우분에 깔짚 혼입 수준이 퇴비화 과정중 이화학적 성상 변화와 지렁이 생존에 미치는 영향 Effects of Mixing Ratios of Cow Manure and Stall Bedding on Physico-Chemical Characteristics and Earthworm (Eisenia foetida) Survival원문보기
본 연구는 가축의 축사에 깔짚으로 이용되는 톱밥을 수준별(0(CSD0구), 10(CSD10구), 20(CSD20구), 30(CSD30구) 및 40%(CSD40구))로 우분과 혼합한 다음 부숙기간 중의 이화학적 성상 변화가 지렁이 생존에 미치는 영향을 조사함으로써 vermicomposting을 이용한 가축분의 친환경적 처리에 기초자료로 이용하고자 실시되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 부숙이 경과함에 따라 3주부터 모든 구에서 지렁이의 생존이 가능하였다. 처리구별 탄질비는 톱밥 혼합구가 CSD0구 보다 유의하게 높았다(p<0.05). 지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 탄질비는 23.26~61.05로 나타났다. 부숙이 경과함에 따라 pH와 전기전도도는 CSD0구에서 가장 높았고, 톱밥의 혼입 비율이 높을수록 pH와 전기전도도는 낮은 경향이었다. 지렁이가 생존하기 시작한 pH와 전기전도도는 각각 7.4~7.7과 0.28~1.17mS/cm으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 우분에 다양한 수준의 톱밥을 혼합하여 부숙시켰을 경우 이화학적 성상 변화는 모두 지렁이 생존이 가능한 범위로 나타났으나, 우분의 효율적인 지렁이 퇴비화를 위해서는 톱밥 혼입 비율에 따른 지렁이의 생육과 증식 조사를 위한 시험이 필요하다고 사료되어 진다.
본 연구는 가축의 축사에 깔짚으로 이용되는 톱밥을 수준별(0(CSD0구), 10(CSD10구), 20(CSD20구), 30(CSD30구) 및 40%(CSD40구))로 우분과 혼합한 다음 부숙기간 중의 이화학적 성상 변화가 지렁이 생존에 미치는 영향을 조사함으로써 vermicomposting을 이용한 가축분의 친환경적 처리에 기초자료로 이용하고자 실시되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 부숙이 경과함에 따라 3주부터 모든 구에서 지렁이의 생존이 가능하였다. 처리구별 탄질비는 톱밥 혼합구가 CSD0구 보다 유의하게 높았다(p<0.05). 지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 탄질비는 23.26~61.05로 나타났다. 부숙이 경과함에 따라 pH와 전기전도도는 CSD0구에서 가장 높았고, 톱밥의 혼입 비율이 높을수록 pH와 전기전도도는 낮은 경향이었다. 지렁이가 생존하기 시작한 pH와 전기전도도는 각각 7.4~7.7과 0.28~1.17mS/cm으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 우분에 다양한 수준의 톱밥을 혼합하여 부숙시켰을 경우 이화학적 성상 변화는 모두 지렁이 생존이 가능한 범위로 나타났으나, 우분의 효율적인 지렁이 퇴비화를 위해서는 톱밥 혼입 비율에 따른 지렁이의 생육과 증식 조사를 위한 시험이 필요하다고 사료되어 진다.
The present study was conducted to provide basic data for environmentally friendly treatment of manure using vermicomposting by investigating the influence of physiochemical property change during the composting period on the survival of earthworms after mixing cow manure in different levels (0(CSD0...
The present study was conducted to provide basic data for environmentally friendly treatment of manure using vermicomposting by investigating the influence of physiochemical property change during the composting period on the survival of earthworms after mixing cow manure in different levels (0(CSD0), 10(CSD10), 20(CSD20), 30(CSD30), and 40%(CSD40)) with the sawdust that is used bedding in livestock pens. As composting proceeds, earthworms were able to survive in all treatments after 3 weeks. In terms of the C/N ratio by treatment groups, the sawdust mix treatment was significantly higher than the CSD0 treatment (p<0.05). The C/N ratio in the 3rdweek when earthworms started surviving was 23.26-61.05. As composting progressed, pH and electrolytic conductivity were highest in the CSD0 treatment and tended to decrease with higher proportion of sawdust in the mix. It was found that pH and electrolytic conductivity that earthworms starting to survive are 7.4-7.7 and 0.28-1.17 mS/cm respectively. To summarize, when composing cow manure with various levels of sawdust mix, all physiochemical property changes turned out to allow the survival of earthworms, but the results suggest that efficient vermicomposting requires the tests to examine growth and reproduction according to the sawdust mix ratio.
