초록 ▼

농업 생산성 활동으로 인해 다량의 부산물이 배출되고 있어서 이를 자원화하고 환경오염을 줄이려고 노력하고 있다. 농업부산물 비료의 품질을 판정하는현행 비료공정규격은 유기물 25%이상, 유기물/질소 비 50 이하, As 50ppm 이하, Cd Sppm이하, Cr 300ppm이하, Cu 500ppm이하, Hg 2ppm이하, Pb 150ppm이하이다. 대부분의 부산물은 유기성 자원이어서 유기물함량이 25%이상이고 질소비료를 이용하여 유기물/질소 비를 쉽게 조절할 수 있다. 이러한 기준의 헛점때문에 부숙 되지 않은 부산물비료가

농업 생산성 활동으로 인해 다량의 부산물이 배출되고 있어서 이를 자원화하고 환경오염을 줄이려고 노력하고 있다. 농업부산물 비료의 품질을 판정하는현행 비료공정규격은 유기물 25%이상, 유기물/질소 비 50 이하, As 50ppm 이하, Cd Sppm이하, Cr 300ppm이하, Cu 500ppm이하, Hg 2ppm이하, Pb 150ppm이하이다. 대부분의 부산물은 유기성 자원이어서 유기물함량이 25%이상이고 질소비료를 이용하여 유기물/질소 비를 쉽게 조절할 수 있다. 이러한 기준의 헛점때문에 부숙 되지 않은 부산물비료가 시판되고, 이로 인한 질소기아현상, NH3 독성, 병원균오염, 유기산 증가 등에 의한 피해가 심각한실정이다. 부산물 비료의 기능에 근거하여 품질을 판정할 수 있는 기준설정에 관한 연구가 절실히 필요한 실정이다.본 연구의 목적은 농업부산물 발효비료의 부숙단계별 특성변화와 부산물 비료가 토양및 식물생육에 미치는 긍정적인 영향을 종합 분석하여 부산물 비료의 품질을 판정할 수 있는 화학적, 물리적, 생물학적 기준을 설정하는데 있다.본 연구는 실내시험, 재배시험, 생물검정, 실증시험등으로 구성되어 수행되었다. 우리나라에서 생산되는 대표적인 부산물비료로 돈분, 수피, 계분비료를 공시재료로 선정하여, 생원료로부터 완숙된 비료까지 부숙단계별 시료의 물리적특성, 고체시료의 화학적 특성, 물추출액의 화학적 특성, 분광학적 특성, 조섬유특성 변화를 분석했고, 발아율 및 유식물검정등생물검정, 실증시험 (재배시험, 시판 부산물 비료 분석)을 수행했다.부숙단계별 시료의 물리적, 화학적, 생물학적 특성이 완숙될 때 안정화되는 기준 값,부산물비료가 토양 및 식물영양에 주는 유익한 효과, 현행 비료공정규격등을 고려하여 부산물 비료의 부숙도 (Maturity)를 평가할 수 있는 항목 및 기준을 제시했다. 기준 안은 부산물비료의 원료특성과, 물리적, 화학적, 생물학적 기능을 대표할 수 있는 최대한의 기준항목을 도출한 후, 이로부터 최소한의 부속도 평가항목과 기준을 설정했다.부산물비료의 부숙도 판정을 위한 항목과 기준은, 냄새 (퇴비취: geosmine), EC (수피4 dS/m 이하: 돈분비료 10이하: 계분비료 6이하), OM (50% 이상), T-N (1% 이상), OM/N(50이하), CEC (수피, 돈분 50 cmo1/kg이상: 계분 30 이상), 발아율 (80%이상), 유해중금속[(돈분비료: As 14이하: Cd 3.5이하: Cr 9.5 이하: Cu 360 이하: Hg 9.5 이하: Pb 240ppm이하), (계분, 수피비료: As 3.5이하: Cd 1.0이하; Cr 2.0 이하: Cu 30 이하: Hg 2.0 이하: Pb60 ppm이하)]로 제시했다. 현행 비료관리법 비료공정규격과 비교하여 항목과 기준이 강화된 편이다. 이러한 부속도 판정기준을 기본으로 하여 각각 부산물 비료의 품질을 차별화할 수 있는 3등급의 품질 평가기준 안을 제시했다.부산물비료의 부숙도 판정기준은 비료의 품질, 안전사용, 농업생산성, 농업환경의 질에직접적으로 관련되어 있는 중요한 사항이나, 이를 설정하는 하는 것은 쉬운 일이 아니라고생각된다. 이런 평가기준은 비료공정규격의 기준강화에 활용될 수 있어서 부산물비료의난립 및 남용을 방지하고, 안전성을 확보하여 미숙된 부산물 비료에 의한 피해를 방지할 수있으리라 기대된다. 그러나 여기에 제시된 안이 절대적인 의미를 갖는 것은 아니라고 판단된다. 이러한 Protocol을 제시했고, 이에 관한 세부적인 calibration시험이 계속적으로 수행되어 보완되어야 할 것이다.

