김치공장부산물처리에 따른 아주까리유박의 퇴비화특성 및 시비효과 Characteristics of Composting of Castor Oil Cake Mixed with Waste from KimChi Factory and Its Influence on Lettuce Growth원문보기
한국인이 가장 좋아하는 음식인 김치의 소비가 증가하면서 김치공장부산물(KWF)도 증가하였다. 본 연구는 KWF를 처리한 아주까리유박의 퇴비화에서 이화학적 특성의 변화와 시비에 따른 상추의 생육을 평가하였다. 처리구는 아주까리유박(60%)과 톱밥(40%)을 혼합한 대조구, KWF 35% 처리구(K-1), KWF 50% 처리구(K-2) 및 KWF 65% 처리구(K-3)로 설정하였다. KWF처리 후 pH, 유기물 및 미생물상은 처리구별 차이를 나타내지 않았으며, 대조구와 비교할 때, KWF처리구의 질소함량은 증가하였고, 유기물대 질소비는 감소하였다. 퇴비화 종료 후 KWF처리구는 비료공정규격에 적합하였으나 K-3의 염분은 1.91%로 다른 처리구들 보다 높았다. K-1처리구와 K-3처리구에서 상추의 생물중과 건물중은 대조구와 비슷하였다. 이러한 결과들은 김치공장 부산물이 퇴비원료로 사용이 가능하지만 작물에 안전한 아주까리유박퇴비의 생산을 위해서는 35% 이하로 사용하는 것이 적절함을 나타내었다.
한국인이 가장 좋아하는 음식인 김치의 소비가 증가하면서 김치공장부산물(KWF)도 증가하였다. 본 연구는 KWF를 처리한 아주까리유박의 퇴비화에서 이화학적 특성의 변화와 시비에 따른 상추의 생육을 평가하였다. 처리구는 아주까리유박(60%)과 톱밥(40%)을 혼합한 대조구, KWF 35% 처리구(K-1), KWF 50% 처리구(K-2) 및 KWF 65% 처리구(K-3)로 설정하였다. KWF처리 후 pH, 유기물 및 미생물상은 처리구별 차이를 나타내지 않았으며, 대조구와 비교할 때, KWF처리구의 질소함량은 증가하였고, 유기물대 질소비는 감소하였다. 퇴비화 종료 후 KWF처리구는 비료공정규격에 적합하였으나 K-3의 염분은 1.91%로 다른 처리구들 보다 높았다. K-1처리구와 K-3처리구에서 상추의 생물중과 건물중은 대조구와 비슷하였다. 이러한 결과들은 김치공장 부산물이 퇴비원료로 사용이 가능하지만 작물에 안전한 아주까리유박퇴비의 생산을 위해서는 35% 이하로 사용하는 것이 적절함을 나타내었다.
The consumption of KimChi, which Korean are a favorite food, has dramatically increased by changes of life style and waste as by-products in KimChi factory. This study was conducted to evaluate an effect of compost of caster oil cake (COC) mixed with waste from KimChi factory (KWF) and its growth ef...
The consumption of KimChi, which Korean are a favorite food, has dramatically increased by changes of life style and waste as by-products in KimChi factory. This study was conducted to evaluate an effect of compost of caster oil cake (COC) mixed with waste from KimChi factory (KWF) and its growth effect of lettuce. Treatments were consisted of 4 treatments as COC compost (60% COC+40% sawdust) as control, control+35% KWF (K-1), control+50% KWF (K-2), and control+65% KWF (K-3). Temperature, pH, O.M. and microbial phase of COC composts blended various ratios of KWF or free were unaffected. It was appeared that nitrogen content of KWF treatments was higher, but the ratio of organic matter and nitrogen was lower than the control. Although KWF treatments were acceptable compost under the guideline of Korean, NaCl content of K-3 was 1.91%, and it was very higher than that of others. In comparison with fresh weight and dry weight of lettuce, K-1 and K-3 were similar to control. These results indicated that the waste from KimChi factory was possible to use the composting raw blended materials below 35% mixtures.
