[논문]통합 혐기소화액별 폭기처리에 따른 화학적 성분 변화와 무의 발아효과

변지은; 이홍주; 류종원; 황선구

doi:10.7740/kjcs.2020.65.4.508

[국내논문] 통합 혐기소화액별 폭기처리에 따른 화학적 성분 변화와 무의 발아효과
Changes in Chemical Properties and Effect on Germination of Radish Seed from Aeration of Co-digestate Fertilizers 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.65 no.4, 2020년, pp.508 - 517

변지은 (상지대학교 생명환경과학대학) , 이홍주 (상지대학교 생명환경과학대학) , 류종원 (상지대학교 생명환경과학대학) , 황선구 (상지대학교 생명환경과학대학)

초록
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본 시험은 혐기소화액의 폭기처리 기간에 대한 화학적 성분의 변화와 혐기소화액을 액비로 이용하기 위한 최소한의 부숙완료 시기를 알아보기 위해 실시하였다. 혐기소화액은 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)을 이용하였으며, 공기량은 1 ㎥당 0.1 ㎥/air/min를 30분 유입, 15분 중단되도록 설정하였다. 1. pH는 모든 혐기소화액 처리구에서 폭기처리 3일차에 폭기처리 전보다 급격히 높아졌으며, 돈분 혐기소화액(SS AD)은 9일차 후 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 15일 후 서서히 감소하기 시작하여 27일과 36일 사이에서 상대적으로 급격히 낮아졌다. 27일과 36일 사이의 급격히 낮아진 pH는 부숙기간 동안 발생한 질산태 질소의 변화에 기인한 것으로 보인다. 2. 전기전도도(EC)는 모든 혐기소화액이 폭기처리가 진행 될수록 감소하였으며, 48일차에 돈·우분 혼합 혐기소화액이 16.0 mS/cm로 가장 높았다. 3. 용존산소(DO)는 모든 혐기소화액이 폭기처리 전보다 폭기처리 시작 후 급격히 증가하였으나 그 후에는 증가와 감소를 반복하였다. 48일차에 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)가 3.93 mg/L로 혐기소화액 중 용존산소가 가장 높았지만 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)도 각각 3.24 mg/L, 3.69 mg/L로 나타나 큰 차이가 없었다. 4. 총질소량(T-N)과 암모늄태 질소(NH₄-N)는 폭기처리가 진행될수록 모든 혐기소화액에서 지속적으로 감소하였다. 질산태 질소(NO₃-N)는 돈분 혐기소화액(SS AD)의 경우 24일차까지 유지하는 경향을 보인 후 36일차에 급격히 증가하였으나 다시 급격히 감소하였고 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 36일차까지 증가와 감소를 반복하다가 그 후부터 지속적으로 감소하였으며, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 폭기처리 후 24일차까지 감소하였으나 36일차에 증가한 후 다시 감소하였다. 5. 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의한 원액을 이용한 방법과 Halder et al. (2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)법을 이용하여 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho) 종자발아시험을 실시하였을 때 돈분 혐기소화액(SS AD)은 상대발아율, 뿌리신장률, 발아지수에서 다른 혐기소화액에 비하여 높은 수치를 보였지만, 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 비교적 낮은 수치를 보였다. 이와 같은 현상은 다른 혐기소화액과 비교하여 돈·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 암모늄태 질소(NH₄-N)가 상대적으로 높았기 때문으로 보인다. Lee & Eue (1999)의 연구에 의하면 배추 종자를 이용하여 종자발아시험을 하였을 때 암모늄태 질소의 농도에 의해 발아지수가 영향을 받았다(Lee & Eue, 1999). 6. pH가 약알칼리성을 띄면서 EC와 암모늄태 질소가 낮아지면 발아지수가 높아지는 경향을 보였다. 7. 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho) 종자의 발아지수를 통한 부숙도 완료 평가에서 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의한 원액을 사용한 방법은 폭기처리 기간에 모든 혐기소화액에서 적절한 수치를 보이지 않았으나 Halder et al. (2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)법을 적용할 경우 60일의 폭기처리에서 70 이상의 적절한 발아지수를 관찰하였다. 혐기소화액 후처리

