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- 저자 : 현준기(Junge Hyun) (검색결과 4 건)
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바이오차 투입에 따른 토양 입단 형성과정의 미생물 매개 변화
김유진(You Jin Kim),현준기(Junge Hyun),유가영(Gayoung Yoo) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
토양 입단 형성은 토양 구조적 안정성을 결정하는 핵심 요소이며, 토양 생지화학적 과정에 깊이 관여한다. 토양 개량 효과에 대해 널리 알려진 바이오차는 물리화학적 흡착 및 토양 미생물 매개 작용을 통해 토양 구조적 질을 개선할 수 있다. 본 연구는 바이오차의 투입에 따른 토양 입단 형성과정의 개선효과에 있어서 토양 미생물의 역할을 이해하는데 집중하였다. 본 연구는 온실규모의 실험을 왕겨 바이오차와 밭토양과 논토양에서 각각 수집한 두 가지 다른 토양을 사용하여 진행하였다. 실험 처리구로는 바이오차 첨가 토양(BC), 멸균 토양(ClO2), 바이오차 첨가와 멸균 둘 다 진행한 토양(BC+ClO2)를 준비하였으며, 아무것도 처리하지 않은 토양을 대조구(CON)로 준비하였다. 바이오차의 토양 투입은 무게 기준 2.5%로 수행하였으며, 토양 멸균은 고온고압처리와 이산화염소(ClO₂) 용액을 사용하여 진행하였다. 토양 수분함량은 실험 기간 전반에 걸쳐 WFPS(water-filled pore space) 50%로 조정 및 유지하였다. 배양 20일 및 35일 후, 토양 시료를 수집하였으며, 2주간 풍건한 후에 wet-sieving method를 통하여 크기에 따라 입단을 분리하였다. 배양 35일 후, 토양 A의 mega/macro-aggregates (>1 mm, 0.25-1 mm) 분포가 CON 보다 BC에서 28%, BC+ClO2에서 10% 증가한 것으로 나타났다. 이는 바이오차 투입에 따라 큰 크기의 입단들이 증가한 것은 미생물 매개과정으로는 18%, 물리화학적 흡착으로는 10% 정도 설명할 수 있음을 시사한다. 한편, 바이오차가 토양 B의 입단 형성과정에 미치는 영향은 나타나지 않았으나, micro-aggregates (0.053-0.25 mm)는 멸균 토양(ClO2, BC+ClO2)에서 CON 및 BC보다 더 높은 분포를 나타냈다. 토양 B는 토양 A에 비해 유기물 함량이 풍부하기 때문에, 토양 B는 바이오차 보다 기존의 토양 유기물과 미생물 간의 상호작용에 따른 입단 변화만 나타난 것으로 사료된다. 결론적으로, 본 연구는 바이오차-미생물 간의 상호작용이 토양 구조 변화를 야기하는데 중요한 역할을 하며, 이러한 영향은 토양 유기물의 함량에 따라 달라질 수 있음을 확인하였다.
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토양 탄소 저장 증진 솔루션: 토양 미생물과 탄소 분획
유가영(Gayoung Yoo),박예림(Ye Lim Park),현준기(Junge Hyun) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
기후변화 완화 전략 중 하나로 토양 탄소 저장의 중요성이 강조되고 있다. 일반적으로 토양 탄소 저장은 단위면적 당 저장된 총 탄소량으로 표현하는데, 이는 토양 탄소가 다양한 형태로 저장되어 있어 물리화학적으로 높은 이질성을 갖다는 사실을 반영하지 못한다. 토양을 물리, 화학적인 방법으로 분리하여 토양 내에서 기능적 의의를 갖는 fraction으로 나누는 토양 분획은 토양 내 탄소가 저장되는 과정의 이해를 돕고 생태계 맞춤형 탄소 저장 증진 관리 방향을 설정하는데 유용하다. 본 연구에서는 초지, 농경지 및 도시 토양에서 총 탄소 및 분획별 탄소량을 정량하고 미생물 효소 활성도 차이와의 관계를 분석하였다. 또한 탄소 저장이 현저히 저하된 도시 토양에서 탄소 저장을 증진시키는 관리 방안을 제안하였다. 연구 대상지는 20년 이상 유지된 초지, 농경지와 도시공원 및 가로수이다. 각 대상지에서 0-15cm 깊이의 코어 샘플을 채취하여 밀도와 크기에 기반한 토양 분획을 실시하였다. 분리된 fraction은 Light fraction(LF), occluded particulate organic matter(POM), 그리고 mineral-associated organic matter(MAOM)이다. 또한, 총 및 분획별 탄소량과 세포외 효소 활성도를 분석하였다. 측정된 효소는 hydrolase인 β-glucosidase, β-cellobiosidase, β-xylosidase와 phenol oxidase이다. 그 결과 총 토양 탄소 저장량은 초지>농경지>도시공원>가로수 순이었으며, 안정한 형태로 저장된 탄소인 MAOM의 비율은 초지=농경지>도시공원>가로수 순이었다. 토양의 hydrolase activity는 토양 탄소 저장량이 클수록 높았으며, oxidase activity는 오히려 반대의 경향을 보였다. 도시 토양의 높은 oxidase activity는 높은 pH 및 자연생태계와는 다른 탄소의 질과 관련이 높았다. 도시토양의 C/H 비는 초지에 비해 유의하게 낮은데, 이는 도시 토양에 포함된 여러 유기 오염물질이 그 이유가 될 수 있다. 본 연구에서 탄소저장량이 가장 낮았던 가로수 토양의 탄소 저장증진을 위해 띠녹지 조성이라는 관리 효과를 확인한 결과, 가로수만 있는 토양에 비해 띠녹지 조성을 통한 다층식재가 총 탄소 저장량을 198% 증가시켰음을 볼 수 있었다. 그러나 토양 분획을 살펴본 결과, 증가의 원인은 거의 LF에 집중되어 있음을 알 수 있었다. 즉, 띠녹지 조성에 의해 증가된 토양 탄소 저장은 쉽게 분해되는 형태에 국한되어 있으며 안정한 형태의 탄소 저장으로 전환되지 못했음을 의미한다. 가로수 토양에 저장된 탄소가 안정화되기 위해서는 LF 비율에 비해 POM이나 MAOM의 비율이 높아져야 하는데 이를 위한 추가적인 관리로는 압밀완화 등의 토양 구조개선, 가로수 식재 시 마사토 투입과 함께 점토질을 함유한 토양 개량제 추가, 바이오차 투입 등이 있을 수 있다. 본 연구 결과, 토양탄소 저장증진의 효과를 확인하기 위해서는 총 탄소의 변화 모니터링만으로는 부족하며 토양 미생물 분석과 분획을 통해 저장된 탄소의 질과 안정한 형태의 탄소저장이 증진되었는지를 확인할 필요가 있음을 시사한다.
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