초록 ▼

본 연구개발의 범위를 연구 개발의 목표에 따라 제시하면 다음과 같다.
1. 비료 (화학비료 및 축산액비) 살포 특성과 강우시 토양유출 기작 구명
o 화학비료 및 축산액비의 농경지 환원시 토양-작물-강우 특성에 따른 N, P의 지하수 및 지표수로의 유출 기작 연구
o 농약의 살포시 토양, 대기, 유출수로의 잔류 혹은 소실 양상 및 기작 연구
2. 비료의 농경지 환원으로 인한 오염물질 비점오염화 정량화
o 시비량, 작물-토성, 강우강도에 따른 N, P의 비점오염화 정량화
o 대기, 토양, 지하수 및 지표

본 연구개발의 범위를 연구 개발의 목표에 따라 제시하면 다음과 같다.
1. 비료 (화학비료 및 축산액비) 살포 특성과 강우시 토양유출 기작 구명
o 화학비료 및 축산액비의 농경지 환원시 토양-작물-강우 특성에 따른 N, P의 지하수 및 지표수로의 유출 기작 연구
o 농약의 살포시 토양, 대기, 유출수로의 잔류 혹은 소실 양상 및 기작 연구
2. 비료의 농경지 환원으로 인한 오염물질 비점오염화 정량화
o 시비량, 작물-토성, 강우강도에 따른 N, P의 비점오염화 정량화
o 대기, 토양, 지하수 및 지표수, 작물로 이동하는 N, P 정량화
3. 비료의 농경지 환원시 친환경적 관리기술 개발
o 기작규명과 정량화를 통한 친환경적 관리기술 개발
o 시비수준에 따른 시비량 삭감안 고려 및 이동기작 규명을 통한 향후 축산액비의 농경지 환원시 영양물질의 오염물질화 최소화를 위한 기본자료 제시

Abstract ▼

To study the agriculture nonpoint source pollution, three years plant house study was conducted at animal farm of Seoul National University, for evaluating the nutrients movement in runoff and leachate from slurry and fertilizer applied at Nitrogen-based agronomic rates to soil beds with upland soil

