[논문]토양 및 수질 특성 비교를 통한 유기논과 관행논의 환경 특성 분석

이태구; 구본운; 박성직

doi:10.4491/ksee.2016.38.9.504

토양 및 수질 특성 비교를 통한 유기논과 관행논의 환경 특성 분석
Assessment on Environmental Characteristics of Organic Paddy and Conventional Paddy by Comparing Their Soil Properties and Water Quality 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.38 no.9, 2016년, pp.504 - 512

이태구 (한경대학교 지역자원시스템공학과) , 구본운 (한경대학교 지역자원시스템공학과) , 박성직 (한경대학교 지역자원시스템공학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 토양 및 수질 특성 모니터링을 통한 유기논과 관행논의 환경 영향을 조사하였다. 용인과 안성 지역의 유기논과 관행논에서 표층(0~15 cm) 및 심층(15~30 cm) 토양과 수질 시료를 채취 및 분석하였다. 집단 간의 유의성의 차이는 던컨의 다중검정으로 판별하였다. 실험 결과 T-P 농도는 표층 및 심층 토양 모두에서 안성 지역이 용인 지역보다 높게 나타났다. 안성 논토양에서 유기논과 관행논의 T-P 농도의 차이는 유의미한 차이를 보였지만, 용인에서는 나타나지 않았다. 용인과 안성 지역 모두에서 유기논 토양의 T-N 농도는 관행논 보다 낮게 나타났다. 안성 유기논의 심층 토양의 수분함량은 다른 논에 비하여 현저한 차이가 나타났으며, 이는 silt-clay 함량 결과와 일치한다. 관행논 물의 pH와 EC는 유기논에 비하여 높게 나타났다. 안성 지역에서 관행논의 COD, T-P, 그리고 $PO_4-P$가 유기논에 비하여 높게 나타났다. 회귀분석 결과 T-N을 제외하고 토양 특성과 수질 결과 간에 상관성이 없었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we investigated the environmental impact of organic and conventional paddy by monitoring soil properties and water quality. We sampled and analyzed topsoil (0~15 cm), subsoil (15~30 cm), and water of organic and conventional paddy fields in Yongin and Anseong, South Korea. The statistical significance between groups was determined by Duncan's multiple range test. The results show that T-P concentrations in both topsoil and subsoil of Anseong paddy were higher than those of Yongin paddy. The significant difference of T-P between organic and conventional paddy was observed in Anseong but not in Yongin. T-N of organic paddy soil was lower than that of conventional paddy in both Anseong and Yongin region. Water content for subsoil of organic paddy in Anseong was significantly different from others, which is consistent with the results of silt-clay content. pH and EC of water in conventional paddy were higher than those in organic paddy. In Anseong, COD, T-P, and $PO_4-P$ concentration of conventional paddy were higher than those of organic paddy. The regression analysis presented that there were no significant relationship between soil properties and water quality data except T-N.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 유기논 및 관행논의 수질 및 토양 특성 분석을 통해서 유기농업과 관행농업 수행에 따른 논에서의 토양 및 수질 환경 특성을 분석하고자 한다. 토양 특성 인자로는 건조밀도, 함수율, 입도, 토성과 같은 물리적 특성과 수소이온 농도(pH), 전기전도도(EC), 유기물함량(OM), 총질소(T-N), 암모늄태 질소(NH₃-N), 질산태 질소(NO₃-N), 총인(T-P), 유효인산(P₂O₅) 등 화학적 특성을 분석하였다.

제안 방법

수질특성 인자로는 용존산소(DO), pH, EC, 부유물(SS), 생화학적산소요구량(BOD), 화학적산소요구량(COD), T-N, NO₃-N,NH₃-N, NO₂-N, T-P, 인산염(PO₄-P) 농도를 분석하였다. 각 실험 결과치는 통계 분석을 통하여 그 차이의 유의성을 판단하였다.
유기논 및 관행논의 환경 특성 비교를 위하여 안성 및 용인 지역의 유기논 24개 필지, 관행논 11개 필지에 대한 토양 및 수질 시료를 채취 및 분석을 수행하였다. 토양의 입도분석 결과 안성의 유기논 토양의 silt-clay 함량이 타 지역보다 낮게 나타났다.

