초록 ▼

o 훼손산불토양 복원용 소재 개발을 위한 선행조사
- 유기성폐자원의 발생현황 및 재활용률/국내 산불피해지의 토양 이화학성 및 생물성
o 개발 소재의 현장적용을 위한 복원예정 시험지의 선정 및 특성 분석
- 강원도 강릉시 사천면 노동리 선정 (식생이 없고 유기층 없어 현장적용 실험지 선정)
o 유기성폐자원을 이용한 토양 및 녹화용 유기성 소재 (부숙토) 개발
- 하수슬러지 및 산업슬러지를 주 재료로 한 100% 유기성폐자원의 적절 배합 및 소화
- 토양 개선, 식물생육 안정성 확보, 종자 발아율 촉진

o 훼손산불토양 복원용 소재 개발을 위한 선행조사
- 유기성폐자원의 발생현황 및 재활용률/국내 산불피해지의 토양 이화학성 및 생물성
o 개발 소재의 현장적용을 위한 복원예정 시험지의 선정 및 특성 분석
- 강원도 강릉시 사천면 노동리 선정 (식생이 없고 유기층 없어 현장적용 실험지 선정)
o 유기성폐자원을 이용한 토양 및 녹화용 유기성 소재 (부숙토) 개발
- 하수슬러지 및 산업슬러지를 주 재료로 한 100% 유기성폐자원의 적절 배합 및 소화
- 토양 개선, 식물생육 안정성 확보, 종자 발아율 촉진 및 식물생육 생장 촉진
- 대량생산 공정 구축 및 생산물의 부숙도 및 안정성 확보
o 훼손산불토양의 강우침식 방지 및 식생촉진 미생물 소재의 개발
- 토양입단 촉진 미생물 2종, 식물생장 촉진 균류 2종 및 cyanobacteria 5종 분리
- 적정 생장조건 및 기능성 물질 적정 생산 조건 규명
o 개발 소재의 산불모방 생태계 및 산불피해지 현장 적용 연구
- 산불모방생태계 : 유기성소재 및 복합소재 처리구의 종자발아, 피도, 토양개선 효과 확인
- 산불피해지 : 식생지수 증가, 종자발아, 소나무생장에 대한 유기성 소재의 효과 확인 통계적 유의성 검증은 못함

Abstract ▼

The main purpose of this research is to develop useful soil conditioners and afforestation agents to ecologically restore damaged forest soils in a short period using various organic wastes and microorganisms. Various organic wastes such as sludges are used as raw materials to make soil conditioners

The main purpose of this research is to develop useful soil conditioners and afforestation agents to ecologically restore damaged forest soils in a short period using various organic wastes and microorganisms. Various organic wastes such as sludges are used as raw materials to make soil conditioners, hence organic wastes are efficiently recycled. Microbial approach are also tried to ecologically restore the forest soils damaged by the fire using indigenous pioneering microorganisms. This will provide one of positive recycling methods for organic wastes which are prohibited from direct land filling and ocean dumping, and also develop a fundamental technique for ecological restoration of the fired forest area by shortening the periods to be restored. In addition, this research will contribute to the nation' s competitiveness on ecological restoration business through combined new techniques of organic waste recycling and microbial materials

