계분 바이오차 최적 생산조건 및 상토 원료로서의 활용
Optimal Production Conditions of Chicken Manure Biochar and Its Utilization as a Raw Material of Bedsoil
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초록
본 연구는 계분의 바이오차 전환을 통해 새로운 처리 방안 및 전량 수입되는 주요 상토 원료의 대체 가능성을 확인하고 농업적으로 활용하기 위해 수행되었다. 계분 바이오차(CMB, chicken manure biochar)는 계분과 목질계 바이오매스를 이용하였으며, 100:0(CMB1), 95:5(CMB2), 90:10(CMB3), 85:15(CMB4), 80:20(CMB5), 75:25(CMB6) 및 70:30(CMB7)의 비율로 각각 혼합하여 혐기성 열분해를 통해 생산하였다. 생산된 계분 바이오차는 비료공정규격과 비교하였을 때 CMB4부터 염분함량이 1.93%로 조건을 충족하였으나 원료인 계분의 염분 변동성과 계분의 활용을 극대화하기 위해 염분함량이 1.80%인 CMB5를 최적 생산조건으로 선정하였다. 계분 바이오차를 이용한 상토(BS, bedsoil) 제조는 상토의 주요 원료인 코코피트 대신 계분 바이오차를 1~5%(CMB+BS 1~5%)의 부피 비율로 대체하여 생산하였다. 계분 바이오차 상토는 혼합 비율에 상관없이 비료공정규격을 준수하였고, 이를 이용하여 배추, 상추, 열무, 무, 완두를 대상으로 비해평가를 진행한 결과, 열무를 제외한 작물의 생육이 계분 바이오차가 1~2% 투입된 처리구에서 대조구와 비교하였을 때 초장은 –7~79.2%, 엽수의 경우 0~50.7% 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 제작된 계분 바이오차 상토가 상토 공정규격을 충족하였기 때문에 이상의 연구 결과를 통해서 최적 조건으로 생산된 계분 바이오차는 상토 원료로 활용이 가능하다는 것을 확인하였다. 그러나, 계분 바이오차의 투입 수준과 작물에 따른 생육차이가 있어 농업적 활용 가능성을 개선할 수 있는 후속 연구가 필요하다고 판단된다.
Abstract
This study was conducted to select the optimal production conditions for chicken manure biochar (CMB), and to evaluate the effect of bedsoil (BS) with CMB to improve agricultural utilization. CMB was produced by mixing chicken manure and woody biomass at a ratio (w/w) of 100:0 (CMB1), 95:5 (CMB2), 90:10 (CMB3), 85:15 (CMB4), 80:20 (CMB5), 75:25 (CMB6), and 70:30 (CMB7), respectively, through anaerobic pyrolysis. CMB5 with a salt content of 1.80% was selected as the optimal production condition to maximize the salt variability and utilization of the fertilizer process standard, although the produced fertilizer biochar had a salt content of 1.93% from CMB4. The production of CMB+BS was made by replacing the main raw material of BS, cocopeat, with CMB at a volume ratio of 1~5% (CMB+BS 1~5%). As a result of conducting a comparative evaluation on kimchi cabbage, lettuce, young radish, radish, and peas using this, it was confirmed that the growth of crops excluding radish increased by -7~79.2% in plant height and 0~50.7% in the number of leaves in the treatment group where 1~2% of chicken manure biochar was added compared to the control group. Furthermore, the manufactured BS including the CMB met the BS processing standards, it was confirmed through the above research results that CMB produced under optimal conditions can be as a raw material of BS. However, since there are differences in growth depending on the input level of biochar and crops, it is judged that follow-up research is needed to improve the possibility of agricultural utilization.