대상 데이터

본 연구에서는 용인과 안성지역에서 관행 농업과 유기 농업을 수행하는 논에서의 토양 및 수질 특성을 비교하기 위해서 관행논 11개 필지와 유기논 24개 필지를 조사하였다. 토양화학성과 수질 조사시기는 2016년 5월로 모내기 전 기비를 농지에 살포한 후이다.

데이터처리

지역과 농법에 따른 토양 특성 및 수질 분석 결과는 평균± 표준오차로 표시하여 나타내고, SAS 9.4를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 집단 간의 차이는 유의수준(α) 0.
4를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 집단 간의 차이는 유의수준(α) 0.05에서 Duncan의 다중검정으로 사후 검정하였다.

이론/모형

채취한 토양 시료는 105℃ 건조기에 넣고 24시간 건조시킨 후 무게 변화를 측정하여 함수율을 산정하였다. 토양의 입도분석은 ASTM D422에 따라서 표준체 4번부터 200번까지 체분석을 실시하였고, 200번 체를 통과한 시료는 비중계 분석법을 수행하였다.

성능/효과

토양 내 T-P 함량은 표층토양 및 심층토양 모두에서 안성지역이 용인지역보다 높게 나타났으며, 안성지역에서 유기논의 T-P 함량이 관행논 보다 유의미하게 높게 나타났다. T-N의 경우 용인지역에서 안성지역 보다 높게 나타났으며, 유기논 보다는 관행논에서 높게 나타났다. NO₃-N의 경우는 반대로 유기논 토양에서 관행논 보다 높게 나타났다. ;토양 특성 분석 결과 유기농과 관행농의 농법간의 차이보다는 지역 간의 차이가 더 큰 것으로 나타났다. 수질 분석 결과 pH 및 EC 값은 유기논 보다 관행논에서 높게 나타났다.
답수의 T-N 농도는 용인지역이 안성지역보다 높게 나타났으며, 용인지역의 관행논 물의 T-N 농도가 유기논 보다 높게 나타나 토양 분석 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 안성 지역에서 관행논과 유기논 사이에 COD, T-P, 그리고 PO₄-P에 대한 유의미한 차이가 있었으며, 관행논이 유기논 보다 높게 나타났다. 보다 장기적이고 추가된 연구 결과가 필요하지만, 본 연구는 논에서 유기농법의 환경 영향 평가를 위한 기초 자료 및 친환경적 최적관리방안을 마련하는데 활용될 것으로 판단된다.
토양의 입도분석 결과 안성의 유기논 토양의 silt-clay 함량이 타 지역보다 낮게 나타났다. 토양 내 T-P 함량은 표층토양 및 심층토양 모두에서 안성지역이 용인지역보다 높게 나타났으며, 안성지역에서 유기논의 T-P 함량이 관행논 보다 유의미하게 높게 나타났다. T-N의 경우 용인지역에서 안성지역 보다 높게 나타났으며, 유기논 보다는 관행논에서 높게 나타났다.