To study the agriculture nonpoint source pollution, three years plant house study was conducted at animal farm of Seoul National University, for evaluating the nutrients movement in runoff and leachate from slurry and fertilizer applied at Nitrogen-based agronomic rates to soil beds with upland soil and paddy soil. It included two types of experiments, one is upland, and the other is paddy. In upland, there were one trial of chilly, and five trials of Chinese cabbage. In paddy, there were two trials of rice. Simulated rainfall events occurring one week following slurry and fertilizer application, were used to generate runoff and leachate.
Generally, the total nitrogen and total phosphorus concentrations in this study were well above the nutrients criteria of 0.008 mg/L for phosphorous, and 0.34mg/L for nitrogen recommended by USEPA to prevent overenrichment of water bodies. However, substantial buffering, filtering, and dilution are expected in large watershed, which may reduce actual nutrients loading to a receiving water body.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...17
• CONTENTS...23
• 목차...27
• 제1장 연구개발과제의 개요...34
• 제1절 연구개발의 목표...34
• 제2절 연구개발의 필요성...34
• 제3절 연구개발의 범위...36
• 제2장 국내.외 기술개발 현황...40
• 제1절 국내수준...40
• 제2절 국내.외의 연구현황...42
• 제3장 연구수행 내용 및 결과...48
• 제1절 연구내용 소개...48
• 제2절 1차년도...48
• 1. 4종 비료 (3종의 축산액비, 1종의 화학비료) 농경지 환원시 삭감율 산정을 위한 상사공학(相似率; similitude engineering)에 근거한 rainfall simulator와 시험포 설계 및 제작...48
• 2. 중질소 추적기술을 이용하여 수분함량 및 시비수준에 따른 액비 및 화학비료의 질소의 토양 내 무기화 및 부동화, 탈질 작용, 암모니아 휘산을 통한 질소의 손실특성조사...51
• 가. 연구목표...52
• 나. 연구방법...52
• (1) 공시토양분석...52
• (2) 중질소를 이용한 질소행동 추적 실험...53
• 다. 연구내용 및 결과...55
• (1) 공시토양의 특성...55
• (2) 중질소 표지를 위한 가축분뇨의 화학 조성 조사...55
• (3) 농경지 simulation 시험포에서 양분의 토양 내 이동 및 토양 특성 변화 구명...57
• 3. 비료살포 시 simulated bed에서 대기로 휘산되는 비료성분(질소) 및 악취성 가스의 분석 및 이의 定量化...61
• 가. 연구수행내용...61
• 나. 연구결과...62
• 4. 비료 4종 (화학비료 및/또는 축산액비)의 농경지에 환원시 양분수지분석 및 정량화 (定量化)...73
• 가. 연구수행내용...73
• (1) Simulated bed에 시비될 축산액비 제조공정 설계.제작...73
• (2) 액비가공용 원시료(돈분뇨)의 성분분석...73
• 나. 연구결과...73
• (1) Simulated bed에 시비될 축산액비 제조공정의 설계 및 제작...73
• (2) 액비가공용 원시료(돈분뇨)의 성분분석...76
• 5. 악취저감 및 유기물농도 저감을 위한 친환경적이며 경제적인 축산액비관리를 위한 공정개발...78
• 가. 연구목적...78
• 나. 진행상황...79
• 제3절 2차년도...80
• 1. 비료 (화학비료, 가축분뇨)의 농경지 환원시 토양, 작물, 비료 살포수준, 투입시기, 강우 등의 조건에 따른 깊이별 양분이동 및 변환을 규명, 정량화...80
• 가. 연구 배경 및 필요성...80
• (1) 배경...80
• (2) 선행연구 Review...81
• 나. 연구의 목적...82
• Phase I...82
• 1. 연구 방법 및 재료...82
• 가. 실험설계...82
• 나. 실험방법...84
• 다. 실험재료...85
• 2. 분석결과...86
• 가. 분석결과의 기본 이론식 도출...86
• 나. 분석결과...87
• (1) 비료의 형태로 투입된 N-P-K 양...87
• (2) 공시토양...89
• (3) 논 토양 시기별 N-P-K-C 함량...89
• (4) 밭 토양 시기별 N-P-K-C 함량...92
• 다. 결과 해석...101
• 3. 연구결과 요약 및 향후 고려사항...103
• Phase II...104
• 1. 연구 방법 및 재료...104
• 가. 실험설계...104
• 나. 실험방법...105
• 다. 실험재료...105
• 2. 분석결과...106
• 가. 분석결과...106
• (1) 비료의 형태로 투입된 N-P-K 양...106
• (2) 공시토양...106
• (3) 토성별 시기에 따른 토양 내 N-P-K 함량 변화...106
• 나. 결과해석...108
• 다. Mass balance...110
• 3. 연구결과 요약 및 향후 고려사항...111
• 2. 농경지 비료(가축분뇨, 화학비료)의 농경지 환원 시 유출을 통한 오염물질의 배출 기작규명 및 정량화...113
• 가. 연구의 배경 및 필요성...113
• (1). 배경...113
• (2). 선행연구 review...114
• < Phase 1>...115
• 나. 연구의 방법 및 재료...115
• (1). 실험설계...115
• (가) 시험포 및 유거수(Runoff)와 침출수(Leaching) 저장조의 전경...115
• (나) 시험포의 구성...115
• (다) 인공광의 특성...116
• (라) 인공강우수의 특성...116
• (마) 가공액비(Processed pig slurry)와 축산액비(Raw Pig Slurry)의 특성...117
• 다. 실험재료 및 방법...118
• (1) 강우재현...118
• (2) 강우계획 및 N,P 유입량...118
• (3) 유거수(Runoff) 및 침투수(Leachate) 분석...119
• 라. 연구 결과...120
• (1) 침투수(Leachate)의 특성...120
• (2) T-N 침투의 특성...120
• (3) T-P 침투의 특성...122
• (4) BOD5의 침투특성...123
• (5) CODcr/SS의 침투특성...123
• 마. 연구요약...124
• < Phase 2>...125
• 바. 연구의 재료 및 방법...125
• (1) 강우계획...125
• (2) 질소, 인 유입량...125
• 사. 실험결과...126
• Part 1 유거수(Runoff water)...126