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to determine the minimum period of aeration treatment of co-digestate to develop it as liquid fertilizer and the chemical changes that occur in the aerobic liquefying process. The co-digestates were divided into three types depending on their additives: swine slurry anaerobic digestate (SS AD), swine slurry 70% + cow slurry 30% anaerobic digestate (SS + CS AD), and swine slurry 70% + apple pomace 30% anaerobic digestate (SS + AP AD). The pH of all co-digestates increased rapidly after 3 days of aerobic treatment, but had slightly decreased in SS AD after 9 days and in SS + CS AD and SS + AP AD after 15 days. All co-digestates showed a strongly reduced pH between 27 and 36 days of aeration treatment. SS AD had lower pH value, dissolved oxygen (DO), NH4-N, and NO3-N content under aerobic conditions than other co-digestates. To assess the fully decomposed liquid fertilizer, a germination test was performed on the undiluted and diluted co-digestate using the liquid fertilizer germination index (LFGI) method. The relative germination ratio, relative root elongation, and germination index of SS AD were higher than those of the others. When the LFGI method was used for the germination test, all co-digestates showed an appropriate germination index of 70 after 60 days of aeration treatment. Thus, we suggest that the minimum period of aeration treatment for co-digestates might be 60 days to develop the fully decomposed liquid fertilizer.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Chemical properties of co-digestates.
그림 Fig. 1. Changes in (A) pH, (B) electrical conductivity, and (C) dissolved oxygen of co-digestates during the aeration treatments (days). The symbols represent the different digestates; swine slurry (SS), cow slurry (CS), apple pomace (AP), and anaerobic digestate (AD).
그림 Fig. 2. Changes in (A) total nitrogen, (B) NH4-N, and (C) NO3-N of co-digestates during the aeration treatments (days). The symbols represent the different digestates: swine slurry (SS), cow slurry (CS), apple pomace (AP), and anaerobic digestate (AD).
표 Table 2. Relative germination ratio (GR) on co-digestates during the aeration treatments (days).
표 Table 3. Relative root elongation (RE) on co-digestates during the aeration treatments (days).
표 Table 4. Germination index (GI) on co-digestates during the aeration treatments (days).

AI 본문요약
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문제 정의

본 시험은 농작물에 사용하기 위한 부숙 액비를 생산하기 위해 혐기소화액의 폭기처리 기간 동안 화학적 성분의 변화를 알아보고 생물을 이용한 종자발아법을 사용하여 적절한 폭기 기간을 판별하고자 시행하였다.
본 시험은 혐기소화액의 폭기처리 기간에 대한 화학적 성분의 변화와 혐기소화액을 액비로 이용하기 위한 최소한의 부숙완료 시기를 알아보기 위해 실시하였다. 혐기소화액은 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈 · 우분 혼합 혐기소화액 (SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)을 이용하였으며, 공기량은 1 m³당 0.

