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보고서 상세정보

축산·경종과 연계된 퇴ㆍ액비 잔디이용모델 개발
A development of practical use model in turfgrass management of liquid fertilizer by a domestic feces and urine

  • 과제명

    액비의 대량사용에 따른 환경모니터링

  • 주관연구기관

    (주)대정골프엔지니어링

  • 연구책임자

    함선규

  • 참여연구자

    임지연   정종선  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-03

  • 과제시작년도

    2014

  • 주관부처

    농촌진흥청

  • 사업 관리 기관

    농촌진흥청
    Rural Development Administration

  • 등록번호

    TRKO201500010288

  • 과제고유번호

    1395036410

  • DB 구축일자

    2015-07-11

  • 초록 


    ○ Title : Establishment of massive application methods of composted liquid manure for golf courses and sod farms
    Composted liq...

    ○ Title : Establishment of massive application methods of composted liquid manure for golf courses and sod farms
    Composted liquid fertilizer standard for golf club grass is less than 0.1% of total nitrogen with no foul smell and residues. The chemical properties and amount of components differ based on the farms producing composted liquid fertilizers. Even composted liquid fertilizers produced in same farm may have different components depending on the time of collection.
    Therefore, composted liquid fertilizer for golf club must be analyzed prior to fertilizer test so that one can assign appropriate fertilizer amount following the grass requirements.
    The proper filtering method is to remove the residue of composted liquid fertilizer for golf club by filtering with 1 layer of white agricultural felt in loading process of composted liquid fertilizer manufacturer for first time and by filtering with 2 layers of pepper drying net when placing the fertilizers into the liquefied fertilizer storage tank in the golf club.
    Among all microorganisms of the liquefied fertilizer for golf club, fungi has highest population with 5.4x1010cfu/ml followed by bacteriomycota with 3.9x1010cfu/ml and actinomycetes with 2.9x1010cfu/ml. Also salmonella and colon bacillus contents differ from 2 ∼3 times depending on the liquefied fertilizers where some did show any.
    After sterilizing microbes contained in composted liquid fertilizer, 36∼95% of salmonella and 16∼88% of colon bacillus were sterilized after treatment of 50 multiples of pyro ligneous liquor where the low density of microbes resulted in higher sterilizing effect.
    Sodium hypochlorite (NaOcl) treatment with 200ppm concentration showed a result of 97% sterilization of salmonella, 90% sterilization of colon bacillus, and 10% sterilization of Escherichia coli. The sterilization of liquefied fertilizer using ultraviolet rays required minimum of 72 hours of inspection time. Such sterilization of microbes contained in composted liquid fertilizer did not cause clear changes of the density of fungi, bacteriomycota, and actinomycetes.
    The distribution of composted liquid fertilizer to the landscape trees in the golf club showed following results. The first year’s test(2012) consisted of foliar spray of composted liquid fertilizer on the royal azalea. The result showed that the soil chemical properties, chlorophyll, and diameter of stem were highest in the order of chemical fertilizers > composted liquid fertilizer > no fertilizer. The second year’s test(2013) consisted of distribution of composted liquid fertilizer on the rhizosphere soils of pine tree, Viburnum rhytjdophlum, Physocarpus intermedius, and winged spindle. The result showed that the effect of distribution was high in the order of composted liquid fertilizer > chemical fertilizer where composted liquid fertilizer was very effective for the mineralization of phosphoric acid, growth and activation of microorganism. The third year’s test consisted of distributing composted liquid fertilizer in the rhizosphere of the pine tree, nut pine, oak tree, Acer palmatum var. dissectum, sergeant juniper by placing 5∼6 drip watering pipes and distributed 1 ton of fertilizer twice a day from June 24th to Sept 31st. The composite fertilizer (11-5-7) was sprayed twice in the granule. Composted liquid fertilizer was more effective than chemical fertilizer in terms of soil chemical properties, microorganisms, and investigation of crop growth where the growth disorder of the landscape tree was not induced at all. As a result of applying fertilizer to the landscape trees of golf club for 3 years, it was shown that composted liquid fertilizer can replace the chemical fertilizer and the drip watering turned out to be most effective.
    The results of massive distribution of composted liquid fertilizer on the grass lawn growing farms are as following. The first year’s(2012) test and second year’s(2013) test on Jangseong and Jeongeup region’s zoysiagrass with composted liquid fertilizer showed that regularly applying 6.1ℓ/㎡ of liquefied fertilizer for each time and for 2∼3 times a month can replace chemical fertilizers in the production of sod production of zoysiagrass.