The present study was conducted to provide basic data for environmentally friendly treatment of manure using vermicomposting by investigating the influence of physiochemical property change during the composting period on the survival of earthworms after mixing cow manure in different levels (0(CSD0), 10(CSD10), 20(CSD20), 30(CSD30), and 40%(CSD40)) with the sawdust that is used bedding in livestock pens. As composting proceeds, earthworms were able to survive in all treatments after 3 weeks. In terms of the C/N ratio by treatment groups, the sawdust mix treatment was significantly higher than the CSD0 treatment (p<0.05). The C/N ratio in the 3rdweek when earthworms started surviving was 23.26-61.05. As composting progressed, pH and electrolytic conductivity were highest in the CSD0 treatment and tended to decrease with higher proportion of sawdust in the mix. It was found that pH and electrolytic conductivity that earthworms starting to survive are 7.4-7.7 and 0.28-1.17 mS/cm respectively. To summarize, when composing cow manure with various levels of sawdust mix, all physiochemical property changes turned out to allow the survival of earthworms, but the results suggest that efficient vermicomposting requires the tests to examine growth and reproduction according to the sawdust mix ratio.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구는 가축의 축사에 깔짚으로 이용되는 톱밥을 수준별로 우분과 혼합한 다음 부숙기간 중의 이화학적 성상 변화가 지렁이 생존에 미치는 영향을 조사함으로써 vermicomposting을 이용한 가축분의 친환경적 처리에 기초자료로 이용하고자 실시되었다.
본 연구는 가축의 축사에 깔짚으로 이용되는 톱밥을 수준별(0(CSD0구), 10(CSD10구), 20(CSD20구), 30(CSD30구) 및 40%(CSD40구))로 우분과 혼합한 다음 부숙기간 중의 이화학적 성상 변화가 지렁이 생존에 미치는 영향을 조사함으로써 vermicomposting을 이용한 가축분의 친환경적 처리에 기초자료로 이용하고자 실시되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
본 실험에 사용된 공시 지렁이는 우리나라에서 자생하는 줄무늬 지렁이(Eisenia foetida)를 사용하였으며, 지렁이 먹이로 사용된 가축분은 톱밥이 혼합된 우분을 이용하였다. 우분과 톱밥의 혼합은 부피 대 부피의 비를 변화시킨 5가지(우분 : 톱밥 = 100:0(CSD0), 90:10(CSD10), 80:20(CSD20), 70:30(CSD30), 60:40(CSD40))로 혼합하였다.
지렁이의 생존성 실험은 1주일 단위로 플라스틱 용기에 톱밥을 수준별로 혼합한 우분 200g과 지렁이 10마리씩 3반복으로 하여 투입한 다음 1주 경과 후 지렁이의 생존과 탈출 여부를 확인하였다.
혼합된 지렁이 먹이는 수분을 65±5% 유지하면서 8주 동안 일주일에 3~4회 교반을 시켰으며 1주일 간격으로 시료채취 하여 분석에 사용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 공시 지렁이는 우리나라에서 자생하는 줄무늬 지렁이(Eisenia foetida)를 사용하였으며, 지렁이 먹이로 사용된 가축분은 톱밥이 혼합된 우분을 이용하였다. 우분과 톱밥의 혼합은 부피 대 부피의 비를 변화시킨 5가지(우분 : 톱밥 = 100:0(CSD0), 90:10(CSD10), 80:20(CSD20), 70:30(CSD30), 60:40(CSD40))로 혼합하였다.
데이터처리
본 실험의 결과는 SAS package program을 이용하였고, 처리 평균간 유의성 검정은 Duncan’s multiple range test(5% 수준)에 의하였다.
이론/모형
pH는 톱밥 혼합 우분과 증류수의 비를 1:5로 하여 30분간 진탕한 후 토양화학분석법(RDA, 1988)에 준해 pH Meter로 측정하였으며, 전기 전도도(EC, Electrolytic conductivity)는 EC Meter를 이용하였고, 전질소(TN, total nitrogen) 함량은 Kjeldahl법(A.O.A.C. 1995), 총탄소(TC, total carbon) 함량은 (100-ash%)/1.8의 공식에 의한 California Univ., Berkeley method (1953)의 방법을 사용하였다.