제안 방법

발아 환경은 120시간동안 온도 25±1°C, 습도 85±1%의 암조건에서 실시하였다. 120시간이 지난 후 발아율과 뿌리길이를 측정하였으며, 이를 통해 상대발아율(Relative germination ratio; GR), 상대뿌리신장률(Relative root elongation; RE), 발아지수(Germination index; GI)를 다음의 산출식을 이용하여 계산하였다.
200 L PE통에 혐기소화액을 처리구 당 150 L 씩 투입하였으며, 처리구는 돈분 혐기소화액(SS AD) 처리구, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD) 처리구, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD) 처리구이다.
발아 환경은 120시간동안 온도 25±1°C, 습도 85±1%의 암조건에서 실시하였다.
90 mm 여과지(Filter Paper, Advantec) 2매를 깔았다. 처리구별 혐기소화액을 페트리디쉬 당 5 mL를 투입하였으며, 대조구는 증류수 5 mL를 투입하였다. 투입 후 각 페트리디쉬에 서호무(Raphanus sativus cv.
A)로 측정하였다. 총질소량(Total nitrogen; T-N), 암모늄태 질소(Ammonium nitrogen; NH₄-N), 질산태 질소(Nitrate nitrogen; NO₃-N)를 폭기처리 0일차, 12일차, 24일차, 36일차, 48일차, 60일차에 측정하였다. 농촌진흥청고시(제 2019-11호) 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에 의하여 총질소량(T-N)은 황산법을 이용하여 분석하였으며, 암모늄태 질소(NH₄-N)은 증류법, 질산태 질소(NO₃-N)은 데바루다합금법을 이용하여 분석하였다.
폭기처리 기간에 따른 화학적 성분 변화를 알아보기 위하여 폭기처리의 0일차, 3일차, 9일차, 15일차, 21일차, 27일차, 36일차, 45일차, 48일차에 pH, 전기전도도(EC), 용존산소(DO)를 측정하였다. 측정은 시료 100 mL를 채취하여 pH는 pH meter (FEP20-K, Mettler-Toledo AG, Switzerland), 전기전도도(Electrical Conductivity; EC)는 전기전도도(EC) meter (Pro 30, YSI, U.S.A), 용존산소(Dissolved Oxygen; DO)는 용존산소(DO) meter (Pro 20i, YSI, U.S.A)로 측정하였다. 총질소량(Total nitrogen; T-N), 암모늄태 질소(Ammonium nitrogen; NH₄-N), 질산태 질소(Nitrate nitrogen; NO₃-N)를 폭기처리 0일차, 12일차, 24일차, 36일차, 48일차, 60일차에 측정하였다.
처리구별 혐기소화액을 페트리디쉬 당 5 mL를 투입하였으며, 대조구는 증류수 5 mL를 투입하였다. 투입 후 각 페트리디쉬에 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho)종자 30립씩 5반복으로 치상을 하였으며, 수분증발을 막기 위해 파라필름(Parafilm M, Bemis)으로 밀봉하였다. 발아 환경은 120시간동안 온도 25±1°C, 습도 85±1%의 암조건에서 실시하였다.
폭기처리 기간에 따른 화학적 성분 변화를 알아보기 위하여 폭기처리의 0일차, 3일차, 9일차, 15일차, 21일차, 27일차, 36일차, 45일차, 48일차에 pH, 전기전도도(EC), 용존산소(DO)를 측정하였다. 측정은 시료 100 mL를 채취하여 pH는 pH meter (FEP20-K, Mettler-Toledo AG, Switzerland), 전기전도도(Electrical Conductivity; EC)는 전기전도도(EC) meter (Pro 30, YSI, U.
폭기처리기간 동안 혐기소화액 처리구별 부숙여부를 판단하기 위해 두 가지 방법으로 종자발아실험을 실시하였다. 첫 번째는 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의하여 채취한 시료를 전처리하지 않은 원액으로 시험하는 방법, 두 번째는 Halder et al.
200 L PE통에 혐기소화액을 처리구 당 150 L 씩 투입하였으며, 처리구는 돈분 혐기소화액(SS AD) 처리구, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD) 처리구, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD) 처리구이다. 폭기처리를 위해 브로워에 분배기와 에어호스를 연결한 후 유량계를 사용하여 처리구 당 설정한 공기량인 1 m³당 0.1 m³/air/min의 동일한 공기량을 투입하였다. 또한, 타이머를 이용하여 30분 동안 공기가 유입되고 15분 동안 공기 유입이 중단되도록 설정하였다.
혐기소화액은 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈 · 우분 혼합 혐기소화액 (SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)을 이용하였으며, 공기량은 1 m3당 0.1 m3/air/min를 30분 유입, 15분 중단되도록 설정하였다.

대상 데이터

본 시험에 사용된 돈분 혐기소화액(Swine Slurry Anaerobic Digestate; SS AD), 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(Swine Slurry 70% + Cow Slurry 30% Anaerobic Digestate; SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(Swine Slurry 70% + Apple Pomace 30% Anaerobic Digestate; SS + AP AD)은 중온조건(38 ~ 40°C)에서 교반이 10분 가동 20분 중단되도록 하고 HRT (Hydraulic Retention Time)를 40일로 설정한 혐기소화조에서 생산되었다.
본 시험은 4월 5일부터 6월 4일까지 강원도 원주에 소재한 S대학교의 유리온실에서 상온조건으로 실시하였다. 기상청에 따르면 4월 평균 기온은 11.
Seoho)를 사용하였다. 종 자발아시험 시 90 mm 크기의 페트리디쉬(Petri Dish, SPL Life Sciences)를 사용하였으며, 페트리디쉬에 시료를 투입하기 전 NO2. 90 mm 여과지(Filter Paper, Advantec) 2매를 깔았다.
종자발아 시험에는 농우바이오(Nongwoo bio, Suwon, Korea)의 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho)를 사용하였다. 종 자발아시험 시 90 mm 크기의 페트리디쉬(Petri Dish, SPL Life Sciences)를 사용하였으며, 페트리디쉬에 시료를 투입하기 전 NO2.

