논에서 SRI (System of Rice Intensification) 물 관리 방법을 적용한 온실가스 저감 효과 Mitigation of Greenhouse Gases by Water Management of SRI (System of Rice Intensification) in Rice Paddy Fields원문보기
논에서 온실가스 배출에 영향을 주는 가장 큰 요인인 물관리를 통하여 온실가스 감축효과를 파악하고자, 춘천시 신북읍 천전리에 위치한 강원대학교 벼 시험포장에서 메탄과 아산화질소 배출 시험을 수행하였다. 벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일~6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 $6,341kg\;ha^{-1}$로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID)와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다. 2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 $46.6m^3$, 간단관개 $39.5m^3$, SRI 물 관리 $24.5m^3$로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4% (SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다. 3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.
논에서 온실가스 배출에 영향을 주는 가장 큰 요인인 물관리를 통하여 온실가스 감축효과를 파악하고자, 춘천시 신북읍 천전리에 위치한 강원대학교 벼 시험포장에서 메탄과 아산화질소 배출 시험을 수행하였다. 벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일~6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 $6,341kg\;ha^{-1}$로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID)와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다. 2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 $46.6m^3$, 간단관개 $39.5m^3$, SRI 물 관리 $24.5m^3$로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4% (SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다. 3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.
Water competition among domestic, industrial and agricultural sectors has been gradually heightened recently in Korea as the lack of water supply is expected in the near future. About 46% of nation's water use is consumed in paddy farming to produce rice. And the conservation of water resource and q...
Water competition among domestic, industrial and agricultural sectors has been gradually heightened recently in Korea as the lack of water supply is expected in the near future. About 46% of nation's water use is consumed in paddy farming to produce rice. And the conservation of water resource and quality in agricultural sector is a pending issue in the nation's long term water management plan. New paddy rice farming techniques that use significantly less irrigation water are urgently required. System of Rice Intensification (SRI) that is now well known to produce more rice with less water consumption has not been tried in Korea yet. And environmental effect of SRI on greenhouse gases (GHGs) has not been well investigated. The objective of this study was to measure the effect of SRI on GHGs as well as water use and rice yield in a Korean paddy condition. Three experimental runoff plots $5{\times}15m$ in size were prepared at an existing paddy field. Runoff, GHGs emission and water quality were measured during the 2011 growing seasons while a Japonica rice variety was cultivated. Rice plants grew better and healthier in SRI plots than in continuously flooded (CF) and intermittently drained (ID) plots. Rice yield from SRI plots increased 112.8 (ID)~116.1 (CF)% compared with CF and ID plots. Irrigation requirement of SRI plots compared to CF plot reduced by 52.6% and ID plot reduced by 62.0%, meaning that about 37.9~47.4% of irrigation water could be saved. GHGs emission from SRI plots reduced by 71.8% compared to that from CF plot and by 18.4% compared to that from ID plot, meaning that SRI could help contribute to ease the greenhouse gas accumulation in the atmosphere. It was believed that SRI is a promising paddy farming technique that could increase rice yield, and reduce irrigation water requirement and GHGs emission not just in Korea but also other rice farming countries all over the world. However, it was recommended that long term studies under different conditions including rice variety, soil texture, water source, climate need to be conducted for reliable data for the development of environmental policies related to GHGs emission control and management.
Water competition among domestic, industrial and agricultural sectors has been gradually heightened recently in Korea as the lack of water supply is expected in the near future. About 46% of nation's water use is consumed in paddy farming to produce rice. And the conservation of water resource and quality in agricultural sector is a pending issue in the nation's long term water management plan. New paddy rice farming techniques that use significantly less irrigation water are urgently required. System of Rice Intensification (SRI) that is now well known to produce more rice with less water consumption has not been tried in Korea yet. And environmental effect of SRI on greenhouse gases (GHGs) has not been well investigated. The objective of this study was to measure the effect of SRI on GHGs as well as water use and rice yield in a Korean paddy condition. Three experimental runoff plots $5{\times}15m$ in size were prepared at an existing paddy field. Runoff, GHGs emission and water quality were measured during the 2011 growing seasons while a Japonica rice variety was cultivated. Rice plants grew better and healthier in SRI plots than in continuously flooded (CF) and intermittently drained (ID) plots. Rice yield from SRI plots increased 112.8 (ID)~116.1 (CF)% compared with CF and ID plots. Irrigation requirement of SRI plots compared to CF plot reduced by 52.6% and ID plot reduced by 62.0%, meaning that about 37.9~47.4% of irrigation water could be saved. GHGs emission from SRI plots reduced by 71.8% compared to that from CF plot and by 18.4% compared to that from ID plot, meaning that SRI could help contribute to ease the greenhouse gas accumulation in the atmosphere. It was believed that SRI is a promising paddy farming technique that could increase rice yield, and reduce irrigation water requirement and GHGs emission not just in Korea but also other rice farming countries all over the world. However, it was recommended that long term studies under different conditions including rice variety, soil texture, water source, climate need to be conducted for reliable data for the development of environmental policies related to GHGs emission control and management.