    Composted liquid fertilizer was shown to have almost same level of turf color index and nutrient uptakes of grass with chemical fertilizer. The result on the third year’s(2014) test on the Kentucky blue grass using liquefied composted liquid fertilizer in the Pyeongtaek region showed that more than 2 times of composted liquid fertilizer a month for over one year period can partially replace chemical fertilizers in the cold season grass production.
    Therefore the sod production of grass producing farms must mainly use chemical fertilizers due to its characteristics of producing and selling in a short period but use of composted liquid fertilizer as a supplement was turned out to be effective.
    The test of massive composted liquid fertilizer on the Gyeryongdae Physical Fitness Center(Golf club) was conducted from May to October for 2 years in the fairways covered with zoysiagrass where chemical fertilizer was sprayed to 9 holes and liquefied fertilizer was sprayed to another 9 holes. The results of experiments in 2013 and 2014 showed that application of composted liquid fertilizer showed higher turf color index, nitrogen, phosphoric acid, and potassium absorption compared to chemical fertilizers whereas the remaining items were at similar level. Also the thatch content of the soil in composted liquid fertilizer was lower than chemical fertilizer. Therefore, composted liquid fertilizer turned out to be more effective for the use of maintaining the zoysiagrass than chemical fertilizer because it maintains constant and uniform growth of grass, is effective in the promotion of thatch dissolution of the soil, clustering of microorganism of the soil, density of the grass, and growth of roots. Such results led to conclusion that composted liquid fertilizer may replace the application of chemical fertilizer.
    The thatch dissolving microorganism used in this study was complex microorganisms consisting of 1 species of Acinetobacter calcoaceticus and 5 species in Bacillus which were cultured in the mixture media such as NB in the culture medium for 500~1,000L in 35℃ for 24 hours. Such cultured microorganisms were then distributed to grass. In order to provide solution to the promotion of thatch dissolution and functional strengthening of composted liquid fertilizer in the golf club, 4 golf clubs maintained application of conventional chemical fertilizers for 3 years where composted liquid fertilizer and thatch dissolving microorganism was mixed with a ratio of 4.6:1 and additionally distributed. The result of distribution of fertilizer on the Sky 72 G.C Sky course fairway in the 1st year (2012) showed that chemical properties of soil, leaf color index, and length of root of the grass were almost similar in all treatment groups whereas the chlorophyll index was slightly higher in the treatment group mixing the conventional microorganism and composted liquid fertilizer. The mixed treatment group showed 0.8% decrease of thatch contents in soil compared to conventional group. The chemical properties of the soil and microelement content were similar in all groups in the 2nd year’s(2013) test. In the mixed group of microorganism cultivation, composted liquid fertilizer, and amino acid treatment showed higher effect on the reduction of thatch content, and improvement of leaf color index, chlorophyll index, and density. The length of the grass root was similar in the conventional group and treatment group. The third year’s(2014) test showed similar level of chemical properties of soil, leaf color index of the grass, chlorophyll index, and density in groups whereas the mixed use of microorganism, composted liquid fertilizer and amino acid was effective in thatch dissolution and proliferation of microorganisms.
    In the first year(2012) of distribution test with cultivated microorganism liquefied fertilizer on the SKY72 G.C fairway made of Kentucky blue grass showed slight changes of phosphoric acid, calcium, and magnesium of the soil but other components remained unchanged. The mixed treatment group showed 1.5% decrease of the thatch contents in soil compared to conventional treatment group but the grass chlorophyll index increased.
    The third year’s(2014) test showed that chemical properties of soil and thatch contents in the soil were similar in all treatment groups but the cluster of microorganism was higher in the mixed treatment. The mixed treatment group was more effective in the leaf color index, chlorophyll index, length of root, and density compared to conventional treatment group. The mixed use of microorganism and liquefied fertilizer showed 1.5% decrease of the thatch content in the soil compared to conventional treatment group but the grass chlorophyll index increased. The third year’s(2014) test showed similar level of chemical properties of the soil and thatch content in the soil for all groups but the mixed treatment group of composted liquid fertilizer and microorganism showed higher microorganism cluster. The leaf color index, chlorophyll index, density, and root length of the grass were slightly higher in treatment group than in conventional treatment group.