데이터처리

Letters indicate a statistically significant difference between co-digestates within the same day of each solution according to Duncan’s multiple-range test (DMRT) at P ≤ 0.05.
Letters indicate a statistically significant difference between co-digestates within the same day of each solution according to Duncan’s multiple-range test (DMRT) at P ≤0.05.
측정값은 R package Agricolae을 이용하여 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s new multiple rage test)을 통해 평균제곱오차를 고려하여 평균값을 5% 유의수준에서 비교하였다.

이론/모형

The diluted solution was generated by using the liquid fertilizer germination index (LFGI) method.
총질소량(Total nitrogen; T-N), 암모늄태 질소(Ammonium nitrogen; NH₄-N), 질산태 질소(Nitrate nitrogen; NO₃-N)를 폭기처리 0일차, 12일차, 24일차, 36일차, 48일차, 60일차에 측정하였다. 농촌진흥청고시(제 2019-11호) 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에 의하여 총질소량(T-N)은 황산법을 이용하여 분석하였으며, 암모늄태 질소(NH₄-N)은 증류법, 질산태 질소(NO₃-N)은 데바루다합금법을 이용하여 분석하였다.
폭기처리기간 동안 혐기소화액 처리구별 부숙여부를 판단하기 위해 두 가지 방법으로 종자발아실험을 실시하였다. 첫 번째는 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의하여 채취한 시료를 전처리하지 않은 원액으로 시험하는 방법, 두 번째는 Halder et al. (2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)를 이용하여 시험 하는 방법을 이용하였다.

