[논문]양수장지구 광역논으로부터 영양염류 유출 및 물질수지

한국헌; 윤광식; 최진규; 조재영; 김영주

[국내논문] 양수장지구 광역논으로부터 영양염류 유출 및 물질수지
Water and Nutrient Balance of Paddy Field Irrigated from a Pumping Station 원문보기

한국헌 (전남대) , 윤광식 (전남대) , 최진규 (전북대) , 조재영 (전북대) , 김영주 (전북대)

A field monitoring study was carried out to investigate the water balance and losses of nutrients from paddy fields in Sumjin river basin. The size of paddy fields was 115 ha and the fields were irrigated from a pumping station. The runoff loading was the highest in June because of the high concentrations of nutrients due to applied fertilizer. The surface runoff losses of T-N and T-P in runoff water were 53.4 to 68.3kg/ha(average 59.7kg/ha) and 0.38 to 2.20kg/ha(average 1.42kg/ha), respectively. When the runoff losses of nutrients were compared to applied chemical fertilizer, it was found that 42% to 60% of nitrogen lost via runoff while runoff losses of phosphorus account for 3.0% to 17.2% of the total applied amount during entire year.

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제안 방법

시험포장에 설치된 측정시설로는 관개량, 지구외 공급량과 논으로부터 유출되는 배수 량을 측정하기 위해 Global Water사의 압력변환형 자기수위계인 WL-14와 수위표 각각 8 조와 논 수위표 1조, 그리고 간이 침투량계와 증발량계를 각각 1조씩 설치하였으며, 모든 측정 기기는 1999년 5월 1일부터 2002년 9월 30일까지 운영하였다. 한편, 강우자료는 남원 관측소의 기상자료를 사용하였으며, 시험지구로 취수되는 관개량과 유출수량은 각 용수로 와 배수로에 설치된 수위계로부터 측정된 수위를 수위~유량관계의 유량공식을 이용하여 유량으로 변환하였다.
시험포장에 설치된 측정시설로는 관개량, 지구외 공급량과 논으로부터 유출되는 배수 량을 측정하기 위해 Global Water사의 압력변환형 자기수위계인 WL-14와 수위표 각각 8 조와 논 수위표 1조, 그리고 간이 침투량계와 증발량계를 각각 1조씩 설치하였으며, 모든 측정 기기는 1999년 5월 1일부터 2002년 9월 30일까지 운영하였다. 한편, 강우자료는 남원 관측소의 기상자료를 사용하였으며, 시험지구로 취수되는 관개량과 유출수량은 각 용수로 와 배수로에 설치된 수위계로부터 측정된 수위를 수위~유량관계의 유량공식을 이용하여 유량으로 변환하였다.
관개수 시료는 관개 수 유입구에서 채수하였고, 유출수는 중앙배수로의 웨어 유출구에서 채수하였으며, 시료분석은 USDI의 FWPCA manual에 기준하였다.
양수장 지구의 광역논으로부터 영농기 오염부하량을 산정하기 위하여 전북 남원시 금 풍지구 115ha(논면적 95ha)를 대상으로 물수지 조사와 수질 모니터링을 실시하였다. 영농 기간 동안 물수지를 살펴보면 강수량은 1, 064.

대상 데이터

지금까지 논에서의 오염부하 연구는 이루어지고 있지만 아직까지 다양한 기상조건과 수원공 종류, 물관리 관행에서의 오염부하 평가 는 미흡한 편이며, 또한, 장기 모니터링 자료가 충분치 않아 영양염류부하에 관한 예측 및 평가가 어려운 실정이다. 본 연구는 1999년 5월부터 2002년 9월 30일까지 양수장 관개지 구인 전라북도 남원시 금지면 금풍지구 수도작 농업지대를 대상으로 관개량이 풍부한 양 수장 지구에서의 관행 물관리하에서 논으로부터의 영양물질 수지와 손실량을 조사하였다.
본 시험지구는 전라북도 남원시 금지면 금풍지구로 귀석양수장에서 관개수가 공급되고 있고, 1998년 가을 경리정리에 착수해 1999년 5월말에 준공된 대구획화 재경지정리지구로 서 수리상태는 비교적 양호하다. 시험지구의 총 지구면적은 114.

