포스터 발표 : 대기 환경 분야(PA) ; 유기물 처리에 따른 토양 중 이산화탄소, 메탄 가스 발생량 및 관련 토양미생물 군집 간의 정량적 상관관계

이산화탄소 (CO2), 메탄 (CH4) 및 아산화질소 (N2O) 는 농업에서 발생되는 주된 온난화가스 꼽히며, 그 중 메탄과 아산화질소는 적외선 흡수율이 높아 각각 이산화탄소의 25배, 310배에 달하는 지구 온난화지수(GWP; global warming potential)를 갖으며 주요한 인자로 작용한다. 농경지에서 발생하는 온실 가스들은 주로 토양에 투입되는 유기물이 분해되는 과정 중 발생하며, 이는 토양 미생물의 군집 및 호흡작용과 밀접한 관련이 있다. 이에 농업에서 다양하게 쓰이는 유기물의 유입 에 따른 가스 발생 패턴과 관련 토양 미생물들의 동태에 대한 연구가 요구된다. 따라서 본 연구는 각각의 특성을 가진 유기자재의 처리에 따른 온난화가스 발생량을 항온배양 실험을 통하여 산화/ 환원조건에서 측정하였으며, 유기물의 종류에 따른 가스 발생관련 토양 미생물군집 구조 및 크기 와 온난화 가스 발생량 간의 정량적인 상관관계를 조사하였다. 항온배양 실험 처리구는 대조구, 화학비료, 액비, 퇴비, 청보리, 헤어리베치이며 처리수준은 15 kg-N 10a-1, 3반복으로 산화/환원조건 모두 동일하게 시행되었다. 미생물의 호흡작용과 관련된 이산화탄소의 발생은 자체 제작한 EAHTR (Enforced aeration high temperature respirometer) 를 통하여 컬럼당 3시간마다 2분간 농도 증가 분을 측정하였다. 메탄의 경우, Gas Chromatography FID detector 를 이용하여 4회 측정하였다. 유기물 특성에 따른 가스 발생관련 토양 미생물군집의 변화 및 크기는 Microbial biomass C, PLFA (PhosphoLipid Fatty Acid) 법, Quantitative PCR 법을 통하여 조사하였다. 이산화탄소의 발생은 환 원상태의 경우 약 100-300시간, 산화상태의 경우 배양시작부터 100시간에 걸쳐 출현하였으며, 이분 해성 유기물이 비교적 많았던 녹비작물 처리구에서 발생량이 많은 것으로 나타났다. 메탄가스의 경우, 이산화탄소 최대 발생량을 보인 이후에 최대 메탄 발생량이 출현하는 것이 확인되었다. 가스 발생에 있어 박테리아는 모든 유기물의 처리구에서 이산화탄소 발생에 관여하는 것으로 나타났으며, 비교적 큰 입자 사이즈를 갖는 유기자재의 경우에는 산화/환원조건 모두 곰팡이가 관여하는 것으로 확인되었다. 방선균의 군집량 및 그람양성균과 그람음성균의 비율을 통한 유기물 별 난분해 도는 청보리, 헤어리베치, 퇴비, 액비, 화학비료 순으로 증가하였다. 처리에 따른 이산화탄소의 발생량이 많을수록 미생물군집도 증가하는 양의 상관관계가 나타났으며, 메탄의 경우에도 메탄가스 의 발생량과 메탄생성균 간의 양의 상관관계가 있는 것으로 확인되었다. 경시적 변화에 따른 메탄 발생량은 항온배양 후반에 갈수록 감소하나, 메탄생성균 군집의 양은 줄지 않는 것으로 보아 활성 만이 줄어드는 것으로 사료되었다.