연구단보 : 건조 및 저장조건에 따른 쌀 저장단백질의 변화양상

신평균 ( Pyung Gyun Shin ),장안철 ( An Cheol Chang ),홍성창 ( Seong Chang Hong ),이기상 ( Ki Sang Lee ),이금희 ( Keum Hee Lee ),이용복 ( Yong Bok Lee ) 한국환경농학회 2008 한국환경농학회지 Vol.27 No.4

Quality of rice grain changes during dry storage with internal physiological changes and external injury by organism. Storage rice changes by condition with respiration via variable temperature, hydrolysis enzyme reaction, lipid peroxidation occurs with change of palatability. During dry storage, physiological change with protein variation pattern was examined by image analysis on proteomic technology. Analysis revealed that protein activity had no change store at room temperature and store at 40℃, but decreased store at 60℃. Analysis of variable hydrophobic protein pattern revealed that protein activity of beta-tubulin, protein disulfide isomerase, vacuolar ATPase b subunit, globulin was not significantly decreased all dry and store condition. However, heat shock protein 70, and glutathione transferase was significantly decreased when rice dried at 60℃ compared with room temperature and 40℃ dry condition.

무인항공사진측량을 이용한 농경지도 제작 품질 개선

홍성창(Sung-Chang Hong),이병환(Byung-Hwan Lee),장세진(Se-Jin Jang),박영훈(Young-Hoon Park) 대한공간정보학회 2015 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2015 No.5

본 논문은 무인항공사진측량을 이용하여 농경지도(Farm Map)의 최신성을 향상시키고 고품질 농업통계 정보를 확보하기 위한 방법을 연구하였다. 무인항공기로부터 취득된 영상자료를 처리하여 고정밀 DSM(수치표면모델)과 정사영상을 제작하고 이를 기반으로 고품질 농경지도를 구축하였다. 실험 결과 DSM과 정사영상의 위치 정확도는 X방향 1.4㎝, Y방향 2.9㎝, Z방향 1.7㎝의 표준편차로 대축척 농경지도 제작에 활용 가능성을 보였으며, 고해상도 영상을 사용함으로서 농경지 분류 정확도를 향상시킬 수 있었다. 향후 농지정보의 최신성, 경제성 등을 향상 시킬 수 있을 것으로 판단되며 전국 각지의 농업통계 표본지역을 무인항공기를 이용하여 제작 한다면 농업현황정보 및 경지면적 추출의 정확도를 개선하고 신속한 농경지도 갱신이 가능할 것으로 사료된다.

질소비료 심층시비에 따른 벼와 마늘의 수량 반응

홍성창 ( Hong Sung-chang ),김민욱 ( Kim Min-wook ),김진호 ( Kim Jin-ho ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0

