편살수여상 pilot 장치를 설치하여 스크레파 축사에서 배출되는 뇨오수를 원수로 사용하여 가동한 후 침출액비를 공시 재료로 하여 상추 양액재배 시험을 실시한 결과는?
침출액비와 부산물 혼합처리 후 전기전도도와 pH를 조정하여 상추의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 목편살수여상 처리 과정중 pH는 처리 시작전 7.3에서 처리 후 8.5로 상승하였다. 전기전도도 (EC)는 처리전 17.05 mS/cm에서 처리 후 30일에는 9.7 mS/cm로 낮아졌다. 2. 침출액비는 부유물질 (SS)이 낮아 수경 재배시 관배수의 막힘문제 없이 활용이 가능하였다. 침출액비는 양분조성에서 칼륨함량이 높고 인산 함량이 낮았다. 3. 침출액비시용구 (SL)의 상추수량은 원예 연 표준양액재배 대비 75%를 나타내어 25% 수량저하를 나타내었다. 침출액비을 어분. 골분. 게껍질을 혼합한 처리구는 대조구 대비 85%. 79%. 80% 수량을 나타내어 어분의 첨가 효과가 가장 높았다. 침출액비와 어분 혼합액은 침출액비 단독처리구 보다 10% 증수를 나타내어 유기양액의 대체 원료로 사용이 가능 할 것으로 보인다.
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