$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

[국내논문] 항온 배양 논토양 조건에서 비산재 처리에 따른 CH4와 CO2 방출 특성
Fly Ash Application Effects on CH4 and CO2 Emission in an Incubation Experiment with a Paddy Soil 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.45 no.5, 2012년, pp.853 - 860  

임상선 (전남대학교 지역.바이오시스템공학과) ,  최우정 (전남대학교 지역.바이오시스템공학과) ,  김한용 (전남대학교 식물생명공학부) ,  정재운 (국립환경과학원 영산강물환경연구소) ,  윤광식 (전남대학교 지역.바이오시스템공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

비산재 혼합에 의한 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감 가능성을 조사하기 위해 질소 ($(NH_4)_2SO_4$) 무처리구와 처리구를 두고 비산재를 0, 5, 10% 수준으로 혼합한 후 토양 수분 변동조건 (습윤기간, 전이기간, 건조기간)에서 60일간 실험실내 항온배양실험을 통해 $CH_4$$CO_2$ flux를 분석하였다. 전체 항온배양기간 중 평균 $CH_4$ flux는 $0.59{\sim}1.68mg\;CH_4\;m^{-2}day^{-1}$의 범위였으며, 질소 무처리구에 비해 처리구에서 flux가 낮았는데, 이는 질소 처리시 함께 시용된 $SO_4^{2-}$전자수용체 기능에 의해 $CH_4$ 생성이 억제되었기 때문으로 판단되었다. 질소 무처리구와 처리구에서 비산재 10% 처리에 의해 $CH_4$ flux가 각각 37.5%와 33.0% 감소하였는데, 이는 물리적인 측면에서 미립질 (실트 함량 75.4%)인 비산재 시용에 의해 통기성 대공극량이 감소되어 $CH_4$ 확산 속도가 저감되었기 때문으로 판단되었다. 또한, 생화학적 측면에서는 비산재의 $CO_2$ 흡착능에 의해 $CH_4$ 생성의 주요 기작 중 하나인 이산화탄소 환원에 필요한 $CO_2$ 공급이 억제된 것도 원인 일 수 있다. 한편, 전체 항온 배양 기간의 평균 $CO_2$ flux ($0.64{\sim}0.90g\;CO_2\;m^{-2}day^{-1}$) 역시 질소 무처리구가 질소 처리구보다 높았다. 이는 일반적으로 질소 시비에 의해 토양 호흡량이 증가한다는 기존의 연구결과와는 상이한데, 본 연구에서 질소 처리에 의해 활성화된 미생물에 의해 $CO_2$ flux 최초 측정 시점 (처리 후 2일째) 이전에 이미 상당한 양의 $CO_2$가 이미 방출되어 실측 flux에 반영되지 못했기 때문으로 설명이 가능했다. $CH_4$과 유사하게 $CO_2$ flux도 비산재무처리구에 비해 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였는데, 이는 비산재의 원소 구성 중 Ca과 Mg과 토양수내 탄산이온의 탄산염 ($CaCO_3$$MgCO_3$)화 반응에 의한 $CO_2$ 침전 때문이다. 이상과 같은 비산재 처리에 의한 $CH_4$$CO_2$ flux 감소에 의해 지구온난화지수 역시 비산재 10% 처리구에서 약 20% 감소하였다. 따라서, 비산재는 논 토양에서 $CH_4$$CO_2$ 방출 저감에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 실재 벼 재배 포장에서의 실험을 통한 추가적인 검증이 필요하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To estimate potential use of fly ash in reducing $CH_4$ and $CO_2$ emission from soil, $CH_4$ and $CO_2$ fluxes from a paddy soil mixed with fly ash at different rate (w/w; 0, 5, and 10%) in the presence and absence of fertilizer N ($(NH_4)_2SO_4$