질소는 농경지에서 작물재배를 위해 반복적으로 사용되는 필수적인 양분이다. 질소비료에서 유래하는 암모니아는 초미세먼지(PM2.5)의 생성을 촉매하는 것으로 알려져 있고 질소질 비료의 과다한 사용은 주변 농업생태계에 부담으로 작용할 수 있다. 우리나라 질소비료의 사용량은 연간 21.6 만톤이며(농림축산삭품부, ‘17) 2019년 OECD 농업환경지표에 따르면 질소수지는 228 kg·ha^-1이다. 온실가스 중 질소성 기체의 배출량은 농경지의 질소비료 사용량과 비례하므로 질소비료의 사용량을 줄이는 것은 농업분야 탄소중립 실현을 위해 꼭 해결해야 할 과제이다. 또한, 질소비료는 국내 소비량의 대부분을 해외에서 공급해오는데 글로벌 공급망 환경변화에 따라 질소질비료의 국제가격은 언제든지 불안정해질 수 있다. 토양 속의 환원층에 비료를 주입하는 심층시비(Fertilizer Deep Placement)는 암모늄태질소의 휘산에 의한 암모니아(NH₃) 기체의 배출을 저감할 수 있고 질소성분의 손실을 줄여 작물의 흡수율을 높일 수 있다. 2022년 자체 개발한 심층시비장치를 이용하여 암모니아 배출량 저감과 질소비료 사용량 절감을 위한 현장실증연구를 수행 중에 있으며 이를 위해 벼의 포트실험과 마늘의 포장실험을 수행하였다. 벼의 포트실험은 무비료, 표면살포(관행), 심층시비 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm 처리로 구성하였다. 시비처리와 작물재배를 위한 포트는 자체 제작한 직경 18 cm, 높이 55 cm의 아크릴포트를 이용하였다. 표면살포처리구는 토양표면에 표준시비량(NPK 삼요소 9-4.5-5.7 kg/10 a)의 해당량을 살포 후 토양입자와 균일하게 혼합해 주었고 심층시비처리구는 토양표면으로 부터 각각 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm에 기비 NPK 삼요소의 해당량을 처리한 후 균일하게 복토하였다. 심층시비처리구는 기비만을 처리하고 가지거름과 이삭거름은 생략하여 질소성분량의 56%가 처리되도록 하였다. 참동진벼를 ’22년 11월에 유리온실에서 이앙 후 재배하며 생육과 수량을 조사한 결과, 벼의 이삭수는 표면살포처리구(질소성분량 100%)와 심층시비처리구(질소성분량 56%)간에 유의한 차이를 나타내지 않아 벼 재배시 웃거름을 생략할 수 있는 가능성을 나타내었다. 마늘의 포장실험은 표면살포(관행), 심층시비 처리구(NPK 삼요소 25-7.7-12.8 kg/10 a)로 구성하였다. 마늘 재배를 위한 표준시비량에서 질소성분은 기비가 36%, 웃거름이 64%를 차지하여 웃거름의 비중이 높은 작물 중 하나이다. ‘22년 9월 말에 심층시비장치를 이용하여 밭 토양의 25~30 cm에 심층시비처리 직후 마늘을 파종하여 ’23년 6월 8일까지 재배하고 수량을 조사한 결과, 마늘의 수량은 표면살포 처리보다 심층시비 처리에서 32% 유의하게 증가하였다. 결론적으로, 벼와 마늘 재배시 토양 속 25~30 cm에 기비로 NPK 삼요소의 표준시비량을 심층시 비하면 웃거름의 사용량을 줄이거나 생략하여 질소비료를 절감할 수 있을 것으로 예상되었으며 농업현장의 실용화와 보급을 위한 다양한 연구의 수행이 필요하다고 판단되었다.

온도상승 환경 처리가 논토양과 용수에서 탄소량 변화와 벼 생육에 미치는 영향

홍성창 ( Sung-chang Hong ),허승오 ( Seung-oh Hur ),최순군 ( Soon-kun Choi ),최동호 ( Dong-ho Choi ),장은숙 ( Eun-suk Jang ),( Climate Change ) 한국환경농학회 2018 한국환경농학회지 Vol.37 No.1

상승온도 처리에 따른 논토양 탄소의 변동과 벼 생육을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 소형 상부개방형 챔버를 이용하여 대기온도 보다 0.4℃, 0.5℃, 0.9℃ 상승온도 환경을 조성하여 상승온도를 처리할 수 있었다. 사각챔버의 내부온도는 대기보다 평균온도와 최고온도가 높고 최저온도는 낮은 특징을 나타내었다. 상승온도 처리구의 포트 내 표면수의 TOC 농도는 대조구 보다 상승온도 처리구에서 높았고 시간이 경과함에 따라 점차 낮아졌다. 벼 재배후 토양의 TOC함량은 대조구 보다 상승온도 처리구에서 낮았다. 상승온도 처리로 벼 식물체의 탄소함량은 감소하고 질소함량은 증가하여 C/N 율은 감소하는 경향을 나타내었다. 상승온도 처리로 대조구 보다 벼의 줄기 길이와 줄기무게가 유의하게 증가하였으나 이삭수와 벼 낱알 무게는 유의한 차이를 나타내지 않았다. BACKGROUND: The global mean surface temperature change for the period of 2016∼2035 relative to 1986~2005 is similar for the four representative concentration pathway (RCP)’s and will likely be in the range of 0.3℃ to 0.7℃. Climate change inducing higher temperature could affect not only crop growth and yield, but also dynamics of carbon in paddy field. METHODS AND RESULTS: This study was conducted to evaluate the effect of elevated temperature on the carbon dynamics in paddy soil and rice growth. In order to control the elevated temperatures, the experiments were set up as the small scale rectangular open top chambers (OTCs) of 1 m (width)×1 m (depth)×1 m (height) (Type 1), 1 m (W)×1 m (D)×1.2 m (H) (Type 2), and 1 m (W)×1 m (D)×1.4 m (H) (Type 3). The average temperatures of Type 1, Type 2, and Type 3 from July 15 to October 30 were higher than the ambient temperatures at 0.4℃, 0.5℃, and 0.9℃, respectively. For the experiment, Wagner’s pots (1/2,000 area) were placed inside chambers. The pots were filled with loamy soil, and chemical fertilizer and organic compost were applied as recommended after soil test. The pots were flooded with agricultural water and rice (Shindongjin-byeo) was planted. It was observed that TOC (total organic carbon) of the water increased by the elevated temperatures and the trend continued until the late growth stage of the rice. Soil TOC contents were reduced by the elevated temperatures. C/N ratios of the rice plant decreased by the elevated temperature treatments. Thus, it was assumed that the elevated temperatures induced to decompose soil organic matter. Elevated temperatures significantly increased the culm length (P<0.01) and culm weight (P<0.05) of rice, but the number and weight of rice panicle did not showed significant differences. CONCLUSION: Based on the results, it was suggested that the elevated temperatures had an effect on changes of soil and water carbons under the possible future climate change environment.