성능/효과

시비현황은 질소의 경우 기비, 분얼비, 수비로 3회, 인의 경우에는 기비로서만 1회 시 비되고 있었고, 년도별 시비량은 1차년도(1999년)에는 5월 20일부터 5월 30일 사이에 모내 기 기비로 평균 질소 84kg/ha, 용성인비 29kg/ha 그리고 염화가리 29kg/ha를 전충시비 하였으며, 6월 15일부터 6월 18일 사이에 분얼비로 평균 질소 32kg/ha, 7월 30일부터 8월 5일 사이에 수비로 평균 질소 18kg/ha을 시비한 것으로 조사되었다. 2차년도(2000년)의 경우에는 5월 20일부터 5월 30일 사이에 모내기 기비로 평균 질소 84kg/ha, 용성인비 31kg/ha 그리고 염화가리 31kg/ha를 전충시비 하였으며, 6월 14일부터 6월 19일 사이에 분얼비로 질소 28kg/ha을, 7월 23일부터 7월 25일 사이에 수비로 질소 28kg/ha을 시비된 것으로 조사되었다.
3차년도(2001년)에는 5월 20일부터 5월 30일 사이에 모내기 기비로 평균 질소 72 kg/ha, 용성인비 29kg/ha 그리고 염화가리 29kg/ha를 전충시비 하였으며, 6 월 10일부터 6월 20일 사이에 분얼비로 질소 22kg/ha을, 7월 15일부터 7월 20일 사이에 수비로 질소 20kg/ha을 시비된 것으로 조사되었다. 본 시험포장에 시비된 화학비료의 양 을 농촌진흥청의 추천 시비량(N : P2O5 : K2O = 110 : 80 : 70 kg/ha)과 비교하면 질소의 경우 약 110~130% 그리고 인의 경우 약 40% 수준으로 시비되고 있었다.
출입된 수량에 대한 물수지를 년도별로 계산한 결과는<Table 1>과 같다. 물수지를 보면, 강수량은 1, 07~1, 295.6mm, 관개량 1, 190.6~l, 810.7mmz 침투수량 은 459.0mm, 지표 유출수량은 1, 262.0-2, 037.9mm 그리고 증발산량은 443.7 ~755.5mm로 계산되지 않은 유출입량의 차이는 6.0~69.2mm로 나타났다.
수계 환경에 영향을 미칠 수 있는 영양물질 가운데 T-N, T-P을 대상으로 물질수지를 조사한 결과, 영농기간동안 영 양물질 유입 량은 시 비 량이 T-N 114~140kg/ha, T-P 12.76-13.64kg/ha, 강수에 의해 T-N 20.4~28.0kg/ha, T-P 0.28~0.35kg/ha, 관개수에 의해 T-N29.0~84.3kg/ha, T-P 0.17~ 1.32kg/ha로 총유입량은 T-N 195.0 - 226.0kg/ha, T-P 13.27 ~14.44kg/ha가 유입된 것으로 나타났다. 영농기간 동안 지표 유출에 의한 영양물질 유실량 은 T-N 53.
20kg/ha로 나타났다. 영양염류 손실량을 시비된 화 학비료량을 기준으로 유실률을 계산한 결과, T-Ne 약 42.0-60.0%, T-P는 3.0~17.2%가 유출과정을 통하여 유실된 것으로 나타났다.
20kg/ha로 나타났다. 영양염류 손실량을 시비된 화 학비료량을 기준으로 유실률을 계산한 결과, T-Ne 약 42.0-60.0%, T-P는 3.0~17.2%가 유출과정을 통하여 유실된 것으로 나타났다.

후속연구

한편, 논으로부터 수도 이앙 기와 분얼기에 발생하는 강우-유출과정을 통한 다량의 영양물질 유출은 하천으로 유입되어 비료의 경제적인 손실, 하천이나 담수호의 부영양화 유발물질로 크게 작용하기도 한다. 논에서 영양물질의 유출은 벼에 대한 양분 수급을 결정하고, 주변 수계 환경에 영향을 미 칠 수 있으므로 호소나 저수지 수질관리를 위해서는 논에서의 유출 메카니즘에 대한 정량 적인 평가가 선행되어야 할 것으로 생각된다. 지금까지 논에서의 오염부하 연구는 이루어지고 있지만 아직까지 다양한 기상조건과 수원공 종류, 물관리 관행에서의 오염부하 평가 는 미흡한 편이며, 또한, 장기 모니터링 자료가 충분치 않아 영양염류부하에 관한 예측 및 평가가 어려운 실정이다.

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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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