The consumption of KimChi, which Korean are a favorite food, has dramatically increased by changes of life style and waste as by-products in KimChi factory. This study was conducted to evaluate an effect of compost of caster oil cake (COC) mixed with waste from KimChi factory (KWF) and its growth effect of lettuce. Treatments were consisted of 4 treatments as COC compost (60% COC+40% sawdust) as control, control+35% KWF (K-1), control+50% KWF (K-2), and control+65% KWF (K-3). Temperature, pH, O.M. and microbial phase of COC composts blended various ratios of KWF or free were unaffected. It was appeared that nitrogen content of KWF treatments was higher, but the ratio of organic matter and nitrogen was lower than the control. Although KWF treatments were acceptable compost under the guideline of Korean, NaCl content of K-3 was 1.91%, and it was very higher than that of others. In comparison with fresh weight and dry weight of lettuce, K-1 and K-3 were similar to control. These results indicated that the waste from KimChi factory was possible to use the composting raw blended materials below 35% mixtures.
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문제 정의
따라서 본 연구는 김치부산물의 퇴비원료로서의 활용가능성을 평가하기 위해 아주까리유박의 퇴비화에서 수분공급원 및 조절제로 첨가되었을 때, 아주까리유박 퇴비화 특성 및 퇴비의 작물재배시험을 수행하였다.
제안 방법
김치부산물을 처리한 아주까리유박의 퇴비화 기간 중 화학적 변화의 특성 조사를 위해 시료의 채취는 퇴비화 시작 후 15일 동안은 매일 채취하였고, 이후부터 시험 종료 시까지는 5일 간격으로 총 19회 실시하였다. 퇴비의 온도변화는 디지털온도계 (A1.
김치부산물이 아주까리유박의 퇴비화에서 수분 공급원 및 조절제로서의 활용가능성을 평가하기 위해 김치부산물을 처리하지 않은 대조구(Control), 김치부산물 35% 처리구(K-1), 김치부산물 50% 처리구(K-2) 및 김치부산물 65% 처리구(K-3)로 설정하여 김치부산물의 처리 시 아주까리유박 퇴비의 특성 및 퇴비의 작물재배시험을 수행한 결과는 아래와 같다.
은 회화법, T-N은 켈달증류법으로, 인산은 바나도몰리브데이트법, 칼리와 염분은 원자 흡광광도법, 부숙도는 식물종자발아법(발아지수법) 으로 농촌진흥청의 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에 준하여 분석하였다13). 미생물상을 조사하기 위해 각 처리구의 퇴비화 시작 후 1～35일 동안 5일 간격으로 시료를 채취하였고, 시료를 각각 10 g 씩 멸균수 90 ml에 넣은 후, 희석평판법을 통해 potato dextrose agar (PDA) 배지에 도말한 다음 30℃에서 배양하면서 형성된 콜로니들을 계수하였다. 형성된 콜로니들은 형태적 분류를 통해 단일분리하여 세균은 nutrient agar (NA) 배지에, 곰팡이는 PDA 배지에 옮겨 각각 30℃와 25℃에서 배양하였다.
아주까리유박의 퇴비화는 아주까리유박과 톱밥을 유기물대 질소비를 고려하여 40%와 60%를 중량비로 혼합하였다. 아주까리유박 퇴비화 시험의 처리구는 김치부산물(waste from KimChi factory; KWF)의 혼합에 따라 대조구(control), KWF 35% 처리구(K-1), KWF 50% 처리구(K-2) 및 KWF 65% 처리구(K-3)로 구분하여 시험을 진행하였다. 배합 후에는 퇴비화에 적합하도록 대조구와 K-1 및 K-2는 각각 155 L, 80 L, 50 L 씩 수분을 공급하여 초기 수분을 50～60%로 조절하였으나 K-3의 수분함량은 50% 이상을 나타내어 수분은 공급하지 않았다[Table 2]12).
아주까리유박의 퇴비화는 아주까리유박과 톱밥을 유기물대 질소비를 고려하여 40%와 60%를 중량비로 혼합하였다. 아주까리유박 퇴비화 시험의 처리구는 김치부산물(waste from KimChi factory; KWF)의 혼합에 따라 대조구(control), KWF 35% 처리구(K-1), KWF 50% 처리구(K-2) 및 KWF 65% 처리구(K-3)로 구분하여 시험을 진행하였다.