성능/효과
65로 안정화 되었다. CSD0구와 톱밥 혼입구에서 지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 pH는 각각 7.74와 7.42~7.68로 나타났다.
TC 함량은 0주차일 때 톱밥 혼입구가 41.02~45.16%로 CSD0구의 35.44%에 비하여 유의 하게 높았으며(p<0.05), 톱밥 혼입구에서도 톱밥 혼입 수준이 높을수록 TC 함량이 높아 TN 함량과는 반대의 경향을 보였다.
TN 함량은 0주차일 때 톱밥 혼입구에서 0.60~1.07%로 CSD0구의 1.31%에 비하여 유의하게 낮았으며(p<0.05), 특히 이러한 경향은 톱밥의 혼입 수준이 높을수록 TN 함량이 유의하게 낮았다(p<0.05).
본 시험에 이용된 우분의 탄질비는 27.1 수준으로(Table 1, 3) 부숙되기 위해 적당한 탄질 비로 나타났으며, 지렁이 먹이에 알맞은 탄질비인 15~30의 범위 이었으나(EPA. 1980), 부숙 초기 1, 2주차에는 지렁이가 생존하지 못하였다(Table 2). 지렁이 생존에 가장 중요한 요인인 탄질비가 알맞게 나타났는데도 불구하고 지렁이가 부숙 초기에 생존하지 못했던 이유는 본 시험에서는 퇴비화 과정 중 온도변화를 조사하지 않았지만 퇴비화가 진행됨에 따라 부숙 초기에는 발효열이 60℃ 이상 상승이 된다고 보고하여(Poincelot, 1975), 높은 온도와 함께 발생되는 가스에 의해 지렁이 생존이 적합하지 못했던 것으로 사료된다.
, 1990). 본 시험에서도 톱밥 혼입 수준에 관계없이 지렁이가 생존하기 시작한 3주차부터 pH 값이 안정되는 결과를 보였다.
05로 나타났다. 부숙이 경과함에 따라 pH와 전기전도도는 CSD0구에서 가장 높았고, 톱밥의 혼입 비율이 높을수록 pH와 전기전도도는 낮은 경향이었다. 지렁이가 생존하기 시작한 pH와 전기전도도는 각각 7.
05), 톱밥 혼입구에서도 톱밥 혼입 수준이 높을수록 TC 함량이 높아 TN 함량과는 반대의 경향을 보였다. 부숙이 진행됨에 따라 TC 함량은 모든 구에서 점차 감소하여 CSD0구와 톱밥 혼입구의 0주차일 때 각각 35.44와 41.02~45.16%에서 8주차에는 각각 33.83과 37.97~42.82%로 감소하여 부숙이 진행됨에 따라 TN 함량이 증가하는 것과는 반대 되는 경향을 보였다. 지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 TC 함량은 톱밥 혼입구가 39.
시험기간 중 CSD0구의 탄질비는 0주차일 때 27.10 이었으나 8주차일 때는 20.76으로 부숙이 경과함에 따라 유의하게 낮아졌으며(p<0.05), 톱밥 혼입구는 톱밥 혼입 수준에 따라 0주차와 8주차일 때 각각 38.35~75.81과 30.38~45.56의 범위로 톱밥 혼입 수준이 많을수록 탄질비가 유의하게 높았고(p<0.05), CSD0구와 같이 부숙이 경과함에 따라 탄질비가 유의하게 낮아졌다(p<0.05).
우분의 EC는 0주차일 때 CSD0구 0.83mS/cm로 톱밥 혼입구의 0.27~0.78mS/cm 보다 유의 하게 높았으며(p<0.05), 이러한 경향은 톱밥의 혼입 수준이 높을수록 유의하게 낮아졌다 (p<0.05).
지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 TC 함량은 톱밥 혼입구가 39.38~43.95%로 CSD0구의 34.38% 보다는 유의하게 높았다(p<0.05).
05). 한편, 부숙이 진행됨에 따라 TN 함량은 모든 구에서 점차 증가하여 8주 차에서는 CSD0구와 톱밥 혼입구에서 각각 1.63과 0.94~1.25%로 증가하였다. 톱밥 혼입구에서 지렁이가 생존하기 시작한 3주차의 TN 함량은 0.
