초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
○ Surface Balance 분석기법에 의한 국가단위 질소와 수지 변화를 조사하여 OECD 축산선진국의 사례와 비교를 통해 축산분뇨의 농업적 활용가능 정도를 평가하였음
○ Farm Gate Balance 분석기법을 활용 녹색마을(중촌마을)의 양분생산 및 소비과정을 분석하고, 배출양분의 단지 내 완전 소화를 위한 양분 운영전략을 수립하였음
○ Surface Balance 분석기법에 의한 농경지 이용형태별 질소와 인산 수지를 분석하고 이에따른 단위면적당 가축분뇨 퇴·액 활용 가능양을 예

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
○ Surface Balance 분석기법에 의한 국가단위 질소와 수지 변화를 조사하여 OECD 축산선진국의 사례와 비교를 통해 축산분뇨의 농업적 활용가능 정도를 평가하였음
○ Farm Gate Balance 분석기법을 활용 녹색마을(중촌마을)의 양분생산 및 소비과정을 분석하고, 배출양분의 단지 내 완전 소화를 위한 양분 운영전략을 수립하였음
○ Surface Balance 분석기법에 의한 농경지 이용형태별 질소와 인산 수지를 분석하고 이에따른 단위면적당 가축분뇨 퇴·액 활용 가능양을 예측함
○ 탄소 순환 모델 개발을 위한 단위 지역 분석 및 탄소량 계산 및 분석을 위해 구성단위별 통계량 조사, 통계량 및 원단위를 이용, 단위 마을 내 탄소량 유출입량 계산하고, 각 지역별탄소 흡수, 고정, 배출량 확인 및 분석을 위한 GIS 프로그램 적용, 녹색마을 내 바이오매스 타운 시설의 탄소 유ㆍ출입 해석, 및 중촌마을 내 발생하는 CO₂의 온실 적정 활용방안을 분석함
○ 녹색마을에서 필요로 하는 에너지를 농가주택과 농업시설에서 소비되는 에너지량을 기준으로 산정하였음
○ 저탄소 녹색마을인 전북지역 G시에 적용 가능한 에너지원은 태양광 및 태양열 등의 자연에너지와 가축분뇨, 부산물, 폐기물 등 농축산부산물 등으로 구분하여 활용 가능성을 알아보았고, 이와 같은 에너지자원의 에너지생산량과 CO2 배출잠재량 분석하였음
○ 녹색마을 내에서 발생되는 유기자원에 대한 탄소함량을 조사·분석하고, 주요 유기자원에 대한 분해율을 평가하였다. 한편, 녹색마을 내 논과 밭의 유기탄소함량을 분석하였으며, 녹색기술 실시 전·후의 탄소유출입량을 비교평가 하였음

Abstract ▼

The nitrogen (N) and phosphorus (P) balances of Korea, which were calculated using the surface balance method of the PARCOM guidelines, continually decreased with the lapse of year since 1995. However, the national P balance was not evidently decreased because the livestock feeding heads have been i

