벼 재배 논에서 발생하는 온실가스 인벤토리 작성을 위해 볏짚 시용량에 따른 메탄 배출 특성을 3년 (2010~2012년)동안 조사하여 우리나라 국가 고유의 배출계수를 개발하였다. 볏짚은 ha당 0 Mg, 3 Mg, 5 Mg, 7 Mg 4수준을 3년 (2010 ~2012)간 가을에 연용하여 추경하였다. 화학비료는 3요소 ($N-P_2O_5-K_2O$ = 90-45-57 kg/ha)를 공통으로 시용하였으며, 물관리는 수확 2주전까지 상시담수를 유지하였다. 벼 생육시기별 메탄 배출량은 이앙 후 약 30일까지 (6월 중순)는 완만히 상승하다가 그 이후부터는 급격히 증가하여 고온기인 이앙 후 약 90일부터 110일 (8월 중순~하순)까지는 최대에 달하였으며, 이후 기온이 감소에 따라 배출량도 감소하는 경향이었다. 벼 생육기간 중 ha당 메탄 배출량은 볏짚 시용량이 증가됨에 따라 많아져 무시용구 2.05 kg/ha/day 대비 3Mg/ha, 5 Mg/ha, 7 Mg/ha 시용구에서는 46 %, 101 %, 190 % 각각 메탄 배출량이 증가하였다. 볏짚 시용량에 따른 메탄 배출량 증가로 구한 상관관계를 통해 유기물 시용에 따른 메탄배출 보정 계수를 구하였다. 본 연구에서 구한 보정계수를 이용하여 벼 재배 논에서 평균 10 a 당 볏짚이 500 kg 발생한다고 보고, 발생한 볏짚을 모두 논으로 환원한다면, 우리나라 벼 재배 논에서 발생하는 메탄 배출량은 IPCC GPG(2000)에서 제시한 보정계수로 구한 경우 보다 약 5 % 낮게 산정될 수 있는 것으로 나타났다.
벼 재배 논에서 발생하는 온실가스 인벤토리 작성을 위해 볏짚 시용량에 따른 메탄 배출 특성을 3년 (2010~2012년)동안 조사하여 우리나라 국가 고유의 배출계수를 개발하였다. 볏짚은 ha당 0 Mg, 3 Mg, 5 Mg, 7 Mg 4수준을 3년 (2010 ~2012)간 가을에 연용하여 추경하였다. 화학비료는 3요소 ($N-P_2O_5-K_2O$ = 90-45-57 kg/ha)를 공통으로 시용하였으며, 물관리는 수확 2주전까지 상시담수를 유지하였다. 벼 생육시기별 메탄 배출량은 이앙 후 약 30일까지 (6월 중순)는 완만히 상승하다가 그 이후부터는 급격히 증가하여 고온기인 이앙 후 약 90일부터 110일 (8월 중순~하순)까지는 최대에 달하였으며, 이후 기온이 감소에 따라 배출량도 감소하는 경향이었다. 벼 생육기간 중 ha당 메탄 배출량은 볏짚 시용량이 증가됨에 따라 많아져 무시용구 2.05 kg/ha/day 대비 3Mg/ha, 5 Mg/ha, 7 Mg/ha 시용구에서는 46 %, 101 %, 190 % 각각 메탄 배출량이 증가하였다. 볏짚 시용량에 따른 메탄 배출량 증가로 구한 상관관계를 통해 유기물 시용에 따른 메탄배출 보정 계수를 구하였다. 본 연구에서 구한 보정계수를 이용하여 벼 재배 논에서 평균 10 a 당 볏짚이 500 kg 발생한다고 보고, 발생한 볏짚을 모두 논으로 환원한다면, 우리나라 벼 재배 논에서 발생하는 메탄 배출량은 IPCC GPG(2000)에서 제시한 보정계수로 구한 경우 보다 약 5 % 낮게 산정될 수 있는 것으로 나타났다.
BACKGROUND: Accurate estimates of total direct $CH_4$ emissions from croplands on a country scale are important for global budgets of anthropogenic sources of $CH_4$ emissions and for the development of effective mitigation strategies. Methane production resulted by the anaerob...
BACKGROUND: Accurate estimates of total direct $CH_4$ emissions from croplands on a country scale are important for global budgets of anthropogenic sources of $CH_4$ emissions and for the development of effective mitigation strategies. Methane production resulted by the anaerobic decomposition of organic compounds where $CO_2$ acts as inorganic electron acceptor. This process could be affected by the addition of rice straw, water management and rice variety itself. METHODS AND RESULTS: Rice (Oryza sativa L. Japonica type, var Samkwangbyeo) was cultivated in four plots: (1) Nitrogen-Phosphorus-Potassium (NPK) ($N-P_2O_5-K_2O$:90-45-57 kg/ha); (2) NPK plus 3 Mg/ha rice straw (RS3); (3) NPK plus 5 Mg/ha rice straw (RS5); (4) NPK plus 7 Mg/ha rice straw (RS7) for 3 years (2010-2012) and the rice straw incorporated in fall (Nov.) in Gyeonggi-do Hwaseong-si. Gas samples were collected using the closed static chamber which were installed in each treated plot of $152.9m^2$. According to application of 3, 5, 7 Mg/ha of rice straw, methane emission increased by 46, 101, 190%, respectively, compared to that of the NPK plot. CONCLUSION(S): We obtained a quantitative relationship between $CH_4$ emission and the amount of rice straw applied from rice fields which could be described by polynomial regression of order 2. The emission scaling factor estimated by the relationship were in the range of IPCC GPG (2000).