후속연구

안성 지역에서 관행논과 유기논 사이에 COD, T-P, 그리고 PO₄-P에 대한 유의미한 차이가 있었으며, 관행논이 유기논 보다 높게 나타났다. 보다 장기적이고 추가된 연구 결과가 필요하지만, 본 연구는 논에서 유기농법의 환경 영향 평가를 위한 기초 자료 및 친환경적 최적관리방안을 마련하는데 활용될 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유기농산물에 대한 관심과 수요 증가의 원인은?	1) ‘친환경농업육성법’ 제 1조에서는 농업의 환경보전 기능을 증대시키고 지속가능한 농업을 추구한다고 명시하고 유기농업은 토양의 물리화학성을 개선하고 환경 보전을 통한 지속적인 작물 재배가 가능한 방법이라고 정의하였다.2) 삶의 질에 대한 관심이 높게 되면서 가족의 건강을 위해서 친환경농산물의 구입비중이 증가되었다.3) 이러한 국민들의 유기농산물에 대한 관심과 수요 증가에 따른 유기농산물 시장의 활성화는 국가의 유기농업 육성정책에도 영향을 주었다.
	친환경농업이 시작된 배경은?	우리나라는 화학비료와 농약을 사용하여 수확량을 극대화시키는 방향의 관행농법을 수행해왔다. 친환경농업은 1970년대 이후 화학비료와 농약으로 인해 직접 피해를 입은 생산자가 자발적으로 유기농업을 하게 되면서 시작되었지만 국가정책으로 친환경농업정책을 추진함에 따라 농민들의 친환경농업에 대한 관심이 증대되었다.1) ‘친환경농업육성법’ 제 1조에서는 농업의 환경보전 기능을 증대시키고 지속가능한 농업을 추구한다고 명시하고 유기농업은 토양의 물리화학성을 개선하고 환경 보전을 통한 지속적인 작물 재배가 가능한 방법이라고 정의하였다.
	친환경농업육성법에 따르면 유기농업이란 무엇인가?	친환경농업은 1970년대 이후 화학비료와 농약으로 인해 직접 피해를 입은 생산자가 자발적으로 유기농업을 하게 되면서 시작되었지만 국가정책으로 친환경농업정책을 추진함에 따라 농민들의 친환경농업에 대한 관심이 증대되었다.1) ‘친환경농업육성법’ 제 1조에서는 농업의 환경보전 기능을 증대시키고 지속가능한 농업을 추구한다고 명시하고 유기농업은 토양의 물리화학성을 개선하고 환경 보전을 통한 지속적인 작물 재배가 가능한 방법이라고 정의하였다.2) 삶의 질에 대한 관심이 높게 되면서 가족의 건강을 위해서 친환경농산물의 구입비중이 증가되었다.

참고문헌 (28)

Jeong, E. M., "The development and characteristics of the environment-friendly agricultural policy in Korea," Korean J. Organic Agric., 14(2), 117-137(2006).
Sohn, S. M., "Organic farming," Hyangmoon Publishing Co., Seoul, Korea(2007).
Kim, C. G., Jeong, H. K. and Moon, D. H., "Analysis of contribution of environment- friendly agricultural products to health promotion," Korean J. Organic Agric., 20(2), 125-142(2012).
Hong, S. G., Lee, S. B., Park, K. L., Lee, M. H., Nam, H. S., Kim, J. H., Yun, J. C. and Park, D. S., "Research trends in organic farming technology by journal article analysis," Korean J. Organic Agric., 22(4), 549-559(2014).

원문보기 상세보기
Arnhold, S., Lindner, S., Lee, B., Martin, E., Kettering, J., Nguyen, T. T., Koellner, T., Ok, Y. S. and Huwe, B., "Conventional and organic farming: Soil erosion and conservation potential for row crop cultivation," Geoderma, 219, 89-105(2014).

상세보기
Anglade, J., Billen, G., Garnier, J., Makridis, T., Puech, T. and Tittel, C., "Nitrogen soil surface balance of organic vs conventional cash crop farming in the Seine watershed," Agric. Syst., 139, 82-92(2015).

상세보기
Schjonning, P., Elmhot, S., Munkholm, L. J. and Debosz, K., "Soil quality aspects of humid sandy loams as influenced by organic and conventional long-term management," Agric. Ecosyst. Environ., 88, 195-214(2002).

상세보기
Marinari, S., Mancinelli, R., Campiglia, E. and Grego, S., "Chemical and biological indicators of soil quality in organic and conventional farming systems in central Italy," Ecol. Indic., 6(4), 701-711(2006).

상세보기
Fliessbach, A., Oberholzer, H. R., Gunst, L. and Mader, P., "Soil organic matter and biological soil quality indicators after 21 years of organic and conventional farming," Agric. Ecosyst. Environ., 118(1-4), 273-284(2007).

상세보기
Da Silva, A. M., Manfre, L. A., Urban, R. C., Silva, V. H. O., Manzatto, M. P. and Norton, L. D., "Organic farm does not improve neither soil, or water quality in rural water- sheds from southeastern Brazil," Ecol. Indic., 48, 132-146(2015).

상세보기
Marchand, S. and Huanxiu, G. U. O., "The environmental efficiency of non-certified organic farming in China: a case study of paddy rice production," China Econ. Rev., 31, 201-216(2014).