    The result of thatch dissolution test in the Trinity G.C. fairway with application of microorganism and humic acid showed the following results. The first year’s test(2012) showed similar chemical properties of the soil in all groups but microorganism and humic acid treatment showed slight effect on the organism dissolution in the soil. The leaf color index, chlorophyll content index, length of root, density, and thatch dissolution in the soil were slightly improved in microorganism and humic acid treatment group than in conventional treatment group as well as the grass quality. The second year’s(2013) test showed that chemical properties of soil were similar in all groups but mixed treatment of microorganism, composted liquid fertilizer, and amino acid was effective in organism dissolution in the soil. Among the treatment groups, The results on the thatch dissolution test of the Joongmun C.C fairway Bermuda grass showed the following results. The first year’s(2013) test showed overall increasing tendencies of nutrient contents in the soil after the test compared to the prior to the test. The application of microorganism resulted in reduction of thatch content where the size of the reduction rate was in the order of cultivated microorganism + composted liquid fertilizer + amino acid, Japanese microorganism, and conventional treatment. The leaf color index of the grass was similar in all treatment groups but the chlorophyll content index, length of rot, grass density, and microorganism cluster in the soil were slightly higher in the mixed treatment groups of microorganism + composted liquid fertilizer, microorganism + composted liquid fertilizer + amino acid compared to the conventional treatment group. The results of the second year’s (2014) test showed similar chemical properties of the soils. Amino acid mixed treatment group showed highest reduction of microorganism in the soil.
    Most of the microelements were all lacking and not significantly different for treatments using microorganism. Therefore the application of livestock excretion, cultivated microorganism, and amino acid on the Bermuda grass soil had improvement effect on the thatch dissolution of the soil, proliferation of microorganism cluster, and chlorophyll contents of the grass.
    The results on the thatch dissolution test of the CastlePine G.C Green showed the following results. The first year’s(2012) test showed 30% reduction of organism content in soil in the hole where microorganism was mixed with composted liquid fertilizer compared to the conventional treatment group. The leaf color index, chlorophyll index, length of root, and density of the grass did not show significant difference in the conventional treatment group and added treatment group but the fungus and acinetobacteria had higher density in the microorganism and composted liquid fertilizer treatment green compared to chemical fertilizer group. The second year’s(2013) test confirmed that there’s no effect on the chemical properties of the soils since the result showed similar nutrient contents in the soil in chemical fertilizer and microorganism + chemical fertilizer. The thatch content in the soil was slightly reduced in the microorganism + composted liquid fertilizer mixed treatment group compared to conventional treatment group. The colors of the grass leaf were almost identical but addition of the microorganism to the conventional fertilizer had higher effect on the grass density, root length, and microorganism cluster in the soil. The third year’s (2014) test showed that periodically applying cultivated microorganism and composted liquid fertilizer turned out to be effective in dissolving the thatch, the proliferation of the microorganism cluster in the soil, and improvement of the grass quality.
    ○ Title : Environmental monitoring of golf courses and sod farms after application of composted liquid manure
    The analysis on the 10 kinds of composted liquid fertilizers which were used for testing during the last three years showed the following results. The average acidity was 8.11 with the average conductivity of 11.86ms/cm, nitrogen of 0.16%, phosphoric acid of 0.09%, potassium of 1.72%, calcium of 0.19%, magnesium of 0.07%, and sodium of 0.43% where iron and zinc were abundant in the microelement contents. However copper, boron, and manganese were low. The chemical properties and component contents differ based on the farm producing composted liquid fertilizers whereas even the fertilizers produced in same farm may have different components depending on the time of collection. Therefore pre-analysis of composted liquid fertilizer is necessary before applications.
