농경지는 농업부문에서 배출되는 온실가스인 아산화질소와 이산화탄소의 공급원이다. 하지만 대부분 농경지 온실가스 배출연구는 경작기에 집중되어 있고, 휴경기 동안 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구는 동절기 휴경 농경지 $N_2O$와 $CO_2$ 배출량과 주요 환경요인과의 유의확률 및 경작기 배출량과 비교하였다. 휴경기동안 녹비작물로써 H.V.와 Rye를 재배하였을 때, $N_2O$는 $0.014{\sim}2.956mg\;N_2O\;m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ 범위로 배출되었으며, 누적량은 대조구, H.V.처리구, Rye처리구에서 각각 104.4, 85.8 그리고 $85.0mg\;N_2O\;m^{-2}$ 배출되었다. 대조구에서 배출량이 가장 높았으며, H.V. 및 Rye 처리구는 비슷했다. 누적 이산화탄소 배출량은 대조구, H.V. 처리구, Rye 처리구에서 각각 293.1, 242.2 그리고 $275.2g\;CO_2\;m^{-2}$ 배출되었다. 그리고 휴경기간동안 $N_2O$ 및 $CO_2$ 일 평균배출량은 경작기의 각각 28.3%, 27.4% 배출되었다.
농경지는 농업부문에서 배출되는 온실가스인 아산화질소와 이산화탄소의 공급원이다. 하지만 대부분 농경지 온실가스 배출연구는 경작기에 집중되어 있고, 휴경기 동안 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구는 동절기 휴경 농경지 $N_2O$와 $CO_2$ 배출량과 주요 환경요인과의 유의확률 및 경작기 배출량과 비교하였다. 휴경기동안 녹비작물로써 H.V.와 Rye를 재배하였을 때, $N_2O$는 $0.014{\sim}2.956mg\;N_2O\;m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ 범위로 배출되었으며, 누적량은 대조구, H.V.처리구, Rye처리구에서 각각 104.4, 85.8 그리고 $85.0mg\;N_2O\;m^{-2}$ 배출되었다. 대조구에서 배출량이 가장 높았으며, H.V. 및 Rye 처리구는 비슷했다. 누적 이산화탄소 배출량은 대조구, H.V. 처리구, Rye 처리구에서 각각 293.1, 242.2 그리고 $275.2g\;CO_2\;m^{-2}$ 배출되었다. 그리고 휴경기간동안 $N_2O$ 및 $CO_2$ 일 평균배출량은 경작기의 각각 28.3%, 27.4% 배출되었다.
Cropland is sources of atmospheric nitrous oxide ($N_2O$) and carbon dioxide ($CO_2$). However, the contribution of the fallow season to emission of these gases has rarely been determined. In this study, a field experiment encompassing three treatments was conducted to determin...
Cropland is sources of atmospheric nitrous oxide ($N_2O$) and carbon dioxide ($CO_2$). However, the contribution of the fallow season to emission of these gases has rarely been determined. In this study, a field experiment encompassing three treatments was conducted to determine efflux of $N_2O$ and $CO_2$ in cropland during fallow season. The treatments were hairy vetch (H.V.), rye and control (Con.). The H.V. and rye were sown in middle October and early November, respectively. The soil $N_2O$ efflux among all three treatments in the fallow season (November-April) were $0.014-2.956mg\;N_2O\;m^{-2}{\cdot}d^{-1}$. The cumulative $N_2O$ emissions were $104.4mg\;N_2O\;m^{-2}$ for Con., $85.8mg\;N_2O\;m^{-2}$ for H.V. and $85.0mg\;N_2O\;m^{-2}$ for Rye during the fallow season. The highest $N_2O$ emissions occurred in Con., while H.V. and Rye emissions were similar. Cumulative $CO_2$ emissions were $293.1g\;CO_2\;m^{-2}$ for Con., $242.2g\;CO_2\;m^{-2}$ for H.V., $275.2g\;CO_2\;m^{-2}$ for Rye during fallow season. This study showed that soil $N_2O$ and $CO_2$ average daily emission during fallow season were 28.3% and 27.4%, respectively of the growing season. Our results indicate that $CO_2$ and $N_2O$ emissions from agricultural systems continue throughout the fallow season.
Cropland is sources of atmospheric nitrous oxide ($N_2O$) and carbon dioxide ($CO_2$). However, the contribution of the fallow season to emission of these gases has rarely been determined. In this study, a field experiment encompassing three treatments was conducted to determine efflux of $N_2O$ and $CO_2$ in cropland during fallow season. The treatments were hairy vetch (H.V.), rye and control (Con.). The H.V. and rye were sown in middle October and early November, respectively. The soil $N_2O$ efflux among all three treatments in the fallow season (November-April) were $0.014-2.956mg\;N_2O\;m^{-2}{\cdot}d^{-1}$. The cumulative $N_2O$ emissions were $104.4mg\;N_2O\;m^{-2}$ for Con., $85.8mg\;N_2O\;m^{-2}$ for H.V. and $85.0mg\;N_2O\;m^{-2}$ for Rye during the fallow season. The highest $N_2O$ emissions occurred in Con., while H.V. and Rye emissions were similar. Cumulative $CO_2$ emissions were $293.1g\;CO_2\;m^{-2}$ for Con., $242.2g\;CO_2\;m^{-2}$ for H.V., $275.2g\;CO_2\;m^{-2}$ for Rye during fallow season. This study showed that soil $N_2O$ and $CO_2$ average daily emission during fallow season were 28.3% and 27.4%, respectively of the growing season. Our results indicate that $CO_2$ and $N_2O$ emissions from agricultural systems continue throughout the fallow season.