후속연구
17mS/cm으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 우분에 다양한 수준의 톱밥을 혼합하여 부숙시켰을 경우 이화학적 성상 변화는 모두 지렁이 생존이 가능한 범위로 나타났으나, 우분의 효율적인 지렁이 퇴비화를 위해서는 톱밥 혼입 비율에 따른 지렁이의 생육과 증식 조사를 위한 시험이 필요하다고 사료되어 진다.
이상의 결과를 종합해 보면 우분에 다양한 수준의 톱밥이 혼입되어 부숙 시켰을 경우 이화학적 성상 변화는 모두 지렁이 생존이 가능한 이화학적 성상으로 나타났으나, 우분의 효율적인 vermicomposting을 위해서는 톱밥 혼입 비율에 따른 지렁이의 생육과 증식 조사를 위한 시험이 필요하다고 사료되어 진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가축분뇨 자원화의 가장 일반적인 방법은?
가축분뇨 자원화의 가장 일반적인 방법은 퇴비화 또는 액비화 방법으로 가축분뇨 전체 발생량의 약 80% 이상이 부숙과정을 통해 농경지에 환원되고 있다(Livestock yearbook, 2012). 하지만 가축분뇨 퇴비를 과다하게 사용하게 되면 질산염을 포함한 토양 내 염류 직접 문제를 초래할 수 있으며, 인산의 과다시용으로 토양에 인산이 축적되고 인근 수계로 유입되거나 지하수로 침투되어 지하수의 오염을 초래하는 문제점이 발생되기도 한다 (Sweeten, 1988).
지렁이를 이용한 퇴비화 방법의 장점은?
하지만, 생물학적 처리방법중의 하나인 지렁이를 이용한 퇴비화 방법은 가축분을 급속히 안정화 시키며 냄새와 병충해의 발생을 억제시켜 최종산물을 완전하게 이용할 수 있는 장점이 있다(Lee et al., 1992).
가축분뇨 퇴비화를 할때 발생할수 있는 문제점은?
가축분뇨 자원화의 가장 일반적인 방법은 퇴비화 또는 액비화 방법으로 가축분뇨 전체 발생량의 약 80% 이상이 부숙과정을 통해 농경지에 환원되고 있다(Livestock yearbook, 2012). 하지만 가축분뇨 퇴비를 과다하게 사용하게 되면 질산염을 포함한 토양 내 염류 직접 문제를 초래할 수 있으며, 인산의 과다시용으로 토양에 인산이 축적되고 인근 수계로 유입되거나 지하수로 침투되어 지하수의 오염을 초래하는 문제점이 발생되기도 한다 (Sweeten, 1988). 또한, 부숙이 제대로 되지 않으면 악취가 심하고 병충해의 발생위험이 있 으며, 토양으로 환원 후 급속히 분해되어 발효열에 의해 농작물의 피해가 입는 등 여러 가지 문제점이 있다.
참고문헌 (32)
A.O.A.C. 1995. Official Methods of Analysis (15th Ed.). Association of Official Analytical Chemists. Washington D. C.
Baker, M., B. Knoop, S. Quiring, A. Beard, B. Lesikar, J. Sweeten, and R. Burns. 1999. Composting Guide Index. Prepared by the Texas Agricultural Extension Service Solid and Hazardous Waste Management Initiative Team. Chap. 1. The Decomposition Process.
Cardenas, R. R. and L. K. Wang. 1989. Evaluation of city refuse compost maturity : A review. Biological Wastes. 27: 115-142.
Choi, H. K. 1992. A study on sludge feed and breeding condition in vermicomposting of organic sludge. Ph. D. Thesis. University of Seoul.
Curry, J. P. 1976. Some effect of animal manures on earthworms in grassland. Pedobiologia. Bd. 16: 425-438.
Edwards, C. A. 1988. Breakdown of animal, vegetable and industrial organic wastes by earthworms. Earthworms in waste and environmental management. SPB Academic Publishing, The Hague, The Netherlands. pp. 21-31.
Edwards, C. A. 1995. Commercial and environmental potential of vermicomposting: A historical overview. BioCycle, June, 62-63.
EPA. 1980. Compendium on solid waste management by vermicomposting. Municipal Environmental Research Laboratory, Cincinnati OH 45268, EPA-600/8-80-033.