성능/효과

1. pH는 모든 혐기소화액 처리구에서 폭기처리 3일차에 폭기처리 전보다 급격히 높아졌으며, 돈분 혐기소화액(SS AD)은 9일차 후 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD) 은 15일 후 서서히 감소하기 시작하여 27일과 36일 사이에서 상대적으로 급격히 낮아졌다.
2. 전기전도도(EC)는 모든 혐기소화액이 폭기처리가 진행될수록 감소하였으며, 48일차에 돈 · 우분 혼합 혐기소화액이 16.0 mS/cm로 가장 높았다.
3. 용존산소(DO)는 모든 혐기소화액이 폭기처리 전보다 폭기처리 시작 후 급격히 증가하였으나 그 후에는 증가와 감소를 반복하였다. 48일차에 돈분 사과착즙박 혼합 혐기 소화액(SS + AP AD)가 3.
4. 총질소량(T-N)과 암모늄태 질소(NH₄-N)는 폭기처리가 진행될수록 모든 혐기소화액에서 지속적으로 감소하였다. 질산태 질소(NO₃-N)는 돈분 혐기소화액(SS AD)의경우 24일차까지 유지하는 경향을 보인 후 36일차에 급격히 증가하였으나 다시 급격히 감소하였고 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 36일차까지 증가와 감소를 반복하다가 그 후부터 지속적으로 감소하였으며, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 폭기처리 후 24일차까지 감소하였으나 36일차에 증가한 후 다시 감소하였다.
48일차에 돈분 사과착즙박 혼합 혐기 소화액(SS + AP AD)가 3.93 mg/L로 혐기소화액 중 용존산소가 가장 높았지만 돈분 혐기소화액(SS AD), 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)도 각각 3.24 mg/L, 3.69 mg/L로 나타나 큰 차이가 없었다.
5. 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의한 원액을 이용한 방법과 Halder et al. (2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)법을 이용하여 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho) 종자발아시험을 실시하였을 때 돈분 혐기소화액(SS AD)은 상대발 아율, 뿌리신장률, 발아지수에서 다른 혐기소화액에 비하여 높은 수치를 보였지만, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액 (SS + CS AD)은 비교적 낮은 수치를 보였다.
6. pH가 약알칼리성을 띄면서 EC와 암모늄태 질소가 낮아지면 발아지수가 높아지는 경향을 보였다.
60일차에 돈분 혐기소화액(SS AD)은 0.07%, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 0.10%, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 0.06%로 혐기소화액이 폭기처리가 진행될수록 총질소량(T-N)이 감소하였다.
7. 서호무(Raphanus sativus cv. Seoho) 종자의 발아지수를 통한 부숙도 완료 평가에서 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의한 원액을 사용한 방법은 폭기처리 기간에 모든 혐기소화액에서 적절한 수치를 보이지 않았으나 Halder et al. (2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)법을 적용할 경우 60일의 폭기처리에서 70 이상의 적절한 발아지수를 관찰하였다.
모든 혐기소화액은 24일차보다 36일차에 질산태 질소가 증가 하였다. pH 수치가 폭기처리 27일과 36일 사이에서 감소하는 폭이 다소 큰 것으로 보아 폭기처리 36일차의 증가한 질 산태 질소(NO₃-N)의 양은 pH 감소가 영향을 준 것으로 보인다. 또한, 폭기처리 이후 36일을 제외한 나머지 시기에서 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 상대적으로 높은 질산태 질소(NO₃-N) 수치를 보였다.
종자발아율로 부숙여부를 판정할때 원수를 이용하였을 때는 돈분 혐기소화액(SS AD)만 폭기처리 54일차부터 완숙으로 판정되었고 돈 · 우분 혼합혐기소화액(SS + CS AD)은 미숙, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 중간으로 판정되었다. 그러나 액비발아지표(LFGI)법을 이용하였을 때는 모든 혐기소화액이 폭기처리 48일차부터 완숙으로 판정되었다.
7%)가 나타났으나 30일차까지는 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD), 돈분 사과착즙박 혼합 혐기 소화액(SS + AP AD)과 유의한 차이가 없었다. 돈분 혐기 소화액(SS AD)은 폭기처리 36일차에서 60일차까지 36.26%에서 90.34%의 상대적으로 높은 발아지수를 보였다. 폭기 처리 60일차에서 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD) 의 발아지수(71.
55%와 유의한 차이를 보이지 않았다. 돈분 혐기소화액(SS AD)은 폭기처리 48일차(61.18%)와 54일차(62.88%)에서 다른 혐기소화액에 비해 유의적으로 높은 상대뿌리신장률을 보였다. 폭기처리 60일차에 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)의 상대뿌리신장률(76.
, 1998). 돈분 혐기소화액(SS AD)은 폭기처리 9일 이후 낮아지기 시작하여 폭기처리 48일에 pH 8.80로 나타났다. 폭기처리 15일에 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 pH 9.
따라서 폭기처리 48일차에 돈분 혐기소화액(SS AD)과 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액 (SS + AP AD)은 완숙으로 판정되었지만 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 중간으로 판정되었다.