상세보기
Hong, S. G., Kim, J. H., Kim, Y. K., Shin, J. H., Yun, J. C. and Park, D. S., "Trends in organic farming technology by patent analysis," Korean J. Organic Agric., 22(3), 369-379(2014).

원문보기 상세보기
Lee, K. B., Lee, D. B., Kang, J. G. and Kim, J. D., "Seasonal variation in water quality of Mankyeong river and groundwater at controlled horticulture region," Korean J. Soil Sci. Fert., 32(3), 223-231(1999).
Lyou, C. W., Shin, Y. C., Heo, S. G., Choi, Y. H., Lim, K. J. and Choi, J. D., "Comparison of pollutant load discharge characteristics with chemical fertilizer and organic compost applications," 2005 Conference of Korean Society Agricultural Engineers(2005).
Joo, H. S., Cho, Y. S. and Chun, H. S., "An investigation on the environmental factors of certified organic and nonpesticide paddy soils cultivating rice at Goseong-gun," J. Life Sci., 24(4), 403-410(2014).

원문보기 상세보기
National Academy of Agricultural Science, "Method of soil chemical analysis," Rural Development Administration, Korea(2010).
National Academy of Agricultural Science, "Manual of water quality analysis for agricultural water," Rural Development Administration, Korea(2013).
Sohn, S. M., Kim, Y. H. and Park, Y. H., "Site- and crop- specific fertilization recommendation by soil nitrate testing for organic farming," Daesan J., 7, 43-56(1999).
Kim, M. S., Kim, W. I., Lee, J. S., Lee, G. J., Jo, G. L., Ahn, M. S., Choi, S. C., Kim, H. J., Kim, Y. S., Choi, M. T., Moon, Y. H., Ahn, B. K., Kim, H. W., Seo, Y. J., Lee, Y. H., Hwang, J. J., Kim, Y. H. and Ha, S. K., "Long-term monitoring study of soil chemical contents and quality in paddy fields," Korean J. Soil Sci. Fert., 43(6), 930-936(2010).
Lee, Y. H., S. T. Lee, J. Y. Heo, M. G. Kim, K. P. Hong, W. D. Song, C. W. Rho, J. H. Lee, W. T. Jeon, B. G. Ko, K. A. and Ha, S. K., "Monitoring of chemical properties from paddy soil in gyeongnam province," Korean J. Soil Sci. Fert., 43(2), 140-146(2010).
Kim, M. S., Jang, Y. S., Moon, Y. H. and Yang, J. E., "Fractionation of accumulated phosphorus in agricultural soils by land-use pattern," 2011 Spring conference of Korean Society of Soil Science and Fertilizer, pp. 219-220(2011).
Kang, H. J., Yang, S. H. and Lee, S. C., "Effects of liquid pig manure on growth of potato, soil chemical properties and infiltration water quality," Korean J. Soil Sci. Fert., 44(6), 1130-1136(2011).

원문보기 상세보기
Allison, F. E., "The fate of nitrogen applied to soil," Adv. Agro., 18, 219-258(1966).
Yun, S. G. and Yoo, S. H., "Behavior of $NO_3$ -N derived from pig manure in soil," Korean J. Soil Sci. Fert., 29(4), 353-359(1996).
Jeong, H. W., Kim, S. J., Kim, J. S., No, J. K., Park, G. W., Son, J. G., Yoon, G. S., Lee, K. H., Lee, N. H., Jeong, S. W., Choi, J. D. and Choi, J. Y., "Irrigation and drainage engineering. Paju: Dongmyongsa," Korea(2007).
Lee, K. B., D. B. Lee, J. G. and Kim, J. D., "Seasonal variation in water quality of mankyeong river and groundwater at controlled horticulture region," Korean J. Soil Sci. Fert., 32(3), 223-231(1999).
Kim, P. J., S. M. Lee, H. B., Yoon, Y. H. Park, J. Y. and Kim, S. C., "Characteristics of phosphorus accumulation in organic farming fields," Korean J. Soil Sci. Fert., 33(4), 234-241(2000).
Vega, M., Pardo R, Barrado, E. and Deba'n, L., "Assessment of seasonal and polluting effects on the quality of river water by exploratory data analysis," Water Res., 32(12), 3581-3592(1998).

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증