Fostage, O. T. and M. R. Babb. 1972. Biodegradation of animal waste by Lumbricus terrestris. J. Dairy Sci. 55: 870-872.
Garcia. G., T. Hernandez. F. B. Costa, and G. Masciandaro. 1993. Kinetics of phosphatase activity in organic wastes. Soil Biol, Biochem. 25(5): 561-565.
Hartenstein, R., Edward F. Neuhauser, and David L. Kaplan. 1979. Reproductive Potential of the Earthworm Eisenia foetida. Oecologia (Berl.) 43: 329-340.
Inbar, Y., Y. Hadar, and Y. Chen. 1993. Recycling of cattle manure: The composting process and characterization of minority. J. Environ. Qual. 22: 857-863.
Jo, I. H., H. J. Jun, and J. S. Lee. 2003. Utilization of Earthworm Cast as a Component of Plant Growth Medium for Tomato. Korean J. Organic Agri. 11(1): 55-66.
Kaushik, P. and V. K. Garg. 2004. Dynamics of biological and chemical parameters during vermicomposting of solid textile mill sludge mixed with cow dung and agricultural residues. Bioresource Technology 94: 203-209.
Lee, J. S., J. C. Jung, and I. H. Jo. 1992. Treatment of Industrial Waste by Vermicomposting - I. Effects of mixture ratio of paper mill sludge and cow manure on the growth of Lumbricus rubellus and the chemical composition of worm casts -. Journal of Korea society of waste management. 9(2): 19-26.
Lee, J. S. 1995. Treatment of Cow Manure by Vermicomposting -Effects of population density and C/N ratios of feed on the growth and cast production of the earthworm (Eisenia foetida) -. Journal of livestock housing and environment 1(1): 65-75
Lee, J. E., J. H. Hong, K. W. Chang, and J. Y. Hwang. 2005. Effect of pyroligneous acid liquor on the maturity of pig manure compost. Korean J. Soil Sci. Fert. 38(2): 101-107.
Livestock yearbook (The Agriculture, Fisheries, Livestock News). 2012. Livestock excretions.
Loh, T. C. and Y. C. Lee, J. B. Liang and D. Tan. 2005. Vermicomposting of cattle and goat manures by Eisenia foetida and their growth and reproduction performance. Bioresource Technology. 96: 111-114.
Na, Y. E., S. B. Lee, M. S. Han, S. G. Kim, and D. R. Choi. 2000. Soil properties influencing on earthworm habitation in upland. Korean journal of soil zoology. 5(2): 165-168.
Neuhauser, E. F., R. C. Loehr, and M. B. Malecki. 1988. The potential of earthworms for managing sewage sludge. In Earthworms and Waste Management. C. A. Edwards and E. F. Neuhauser (eds.). SPB Academic Publishing, The Netherlands. pp. 9-20.
Poincelot, R. P. 1975. The biochemistry and methodology of composting. Bull. 754. The connecticut AGr. Expt. Station. New Haven, CT.
RDA. Agricultural Technology Research Institute. 1988. Soil Chemical Analysis. Suwon. Korea.
Rivero-Hernandez, R. 1991. Influence of pH on the production of Eisenia foetida. Avanc. Aliment. Anim. 31(5): 215-217.
Sabine, J. R. 1983. Earthworms as a source of food and drugs-in Earthworm ecology, Chapman and Hall, London, pp. 285-296.
SAS. 2013. User's Guide Statistics. Statistical Analysis System Institute Inc. Cary. NC.
Stafforn, E. A. and A. G. J. Tacon. 1984. Nutritive value of the earthworm Dendrodrilus subrubicundus, Grown on domestic sewage, in Trout Diets, Agricultural wastes. 9: 249-266.
Sweeten, J. M. 1988. Composting manure sludge. p.38-44. In National poultry waste management symp., Columbus, OH. Dep. of Poultry Sci., Ohio State Univ., Columbus.
Tomati, U., A. Grapelli, and E. Galli. 1985. The alternative earthworm in organic wastes recycle, In the organic sludge and liquid agricultural wastes(ed.) by P. L'Hermite. Reidel, Dordrecht. pp. 510-512.
University of california at Berkeley. 1953. Reclamation of municipal Refuse by composting. Tech. Bull. No. 9. Sanitary Engineering Research Project.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.