또한, 폭기처리 이후 36일을 제외한 나머지 시기에서 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 상대적으로 높은 질산태 질소(NO3-N) 수치를 보였다.
마그네슘(Magnesium; Mg)은 돈분 혐기소화액(SS AD)에서 9.71 mg/kg, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)에서 9.70 mg/kg으로 비슷한 수치를 보였으나 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 10.62 mg/kg으로 혐기소화액 중 마그네슘(Mg)의 함량이 가장 높았다.
3 mg/kg으로 나타났다. 모든 혐기소화액은 24일차보다 36일차에 질산태 질소가 증가 하였다. pH 수치가 폭기처리 27일과 36일 사이에서 감소하는 폭이 다소 큰 것으로 보아 폭기처리 36일차의 증가한 질 산태 질소(NO₃-N)의 양은 pH 감소가 영향을 준 것으로 보인다.
모든 혐기소화액의 폭기처리 3일차에서 폭기처리 전(0일차)과 비교하여 pH가 급격히 높아졌으며, 그 후에도 지속적으로 높아져 9일차에 돈분 혐기소화액(SS AD) 은 pH 9.56, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 pH 9.46, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 pH 9.42을 보였다(Fig. 1A).
Lee (2007)의 연구에 의하면 호기-혐기 단계로 설계된 처리구에서 호기 단계에는 폭기 초기 20분 이내에 용존산소(DO)가 급격히 증가하여 1시간 후 안정되기 시작하였으나 호기 단계 완료 후 유입수의 유기물로 인해 비폭기 7분 정도의 시간 경과 후 용존산소(DO)가 감소하였는데 이것은 산소 조건에서 무산소 조건이 형성됨을 알 수 있었다고 하였다(Lee, 2007). 본 시험에서 간헐적 폭기처리로 인해 산소 조건과 무산소 조건이 반복되면서 용존산소(DO)가 증가와 감소를 반복한 것으로 판단된다.
본 시험에서 대조구의 발아율이 99%이상으로 나타나 종 자발아율과 상대발아율이 큰 차이를 보이지 않았다. ME (2008) 제시한 액비부숙도 평가지표(ME, 2008)에 의하면 종자발아율이 50이하이면 미숙, 50 ~ 70이면 중간, 70이상 이면 완숙이라 판정한다.
Lee & Eue (1999)의 연구에 의하면 배추 종자를 이용하여 종자발아시험을 하였을 때 50 ppm이상의 암모늄태 질소농도에서 발아지수가 급격히 감소하는 결과를 보였으며, 발아지수 50과 80에 대한 암모늄태 질소의 농도를 계산하면 각각 148 ppm, 65 ppm이라고 하였다(Lee & Eue, 1999). 본 시험에서 원액을 이용하여 종자발아시험을 실시하였을때 암모늄태 질소가 높은 혐기소화액이 발아지수가 낮았으며, 모든 혐기소화액의 발아지수가 50이하를 나타낸 이유는 발아지수 80에 대한 암모늄태 질소의 농도인 65 ppm보다 높았을 뿐만 아니라 발아지수 50에 대한 암모늄태 질소의 농도인 148 ppm보다도 높았기 때문으로 판단된다.
아연(Zinc; Zn)은 돈분 혐기소화액(SS AD)에서 27.47 mg/kg로 검출되었으며, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)에서는 5.54 mg/kg, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)에서는 13.81 mg/kg으로 검출되어 돈분 혐기소화액(SS AD)이 상대적으로 높은 수치를 보였다.
암모늄태 질소(Ammonium nitrogen; NH4-N)는 총질소량(T-N)과 같이 돈 · 우분 혼합 혐기소화액 (SS + CS AD)에서 4076.91 mg/kg으로 가장 높았으며, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)에서 3530.52 mg/kg으로 가장 낮았다.
암모늄태 질소(NH4-N)는 폭기처리 전 돈 · 우분 혼합 혐기 소화액(SS + CS AD)이 4076.9 mg/kg으로 혐기소화액 중 가장 높았으며, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)이 3530.5 mg/kg으로 가장 낮았다(Fig. 2B).
2B). 암모늄태 질소(NH₄-N)도 총질소량(T-N)과 같이 모든 혐기소화액에서 폭기처리가 진행될수록 감소하였으며, 혐기소화액 중 폭기 처리 전보다 돈분 혐기소화액의 암모늄태 질소(NH₄-N)가 가장 많이 감소하였다. 이는 폭기조에서 공기공급량을 3.
종자발아율로 부숙여부를 판정할때 원수를 이용하였을 때는 돈분 혐기소화액(SS AD)만 폭기처리 54일차부터 완숙으로 판정되었고 돈 · 우분 혼합혐기소화액(SS + CS AD)은 미숙, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 중간으로 판정되었다.
질산태 질소(NO3-N)는 돈분 혐기소화액(SS AD)의 경우에는 폭기처리 전 41.2 mg/kg에서 24일차까지 유지하는 경향을 보였으며, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)의 경우에는 폭기처리 전(0일차) 42.3 mg/kg에서 12일차에 49.0 mg/kg으로 증가한 후 24일차에 44.6 mg/kg으로 감소하였다(Fig. 2C).
질산태 질소(NO3-N)는 돈분 혐기소화액(SS AD)의경우 24일차까지 유지하는 경향을 보인 후 36일차에 급격히 증가하였으나 다시 급격히 감소하였고 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 36일차까지 증가와 감소를 반복하다가 그 후부터 지속적으로 감소하였으며, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 폭기처리 후 24일차까지 감소하였으나 36일차에 증가한 후 다시 감소하였다.