    The result of analysis on the soil and quality of the discharge water from ditch of the grass cultivating farm showed the following results. The first year’s(2012) test on the zoysiagrass and Kentucky blue grass in Jangseong area showed increasing trend of the nutrient contents of nitrogen, phosphoric acid, and potassium in the soil in the time of application of the fertilizer but the microelements and base saturation degree had differences in the contents depending on the period of the analysis. The result of analysis on the discharge water from the ditch with an interval of 2 months showed that zoysiagrass field using composted liquid fertilizer and chemical fertilizer together showed higher contents of BOD, COD, SS, total nitrogen, and total phosphorus compared to the Kentucky blue grass field using only chemical fertilizer. Therefore the application of composted liquid fertilizer may contaminate the surrounding rivers. That is why composted liquid fertilizer must be done through split dressings and it is recommended not to apply fertilizers before rains.
    The result of analysis on soil and quality of discharge water from the ditch on the zoysiagrass cultivation of Jeongeup area in the second year’s test showed that the acidity of soil was 5.5 whereas the organism content was low with 2%. The nutrient content in the soil such as nitrogen, phosphoric acid, and potassium showed different content depending on the time of fertilizer application. The microelements like boron, iron, manganese, copper, and zinc were detected in the grass requirements. The result of analysis of the ditch discharge water from the zoysiagrass field showed that grass paddy field with composted liquid fertilizer and chemical fertilizer showed higher SS and total nitrogen compared to field with only chemical fertilizer but the phosphate was higher in the field with only chemical fertilizer.
    The result of third year’s(2014) test of large scale composted liquid fertilizer distribution in the cold season grass cultivating farms in Pyeongtaek region where sprinklers are used for distribution showed that the soil acidity was neutral with 6.5 and average nitrogen content of composted liquid fertilizer distribution packing was 0.05% whereas chemical fertilizer package has very low nitrogen of 0.01%. The phosphoric acid is appropriate but slightly higher in composted liquid fertilizer package. CEC, iron, manganese, copper, zinc, boron, and molybdenum were lacking but at constant level. The analysis on the quality of the ditch discharge water showed that the changes of diverse element such as conductivity, COD, BOD, SS, total nitrogen, phosphoric acid, and sodium are very high whereas the water pollution of the ditch with only chemical fertilizers is worse than the ditch where mixed treatment is used. The result of analysis on the microorganism cluster (fungus, actinobacteria, and virus) showed that soil with composted liquid fertilizer and chemical fertilizer showed higher microorganism clusters than the soil with only chemical fertilizer.
    The first year’s test on the large scale distribution of composted liquid fertilizer on the zoysiagrass in Gyeryongdae Golf Club was started with pre-test prior to application of composted liquid fertilizer. The second year’s and third year’s tests consisted of distributing composted liquid fertilizer in the Sutyongchu course(nine holes) where chemical fertilizer was distributed to Amyongcho course(nine holes) and the chemical properties of the soils and qualities of the ponds were compared.
    The first year’s test(2012) showed higher organism, nitrogen, phosphoric acid, and microorganism clusters in the soil in the holes using composted liquid fertilizer compared to holes using chemical fertilizer. However there was no significant difference in the cat ion, microelement, base saturation degree, and quality of the pond in two different courses.
    The second year’s(2013) test showed soil acidity of 6.2 in the course using composted liquid fertilizer and 5.4 in the course using chemical fertilizer. The microorganism and nutrients (N, P, K) in the soil were higher in the composted liquid fertilizer using course than chemical fertilizer using course. The cat ion, microelement, and base saturation degree were at similar levels. The result of analysis of the pond water showed that BOD and phosphoric acid decrease according to the application of composted liquid fertilizer but COD and total nitrogen increased a bit whereas the rest ingredients were in similar level. The liquefied fertilizer had higher fungi(10times), bacteriomycota(10times), and actinomycetes(1.5 times) in the soil compared to chemical fertilizer.