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...11
• CONTENTS...21
• 목차...23
• 그림 목차...31
• 표 목차...37
• 제1장 연구개발과제의 개요...41
• 제1절 연구개발의 목적...41
• 제2절 연구개발의 필요성...41
• 제3절 연구개발의 범위...42
• 제2장 국내외 기술개발 현황...44
• 제1절 국외의 경우...44
• 제2절 국내의 경우...45
• 제3절 국내외 유사기술과의 차별성...46
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...47
• 제1절 산불의 발생현황 및 문제점...47
• 제2절 산림토양에 대한 기초문헌조사 및 분석...49
• 제3절 산불토양 복원시험지 결정 및 특성 분석...53
• 1. 산불토양 복원시험지 선정...53
• 2. 산불복원시험예정지 입지환경 및 토양조사...53
• 3. 결론...58
• 제4절 산불복원시험지 토양환경 (강릉시 사천면)...58
• 1. 강원도 강릉지역 정상산림토양의 이화학적 특성...58
• 2. 강원도 강릉지역 산불피해지토양의 이화학적 특성...59
• 3. 결론...60
• 제5절 산불복원시험지의 식생현황...62
• 제6절 산불복원시험지 토양의 생물활성 및 다양성...64
• 1. 서론...64
• 2. 재료 및 방법...65
• 가. 토양시료의 채집...65
• (1) 시료채집지의 개황...65
• (2) 시료채집 및 보관...66
• 나. 토양의 물리화학적 특성 분석...67
• 다. 토양 미생물 분포...67
• 라. 토양 효소활성도 측정...68
• 마. Biolog를 이용한 토양미생물군집의 생화학적 특성 분석...69
• 바. Denaturing Gradient Gel Electrophoresis(DGGE)에 의한 토양미생물 군집의 유전적 다양성 분석...70
• 3. 결과...73
• 가. 토양의 물리화학적 특성...73
• 나. 토양의 미생물 분포...75
• 다. 토양효소 활성도...75
• 라. 토양미생물 군집의 생리생화학적 fingerprinting...78
• 마. 토양미생물 군집의 유전적 다양성...85
• 4. 결론...87
• 제7절 유기성폐자원의 발생현황 및 재활용에 대한 기초조사...94
• 1. 음식물폐자원...94
• 2. 하수 슬러지...94
• 3. 폐수처리 슬러지...97
• 4. 분뇨처리슬러지...98
• 5. 주요 유기성폐자원의 자원화 방법 및 기초수요조사...100
• 6. 기존 자원화제품에 대한 안정성 평가...101
• 7. 결론...103
• 제8절 기존 부숙토제품을 이용한 작물생육과 토양 화학성 변화...104
• 1.서론...104
• 2. 재료 및 방법...105
• 가. 공시 재료...105
• (1) 공시토양...105
• (2) 부숙토...106
• (3) 공시식물...109
• 나. 처리방법...109
• (1) 처리구 및 처리내용...109
• (2) 공시식물 발아율 및 생육 조사...109
• (3) 공시식물 발아율 및 생육 조사 후 토양분석...109
• (4) 토양의 이화학적 특성 분석...110
• 3. 결과 및 고찰...110
• 가. 기존 부숙토를 이용한 식물 발아율 및 생육 시험...110
• 나. 공시식물 발아율 및 생육조사 후 토양 화학성 변화...116
• 4. 결론...117
• 제9절 호기성 소화과정을 통한 토양 개량 및 녹화용 부숙토 개발...118
• 1. 서론...118
• 2. 재료 및 방법...118
• 가. 공시재료(부숙토 원료의 이화학적 특성 및 유해성분 함량)...118
• 나. 시험방법...120
• (1) 호기성 소화시설...120
• (2) 처리구 설정...120
• (3) 시료의 채취 및 보관...121
• (4) 부숙토의 이화학적 특성 분석...121
• (5) 부숙도 실험...122
• (6) 부숙토 처리에 따른 식물 발아율 및 생육 조사...122
• 3. 결과 및 고찰...123
• 가. 호기성 소화과정 중 온도변화...123
• 나. 호기성 소화과정 중 수분변화...124
• 다. 호기성 소화과정 중 화학성 변화...125
• 라. 부숙도 평가...132
• 마. 제조 부숙토 시용이 식물 발아율 및 생육에 미치는 영향...133
• 바. 제조 부숙토를 이용한 실험 중 공시식물 재배 후 토양분석...135