52 mg/kg으로 가장 낮았다. 질산태 질소(Nitrate nitrogen; NO₃-N)는 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)이 48.33 mg/kg으로 가장 높았으며, 돈분 혐기소화액(SS AD)이 41.18 mg/kg으로 가장 낮았다. 총인량(Total phosphorus; T-P)은 돈분 혐기소화액(SS AD)이 0.
총인량(Total phosphorus; T-P)은 돈분 혐기소화액(SS AD)이 0.024%로 혐기소화액 중 가장 높았으며, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)이 0.019%로 가장 낮았다.
총질소량(T-N)은 폭기처리 전(0일차) 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 0.44%, 돈분 혐기소화액(SS AD)은 0.43%로 유사한 수치를 보였지만 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액 (SS + AP AD)은 0.40%로 두 혐기소화액보다 낮았다(Fig. 2A).
019%로 가장 낮았다. 총칼리량(Total potassium; T-K)은 모든 혐기 소화액에서 0.29 ~ 0.30%로 유사한 수치를 나타냈으며, 비소(Arsenic; As), 카드뮴(Cadmium; Cd), 크로뮴(Chromium; Cr), 니켈(Nickel; Ni)은 모든 혐기소화액에서 불검출되었다. 구리(Copper; Cu)는 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)에서는 불검출이 되었지만 돈분 혐기소화액(SS AD)에서는 2.
폭기 처리 60일차에서 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD) 의 발아지수(71.44%)는 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액 (SS + AP AD)의 수치(74.05%)와 유의한 차이를 보이지 않았다.
폭기처리 15일에 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 pH 9.51, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 pH 9.48로 가장 높은 수치를 보였으며, 그 후 낮아지기 시작하였다.
(2016)이 제시한 액비발아지표(LFGI)법을 이용하였을 때 모든 혐기소화액이 30일의 폭기처리 동안 유의한 차이를 보이지 않았다(Table 3). 폭기처리 42일차에 돈분 혐기소화액(SS AD)은 42.0%의 상대적으로 높은 상대뿌리신장률을 보였으며 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액 (SS + AP AD)의 38.55%와 유의한 차이를 보이지 않았다. 돈분 혐기소화액(SS AD)은 폭기처리 48일차(61.
폭기처리 54일차에서 돈분 혐기소화액(SS AD)의 발아지수 (8.41%)가 혐기소화액 중 가장 높았으며, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)과 돈분 사과착즙박 혐기소화액(SS + AP AD)은 유의한 차이가 없었다.
폭기처리 60일차에 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)의 상대뿌리신장률(76.18%)은 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)의 75.22%와 유의한 차이를 보이지 않았으나 돈분 혐기소화액(SS AD)의 91.30%보다는 상대적으로 낮은 수치를 보였다.
폭기처리 60일차에 돈분 혐기 소화액(SS AD)이 44.07%로 상대뿌리신장률이 가장 높았으며, 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 0.39%로 가장 낮았다.
폭기처리 시작 후 48일의 폭기처리 기간 동안 전기전도도(EC)는 모든 혐기소화액 처리구에서 낮아졌으며 처리 전과 유사하게 돈 ·우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 가장 높은 수치(16.0 mS/cm)를 보였고 돈분 혐기소화액(SS AD)은 13.7 mS/cm, 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)은 13.2 mS/cm의 비슷한 수치를 나타내었다.
하지만, 60일차에는 돈분 사과착즙박 혼합 혐기소화액(SS + AP AD)의 발아지 수(16.7%)는 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)의 수치(0.01%)보다 유의하게 높았으며, 돈분 혐기소화액(SS AD)은 가장 높은 수치(41.25%)를 보였다.
Seoho)의 상대뿌리신장률은 Table 3과 같다. 혐기소화액을 환경부고시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의해 원액으로 이용하였을 때 폭기처리 48일차까지 모든 혐기소화액의 상대뿌리신장률은 유의한 차이가 없었다. 폭기처리 60일차에 돈분 혐기 소화액(SS AD)이 44.
혐기소화액의 원액을 통해 측정한 결과와 유사하게 돈 · 우분 혼합 혐기소화액(SS + CS AD)은 48일 차와 54일차에 혐기소화액 중 상대발아율이 가장 낮았다.
Seoho)의 종자발아시험을 하였을 때 전처리 여부에 따른 상대발아율의 변화는 Table 2와 같다. 환경부고 시(제 2018-115호) 퇴비액비화기준 중 부숙도 기준 등에 관한 고시에 의해 원액을 이용하였을 때 돈분 혐기소화액 (SS AD)이 42일차부터 상대발아율(0.7%)이 나타났으며, 54일차에 돈분 혐기소화액(SS AD)이 76.4%로 상대발아율이 가장 높았다. 60일차에도 91.

후속연구

혐기소화액 후처리 방법으로 폭기처리를 실시할 경우 최소 60일 이상 진행되어야 부숙완료로 판정될 것으로 보인다.

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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].

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