보고서 정보
주관연구기관 |
국립농업과학원 National Institute of Agricultural Sciences |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2015-02 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
과제관리전문기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO201500010819 |
과제고유번호 |
1395035095 |
사업명 |
농업기후변화적응체계구축 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
|
DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010819 |
초록
▼
Ⅳ. 연구개발결과
○ 논 생태계의 온실가스 등 물질 플럭스 관측시스템 구축
- 논 생태계의 CO2 등 물질플럭스 관측 시스템 구축
․ 대상 논 생태계 : 벼 단작 및 벼-보리 이모작지(전북 김제 부량면 신용리 일대)
․ 물질플럭스 : CO2, H2O, 에너지(현열, 잠열)
․ 측정방법 및 측정간격 : 미기상학적 방법(에디공분산 기법), 10Hz(초당 10회)
- 논 생태계의 CH4 발생량 자동 관측 시스템 구축
․ 대
Ⅳ. 연구개발결과
○ 논 생태계의 온실가스 등 물질 플럭스 관측시스템 구축
- 논 생태계의 CO2 등 물질플럭스 관측 시스템 구축
․ 대상 논 생태계 : 벼 단작 및 벼-보리 이모작지(전북 김제 부량면 신용리 일대)
․ 물질플럭스 : CO2, H2O, 에너지(현열, 잠열)
․ 측정방법 및 측정간격 : 미기상학적 방법(에디공분산 기법), 10Hz(초당 10회)
- 논 생태계의 CH4 발생량 자동 관측 시스템 구축
․ 대상 논 생태계 : 벼 단작 및 벼-보리 이모작지
․ 측정방법 및 측정간격 : 자동개폐 챔버형 방법[(AOCC) - GC(FID)], 12회/일
* 특허 : 온실가스 포집 챔버(10-1367993)
○ 논 생태계의 연간 탄소수지 평가
- 벼 단작 논 생태계는 CO2 형태로 연간 3,969㎏ C ha-1가 흡수되고, CH4 형태로 연간 141㎏ C ha-1가 배출되어, 연간 3,828㎏ C ha-1가 흡수됨
- 벼-보리 이모작 논 생태계는 CO2 형태로 연간 4,537㎏ C ha-1가 흡수되고, CH4 형태로 연간 175㎏ C ha-1가 배출되어, 연간 4,362㎏ C ha-1가 흡수됨
- 벼-보리 이모작 논 생태계는 벼 단작 논 생태계보다 연간 534㎏ C ha-1를 더 흡수하는 것으로 평가됨(벼 단작 논 생태계대비 114% 탄소 흡수)
* 정책 : 겨울보리 재배 확대를 위한 정책근거로서 논의 탄소흡수 잠재력 활용
○ 벼 생육량 및 기상환경 인자에 의한 CO2 플럭스의 추정식 개발
- Re = (0.08☓기온)+(0.312☓순복사 에너지)+(0.023☓지상부건물중)-244.7
- GPP = (0.04☓지상부 건물중)+(0.006☓순복사 에너지) –165.3
- NEE = (0.54☓기온)+(1.703☓순복사)+(2.21☓초장)-(0.09☓지상부건물중)-225.4
○ 논 생태계 등 습지에서 CO2 등 온실가스를 채집하기 위한 부력식 챔버 개발
* 특허 : 습지의 가스를 채집하기 위한 부력식 챔버(10-1314165)
○ 벼논에서의 자동 토양호흡 및 순생태계생산량 연속측정 시스템 개발
- 토양호흡 측정방법론 및 측정기기 관련 자료수집 및 적합 기기 도출
- 벼-보리 이모작 및 단작지 토양호흡량, 타가영양체호흡량 자료 수집 시스템 개발
- 벼 단작지 및 벼-보리 이모작지의 순생태계생산량(NEP) 연속 자료수집 시스템 개발
- 생태계생산량 및 토양호흡 관련 환경인자 자료 수집
○ 벼-보리 이모작 및 단작 체계 적용에 대한 토양호흡량, 타가영양체호흡량, 토양환경 요인의 계절적 변이와의 상호 관계성 구명 및 정량화
- 벼-보리 이모작 및 단작지 CO2 교환 과정의 계절적 변화
- 토양호흡 관련 환경인자 자료 수집
- 벼 단작지 및 벼-보리 이모작지의 순생태계생산량의 계절 변화
- 벼-보리 이모작 및 단작지 CO2 교환 과정의 정량화
○ 벼-보리 이모작 및 벼 단작지의 CO2 교환과정의 주요 parameter 도출
○ 벼-보리 이모작 및 단작 재배지의 CO2 교환과정의 장단기적 변화 예측
Abstract
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Fluxes of carbon dioxide (CO2) were measured above crop canopy using the Eddy Covariance (EC) method and emission rate of methane (CH4) was measured using Automatic Close/Open Chamber (AOCC) method during the 2011-2014 barley and rice growing season in Gimje, which is located i
Fluxes of carbon dioxide (CO2) were measured above crop canopy using the Eddy Covariance (EC) method and emission rate of methane (CH4) was measured using Automatic Close/Open Chamber (AOCC) method during the 2011-2014 barley and rice growing season in Gimje, which is located in the southwestern coast of Korea. Also, environmental factors (solar radiation, air temperature, precipitation etc.) and crop biomass (LAI, crop height, etc.) were measured along with fluxes. After the qualify control and gap-filling, the observed fluxes were analyzed. The results showed that the rice mono paddies and rice-barley double cropping ecosystem were a carbon sink. For example, the annual cumulative net ecosystem CO2 exchange (NEE) in 2014 was –436.8 and –587.5g C m-2 for rice mono paddies and rice-barley double cropping paddies, respectively. The CH4 emission rate over rice growing season was higher in flood paddy condition than in aerobic rice paddy condition. The CO2 fluxes were correlated with the environmental factors (air temperature and net radiation) and crop biomass (crop height and biomass). However, there was non significant correlation between crop biomass (or environmental factors) and CH4 emission rate. In this study, an attempt has been made to measure CO2 fluxes and CH4 emission rate by EC and AOCC method for rice-barley double cropping paddies for the first time in Korea. To monitor soil respiration in rice-barley double cropping paddy-field during the full growing season, the rice paddy had been consistently cultivated with double cropping of rice (Jun.~Oct. in 2011) and barley (Nov. in 2010~May in 2011). We newly designed "floating" automatic opening /closing chamber (AOCC) system based on closed dynamic method. The "floating" AOCC system was designed to minimize disturbances in environmental factors, and also allowed for real-time monitoring of soil respiration. We are continuously monitored Rs and find characteristics of Rs in double cropping rice and barley paddy-field for next 3 years. Rs was shown very low value (< 200 mg CO2 m-2 h-1) from transplanting of rice to midsummer drainage. During midsummer drainage, Rs was increased with decreasing water level (> 400 mg CO2 m-2 h-1). After that, Rs was rapidly decreased with supply of water. Rs was shown lower value in high water level condition than that in low water level. Over all, Rs was high in autumn season (ripening stage) compared with early summer (vegetative stage), although soil temperature was similar value. As a result, Rs in rice paddy field was fluctuated by change of environmental factors such as temperature and irrigated water level (soil water contents), greatly influenced by cultivation practices and field management (e.g. stable manure amendment, seeding or transplanting of rice, water management, harvest, treatment of harvest residuals and plowing). Further investigation is needed to clarify seasonal and inter-annual variations in microclimate, carbon and water budget of different rice cropping system.
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