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Characteristics of Phosphorus Accumulation in Organic Farming Fields
김필주,이상민,윤홍배,박양호,이주영,김석철,최두회,Kim, Pil-Joo,Lee, Sang-Min,Yoon, Hong-Bae,Park, Yang-Ho,Lee, Ju-Young,Kim, Suk-Chul,Choe, Suk-Chul 한국토양비료학회 2000 한국토양비료학회지 Vol.33 No.4
현재 친환경농업을 위한 하나의 대체농법으로 인식되고 있는 유기농업실천 농가포장을 대상으로, 시설재배지 36곳, 논 10곳, 과수원 8곳을 전국에서 선발 표층토내 인산의 분포특성과 주요 화학적 특성을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 유기농업포장의 화학성중 평균 유기물함량은 시설재배지 $44g\;kg^{-1}$, 논 $26g\;kg^{-1}$, 과수원 $39g\;kg^{-1}$으로 국내 90년대 농지내 평균 유기물 함량에 비해 높게 분포하였다. 유효인산 함량은 시설재배지 $986mg\;kg^{-1}$ 과수원 $754mg\;kg^{-1}$, 전인산은 각각 2973과 $2303mg\;kg^{-1}$으로 과량의 인산이 축적되고 있었다. 이는 유기농업실천 농가에서 질소와 인의 비율(N/Pratio)이 낮은 축분을 비옥도 관리에 주로 이용하기 때문으로 해석되었다. 시설재배지와 과수원 토양에서는 전인산(T-P)의 62~80%로 무기태 인(Inorganic-P) 형태로 존재하여 가장 높은 비율로 차지하였으며, 논토양에서는 Residual-P가 전인산의 50%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 인산분획특성(P Fractionation)중 시설재배지와 과수원 토양내에서는 Ca-P가 약 $1,330mg\;kg^{-1}$으로 Extractable P 중 가장 높은 비율을 점하고 있었으며, 이는 두 토양의 높은 pH 영향으로 해석되었다. 반면 논토양내에서는 Fe-P가 Extractable P의 대부분을 차지하고 있어 토양의 이용특성간 분포차이가 있었다. 그리고 수용성 인산이 시설재배지 $65mg\;kg^{-1}$, 과수원 $26mg\;kg^{-1}$으로 비교적 높게 검출되었다. 결과적으로 친환경 농법으로 인식되고 있는 현재 우리의 유기농업 실천농가포장의 상당부분 인산이 과량축적되고 있으며, 이로 인한 토양환경 악화 초래 및 주변수계의 부영양화 유발가능성이 있을 것으로 예측되어 세심한 관리가 필요할 것으로 조사되었다. Organic farming (OF) is regarded as alternative farming types against general farming system for sustainable agriculture, recently. However, there is little information on effects of OF on soil properties and watershed condition. In order to determine the effects of OF on soil properties, 36, 10 and 8 sites of organic farming (OF) fields of plastic film houses, paddy and orchard were selected in the national scale, respectively, to evaluate their chemical properties and phosphorus distributing characteristics. The average organic matter (OM) contents in organic farming fields were with $44g\;kg^{-1}$ in plastic film houses, $26g\;kg^{-1}$ in paddies and $39g\;kg^{-1}$ in orchard soils higher than the average OM contents in conventional farming (CF) soils. Available phosphates were accumulated to 986 in plastic film house soils and $754mg\;kg^{-1}$ in orchard soils, respectively, over the optimum range. Furthermore, total P (T-P) reached to $2.973mg\;kg^{-1}$ in plastic film houses and $2303mg\;kg^{-1}$ in orchards in OF soils. It could be attained by applying repeatedly low N/P ratio of manure-based compost. In two types of soils inorganic P was dominant with the ratio of 62~80% of T-P, and then residual and organic Ps followed. However. residual-P was dominant in paddy soils with the rate of 50% of T-P. Fractionation of soil extractable P showed that Ca-P was dominant with about $1,330mg\;kg^{-1}$ in upland soils in OF fields, which is affected by high soil pH of over 6.0. However. Fe-P of extractable P was dominant in paddy soils. Water-soluble P was very high with 65 and $26mg\;kg^{-1}$ in plastic film house and orchard soils in OF. From this results. OF regarded as an environment-friendly farming system may cause serious soil deterioration by accumulated phosphorus and may also cause water pollution.