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문제 정의
논에서 온실가스 배출에 영향을 주는 가장 큰 요인인 물 관리를 통하여 온실가스 감축효과를 파악하고자, 춘천시 신북읍 천전리에 위치한 강원대학교 벼 시험포장에서 메탄과 아산화질소 배출 시험을 수행하였다. 벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일∼6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다.
따라서 본 논문에서는 온실가스 배출이 SRI 재배방법의 논물 관리를 통해 온실가스 감축효과와 벼 생산성 효과를 정량적으로 밝히고 온실가스 관리에 필요한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
가스시료 채취는 Yagi(1991)의 방법에 의하여 10:00∼13:00시 사이에 60 ml 주사기로 1주일에 2회 채취하여 분석하였다. Chamber 내 온도와 토양온도, 수온, 토양 Eh (산화환원전위)는 가스시료 채취를 시작할 때와 끝날 때 측정하였다.
0 mg kg-1이었다 (Table 1). 그리고 강수량은 자동기상관측장치 (Automatic Weather Station)를 이용하여 측정하였다.
물 관리는 SRI 처리에서 장마철 기간인 7월 20일∼8월 6일에는 실시하지 않았으며, 간단관개 처리는 중간낙수를 10일간 (6월 11일∼6월 20일) 1회 실시하였다.
벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일∼6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다.
채취한 공기 시료의 CH4 농도는 6 port gas sampling valve가 장착된 GC-FID (Varian 3800)로 분석하였으며, column은 Porapack N (80/100 mesh)을 충전한 1/8″×2 m의 stainless steel tubing column이었고 carrier gas는 N2로 유속을 분당 30 ml로 조절하였다.
대상 데이터
CH4와 N2O 플럭스를 조사하기 위해 簡易閉鎖靜態 chamber법 (Shin 등, 1995)을 이용하였으며, 설치된 chamber는 밑면적이 0.36 m2 (0.6×0.6 m)이고 높이가 1 m인 투명한 polyacrylic plastic의 소재로 제작하였다 (Fig. 1).
본 시험은 온실가스 배출이 SRI 재배방법의 논물 관리를 통해 온실가스 감축효과를 살펴보기 위해 춘천시에 위치한 강원대학교의 벼 재배 시험포장에서 2011년에 수행하였다. 시험포장의 토양 입도분포는 모래 48.
이론/모형
가스시료 채취는 Yagi(1991)의 방법에 의하여 10:00∼13:00시 사이에 60 ml 주사기로 1주일에 2회 채취하여 분석하였다.
시비는 농촌진흥청 작물별 시비처방기준 (1999)에 의한 표준시비방법으로 하였다. 시비처리로 화학비료는 N-P2O5-K2O : 110-30-30 kg ha-1 질소는 요소를 2회 분시, 인산은 용성인비로 전량 기비, 칼리는 염화칼리를 1회 분시 하였으며, 논물 관리 처리는 상시담수와 벼 생육기간 중 2회 (이앙 후 30일부터 10일간 및 이삭 패기 전 35일부터 10일간) 낙수한 간단관개 그리고 완전 물 떼기를 제외한 전 생육기간 동안 1∼2 cm 담수깊이까지 논물을 채운다음 자연소모 (토양중 침수와 증발)로 토양 바닥이 실금이 보이면 물을 다시 1∼2 cm 관개하는 SRI 물 관리 농법 처리 등 3처리를 두었다.
성능/효과
1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 6,341 kg ha-1로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID) 와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다.
2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 46.6 m3, 간단관개 39.5 m3, SRI 물 관리 24.5 m3로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4%(SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다.
3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.
논물 관리에 따른 쌀의 품질은 Table 4와 같다. SRI 처리에서는 한국의 양질미 품종 선발 기준의 단백질 함량인 6%에 비교적 가까운 수치를 기록하였으며, 쌀의 품질에서 완전립 (Head rice)의 경우 가장 높은 값을 나타냈다. 이에 반해 상시담수와 간단관개 처리는 단백질 함량이 7.
특히, 6월 22일 이후 약 8일 동안 지속적인 강우로 인해 400 mm 이상의 폭우가 내렸고, 7월 24일부터 28일까지 4일간 약 500 mm 이상의 기록적인 강우량을 보였다. Table 3에서 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 6,341 kgha-1로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개 (ID) 와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다.
또한 N2O의 지구온난화잠재력 총 배출량은 논에서 CH4 배출량 (1,904.7∼15,569.4 kg CO2 ha-1)보다 배출 (62.0∼217.0 kg CO2 ha-1)이 적어, 저감 효과는 미미한 것으로 나타났다.