• 4. 결론...135
• 제10절 부숙토의 대량생산...136
• 1. 서론...136
• 2. 재료 및 방법...136
• 가. 공시재료...136
• 나. 시험방법...137
• (1) 처리내용...137
• (2) 수용성 유해성분 함량 분석...137
• (3) 인공 산성우 제조...138
• (4) 대량생산 방법...138
• 3. 결과 및 고찰...139
• 가. 호기성 소화과정 중 온도 변화...139
• 나. 호기성 소화과정 중 수분 변화...139
• 다. 호기성 소화과정 중 화학성 변화...140
• 라. 최종 부숙토의 화학성 및 유해성분 함량...146
• 마. 인공 산성우 조건에서의 중금속 용출 특성...146
• 바. 최종 부숙토의 안정성...147
• 4. 결론...148
• 제11절 산불토양 복원을 위한 토양녹화용 미생물소재 개발...149
• 1. 토양의 입단화 촉진 및 토양침식 방지용 토양복원용 소재개발...149
• 가. 서론...149
• 나. 재료 및 방법...150
• (1) EPS 생성 균주의 분리...150
• (2) EPS 생성균주의 생화학적 특성 및 동정...151
• (3) 균주 배양 및 EPS 분리...152
• (4) 응집활성 측정...152
• (5) 토양 입단 안정성...153
• 다. 결과...153
• (1) EPS (extracellular polymer substance) 생성 세균의 분리...153
• (2) EPS 생산 균주의 생화학적 특성...153
• (3) 분리 세균의 16S rDNA 유전자서열 분석...155
• (4) 생장...155
• (5) EPS 생성량...158
• (6) 응집활성...158
• (7) 토양 입단화...160
• 라. 결론...160
• 2. 식생의 초기 정착 및 생장촉진을 위한 미생물 녹화소재 개발...162
• 가. 서론...162
• 나. 재료 및 방법...162
• (1) 산불토양 및 다양한 환경으로부터 토착성 미생물 분리...162
• (2) 옥신 생성 균주의 탐색...163
• (3) 옥신생성 균주의 동정...163
• (4) 옥신생성 균주의 식물생장 촉진 효과...163
• (5) 식물생장 촉진 물질의 분리 및 정제...164
• 다. 결과...164
• (1) 옥신 생성 미생물의 분리 및 동정...164
• (가) 옥신생성 미생물의 분리 및 생성량...164
• (나) 옥신생성 균주의 동정...165
• (2) 식물생장촉진...167
• (가) 녹두발근생검법...167
• (나) 실물생장촉진 확인...168
• (3) 생장촉진물질의 분리 및 정제...169
• 라. 결론...170
• 3. Cyanobacteria를 이용한 soil crust형성과 이를 통한 토양안정성 증진 및 토양내 미생물 다양성 증가...170
• 가. 서론...170
• 나. 재료 및 방법...172
• (1) 토양시료의 채취...172
• (2) Cyanobacteria 분리 및 동정...173
• (3) Cyanobacteria의 EPS 생성 확인...175
• (4) Cyanobacteira에 의한 토양 입단화(soil crust)의 특성...175
• (5) DGGE를 이용한 토양미생물 다양성 비교...177
• (6) Biolog를 이용한 토양미생물 군집의 생화학적 특성 분석...179
• 다. 결과...180
• (1) 토양에서의 cyanobacteria 분리...180
• (2) Cyanobacteria 16S rDNA 동정...181
• (3) Cyanobacteria의 EPS 분석 및 정량...182
• (4) Cyanobacteria를 처리한 토양의 soil aggregates stability (SAS)...184
• (5) Cyanobacteria 접종 토양 내 미생물의 분포...185
• (6) DGGE를 이용한 토양미생물군집의 유전적 다양성 분석...186
• (7) Biolog를 이용한 토양미생물 군집의 생화학적 다양성...188
• 라. 결론...193
• 제12절 토양개량 및 녹화용 개발 부숙토 및 미생물소재의 산불피해지 현장적용 ...197
• 1. 서론...197
• 2. 조사지 및 방법...199
• 가. 공시장소...199
• (1) 강원도 양양군 강현면 진전리 낙산사 산화지 (낙산지역, NA)...199
• (2) 강원도 강릉시 사천면 노동리 (사천지역, SA)...199