• Part 2. 침투수(Leachate)...133
• Part 3. 침투수량, 총부유성고형물, 와 TN or TP 상호간의 관계...140
• Part 4. 오염부하량...141
• 아. 연구요약...143
• 3. 비료4종 포장 살포시 휘산 영양가스 및 악취성 가스 화합물들의 포집 및 정량화를 통한 가스 휘산 양태 조사...145
• 가. 연구의 배경 및 필요성...145
• (1). 배경...145
• (2). 선행연구 review...145
• 나. 연구의 방법 및 재료...145
• (1). 실험방법...145
• 다. 연구 결과 및 토의...146
• (1). 토양으로부터 휘발되는 암모니아 표면 및 누적 발생량...146
• (2). 토양으로부터 휘발되는 악취화합물의 표면발생량...156
• 라. 연구결과 요약...165
• 4. 농경지 농약 살포시 비점오염 기작 규명 및 계량화...166
• 가. 연구의 배경 및 필요성...166
• < Phase 1>...166
• 나. 연구의 방법 및 재료...166
• (1) 실험설계...166
• (2) 실험방법...167
• (가) 검량선 작성...167
• (나) 분석법 확인...168
• (다) 약제 처리 / 시료 분석...169
• (라) 기기분석 조건...170
• (3) 실험재료...171
• (가) 시약 및 재료...171
• (나) 기구 및 기기...171
• 다. 분석결과의 해석...172
• < Phase 2>...184
• 라. 연구의 목적...184
• 마. 연구의 방법 및 재료...185
• (1) 농약 선정...185
• (2) 시약 및 재료...185
• (3) 포장 및 농약살포...185
• (4) 기구 및 기기...187
• (5) 실험방법...187
• (가) 검량선 작성...187
• (나) 회수율 시험...187
• (다) 시료 중 dimethomorph 분석...188
• (라) 기기분석 조건...188
• 바. 분석결과 및 고찰...188
• (1) 분석법 확인...188
• (가) Dimethomorph의 표준검량선...188
• (나) 회수율 및 검출한계 시험...189
• (다) 머무름 시간...190
• (2) 논/밭 토양중 dimethomorph의 잔류량 변화...192
• (3) Dimethomorph의 공기 중 휘발량...197
• (4) rrun-off, leachate 중 dimethomorph 잔류량의 분포...199
• 제4절 2007-2008연두연구...202
• 1. 토양...202
• 가. 연구 배경 및 필요성...202
• (1) 배경...202
• (2) 선행연구 Review...203
• 나. 연구의 목적...203
• 다. 연구 방법 및 재료...203
• (1) 실험설계...203
• (2) 실험방법...204
• (3) 실험재료...205
• 라. 분석결과...205
• (1) 분석결과의 기본 이론식 도출...205
• (2) 분석결과...205
• (가) 비료의 형태로 투입된 N-P-K 양...205
• (나) 공시토양...208
• (다) 토성별 시기에 따른 토양 내 N-P-K 함량...209
• (라) 처리구별 시기에 따른 토양 내 N-P-K 함량...218
• (3) 결과해석...224
• (가) 토양 내 TN, TP, 교환성K의 함량변화...224
• (나) 식물체 내 TN, TP, TK의 함량...236
• (4) Mass balance...239
• 마. 연구결과 요약 및 향후 고려사항...242
• 2. 수질...244
• 가. 연구 배경 및 필요성...244
• (1) 배경...244
• (2) 선행연구 Review...245
• 나. 연구의 목적...247
• 다. 방법 및 재료...247
• (1) Simulation system...247
• (2) Simulation conditions...248
• (가) Rainfall water source...248
• (나) Light density...249
• (3) 3차년도 실험...249
• 라. 분석결과...249
• (1) 1차 배추 실험...249
• (2) 2차 배추 실험...261
• (3) 3차 배추실험...276
• (4) 4차 배추실험...292
• (5) 벼...307
• 마. 결론...315
• (1) 1차 배추 실험...315
• (2) 2차 배추 실험...316
• (3) 3차 배추 실험...318
• (4) 4차 배추 실험...319
• (5) 1차 벼 실험...320
• 3. 휘산 영양가스...321
• 가. 연구의 배경 및 필요성...321
• 나. 방법 및 재료...322
• (1) 실험장소 및 실험설계...322
• (2) 실험디자인...322
• (3) 암모니아 휘산...322
• 다. 결과 및 고찰...323
• (1) 1차 배추실험...323
• (2) 2차 배추실험...323
• (3) 3차 배추실험...324
• (4) 4차 배추실험...324
• (5) 1차 벼 실험...325
• (6) 3차 배추실험의 nitrous oxide 방출...325
• 라. 결론...325
• (1) 암모니아...325
• (2) Nitrous Oxide...326
• 4. 농경지 농약 살포시 비점오염 기작 규명 및 계량화...327
• 가. 연구 배경 및 필요성...327
• (1) 배경...327
• (2) 선행연구 review...327
• 나. 연구의 목적...328
• 다. 연구의 방법 및 재료...328
• (1) 실험설계...328
• (가) 밭토양(Upland Soil : U) 중 diazinon의 분해 및 분포 양상 규명...328
• (나) 논토양(Paddy Soil : P) 중 diaznon의 분해 및 분포 양상 규명...328
• (다) Diazinon의 실내 토양잔류성 시험...329
• (2) 실험방법...329
• (가) 검량선 작성...329
• (나) 분석법 확인...330
• (다) 비료 및 농약 살포 / 시료 채취...331
• (라) 시료 분석 - Diazinon의 추출 및 분배...334
• (마) 기기분석 조건...335
• (3) 실험재료...336
• (가) 시약 및 재료...336
• (나) 기구 및 기기...336
• 라. 분석결과의 해석...336
• (1) 밭토양(Upland Soil : U) 중 diazinon의 분해 및 분포 양상...351
• (가) 1차 배추 : 화학비료(CF) 처리한 밭토양...351
• (나) 2차 배추 : 돈분액비(RS) 처리한 밭토양...357
• (다) 3차 배추 : 가공액비(PS) 처리한 밭토양...362
• (라) 4차 배추 : 가공액비(PS) 처리한 경사(s) 밭토양...367
• (2) 논토양(Paddy Soil : P) 중 diazinon의 분해 및 분포 양상...371
• (3) mass balance...373
• (4) 실내 잔류성시험 토양 중 diazinon의 분해...375
• (가) 화학비료(CF) 처리 토양...375
• (나) 가공액비(PS) 처리 토양...377
• (다) 돈분액비(RS) 처리 토양...378
• 마. 연구결과 요약 및 향후 고려사항...380
• 제5절 요약...382
• 제4장 연구내용 및 목표 달성도...410
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...413
• 제1절 연구개발결과의 활용방안...413
• 제2절 기대성과...413
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...414
• 제7장 참고문헌...415