BACKGROUND: Accurate estimates of total direct $CH_4$ emissions from croplands on a country scale are important for global budgets of anthropogenic sources of $CH_4$ emissions and for the development of effective mitigation strategies. Methane production resulted by the anaerobic decomposition of organic compounds where $CO_2$ acts as inorganic electron acceptor. This process could be affected by the addition of rice straw, water management and rice variety itself. METHODS AND RESULTS: Rice (Oryza sativa L. Japonica type, var Samkwangbyeo) was cultivated in four plots: (1) Nitrogen-Phosphorus-Potassium (NPK) ($N-P_2O_5-K_2O$:90-45-57 kg/ha); (2) NPK plus 3 Mg/ha rice straw (RS3); (3) NPK plus 5 Mg/ha rice straw (RS5); (4) NPK plus 7 Mg/ha rice straw (RS7) for 3 years (2010-2012) and the rice straw incorporated in fall (Nov.) in Gyeonggi-do Hwaseong-si. Gas samples were collected using the closed static chamber which were installed in each treated plot of $152.9m^2$. According to application of 3, 5, 7 Mg/ha of rice straw, methane emission increased by 46, 101, 190%, respectively, compared to that of the NPK plot. CONCLUSION(S): We obtained a quantitative relationship between $CH_4$ emission and the amount of rice straw applied from rice fields which could be described by polynomial regression of order 2. The emission scaling factor estimated by the relationship were in the range of IPCC GPG (2000).
, 2003) 국가 온실가스 인벤토리 작성을 위한 유기물 시용량에 따른 메탄 배출량 산정을 위한 연구결과는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 벼 재배 논에서 발생하는 온실가스 인벤토리 작성을 위하여 볏짚 시용량 4 수준의 처리구별 메탄 배출 특성을 3년 (2010∼2012년)간조사하여 볏짚 시용에 따른 벼 재배 논에서의 우리나라 국가 고유 온실가스 배출계수를 개발하고자 한다.
제안 방법
그리고 시료 채취시 마다 온도와 논물로부터 챔버 상단까지의 유효높이를 조사하였다. 메탄 분석은 6개 포트 가스 채취 밸브 (6 Port gas sampling valve)가 장착된 GC-FID (450GC, Varian)로 분석하였으며, column은 Porapack N (80/100 mesh)이 충전된 1/8" × 2 m의 stainless steel tubing column 이었고 운반기체 (carrier gas)는 N2로 유속을 분당 30 mL로 조절하였다 (Table 2).
1이었다. 화학비료 처리의 경우 N는 요소, P2O5은 용과린, K2O는 염화가리로 각각 시용하였으며, N는 기비 50 %, 분얼비 20 %, 수비 30 % 분시하였고, 인산은 전량 기비, 칼리는 기비 70 %, 수비 30 % 각각 분시하였다.
대상 데이터
본 연구는 경기도 화성시 기산동에 위치한 경기도농업기술원의 벼 재배시험 포장 (37° 13’ 16. 45’‘ N, 127° 2’ 21. 23’‘ E) 에서 3년 (2010년∼2012년) 동안 수행하였다. 시험전 토양 중의 유기물 (OM) 함량은 Table 1에서와 같이 20 g/kg으로 벼 재배에 적당한 OM 함량 25∼30 g/kg (농진청, 2006)에 비해 다소 낮았으며, 배수가 약간 불량인 식양토이었다 (Table 1).
9 m2로 단구제로 배치하였으며, 구 당 메탄 포집용 챔버는 3반복으로 설치하였다. 시험에 사용한 벼 품종은 삼광벼로써 30 cm × 14 cm의 이앙거리로 중묘를 기계이앙 하였다. 물관리는 수확 2 주전까지 상시담수를 유지하였다.
이론/모형
0) 완충용액으로 침출하여 비색계 (Cintra 40, GBC)를 이용하여 분석하였다. 벼의 생육 및 수량조사는 농사시험연구 조사기준 (RDA, 2003)에 준하여 조사하였다.
토양 산화환원전위 (Eh)는 백금전극을 토심 15 cm 깊이에 묻고 Eh 미터 (Ecoscan, Eutech)을 이용하여 측정하였다. 토양 pH와 EC는 초자전극법에 의하여 pH meter (Orion 370, ATI)와 EC meter (Orion 170, ATI)로 각각 측정하였으며, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 분석하였다 (국립농업과학원, 2010). 치환성양이온은 1 N- NH4OAC (pH 7.