음식물찌꺼기 고속발효기에 의해 처리된 퇴비의 안정성 검토
김필주(Pil Joo Kim),장기운(Ki Woon Chang),민경훈(Kyoung Hoon Min) 유기성자원학회 1995 유기물자원화 Vol.3 No.1
고속발효 71 에 의해 처리된 음식물찌꺼기 퇴비의 부숙정도를 알아 보기 위해, 고속발효기 두대를 이용하여 추천 운영조건으로 96시간동안 음식불 찌꺼기의 퇴비제조 실험올 실시한 후, 2차적으로 고속발효기를 통해 처리된 처리품을 약 1 루베 규모의 정체식 퇴비화 장치를 이용하여 퇴비화 적정조건으로 재차 퇴비화를 실시하면서 각 단계별로 처리품의 이화학적 특성 및 식물독성올 측정하여 퇴비의 부숙정도를 분석하였다. 고속발효기를 이용한 음식물찌꺼기의 퇴비화시 약 60%정도의 감량효과를 가껴와 취급성이 좋은 처리품올 얻을 수 였였다. 이에 반해 음식물찌꺼기 혼합물의 초기분해만올 도모할 뿐 2-3일만에 완숙퇴비 제조는 불가능하였고, 식물에 시용시 발아억제와 뿌리생장 장해를 유발시켰다. 고속발효기에서 얻어진 처리품을 재차 정체식 퇴비시설을 이용하여 부숙시 최소한 6주 이상 부숙을 시켜야만 완숙된 퇴비로서 이용할 수 있을 것으로 판단되었다. To evaluate the stability of the compost made from food wastes, which were treated in the fermenting tank for 96 hours and then composted additionally in the static pile, physico-chemical properties and phytotoxicities were investigated. When food wastes were treated in the fermenting tank for 96 hours at 55-60.C, there is the effect of decreasing about 60% of total weight and improving the storage and the handling. However, it is impossible to make the matured compost in the fermenting tank within 2-3 days, which is the operating condition recommended by manufacturers. To use compost in the agricultural field , after treating food wastes in the fermenting tank for 2-3 days, it needs to compost additionally in the staic pile under the suitable fermenting condition over 6 weeks.
김필주(Pil Joo Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
지구온난화로 인해 기후변화가 심화되면서 우리나라를 포함한 세계 각국은 Net zero 혹은 탄소중립(carbon neutral) 추진계획을 발표하고 있다. 인류 전체에게 지구온난화에 따른 기후변화는 분명 커다란 재앙으로 다가오고 있는 것은 분명해 보인다. 하지만 토양학을 연구하는 우리들에게 지구온난화와 기후변화는 하나의 좋은 성장의 기회가 될 수 있을 것으로 생각된다. 탄소중립은 이론적으로 온실가스 배출량을 감축해야 하고, 배출된 온실가스를 어딘가에서 흡수하여 고정해야 달성이 가능한 이야기이다. 1차적으로 온실가스 배출량을 적극적으로 감축해야 한다. 온실가스의 대부분은 에너지와 산업부문에서 배출되고 있기 때문에, 관련 산업에서의 온실가스 배출량 감축실적이 탄소중립 목표달성을 위한 핵심기술이 될 수 있다. 우리나라 온실가스 배출량의 약 2.6%가 농업부문에서 배출되고 있다. 이는 농업부문에서 사용하는 에너지를 고려하지 않고 보수적으로 산정한 것이다. 시설재배지를 보온하고 농기계 운영하는 과정 중에 사용되고 있는 에너지로부터 배출되는 온실가스를 고려한다면 농업부문의 온실가스 배출량 기여도는 4-5%까지 높아질 수 있다. 농경지에서 배출되고 있는 온실가스 메탄(CH₄)과 아산화질소(N₂O)는 산업체에서 주로 배출하고 있는 이산화탄소(CO₂)에 비해 온난화유발효과(global warming potential)가 각각 25와 298배 정도 높은 특징이 있다. 작은 양의 감축만으로도 탄소중립 목표달성에 크게 기여할 수 있다. 이를 기회로 활용할 수 있는 기술개발이 필요하다. 특히 토양은 수목과 함께 탄소를 흡수하여 탄소중립을 실현하는데 핵심적 기능을 담당하고 있다. 토양의 탄소격리기술은 대기 이산화탄소를 제거하는 데 가격적으로 가장 높은 잠재력을 가지는 것으로 평가하고 있다. 토양(0-2m 깊이)의 유기탄소 함량을 매년 0.4% 높이게 되면 이론적으로는 전 세계 화석연료 연소를 통해 배출하고 있는 온실가스(8.9 giga tones C)를 모두 제거할 수 있다. 토양 내 작은 량의 유기탄소 축적량을 높이는 것만으로도 지구를 온난화를 완화하고 탄소중립을 실현에 크게 기여할 수 있다. 토양의 탄소격리능을 우리의 성장동력으로 활용할 수 있는 지혜가 필요한 시점이다.