배가스 중 SO2가 V/TiO2 SCR활성에 미치는 영향

홍성창 ( Sung Chang Hong ) 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.5

CaCO₃ 를 함유한 폐제지슬러지를 이용한 SO₂ 의 배출제어

홍성창(Sung Chang Hong),김상범(Sang Bum Kim),김영훈(Young Hun Kim) 大韓環境工學會 1996 대한환경공학회지 Vol.18 No.3

심층시비에 의한 논과 밭 토양의 암모니아 배출 저감 효과

홍성창 ( Hong Sung-chang ),김진호 ( Kim Jin-ho ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-

Ammonia emitted by the application of nitrogen fertilizers in agricultural land is an environmental pollutant that catalyzes the formation of fine dust, a short-lived climate change pollutants (SLCP’s). 15∼18% of nitrogen fertilizer input for crop cultivation is emitted as ammonia gas, which is a loss of nitrogen fertilizer component in agricultural land. It is estimated that the annual emission of ammonia from agricultural land in Korea is 18,799 tons in 2019. Fertilizer spraying method that is widely practiced in agricultural fields is spraying on the surface of farmland and then mixing it with the soil through rotary work, etc. In this study, in order to develop a method to reduce the emission of ammonia by nitrogen fertilizers from the soil surface, 2 g of each of the N, P, and K were added to each soil depth inside the glass greenhouse and the ammonia emission was analyzed. The treatment contents were no-fertilization, conventional fertilization, and soil depth of 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, and 30 cm. The paddy soil continued to be maintained by filling the pot with water immediately after treatment, and the upland soil was periodically replenished with water to maintain an appropriate moisture content. Ammonia was collected using a self-manufactured vertical wind tunnel chamber, and ammonia was quantified by the indole phenol blue method. Ammonia emissions were quantified by collecting and quantifying each day after fertilizer treatment by soil depth. As a result of analyzing ammonia emission after fertilizer treatment by soil depth, ammonia was emitted from conventional fertilization immediately after treatment in paddy soil, and there was no ammonia emission at a soil depth of 10 to 30 cm. In the upland soil, ammonia was emitted from the conventional fertilizing plant after 4 days after treatment, and a trace amount of ammonia was emitted from 9 days after the treatment in the fertilizer-treated plot with a soil depth of 10 cm. In conclusion, rather than the current fertilization method of spraying and mixing on the soil surface, it was considered as a new fertilization method to reduce ammonia emission by injecting nitrogen fertilizer into the soil of 10 cm or more in paddy fields and 15 cm or more in upland fields.