작물의 생육조사는 시험 종료 후 엽록소, 엽수, 엽장, 엽폭, 생물중 및 건물중을 조사하였다. 엽록소는 엽록소측정기(SPAD-502, Minolta, Japan) 를 이용하여 측정하였고, SPSS 19를 이용하여 던컨 다중검정을 통해 처리구간 평균값을 비교하였다.
작물 정식 10일 전인 9월 29일에 퇴비를 1,500 kg/10a수준으로 전층시비하고 15일이 경과한 후 생육상태가 비슷한 유묘를 선별하여 각 처리구에 2015년 10월 9일 정식하였다. 처리구는 아주까리유 박퇴비(Control), K-1 처리구(K-1), K-2 처리구 (K-2) 및 K-3 처리구(K-3)로 구분하였고, 작물재배는 4 inch 육묘용 포트를 사용하였으며, 완전임의배치법(3반복)으로 배치하였고, 관수는 매일 1∼ 2회 실시하면서 온실에서 수행하였으며, 시험기간 중 병충해는 발생하지 않았다.
대상 데이터
김치부산물 처리 아주까리유박 퇴비를 이용한 작 물재배 시험은 2015년 8월부터 10월까지 3개월간 대전광역시 소재의 H사의 연구용 온실에서 수행하였다. 공시작물은 상추(Lactuca sativa; 백일청치 마, 동부팜)를 이용하였다. 퇴비화를 통해 발효가 완료된 가축분퇴비는 부숙이 완료된 시기인 퇴비화 시작 후 49일에 채취한 퇴비시료를 이용하였다.
김치부산물 처리 아주까리유박 퇴비를 이용한 작 물재배 시험은 2015년 8월부터 10월까지 3개월간 대전광역시 소재의 H사의 연구용 온실에서 수행하였다. 공시작물은 상추(Lactuca sativa; 백일청치 마, 동부팜)를 이용하였다.
본 연구는 2015년 6월부터 8월까지 세종특별자치시 연기군에 위치한 A사에서 4개월 동안 수행하였다. 아주까리유박과 톱밥은 H사에서, 김치부산물은 E사에서 수급하였고, 각 원료의 이화학적 특성은 [Table 1]과 같다.
공시작물은 상추(Lactuca sativa; 백일청치 마, 동부팜)를 이용하였다. 퇴비화를 통해 발효가 완료된 가축분퇴비는 부숙이 완료된 시기인 퇴비화 시작 후 49일에 채취한 퇴비시료를 이용하였다. 시험에 사용된 토양은 사양토였고, pH와 전기전도도는 각각 5.
데이터처리
작물의 생육조사는 시험 종료 후 엽록소, 엽수, 엽장, 엽폭, 생물중 및 건물중을 조사하였다. 엽록소는 엽록소측정기(SPAD-502, Minolta, Japan) 를 이용하여 측정하였고, SPSS 19를 이용하여 던컨 다중검정을 통해 처리구간 평균값을 비교하였다.
이론/모형
김치부산물을 처리한 아주까리유박의 퇴비화 기간 중 화학적 변화의 특성 조사를 위해 시료의 채취는 퇴비화 시작 후 15일 동안은 매일 채취하였고, 이후부터 시험 종료 시까지는 5일 간격으로 총 19회 실시하였다. 퇴비의 온도변화는 디지털온도계 (A1.T9304C, Daihan, Korea)를 이용하여 1일 3회 측정 후 평균하였고, 수분함량은 건조법, pH와 EC 는 1:5법, O.M.은 회화법, T-N은 켈달증류법으로, 인산은 바나도몰리브데이트법, 칼리와 염분은 원자 흡광광도법, 부숙도는 식물종자발아법(발아지수법) 으로 농촌진흥청의 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에 준하여 분석하였다13). 미생물상을 조사하기 위해 각 처리구의 퇴비화 시작 후 1～35일 동안 5일 간격으로 시료를 채취하였고, 시료를 각각 10 g 씩 멸균수 90 ml에 넣은 후, 희석평판법을 통해 potato dextrose agar (PDA) 배지에 도말한 다음 30℃에서 배양하면서 형성된 콜로니들을 계수하였다.
성능/효과
1. 퇴비화 시작 후 7일 동안 60～70℃정도의 고온을 유지하였고, 이후 감소하기 시작하여 시험 종료시기인 50일경에는 33～47℃정도였으며, 김치부 산물 처리구에서 퇴비더미 온도가 높았다.