    The third year’s(2014) test showed similar soil acidity and conductivity but the soil organism was higher in the soils applied with liquefied fertilizer than soils applied with chemical fertilizer. The application of composted liquid fertilizer showed huge amount of difference in the monthly phosphoric acid content and potassium content because the soil residue amounts are less in composted liquid fertilizer. The cat ion and base saturation degree turned out to be almost identical. The soil applied with composted liquid fertilizer had higher level of fungi(3∼4 times), bacteriomycota(3∼4 times), and actinomycetes(1.5 times) compared to the soil applied with chemical fertilizer. The result of analysis on the pond water showed that pond with composted liquid fertilizer had almost all items higher than pond with chemical fertilizer which is due to the fact that the water quality of the pond prior to the application of fertilizer was high. However, the difference in the amount of COD and SS were high in the application of composted liquid fertilizer whereas phosphoric acid showed high difference in the application of chemical fertilizer. Potassium, calcium, magnesium, sodium, and SAR were maintained in similar level for both ponds. In order to protect the quality of the ponds where large amount of composted liquid fertilizer is distributed, the application of fertilizer must be minimized in the rainy period since the applied ingredient may be in-flew through manhole. Also head of the sprinkler must be adjusted in order to prevent composted liquid fertilizer to get into the pond.
    ○ Title : Development of eco-friendly turfgrass management using composted liquid manure The average total N in CLMs was 0.98 g·L-1 and 1.22g·L-1 and each standard deviation was ±0.67 g·L-1 and ±0.73 g·L-1 in 2012 and 2013, respectively.
    The mean of total P values within CLMs in the study was relatively low when compared with commercial organic fertilizer, which showed 10% of total N in CLM. In contrast, the K content in CLM averaged 200% higher than total N. The operation condition of livestock excretion treatment facilities was very different depending on the local properties such as a cultivation scale and kinds of crop, and a presence or absence of the relevant companies. The effects of the different CLMs varied due to different fertilizer constituents and the degree of composting in accordance with production length and location of treatment facilities. Therefore, there is a need to establish a system to produce CLM with a uniform nutrient composition and the degree of composting in order to encourage utilization of CLM liquid fertilizer in turfgrass. Most consumption of CLM (about 70%) focused on the spring, there is little consumption in summer and winter. Fertilizer requirement of zoysiagrass is high in summer and there was not shown fertilizer injury when CLM was fertilized in zoysiagrass during dormancy. Therefore, we thought that if CLM will be used for zoysiagrass maintenance, the annual consumption of CLM is to be smooth.
    There was a significant difference among different kinds of CLM. However, when CLM was sterilized, antagonistic effect of all CLM samples was not shown. So, we concluded that CLM has antagonism with microbial activity. Through the 3 step selection, among 273 bacteria primary selected, three antagonists were selected. As the results of 16s rRNA gene sequence analyses for these microorganism, ICIIIB60 that had antagonism against brown patch was identified as Alcaligenes spp., and GWIV70 that had antagonism against large patch was identified as Bacillus licheniformis Ab2, and ISSH20 had antagonism against dollar spot was identified as B. subtilis C7-3. When compared with the growth in luria bertani broth (LB), nutrient broth (NB), potato dextrose broth (PDB), and tryptic soy broth (TSB) of selected microorganism, ICIIIB60 in NB, GWIV70 and ISSH20 in TSB showed better growth that other medium. Optimum growth temperature of ICIIIB60, GWIV70, and ISSH20 was 30.9℃, 29.5℃, and 31.4℃, respectively. Optimum growth pH of ICIIIB60, GWIV70, and ISSH20 was 6.4, 7.4, and 6.6, respectively. Also, as a results of environmental monitoring on CLM production process, the pH and temperature conditions were not suitable for the growth of the antagonistic microorganism. So, it was judged to be suitable that the measure put the selected mass cultured bacteria into the new fertigation system for CLM.
    Despite the conventional turfgrass management, soil-borne turfgrass pathogens such as large patch, brown patch, and dollar spot have increased over time. As the compatibility of selected antagonistic microorganism with 5 chemical fungicides, GWIV70 showed 90.9% survival rate, while ISSH20 showed 59.7% survival rate. ICIIIB60 could be used to control brown patch disease with iprodione or tebuconazole, whereas ISSH20 could be used to control dollar spot disease with tebuconazole or hexaconazole. However, hexaconazole showed great restriction of growth of ICIIIB60, and iprodione restricted the growth of ISSH20. When zoysiagrass was continuously treated with CLM for more than one year, significantly smaller patch incidence was observed in CLM treated plot as compared to chemical fertilizer treated and non-treated plots by 46% and 49%, respectively. In addition, the CLM plot added antagonistic bacteria showed a significantly decreased large patch incidence compared to CLM plot by 50%.