토양분석은 토양 및 식물체 분석법 (NIAST, 2000)에 준하였다. 토양 산화환원전위 (Eh)는 백금전극을 토심 15 cm 깊이에 묻고 Eh 미터 (Ecoscan, Eutech)을 이용하여 측정하였다.
성능/효과
IPCC (2001)에서는 메탄의 배출과 축적에 대한 순수지 (Net balance)를 이산화탄소 (CO2) 당량으로 표시하기 위하여 23을 곱하였다. GWP는 RS0 처리구 6,601 kg CO2에 비해 RS3 시용구 9,596 kgCO2, RS5 시용구 13,202 kgCO2, RS7 시용구에서는 19,095 kgCO 2으로 나타났으며, 일일 메탄 배출량으로 나타낸 배출계수는 RS0 처리구 2.05 kgCO 2에 비해 RS3, RS5, RS7 처리구에서 각각 46 %, 101 %, 190 % 증가하였다.
1). 벼 생육시기별 메탄 배출량은 이앙 후 약 30일 (6월 중순)까지는 완만히 상승하다가 그 이후부터는 급격히 증가 하여 고온기인 이앙 후 약 90일부터 110일 (8월 중순∼하순) 까지는 최대에 달하였으며, 이후 기온이 감소에 따라 배출량도 감소하는 경향이었다. 녹비 및 볏짚 등을 이용한 유기물 시용에 따른 메탄 배출 변화에 관한 다른 연구 (Denier and Nene, 1995; Kim et al.
IPCC GPG (2000)에서 제시한 유기물 시용에 따른 보정계수는 볏짚 시용량에 따른 처리별 메탄 배출량 변화율 (fractional increase)로 구할 수 있으며, IPCC GPG (2000)에서 제시한 보정계수와 본 연구 결과를 비교한 결과는 Table 4와 같다. 본 연구에서 구한 유기물 시용에 따른 보정계수는 IPCC GPG (2000)에서 제시한 보정 계수 범위 안에 드는 것으로 나타났으나, 2010년 우리나라 벼 재배 논 620,365 ha (농림어업총조사, 통계청)에서 평균 10 a 당 볏짚이 500 kg 발생한다고 보고, 발생한 볏짚을 모두 논으로 환원한다면, 우리나라 벼 재배 논에서 발생하는 메탄 배출량은 IPCC GPG (2000)에서 제시한 보정계수로 구한 경우 보다 약 5 % 낮게 산정되는 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
농업부문에서 배출하는 온실가스는 어떻게 분류되는가?
농업부문의 온실가스 배출량은 지구 전체 온실가스 배출량의 10∼14%를 차지하며, 농업부문에서 배출되는 메탄 배출량이 전체 메탄 발생량 중 40%로 농업이 가장 큰 배출원으로 평가되고 있다 (농진청, 2010). 농경지에서의 온실가스 배출은 IPCC Guidelines (1997)의 분류체계에 의해 크게 벼재배에 의한 메탄 배출, 농경지의 아산화질소 배출, 작물잔사 소각에 의한 온실가스 배출로 분류되며, 각종 영농활동은 다양한 경로를 통해 온실가스 배출에 관여한다. 벼 재배 논에서의 연 메탄 배출량 산정은 배출계수 (일일배출량)에 재배기간과 수확면적을 곱해서 계산하며, 배출계수는 유기물을 시용하지 않은 상시담수 조건에서의 일일 메탄 배출량에 물관리 (작기 중, 작기 전) 보정계수, 유기물 시용 보정계수 (시용량 및 종류), 토성과 품종 등의 보정계수 곱으로 구한다 (IPCC Guidelines, 2006).
국내에서 온실가스 감축을 주도하기 위해 시도한 노력은?
인간 활동으로 인한 온실가스 배출의 증가는 기후변화 및 지구온난화를 야기하는 주된 원인으로 지목되었으며, 이에 온실가스 저감을 위한 범지구 차원의 노력이 필요하다는 인식이 확산되었다. 우리나라의 경우 온실가스 감축을 적극 주도하기 위한 노력의 일환으로써 지난 2009년 덴마크 코펜하겐 기후회의에서 ‘2020년 전망치 대비 30% 감축’ 목표를 제시한바 있다. 이러한 국가 온실가스 감축목표를 달성하기 위해서는 무엇보다 국가의 온실가스 인벤토리를 정확하게 구축하는 것이 필수적이며 국가 고유의 온실가스 배출계수 등의 개발과 구축이 필요하다.
농업부문에서 차지하는 온실가스 배출량은 어느정도인가?
농업부문의 온실가스 배출량은 지구 전체 온실가스 배출량의 10∼14%를 차지하며, 농업부문에서 배출되는 메탄 배출량이 전체 메탄 발생량 중 40%로 농업이 가장 큰 배출원으로 평가되고 있다 (농진청, 2010). 농경지에서의 온실가스 배출은 IPCC Guidelines (1997)의 분류체계에 의해 크게 벼재배에 의한 메탄 배출, 농경지의 아산화질소 배출, 작물잔사 소각에 의한 온실가스 배출로 분류되며, 각종 영농활동은 다양한 경로를 통해 온실가스 배출에 관여한다.
참고문헌 (14)
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