2. 김치부산물 처리구의 퇴비화 기간 중 pH와 수분함량의 변화는 처리구별 차이를 나타내지 않았고, 퇴비화 시험 종료 후 K-3 처리구의 수분함량은 대조구보다 높았다.
3. 퇴비더미 중 유기물함량은 처리구별 차이를 나타내지 않았고, 질소함량은 김치부산물 처리구에서 높았으며, 유기물대 질소비는 김치부산물 처리구에서 낮았다.
4. 김치부산물을 처리한 아주까리유박의 퇴비화 시험 중 미생물상의 변화는 곰팡이보다 세균이 검출되었고, 퇴비화 직후 생균수 감소 후 일정 범위에서 유지되었으며, 처리구별 차이는 나타나지 않았다.
5. 퇴비화 후 이화학적 특성 분석결과 수분, 유기 물, 유기물대 질소비 및 발아지수 등이 퇴비의 비료 공정규격에 적합하였고, 이를 상추에 처리하였을 때, K-1 처리구와 K-3 처리구는 대조구와 비슷하였으나 K-2 처리구는 대조구보다 감소하였다.
아주까리유박을 퇴비화하는 경우 과량의 수분 공급이 필요하지만 아주까리유박은 착유 후 얻어진 부산물이기 때문에 수분에 대해 소수성을 나타내어 퇴비더미의 수분을 보유하는데 어려움이 있다. 김치부산물은 수분보유능력이 좋고, 퇴비화 시 쉽게 분해되며, 다량의 미생물을 함유하고 있어 이를 아주까리유박 퇴비화에서 수분공급원 조절제로 사용이 가능할 것으로 판단된다.
김치부산물을 처리한 아주까리유박퇴비의 상추에 대한 재배시험결과는 [Table 6]과 같다. 대조구와 비교할 때 김치부산물 처리구의 상추 생육은 대조구와 비슷하였으나 K-2 처리구에서 건물중이 대조구보다 감소하였다. 건물중으로 작물의 생산량을 평가할 때, 김치부산물 중 K-1 처리구와 K-3 처리 구의 대조구와 비슷하여 본 시험에서는 염분에 의한 생육장해는 나타나지 않았다.
발아지수를 통해 50일차 시료에서 퇴비화가 완료 된 것을 확인한 후 시험 시작 후 재배시험을 수행 하기 위해 70일이 경과한 시기에 채취한 각 아주까 리유박퇴비의 이화학적 특성은 [Table 5]와 같다. 수분함량, 유기물, 유기물대 질소비 및 발아지수는 각각 36.6～45.7%, 48.6～53.2%, 28.4～44.6, 8 3～106으로 퇴비 기준에 적합하였다. 각 처리구별 질소, 인산 및 칼리함량은 각각 1.
3]과 같다. 원료배합 후 대조구는 수분이 부족하여 수분을 보충하였고, 김치부산물 처리구는 김치부산물에 수분이 충분하여 수분을 보충하지 않았으며, 퇴비화 시작 시 퇴비더의 수분함량은 50.9～64.6% 수준이었고, 퇴비화가 진행되면서 서서히 감소하는 경향을 보였으며14), 시험 종료 시에는 대조구, K-1 처리구와 K-2 처리 구의 수분함량은 38.6～39.7%로 비슷하였으나 K-3 처리구는 45.6%로 다른 처리구보다 높았다.
반면에 톱밥은 리그닌 함량이 높아 분 해가 어렵고, 양이온치환용량이나 유기산함량이 낮아 질소의 흡착이 어려워 아주까리유박의 질소손실 이 많은 것으로 판단된다19). 유기물대 질소비는 퇴비화 기간 동안 김치부산물 처리구에서 평균 27.7±1.4 정도를 나타내었으나 대조구에서는 평균 38.6 정도를 나타내어 약 11정도 높았다. 이는 김치 부산물 처리구와 대조구의 유기물함량은 비슷하였으나 질소함량이 높았기 때문에 유기물대 질소비가 상대적으로 낮게 나타난 것으로 판단된다[Fig.
이상의 결과를 종합할 때, 김치부산물을 처리한 아주까리유박퇴비는 퇴비기준에 적합하여 퇴비로 사용이 가능하였으며, 작물의 생육이나 퇴비의 특성을 고려할 때, 김치부산물은 35% 이하로 처리하는 것이 적절한 것으로 평가되었다.
