[논문]경사밭 고랑 식생 및 PAM (Polyacrylamide) 멀칭에 따른 영농기 비점오염 저감효과 분석

엽소진; 김민경; 안난희; 최순군

doi:10.5389/ksae.2023.65.4.001

경사밭 고랑 식생 및 PAM (Polyacrylamide) 멀칭에 따른 영농기 비점오염 저감효과 분석
Reduction Efficiency Analysis of Furrow Vegetation and PAM (Polyacrylamide) Mulching for Non-Point Source Pollution Load from Sloped Upland During Farming Season 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.65 no.4, 2023년, pp.1 - 10

엽소진 (Climate Change Assessment Division, National Institute of Agricultural Sciences) , 김민경 (International Technology Cooperation Center (ITCC), Technical Cooperation Bureau) , 안난희 (Climate Change Assessment Division, National Institute of Agricultural Sciences) , 최순군 (Climate Change Assessment Division, National Institute of Agricultural Sciences)

Abstract ▼ AI-Helper

As a result of climate change, non-point source pollution (NPS) from farmland with the steep slope during the rainy season is expected to have a significant impact on the water system. This study aimed to evaluate the effect of furrow mulching using alfalfa and PAM (Polyacrylamide) materials for each rainfall event, while considering the load characteristics of NPS. The study was conducted in Wanju-gun, Jeollabuk-do, in 2022, with a testbed that had a slope of 13%, sandy loam soil, and maize crops. The testbed was composed of four plots: bare soil (Bare), No mulching (Cont.), Vegetation mulching (VM), and PAM mulching (PM). Runoff was collected from each rainfall event using a 1/40 sampler and the NPS load was calculated by measuring the concentrations of SS, T-N, T-P, and TOC. During farming season, the reduction efficiency of NPS load was 37.1~59.5% for VM and 38.2~75.7% for PM. The analysis found that VM had a linear regression correlation (R2=0.28~0.86, P-value=0.01~0.1) with elapsed time of application, while PM had a quadratic regression correlation (R2=0.35~0.80, P-value=0.1). These results suggest that the selection of furrow mulch materials and the appropriate application method play a crucial role in reducing non-point pollution in farmland. Therefore, further studies on the time-series reduction effect based on the application method are recommended to develop more effective preemptive reduction technologies.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1 Map of study site Wanju-gun, Jeollabuk-do, South Korea
그림 Fig. 2 Image of the testbed and type of furrow mulching applied in study field
표 Table 1 Management schedule at the study site
표 Table 2 Description of rainfall event at study field
표 Table 3 Sum of the pollutant loads and reduction efficiency along with mulching methods
표 Table 4 Characteristic of runoff and pollutant loads by rainfall event along with furrow mulching methods
그림 Fig. 3 Correlation between reduction efficiency of pollutant loads and elapsed time of furrow vegetation mulching **P < 0.01; *P < 0.05; 'P < 0.1
그림 Fig. 4 Correlation between reduction efficiency of pollutant loads and elapsed time of furrow PAM mulching 'P < 0.1

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 기존의 연구결과는 전체 조사 기간의 식생멀칭과 PAM멀칭의 적용에 따른 저감효율을 평가하거나 재배작물전환기의 비점오염관리 중요성을 제시한 내용으로 각 멀칭재료의 적절한 적용 시기를 판단할 수 있도록 고랑멀칭의 적용경과 시간에 따른 시계열적인 저감효과를 평가하는 연구가 필요하다. 본 연구는 영농기 강우이벤트별 식생멀칭과 PAM멀칭의 저감효과를 적용경과 시간에 따라 시계열로 분석하고, 비점오염 부하특성을 고찰하였다.

제안 방법

본 연구는 옥수수 재배 경사 밭의 영농기 비점오염 저감을 위한 고랑멀칭을 적용하여 강우 이벤트별 비점오염 부하량을 산정하고, 그 효과를 고랑멀칭자재의 적용 경과시간에 따라 분석하였다.

대상 데이터

경사밭 비점오염 자료를 수집하기 위한 시험포장은 국립농업과학원 내 위치한 경사지라이시미터 (35°49´28´´N, 127°02´50´´E)에 구성하였다
경사밭 비점오염 자료를 수집하기 위한 시험포장은 국립농업과학원 내 위치한 경사지라이시미터 (35°49´28´´N, 127°02´50´´E)에 구성하였다. 시험구는 나지 (Bare), 무멀칭(Cont.), 식생멀칭 (Vegetation Mulching, VM), PAM멀칭(PAM Mulching, PM)로 구성하였다 (Fig. 1).
모든 시험구의 경사도는 13%이며, 토성은 사양토이다. 시험포장의 기상자료는 국립농업과학원 내에 위치한 농업기상관측소 내 자동기상관측시스템 (Automatic Weather System, AWS)으로 수집된 농업기상정보서비스 자료를 이용하였다.
재배작물은 옥수수로 하였으며, 품종은 연농1호 (Zea mays L. cv.

이론/모형

5월 11일 옥수수를 45 cm × 100 cm의 재식간격으로 정식하였으며, 5월 27일 및 6월 15일 총 2회에 걸쳐 추비를 주고 7월 19일 수확하였다 (Table 1). 시비량은 작물별 비료사용처방 (RDA, 2019)을 참고, 옥수수 표준시비량에 준하여 투입하였다. 물관리는 옥수수 정식 초기 5월 11일, 5월 13일, 5월 17일, 5월 20일, 5월 23일, 6월 2일 총 6회 주당 300 ml를 주었으며 이후에는 천수로 관리하였다.

성능/효과

고랑멀칭에 따른 강우 이벤트별 유출량 저감효과 (평균)는 식생멀칭구 3.3∼36.1 (16.4)%, PAM멀칭구 –5.4∼82.5 (33.7)%였고, T-N, T-P, SS, TOC 부하량 저감효과 (평균)는 각각 식생 멀칭구에서 16.7∼86.3 (53.4)%, 37.5∼88.7 (65.3)%, 8.2∼100 (73.8)%, 15.0∼79.9 (48.7)%, PAM멀칭구에서 15.8∼87.9 (48.1)%, 30.8∼89.2 (62.3)%, 72.7∼99.7 (84.3)%, 25.8∼77.1 (50.1)%로 나타났다.

후속연구

그러나 기존의 연구결과는 전체 조사 기간의 식생멀칭과 PAM멀칭의 적용에 따른 저감효율을 평가하거나 재배작물전환기의 비점오염관리 중요성을 제시한 내용으로 각 멀칭재료의 적절한 적용 시기를 판단할 수 있도록 고랑멀칭의 적용경과 시간에 따른 시계열적인 저감효과를 평가하는 연구가 필요하다. 본 연구는 영농기 강우이벤트별 식생멀칭과 PAM멀칭의 저감효과를 적용경과 시간에 따라 시계열로 분석하고, 비점오염 부하특성을 고찰하였다.
본 연구의 결과는 경사밭의 비점오염 저감을 위한 고랑멀칭 적용 효율을 높이기 위해 고랑멀칭자재의 선택과 함께 적절한 적용방법이 중요하다는 것을 시사하며, 경사 밭의 비점 오염 관리를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

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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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