• 나. 개발 소재처리를 위한 실험구의 설치...199
• (1) 낙산지역(NA) 실험구 설치...199
• (2) 사천지역(SA) 실험구 설치...200
• 다. 개발 소재의 처리...201
• 라. 처리구별 측정항목, 조사시기 및 조사방법...202
• (1) 토양이화학성...202
• (2) 식재한 소나무 묘목의 생존율 및 생장...202
• (3) 파종종자의 발아율 조사...202
• (4) 사천지역에서 2002년 4월에 식재된 소나무의 생장 변화 측정...202
• (5) 낙산지역에서의 식생재생 조사...203
• (6) 토양안정성 평가...204
• (7) 처리 효과 검증을 위한 통계처리...205
• 3. 결과...205
• 가. 연구기간 중 시험지역의 강수량 변화...205
• 나. 강릉시 사천면 지역의 토양 화학성 변화...207
• (1) 토양 pH 및 EC 변화...207
• (2) 토양 유기물 함량 변화...209
• (3) 토양 유효인산 및 총질소 함량 변화...209
• (4) 토양 CEC 변화...210
• 다. 양양군 강현면 지역의 토양 화학성 변화...212
• 라. 개발한 소재는 소나무 묘목의 생존율과 생장 촉진 효과가 있는가?...213
• (1) 낙산지역(산불 당해연도)과 사천지역(산불 후 5년 경과지)의 소나무 묘목의 생존율...213
• (2) 낙산과 사천지역에서 처리구별 식재한 1년생 소나무의 생존율 및 생장 비교...213
• 마. 개발한 소재는 파종한 종자의 발아를 촉진하는가?...217
• (1) 낙산지역과 사천지역 종자발아에 미치는 소재의 효과...217
• 바. 개발한 소재는 송이조림지에 식재한 소나무의 생장을 촉진하는가?...219
• 사. 개발한 소재는 산불 후 식생재생 속도를 촉진하는가?...230
• 아. 개발한 소재는 산불 후 토양안정성의 증진을 촉진하는가?...233
• (1) 강우유출 민감도(SQR)에 대한 처리 효과...233
• (2) 토사유출 민감도(SQSR)에 대한 처리 효과...237
• 4. 결론...241
• 가. 소재 처리에 따른 토양의 화학성 변화...241
• 나. 부숙토의 사용량 및 사용시기...242
• 다. 소나무 묘목의 생존율과 생장에 미치는 개발한 소재의 영향...242
• 라. 파종한 종자의 발아율에 미치는 개발한 소재의 영향...242
• 마. 송이조림지에 식재되어 있는 5 - 6년생 소나무의 생장에 미치는 개발 소재의 영향...243
• 바. 산불 당해연도에 식생의 발달에 미치는 개발한 소재의 영향...243
• 사. 산불 당해연도에 토양안정성의 발달에 미치는 개발한 소재의 영향...244
• 제13절 토양개량 및 녹화용 개발 부숙토 및 미생물소재의 산불토양 모사 Microcosm 적용 ...244
• 1. 서론...244
• 2. 재료 및 방법...246
• 가. Microcosm 용기의 제작...246
• 나. 온실 조건...247
• 다. 정상 산림토양의 산불재현...248
• 라. 토양개량용 유기소재 및 식물생장촉진 미생물 소재의 적용...249
• 마. 식생의 생장 촉진 효과 검증...250
• 바. 개발 소재 처리에 따른 각 토양별 성분 분석...251
• 사. 강우에 의한 마이크로코즘내 유기성 소재 중금속의 용출...251
• 3. 결과...253
• 가. 식물생장 촉진 효과...253
• (1) 욱묘상자내 참싸리 발아율...253
• (2) 마이크로코즘에서의 참싸리 피도...253
• 나. 개발 소재의 처리에 따른 산불모방 산림토양에서의 토양성분 변화...254
• 다. 강우에 의한 마이크로코즘내 유기성 소재 중금속의 용출 여부...255
• 4. 결론...256
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...259
• 제 1절 연구 개발 목표 달성도...259
• 제 2절 연구 개발 분야의 기술발전 기여도...261
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...263
• 제1절 추가 연구의 필요성...263
• 제2절 타 연구에의 응용...265
• 제3절 기업화 추진방안...265
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...266
• 제7장 참고문헌...267
• 부록 (원데이타)...279