3]. 질소함량의 변화는 시기별로 약간의 차이는 있으나 시험 전과 후의 변화는 크게 나타나지 않았고, 퇴비화 시작 7일 경과 후부터 김치부산물 처리구에서 대조구보다 높았다[Fig. 5].
7%로 김치부산물 처리량이 많은 처리구에서 유기물함량이 낮았고, 이는 배합 후 김 치부산물 처리구에서 수분함량이 상대적으로 높았기 때문으로 판단된다. 퇴비화 시작 후 약 30일 정도까지는 처리구별로 큰 차이를 나타내지 않았으나 35일 경과 후부터 종료 시까지 대조구, K-1 처리구 및 K-2 처리구는 유기물함량이 증가하였고, K-3 처리구에서는 유기물함량이 감소하였다[Fig. 5].
5]. 퇴비화 시작 후 질소함량은 1.09～1.67%를 나타내어 대조구, K-1처리구 및 K-2처리구에서 K-3보다 상대적으로 높았으나 퇴비화가 진행되면서 김치부산물 처리구에서 김치부산물이 분해되면서 질소공급이 이뤄졌고, 수분이 상대적으로 높게 유지되어 퇴비 중 질소 손실이 감소하기 때문으로 판단된다. 수분공급원 및 수분조절제로 사용된 김치부산물은 섬유소함량이 적고, 분해가 용이한 유기물(수용성 탄수화물)로 구성되어 있어 퇴비화 과정에서 발생한 다량의 유기산이 질소와 결합함으로써 질소손실을 줄여주는 것으로 판단된다18).
후속연구
건물중으로 작물의 생산량을 평가할 때, 김치부산물 중 K-1 처리구와 K-3 처리 구의 대조구와 비슷하여 본 시험에서는 염분에 의한 생육장해는 나타나지 않았다. 그러나 김치부산물에는 다량의 염분을 함유하고 있고, 김치부산물 처리구의 염분함량도 대조구보다 높기 때문에 연작 시험에 따른 토양의 염류집적 및 작물생육의 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다22,23).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아주까리유박으로 만든 유기질비료의 원료의 한계는 무엇인가?
아주까리유박을 가축분과 함께 발효하는 퇴비 화과정을 거치게 되면 여러 단백질 분해 효소의 영향으로 분해되어 작물 생육에 안전한 퇴비를 생산하기도 하였다9,10,11). 그러나 아주까리유박은 가축 분보다 수분함량이 낮고, 단백질 및 질소함량이 높으며, 유기물 분해율이 상대적으로 낮아 퇴비화에 어려운 점이 많다. 아주까리유박을 퇴비화하는 경우 과량의 수분 공급이 필요하지만 아주까리유박은 착유 후 얻어진 부산물이기 때문에 수분에 대해 소수성을 나타내어 퇴비더미의 수분을 보유하는데 어려움이 있다. 김치부산물은 수분보유능력이 좋고, 퇴비화 시 쉽게 분해되며, 다량의 미생물을 함유하고 있어 이를 아주까리유박 퇴비화에서 수분공급원 조절제로 사용이 가능할 것으로 판단된다.
김치는 어떻게 활용할 수 있습니까?
김치는 한국의 식탁에서 빠져서는 안 되는 음식으로 한국인들이 가장 사랑하는 음식의 하나로 불고기와 더불어 한국을 나타내는 대표적인 음식 중 하나이다1) . 김치는 반찬으로 섭취하지만 반찬 외에도 김치찌개, 김치볶음밥, 김치비빔밥 등 다양한 요리 재료로 이용하고 있다1,2). 2012년 국내 김치 소비 패턴은 약 88%정도가 가정에서 직접 담거나 제공받아 섭취하여 자급비율이 높은 편이다2).
김치란 무엇입니까?
김치는 한국의 식탁에서 빠져서는 안 되는 음식으로 한국인들이 가장 사랑하는 음식의 하나로 불고기와 더불어 한국을 나타내는 대표적인 음식 중 하나이다1) . 김치는 반찬으로 섭취하지만 반찬 외에도 김치찌개, 김치볶음밥, 김치비빔밥 등 다양한 요리 재료로 이용하고 있다1,2).
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