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 향후 농경지 토양에서 CO2 및 CH4 발생 저감을 위한 토양개량제로서의 비산재의 활용 가능성을 탐색하기 위한 예비 연구의 한 방편으로 농경지 토양을 대상으로 수분변동조건에서 비산재 처리 수준에 따른 CO2와 CH4 방출량을 조사하였다.
  • 본 연구는 비료 종류 및 토양개량제 투입에 따른 CO2와 CH4 방출 특성을 구명하기 위해 수행된 다양한 연구의 일부로 수행되었으며, Eh 및 수분함량 변화는 이미 Lim et al. (2012a)에 이미 보고되었다. 개략적으로 설명하면, 산화환원전위차는 처리간 차이가 나타나지 않았으며, 담수 직후 200 mV에서 30일까지 Eh가 -400 mV까지 지속적으로 감소하였고, 수분공급을 중단한 30일 이후부터 지속적으로 증가하여 50일 이후부터는 약 500 mV를 유지하였다 (Lim et al.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토양의 특징은? 토양은 육상 생태계에서 가장 큰 탄소 저장고이지만, 토지이용 변화 및 토양 훼손 등 부적절한 관리에 의해 매년 약 58 Pg의 탄소가 토양으로부터 대기권으로 방출되고 있으며, 이 양은 화석 연료 사용에 의해 배출되는 탄소 (6.3 Pg)의 9배에 해당한다 (Houghton, 2007). 농업분야에서 배출 되는 온실 가스는 인간 활동에 의해 배출되는 전체 가스의 10~12%를 차지하기 때문에 농경지 토양 관리를 통한 온실 가스 감축 및 대기 CO2 격리가 필요하다 (IPCC, 2007).
농업분야에서 배출 되는 온실 가스 인간 활동에 의해 배출되는 전체 가스의 몇 %를 차지하는가? 3 Pg)의 9배에 해당한다 (Houghton, 2007). 농업분야에서 배출 되는 온실 가스는 인간 활동에 의해 배출되는 전체 가스의 10~12%를 차지하기 때문에 농경지 토양 관리를 통한 온실 가스 감축 및 대기 CO2 격리가 필요하다 (IPCC, 2007). 농경지에서 대기 CO2를 식물체를 매개로 토양 유기물로 저장 하여 안정화시키는 토양탄소격리 (soil C sequestration)는 기후 (Jastrow et al.
비산재와 같은 강알칼리성 개량제가 산성 토양에 투입되었을 때 토양 pH 개량에 의해 CH4 발생이 증가할 가능성이 있는 이유는? , 2012a; Mer and Roger, 2001). 그 중 토양 pH는 메탄 생성균 (methanogenes) 활성에 직접적으로 영향을 주는데, 메탄 생성균은 pH 5.0∼ 8.0에서 안정적으로 활동하며 특히 중성과 약알칼리성에서 활동성이 가장 큰 것으로 알려져 있다 (Dalal et al., 2008; Mer and Roger, 2001).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (36)

  1. Bedard, C. and R. Knowles. 1989. Physiology, biochemistry, and specific inhibitors of $CH_{4}$ , $NH_{4}^{+}$ , and CO oxidation by methanotrophs and nitrifiers. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 53:68-84. 

  2. Chang, A.C., L.J. lund, A.L. Page, and J.E. Warneke. 1977. Physical properties of fly ash amended soils. J. Environ. Qual. 6(3):267-270. 

  3. Chen, R., X. Lin, Y. Wang, and J. Hu. 2011. Mitigating methane emissions from irrigated paddy fields by application of aerobically composted livestock manures in eastern China. Soil Use Manage. 27:103-109. 

  4. Dalal, R.C., D.E. Allen, S.J. Livesley, and G. Richards. 2008. Magnitude and biophysical regulators of methane emission and consumption in the Australian agricultural, forest, and submerged landscapes: a review. Plant Soil 309:43-76. 

  5. Denmead, O.T. 1995. Novel meterological methods for measuring trace gas fluxes. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 351:383-396. 

  6. Dunfield, P., R. Knowles, R. Dumpont, and T.R. Moore. 1993. Methane production and consumption in temperate and subarctic peat soils - response to temperature and pH. Soil Biol. Biochem. 25:321-326. 

  7. Ellert, B.H. and H.H. Janzen. 2008. Nitrous oxide, carbon dioxide and methane emission from irrigated cropping systems as influenced by legumes, manure and fertilizer. Can. J. Soil Sci. 88:207-217. 

  8. Gee, G.W. and J.W. Bauder. 1986. Particle size analysis. p. 383-412. In Campbell, G.S. et al. (ed.) Methods of soil analysis, Part 1, Physical and mineralogical methods. Soil Sci. Soc. of Am., Madison, Wi, USA. 

  9. Halvorson, A.D., B.J. Wienhold, and A.L. Black. 2002. Tillage, nitrogen, and cropping system effects on soil carbon sequestration. Soil Sci. Soc. Am. J. 66:906-912. 

  10. Husch, B.W. 1998. Methane oxidation in arable soil as inhibited by ammonium, nitrite, and organic manure with respect to soil pH. Biol. Fertil. Soils 28:27-35. 

  11. Houghton, R.A. 2007. Balancing the global carbon budget. Annu. Rev. Earth Pl. Sc. 35:313-347. 

  12. Inobushi, K., Y. Furukawa, N. Shibasaki, M. Ali., A.M. Itang, and H. Tsurta. 2005. Factors influencing methane emission from peat soils, comparison of tropical and temperate wetlands. Nutrient Cycl. Agroecosys. 71:93-99. 

  13. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2001. Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge University Press, New York. 

  14. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). 2007. Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of working group II to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climatic change. Cambridge University Press, New York. 

  15. Jala, S. and D. Goyal. 2006. Fly ash as a soil ameliorant for improving crop production-a review. Bioresour. Technol. 97:1136-1147. 

  16. Jastrow, J.D., E.J. Amonette, and V.L. Bailey. 2007. Mechanisms controlling soil carbon turnover and their potential application for enhancing carbon sequestration. Climatic Change 80:5-23. 