The nitrogen (N) and phosphorus (P) balances of Korea, which were calculated using the surface balance method of the PARCOM guidelines, continually decreased with the lapse of year since 1995. However, the national P balance was not evidently decreased because the livestock feeding heads have been increasing even with the decrease of chemical fertilizer consumption. The manure P contributions to the total P inputs in leading OECD countries such as Belgium, Denmark, Germany, and the Netherlands were increased continuously to 60-70%, which was higher than 52% of Korea. Therefore, large portions of livestock manure might have been used as nutrient source in the agricultural side of these countries. In particular, the manure P application levels of Belgium and the Netherlands were estimated to be 31-33 kg P ha^-1 in 2004 having a similar level with that of Korea in 2008. Therefore, the increase of manure utilization as an alternative of chemical fertilizer would be a useful counter measure to decrease t e national nutrient balance in Korea. The N and P balances in Jungchon, an energy self-reliant village, which were calculated using the farm gate balance method, were 273 and 27 kg ha^-1, respectively. The total available N and P productions in this inland village were 42.3 and 9.8 Mg ha^-1receptively. The liquid manure N fertilizer production in this village was over 6.2 Mg ha^-1 than the N requirement for the present mono-crop cultivation systems. However, the total produced liquid manure N was lower 4.1 Mg ha^-1 than the requirement for converting mono-cropping cultivations into double-cropping systems. Therefore, it might be possible to comsume the produced liquid manure nitrogen by changing the present mono-cropping cultivation into double cropping system.
The nutrient balance of Korean soil continually increased during 1985 – 2006, and maintains the highest levels among OECD countries. These high levels of nutrient balance were caused mainly by increasing livestock manure production and application. Therefore, we need to determine the nutrient balance of arable land applied with livestock manure to establish a policy of managing nutrient balance. In this study, we evaluated the nitrogen and phosphorus balance under different types of land along with livestock manure application. The types of land studied include paddy soil, upland, and greenhouse. In paddy soil with standard fertilization system, nitrogen (N) and phosphorus (P) balance were 5.1 kg ha^-1 and –1.5 kg ha^-1, respectively. N and P balance highly increased in paddy soil with standard fertilization along with the application of cow manure due to high input of N and P. Liquid pig manure (LPM) and biofiltration after pig slurry composting (SCB) are popularly used as fertilizers in orean upland and paddy soil. Although LPM and SCB serve as alternative sources of N, it showed different effects on P balance due to different N/P ratio. The application of LPM and SCB in rice cultivation did not change N balance when compared with the standard fertilization, but LPM greatly increased the P balance while SCB decreased the P balance. The N and P balance of upland soil planted with pepper, Chinese cabbage, and corn were higher than in rice paddy soil due to high input of N and P nutrients. In the rice-barley double-cropping system in paddy soil, the amount of N and P requirement without negative effect on nutrient balance compared with standard fertilization were estimated to be 300 kg ha^-1 and 60.4 kg ha^-1, respectively. The amount of N and P requirement in the barley-corn double-cropping system in upland soil without increasing nutrient balance compared with standard fertilization were estimated to be 300 kg ha^-1 and 60.4 kg ha^-1, respectively.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 8
• 제 1 장 서 론 ... 10
• 제1절 녹색마을 내 양분수지 평가 Protocol 개발 ... 10
• 제2절 마을단위에서 농경지 이용형태별 양분수지 평가 ... 12
• 제3절 녹색마을 내 탄소(에너지원) 순환모델 개발 ... 13
• 제4절 녹색마을 내 CO2 저감을 위한 저탄소 에너지 적용기술 연구 ... 14
• 제5절 녹색마을 내 농경지의 유기탄소 순환 평가 ... 15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 제1절 녹색마을 내 양분수지 평가 Protocol 개발 ... 17
• 제2절 농경지 양분수지 평가 및 적용기술 ... 18
• 1. 국내 기술개발 현황 ... 18
• 2. 국외 기술개발 현황 ... 19
• 제3절 탄소 순환 모델 개발 ... 20
• 1. 국내 연구 현황 ... 20
• 2. 국외 연구 현황 ... 21
• 3. 국내․외 연구현황 비교 ... 21
• 4. 필요 연구 분야 ... 23
• 제4절 녹색마을내 저탄소 에너지 적용기술 ... 23
• 1. 에너지 자립을 위한 저탄소 녹색마을 ... 23
• 2. 농촌지역의 재생에너지 활용 ... 25
• 제5절 가축분뇨 활용 농경지 유기탄소 저장능 및 순환 ... 27
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 제1절 녹색마을 내 양분수지 평가 Protocol 개발 ... 28
• 1. 재료 및 방법 ... 28
• 2. 결과 및 고찰 ... 34
• 3. 결론 ... 45
• 제2절 마을단위에서 농경지 이용형태별 양분수지 평가 ... 46
• 1. 연구내용 및 방법 ... 46
• 2. 연구결과 및 고찰 ... 47
• 3. 적요 ... 60
• 제3절 녹색마을 내 탄소(에너지원) 순환모델 개발 ... 61
• 1. 연구수행 내용 ... 61
• 2. 연구 결과 ... 62
• 제4절 녹색마을 내 CO₂ 저감을 위한 저탄소 에너지 적용기술 연구 ... 163
• 1. 김제중촌 녹색마을 연간 소비 및 생산 에너지량 산정 ... 163
• 2. 녹색마을 내 바이오매스 에너지 자원분석 및 에너지 잠재량 산정 ... 166
• 제5절 녹색마을 내 농경지의 유기탄소 순환 평가 ... 178
• 1. 종촌마을의 유기탄소원 유출입 분석 ... 178
• 2. 주요 유기자원의 탄소 무기화율 분석 ... 178
• 3. 결과 및 고찰 ... 179
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 186
• 제1절 목표대비 달성도 ... 186
• 제2절 정량적 성과 ... 187
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 190
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 190
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 190
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 190
• 제 9 장 참고문헌 ... 191