Abstract ▼

Since agricultural activities produce many kinds of by-products,much efforts have been made to utilize these resources by composting, and thus toreduce the environmental problems. The official regulation guidelines for theby-product composts are organic matter (>25%), OM/N ratio (<5

Since agricultural activities produce many kinds of by-products,much efforts have been made to utilize these resources by composting, and thus toreduce the environmental problems. The official regulation guidelines for theby-product composts are organic matter (>25%), OM/N ratio (<50), As (<50ppm), Cd(<5ppm), Cr (<300ppm), Cu (<500ppm), Hg (<2ppm), and Pb (<150ppm). Since mostof the by-products are organic in nature, they usually contain OM higher than 25%, andOM/N ratio can be easily adjusted to lower than 50 using chemical N fertilizers. Dueto these limitations, many of the immatured fertilizers are selling and cause a lot ofproblems such as N starvation, ammonia gas toxicity, pathogens, and enhanced levels oforganic acids. Therefore, it is necessary to conduct a research establishing criteria forassessing the quality of the by-product composts, based on the functions of thecomposts which are to provide plant nutrients and to improve the soil's properties.Objective of this research is to establish the chemical, physical and biologicalcriteria for quality assessment of by-product composts by integrating the compostcharacteristics and the parameters showing a positive effects of composts on soil andplant growth.Experiments of laboratory, greenhouse, and bioassay were conducted in thisresearch. Compost samples of pig manure, bark and poultry manure at variousdecomposition stage were collected and analyzed for physical, chemical,spectrophotometric, and crude fiber characteristics. Germination test and bioassayusing young plant were conducted also.The minimum criteria sets for compost maturity assessment were proposed basedon the indices, such as the stabilized values of the chemical, physical and biologicalproperties of fertilizer during compost, the current guideline, and the parameters showinga positive effects of fertilizer on soil and plant. These include Odor (geosmine), EC(bark, <4 dS/m, pig manure <10; poultry manure <6), OM (>50%), T-N (>1%), OM/N(<50), CEC (bark and pig manure > 50cmo1/kg; poultry >30), germination rate (>80%),and hazardous metals such as [(pig manure. As <14; Cd <3.5; Cr<9.5; Cu<360; Hg<9.5;Pb<240 ppm); (poultry manure and bark: As<3.5; Cd<1.0; Cr<2.0; Cu<30; Hg<2.0;Pb<60 ppm)]. Based on these criteria, three rates of compost quality assessmentcriteria were proposed.The criteria for maturity assessment is closely related to quality, safety use,productivity, and environmental quality, but is difficult to establish the criteria. Resultsof this research are expected to be used for strengthening the official regulation forby-product composts, preventing damages from using immatured composts, securing thesafety, and evaluating the process efficiency of the composting processes, as well asproviding the critferia for the quality assessment of the agricultural by-productcomposts. The proposed criteria in this experiment is indicative of the protocol forquality assessment of the by-product fertilizer, and this criteria should be supplementedthrough a continuous research.

목차 Contents

• 서론...12
• 재료 및 방법...14
• 가. 공시 재료...14
• 나. 부숙단계별 시료의 특성 변화...14
• (1) 물리적 특성 변화...14
• (2) 화학적 특성 변화...14
• (3) 물 추출물의 화학적 특성 변화...15
• (4) 분광학적 특성 변화...15
• (5) 부숙단계별 시료의 조섬유 변화...16
• (6) 생물학적 특성 변화 : 생물검정(Bioassay)...17
• 다. 재배시험 : 실증시험...17
• 라. 부숙도 판정 기준 설정...18
• 마. 부산물비료의 품질 판정 기준...20
• 결과 및 고찰...21
• 1. 부숙 단계별 부산물비료의 특성변화 규정...21
• 가. 부숙 단계별시료의 물리적 특성 변화...21
• 나. 부숙 단계별시료의 화학적 특성 변화...21
• 다. 부숙 단계별 부산물비료의 물 추출액의 화학적 특성변화...32
• 라. 부숙 단계별 부산물시료의 분광학적 특성변화...35
• 마. 부산물비료의 부숙단계별 조섬유 변화...37
• 바. 부산물비료의 부숙단계별 생물학적 특성변화 : 발아율 시험 및 유식물 생물검정(Bioassay)...39
• 2. 부산물비료의 실증시험...41
• 가. 수피 부산물비료가 작물의 생육, 수량, 양분흡수, 토양비옥도에 미치는 영향...41
• (1) 생육상황 결과요약...41
• (2) 수피비료 사용이 채소류의 생육과 양분흡수에 미치는 영향...41
• (3) 수피비료 사용이 토양비옥도에 미치는 영향...43
• 나. 돈분 부산물비료가 작물의 생육, 수량, 양분흡수, 토양비옥도에 미치는 영향...45
• (1) 돈분비료 처리가 오이의 생육에 미치는 영향...45
• (2) 돈분비료 처리가 오이의 수량 및 양분흡수에 미치는 영향...46
• (3) 돈분비료 처리가 토양비옥도에 미치는 영향...47
• 다. 시판되는 부산물 비료의 질 평가...48
• 3. 부산물비료의 부숙도 판정기준 설정...50
• 가. 부산물비료 부숙도 판정기준 설정에 있어서의 문제점 고찰...50
• 나. 부산물비료 부숙도 판정기준 설정방법...51
• 다. 부산물비료 부숙도 판정항목 및 기준제시...52
• 4. 부산물비료의 품질판정을 위한 기준...54
• 요약 및 결론...56
• 인용문헌...58
• 연구수행 관련 논문발표 목록서...61
• 자체 평가서...62