  17. Klubek, B., C.L. Carson, J. Oliver, and D.C. Adriano. 1992. Characterization of microbial abundance and activity from three coal fly ash basin. Soil Biol. Biochem. 24:1119-1125. 

  18. Lee, H., S.H. Ha, C.H. Lee, Y.B. Lee, and P.J. Kim. 2006. Fly ash effect on improving soil properties and rice productivity in Korean paddy soils. Bioresour. Technol. 97:1490-1497. 

  19. Lee, S.B., Y.B. Lee, C.H. Lee, C.O. Hong, P.J. Kim, and C. Yu. 2008. Characteristics of boron accumulation by fly ash application in paddy soil. Bioresour. Technol. 99:5928-5932. 

  20. Lee, S.I., S.S. Lim, K.S. Lee, D.S. Lee, J.H. Kwak, X. Hao, H.M. Ro, and W.J. Choi. 2011. Kinetic responses of soil carbon dioxide emission to increasing urea application rate. Korean J. Envrion, Agric. 30:209-215. 

  21. Lim, S.S., W.J. Choi, and H.Y. Kim. 2012a. Fertilizer and organic inputs effects on $CO_{2}$ and $CH_{4}$ emission from a soil under changing water regimes. Korean J. Environ. Agric. 31(2):104-112. 

  22. Lim, S.S., W.J. Choi, K.S. Lee, and H.R. Ro. 2012b. Reduction in $CO_{2}$ emission from normal and saline soils amended with coal fly ash. J. Soils Sediment 12:1299-1308. 

  23. Mandal, B., B. Majumder, P.K. Bandyopadhay, G.C. Hazra, A. Gangopadhyay, R.N. Samantaray, A.K. Mishra, J. Chaudhury, M.N. Saha, and S. Kundu. 2007. The potential of cropping systems and soil amendments for carbon sequestration in soils under long-term experiments in subtropical India. Global Change Biol. 13:357-369. 

  24. Maroto-Valer, M.M., Z. Lu, Y. Zhang, and Z. Tang. 2008. Sorbents for $CO_{2}$ capture from high carbon fly ashes. Waste Manage. 28:2320-2328. 

  25. McCarty, G.W., R. Siddaramappa, R.J. Wright, E.E. Codling, and G. Gao. 1994. Sorbents for $CO_{2}$ capture from high carbon fly ashes. Waste Manage 28:2320-228. 

  26. Meijide, A., L.M. Cardenas, L. Sanchez-Martin, and A. Vallejo. 2010. Caron dioxide and methane fluxes from a barely field amended with organic fertilizers under Mediterranean climatic conditions. Plant Soil 328:353-367. 

  27. Mer, J.L. and P. Roger. 2001. Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils: A review. Eur. J. Soil Biol. 37:25-50. 

  28. Montes-Hernandez, G., R. Prez-Lopez, F. Renard, J.M. Nieto, and L. Charelt. 2009. Mineral sequestration of $CO_{2}$ by aqueous carbonation of coal combustion fly-ash. J. Hazard. Mater. 161:1347-1354. 

  29. Nable, R.O, G.S. Banuelos, and J.G. Paull. 1997. Boron toxicity. Plant Soil 193:181-198. 

  30. Nouchi, I. and S. Yonemura. 2005. $CO_{2}$ , $CH_{4}$ and $N_{2}O$ fluxes from soybean and barely double-cropping in relation to tillage in Japan. Phyton-ann. Rei. Bot. A. 45:327-338. 

  31. Nyberg, G., A. Ekblad, R. Buresh, and P. Hogberg. 2002. Short-term patterns of carbon and nitrogen mineralization in a fallow field amended with green manures from agroforesty trees. Biol. Fert. Soils 36:18-25. 

  32. Pandey, V.C. and N. Singh. 2010. Impact of fly ash incorporation in soil systems. Agr. Ecosyst. Environ. 136:16-27. 

  33. Sumner, M.E. and W.P. Miller. 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficient. p. 1201-1229. In Sparks, et al. (ed.) Methods of soil analysis, Part3, Chemical methods. Soil Sci. Soc. of Am., Madison, Wi, USA. 

  34. Wang, Z.P., C.W. Lindau, R.D. Delaune, and W.H. Patrick. 1993. Soil redox and pH effects on methane production in a flooded rice soil. Soil Science Soc. Am. J. 57:382-385. 

  35. Wong, M.H. and J.W.C. Wong. 1986. Effects of fly ash on soil microbial activity. Environ. Pollut. Ser. A. 40:127-144. 

  36. Yun, S.I., B.M. Kang, S.S. Lim, W.J. Choi, J. Ko, J. Yoon, H.M. Ro, and H.Y. Kim. 2012. Further understanding [ $CH_{4}$ emission from a flooded rice field exposed to experimental with elevated [ $CO_{2}$ ]. Agric. For. Meteorol. 154-155:75-83. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

활용도 분석정보

상세보기
다운로드
내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

유발과제정보 저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로