질소비료 심층시비에 의한 암모니아 배출 저감

홍성창(Sung Chang Hong),김민욱(Min Wook Kim),김진호(Jin Ho Kim) 대한환경공학회 2022 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.11

논 토양에서 몇가지 질소질 비료의 암모니아 배출량

홍성창 ( Hong Sung-chang ),김진호 ( Kim Jin-ho ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0

질소는 작물의 성장과 발육에 반드시 필요한 성분으로 농작물 재배를 위해 반복적으로 사용되는 필수적인 양분이다. 질소비료에서 유래하는 암모니아는 질소산화물, 황산화물과 작용하여 초미세먼지(PM2.5)의 생성을 촉매하는 것으로 알려져 있고 질소질 비료의 과다한 사용은 질소성기체와 온실가스 배출, 주변 수계로의 질산성질소 배출 등으로 농업생태계에 악영향을 줄 수 있다. 현재 농업현장에서 질소질 비료를 살포하는 방법은 토양 표면에 살포 후 로터리작업, 써레질 작업등으로 토양입자와 균일하게 혼합하여 주는 것이다. 그러나 이 방법은 살포한 질소성분의 12~18% 정도가 암모니아(NH₃) 기체로 휘산되어 공기 중으로 손실되는 문제점이 있다. 상대적으로 논 토양에서 토양 속 깊이 환원층에 질소비료를 시용하는 심층시비는 암모니아의 배출을 줄일 수 있는 시비방법으로 유망하다. 질소질 비료에서 유래하는 암모니아 배출을 줄일 수 있는 시비방법을 개발하기 위하여 현재 농업현장에서 널리 사용중인 몇 가지 질소질 비료의 암모니아 기체 배출량을 산정하였다. 처리내용은 요소, 복합비료, 황산암모늄, 질산암모늄으로 구성하였다. 시비방법은 현재 관행적으로 시행되고 있는 표면살포 후 토양과 혼합하는 토양표면 살포법을 적용하였다. 시비량은 질소성분 2 g을 각각 처리하였고 암모니아기체의 포집 및 정량을 위해 수직형 윈드터널챔버를 제작하여 사용하였다. 하부의 포트는 투명 아크릴 소재로 직경 17 cm × 높이 50 cm로 1/3000 a의 토양무게와 200 ㎠의 표면적을 나타냈다. 포트 상부에는 직경 17 cm × 높이 100 cm의 수직형 윈드터널을 제작하여 설치하였고 풍속은 0.7 m/sec, 분취 유량은 2 liter/min, 포집 용액은 0.5% boric acid로 일일 24시간 동안 중단 없이 연속적으로 포집하여 Indophenol blue 분석법으로 정량분석하였다. 처리 후 30일간 측정된 암모니아의 배출량은 요소비료 45.5 kg·ha^-1, 황산암모늄 24.6 kg·ha^-1, 복합비료 23.4 kg·ha^-1, 질산암모늄 16.3 kg·ha^-1로 산정되었다. 결론적으로 논 토양에서 암모니아 배출량은 요소, 황산암모늄, 복합비료, 질산암모늄 순으로 높았으며 다양한 시비방법 개선을 통해 질소질 비료에서 유래되는 암모니아의 배출을 줄일 수 있는 다양한 기술개발이 필요하다고 판단되었다.

새만금 간척지 지역 미세먼지 특성

홍성창 ( Hong Sung-chang ),김민욱 ( Kim Min-wook ),김진호 ( Kim Jin-ho ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-

The Jeonbuk region is an area with high concentration of particulate matter. Due to environmental changes in the Saemangeum reclaimed land with an area of 219 ㎢, it is necessary to evaluate the impact of the particulate matter in the Jeonbuk region. Particulate matter was measured from June in 2020, the Jangjado island the westernmost region, was set as the background concentration, and three measurement station were installed around the Saemangeum reclaimed land area. In addition, the concentration of particulate matter and air pollutants were measured by installing an intensive air quality measurement station in the Kehwa rice experiment station nearby Saemangeum reclaimed land. The concentrations of PM10 and PM2.5 were highest in the order of Gimje, Buan, Gunsan, and Jangjado(background concentration) area in June. However, it has changed seasonally. The total suspended particle(TSP) was high in Gimje and Buan, where compartment and leveling work are actively underway. The concentration of PM10, PM2.5, NO₂, SO₄, O₃ were measured lower than that of the urban air quality monitoring station located in the nearby area. It was needed that longer-term air quality monitoring was necessary for accurate impact assessment.