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문제 정의
, 2009). 그러므로 본 연구는 휴경기간 동안 밭에서 녹비피복작물로써 헤어리배치(H.V.)와 호밀(Rye)을 재배할 경우 토양에서 발생하는 N2O와 CO2의 배출 특성을 비교 검토하였다.
)이 주로 발생한다. 따라서, 본 연구는 휴경기 녹비를 재배한 밭 토양에서 온실가스 배출량 비교를 함으로 휴경기동안 농경지 토양에서 배출되는 N2O와 CO2에 대해 정량분석을 진행하였다.
제안 방법
하지만 대부분 농경지 온실가스 배출연구는 경작기에 집중되어 있고, 휴경기 동안 거의 수행되지 않았다. 따라서 본 연구는 동절기 휴경 농경지 N2O와 CO2배출량과 주요 환경요인과의 유의확률 및 경작기 배출량과 비교하였다. 휴경기동안 녹비작물로써 H.
시험구 처리는 콩을 수확한 후 휴경기간동안 동계 피복작물로써 H.V.와 Rye을 각각 2017년 10월 16일, 11월 1일에 재식거리 70 × 20 cm으로 파종하였다. 비료 등 양분을 공급하지 않았으며, 2018년 5월 2일 수확하였다.
시험기간 중 토양의 온도 측정을 위해 센서(External sensor, Spectrum, British)를 경작지의 유효토심인 토양 내 10 cm 깊이에 설치하였고 토양 수분함량은 센서(SM100, Spectrum, British)도 토양 내 10 cm 깊이에 수평으로 꽂아 실시간으로 측정하였으며, 각각 측정치는 데이터로거에 30분 단위로 기록 되도록 하였다. 강수량 및 대기평균 온도는 시험포장 인근에 위치한 기상관측망(위도: 35°82´N, 경도:127°04´E)에서 측정하여 제공하는 농촌진흥청 농업기상정보서비스(weather.
대상 데이터
시험기간 중 토양의 온도 측정을 위해 센서(External sensor, Spectrum, British)를 경작지의 유효토심인 토양 내 10 cm 깊이에 설치하였고 토양 수분함량은 센서(SM100, Spectrum, British)도 토양 내 10 cm 깊이에 수평으로 꽂아 실시간으로 측정하였으며, 각각 측정치는 데이터로거에 30분 단위로 기록 되도록 하였다. 강수량 및 대기평균 온도는 시험포장 인근에 위치한 기상관측망(위도: 35°82´N, 경도:127°04´E)에서 측정하여 제공하는 농촌진흥청 농업기상정보서비스(weather.rda.go.kr)의 일별 기상자료를 활용하였다. 온실가스 측정용 챔버를 설치한 2017년 11월 16일부터 2018년 5월 2일까지 대기 평균온도와 총 강우량은 각각 4.
본 연구는 휴경기간 동안 동계피복작물 재배하고 토양에서 N2O와 CO2의 배출 특성을 조사하기 위하여 전라북도 완주군 이서면에 위치한 국립농업과학원 시험포장(위도: 35°82´N, 경도: 127°04´E)에서 수행하였다. 밭 포장의 토성은 사양질이며 화학적 특성은 Table 1과 같다.
데이터처리
처리간의 차이를 비교하기 위하여 조사된 자료는 일반선형모형을 이용한 ANOVA 검증을 통하여 분석하였다. 또한, F-test 결과 값이 P< 0.05의 범위에서 유의한 경우에만 Duncan`s Multiple Range Test를 실시하였다.
2)을 이용하여 통계처리 하였다. 처리간의 차이를 비교하기 위하여 조사된 자료는 일반선형모형을 이용한 ANOVA 검증을 통하여 분석하였다. 또한, F-test 결과 값이 P< 0.
휴경기간 동안 동계피복작물 종류에 따른 N2O 및 CO2배출특성은 SAS 통계프로그램(버전 9.2)을 이용하여 통계처리 하였다. 처리간의 차이를 비교하기 위하여 조사된 자료는 일반선형모형을 이용한 ANOVA 검증을 통하여 분석하였다.
이론/모형
N2O와 CO2배출량을 조사하기 위해 국제적으로 공인된 밀폐형태 챔버인 Non-steady-state (Hutchinson and Livingston, 1993)를 사용하였다. 챔버는 처리구마다 6개씩 설치하였다.