3과 같다. 메탄 배출량은 상시담수 (CF)에서 458 kg CH4 ha-1인데 비하여 간단관개 (ID)는 157.7 kg CH4 ha-1로 간단관개가 65.6%, 그리고 SRI는 72.3% 감축하였다. 아산화질소의 배출량의 경우 상시담수 0 kg CH4 ha-1에 비해 간단관개 와 SRI 처리 각각 0.
본 시험은 온실가스 배출이 SRI 재배방법의 논물 관리를 통해 온실가스 감축효과를 살펴보기 위해 춘천시에 위치한 강원대학교의 벼 재배 시험포장에서 2011년에 수행하였다. 시험포장의 토양 입도분포는 모래 48.6%, 미사 35.8% 및 점토 17.5%로 양토이며, 토양은 유기물 함량이 28.0 g kg-1이고 유효인산이 135.0 mg kg-1이었다 (Table 1). 그리고 강수량은 자동기상관측장치 (Automatic Weather Station)를 이용하여 측정하였다.
3% 감축하였다. 아산화질소의 배출량의 경우 상시담수 0 kg CH4 ha-1에 비해 간단관개 와 SRI 처리 각각 0.007 kg N2O ha-1, 0.074 kg N2O ha-1로 나타났다. 상시담수와 간단관개 총 배출량 비교는 Kim 등 (2002)의 결과에 나타난 양상과 비슷하였다.
O의 총 배출량을 지구온난화잠재력 (GWP)으로 환산하여 비교한 결과는 Table 5과 같다. 온실가스 배출은 물 관리 조건에서 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI는 71.8% 감축효과가 있는 것으로 나타났다.
이에 반해 상시담수와 간단관개 처리는 단백질 함량이 7.9%로 높게 측정되었는데 단백질 함량과 식이치 (윤기치, Palatability)는 반비례 관계로 단백질 함량이 높은 상시담수와 간단관개의 경우 식이치가 58∼62로 가장 낮게 측정되었다.
재배기간 중 용수사용량은 이앙전 써레질 3.75 m3를 제외하고 상시담수 처리의 경우 총 용수사용량이 46.6 m3으로 나타났으며, 중간낙수 2회 처리한 간단관개 처리는 39.5 m3, SRI 물 관리 처리가 24.5 m3로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2%, 47.4%의 농업용수를 절감한 것으로 조사되었다(Table 5).
6 mm의 범위로 큰 차이를 보였으며, 총 48회에 걸쳐 비가 내렸다. 특히, 6월 22일 이후 약 8일 동안 지속적인 강우로 인해 400 mm 이상의 폭우가 내렸고, 7월 24일부터 28일까지 4일간 약 500 mm 이상의 기록적인 강우량을 보였다. Table 3에서 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 6,341 kgha-1로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개 (ID) 와 SRI 처리에서 각각 13.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
SRI 벼 재배방법의 장점은?
국제미작연구소 (IRRI)는 2004년에 21세기 논 농업의 연구개발목표로 농지의 생산성 증대, 관개용수의 효율성 증대, 낮은 비용 높은 생산성 농업기술 개발, 환경 친화적 재배기술 개발, 병충해 저항성 증대기술 개발, 기후변화 대응성의 향상, 쌀의 품질개선, 그리고 농업인의 수익성 개선 등 8가지를 제시하였다. 이와 같은 8가지의 목표를 만족시킬 수 있는 논벼 재배방법으로 각광받는 방법 중의 하나가 SRI 이며, SRI 벼 재배방법의 가장 큰 효과는 벼 생산성 제고와 용수 공급량 절감을 들 수 있다 (IRRI, 2007).
21세기 논 농업의 연구개발목표로 무엇을 제시하였는가?
그 후 Norman (2008)에 의하여 전 세계로 널리 확산되고 있는 추세이다. 국제미작연구소 (IRRI)는 2004년에 21세기 논 농업의 연구개발목표로 농지의 생산성 증대, 관개용수의 효율성 증대, 낮은 비용 높은 생산성 농업기술 개발, 환경 친화적 재배기술 개발, 병충해 저항성 증대기술 개발, 기후변화 대응성의 향상, 쌀의 품질개선, 그리고 농업인의 수익성 개선 등 8가지를 제시하였다. 이와 같은 8가지의 목표를 만족시킬 수 있는 논벼 재배방법으로 각광받는 방법 중의 하나가 SRI 이며, SRI 벼 재배방법의 가장 큰 효과는 벼 생산성 제고와 용수 공급량 절감을 들 수 있다 (IRRI, 2007).
SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 어떠한가?
1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 6,341 kg ha-1로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID) 와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다.
2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 46.6 m3, 간단관개 39.5 m3, SRI 물 관리 24.5 m3로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4%(SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다.
3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.
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