설치된 챔버는 외부로의 공기유출이 없도록 하였으며, 지름이 24 cm, 높이가 37cm인 PVC 소재로 각 시험구의 대표 지점에 토양에 9 cm 깊이로 녹비 작물의 뿌리 활착의 저해를 최소화하도록 설치하였다. 가스시료 채취는 Yagi(1991)의 방법에 준하여 토양에서 배출되는 온실가스의 24시간 중 평균배출 시간대인 10:00∼13:00시 사이에 60 ml 주사기로 1주일에 1회 채취하여 분석하였다.
)로 혼합한 후 30분간 교반하여 pH meter (Orion 4 star, Thermo,Singapore)로 측정하였고, 총 탄소는와 질소는 CN analyzer (Vario Max CN, Elementar, Germany)로 분석하였다. 유효인산은 Lancaster법으로 720 nm 파장에서 비색계(AU/CARY 300, Varian, Australia)로 분석하였다. 치환성 양이온은 1 M NH4OAc (pH 7.
N2O 배출량은 동계피복작물 재배기간 초기 2017년11월부터 2018년 2월 중순까지 모든 처리구에서 1.0mg N2O m-2 day-1 이하로 배출되었으며, 2월 중순까지 일일평균 배출량은 Con., H.V., 그리고 Rye 처리구에서 각각 0.49, 0.42, 그리고 0.34 mg N2O m-2 day-1 의 N2O가 배출되었다. 2월 하순 이후 모든 처리구에서 배출량은 증가하였고 2월 하순부터 5월 초까지 일일 평균 배출량은 Con.
4% 배출되었다(Table 3). 즉 휴경기간 동안에도 경작기간의 20% 이상의 온실가스가 배출됨을 확인하였다. 시험구 지역의 겨울철(2017년 11월∼2018년 2월) 평균대기온도는 평년대비 1.
후속연구
첫 번째 휴경기 동안 N2O와 CO2 모두 대조구에 비해 발생량이 저감된 측면, 두 번째 화학비료 시용을 절감하여 경작기 동안 온실가스를 줄일 수 있는 것으로 모두 유용할 것으로 판단된다. 그리고 휴경기 녹비작물 재배에 따른 작물 생산성 및 토양 화학적 특성 변화와 연계된 온실가스 배출량 평가하는 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
따라서 비경작 시기에 배출되는 N2O 및 CO2 배출 특성에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 그리고 우리나라는 화학비료 사용량을 줄이기 위해 휴경기간동안 녹비 피복작물을 재배하는 것을 적극 권장하고 있으며, 녹비작물을 재배함으로써 온실가스 저감 효과가 있는 것으로 보고되고 있다(Karlen et al.
1). 평균대기온도의 변화는 토양온도에 영향을 주며 그에따라 농경지 토양에서 배출되는 온실가스도 간접적인 영향을 받기 때문에 추후 장기적인 기상/기후의 환경영향에 따른 온실가스 배출특성을 파악하는 연구가 필요할것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국가 온실가스 인벤토리를 작성하기 위해 시행한 것은?
현재까지 농경지에서 작물 종류, 시비방법, 재배지토양의 이화학적 특성에 따른 온실가스 발생에 미치는 영향을 구명하는 연구 등 다양한 연구결과가 보고되었다. 국가 온실가스 인벤토리를 작성하기 위해 질소비료 시용량에 따른 N2O 배출특성을 3년간 조사하여 국가 고유 배출계수로 등록한 연구결과(Kim et al., 2016)와 농경지 토양에서 배출되는 온실가스를 줄이기 위해 바이오차 등을 농경지에 적용하여 N2O 배출을 저감하는 연구 등이(Lee et al., 2017) 있었다.
농경지 토양에서 N2O 배출은 어떻게 발생되는가?
농경지 토양에서 N2O 배출은 주로 질소가 포함된 비료를 투입하였을 때 토양 내 미생물에 의해 질산화 과정과 탈질 과정을 일으키는 동안 발생된다(Freney, 1997; Singh and Tyagi, 2009). 질산화 과정은 비료에 포함되어 있는 암모늄태 질소가 호기적인 조건에서 질산으로 산화되는 반응이며, 탈질 과정은 질산이 혐기조건에서 질소가스(N2)로 환원되는 반응이다.
아산화질소(N2O)와 이산화탄소(CO2) 농도의 증가량은 어떠한가?
전 지구적으로 대기 중의 아산화질소(N2O)와 이산화탄소(CO2) 농도는 인간의 활동에 의해 급격히 증가하였다. N2O 농도는 산업화 이전보다 약 18% 증가한 319 ppb로 질소를 함유한 비료 사용 등 인간 활동에 의한 영향으로 증가되었고 CO2 농도는 391 ppm으로 화석연료 사용증가 등의 영향을 받아 산업화 이후 약 40%가 증가하였다(IPCC, 2014).
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