    Ⅳ. 연구개발결과
    ○ 제 1세부과제 : 가축분뇨액비의 골프장 및 잔디재배농가의 대량사용기술 개발
    골프장 잔디사용 액비기준은 총질소가 0.1% 이하이고, 악취와 찌꺼기가 없어야 된다. 액비를 생산하는 농가에 따라 액비의 화...

    Ⅳ. 연구개발결과
    ○ 제 1세부과제 : 가축분뇨액비의 골프장 및 잔디재배농가의 대량사용기술 개발
    골프장 잔디사용 액비기준은 총질소가 0.1% 이하이고, 악취와 찌꺼기가 없어야 된다. 액비를 생산하는 농가에 따라 액비의 화학성과 성분량 차이가 있고, 동일농장에서도 채취시기에 따라 성분이 달랐다. 따라서 골프장잔디에 사용할 액비는 시비 전 분석하여 잔디요구량에 따라 시비량을 달리해야 된다.
    골프장용 액비의 찌꺼기제거는 액비생산업체에서 차량탑재 시에 농업용 흰색부직포 1겹으로 1차 여과한 뒤, 골프장에서 액비저장탱크에 넣을 때 고추건조망 2겹으로 2차 여과하는 방법이 적합하다. 골프장용 액비의 미생물군은 곰팡이류가 5.4×1010cfu/ml 로 가장 높고, 그 다음으로 세균류가 3.9×1010cfu/ml, 방선균류가 2.9×1010cfu/ml 순으로 나타났다. 또한 액비함유 유해세균인 살모넬라균과 대장균은 액비에 따라 2~3배 차이가 있었고, 검출되지 않는 액비도 있었다.
    액비함유 유해세균 살균결과, 목초액 50배 이상 처리 시 살모넬라균은 36~95%, 대장균 16~88%의 살균력이 있었으며, 유해세균 밀도가 낮을수록 살균효과가 높았다. 차아염소산나트륨(Naocl)은 200ppm 농도로 처리 시 살모넬라균 97%, 대장균 90%, 병원성대장균 10% 씩 각각 살균효과가 있었다. 자외선의 액비살균은 최소 72시간의 조사시간이 필요하였다. 이러한 액비함유 유해세균 살균 시에는 곰팡이류, 세균류 및 방산균류의 밀도변화가 거의 없었다.
    골프장 조경수(목)의 액비살포 시험결과, 1년차(2012년) 시험은 철쭉에 대한 액비의 경엽살포 효과는 토양화학성, 엽록소 및 줄기직경은 화학비료시비〉액비시비〉무시비 순으로 나타났다.
    2년차(2013년) 시험은 소나무, 나나스덜꿩나무, 황엽중산국수나무 및 화살나무에 액비의 토양근권살포 효과는 액비시비〉화학비료시비로 나타났으며, 특히, 액비시는 토양의 인산유효화, 미생물증식 및 활성화에 매우 효과적이었다. 3년차(2014년) 시험은 소나무, 잣나무, 참나무, 공작단풍나무 및 눈꽃향나무 등에 액비를 수목의 근권에 점적관수관 5~6개 꼽고 6월 24일부터 9월 31일까지 1톤씩씩 매일 2회씩 살포하고, 복합비료(11-5-7)는 입상으로 2회 살포하였다. 토양 화학성 및 미생물성과 생육조사에서 액비시비가 화학비료시비보다 더 효과적이고 조경수의 생육장해는 전혀 유발되지 않았다. 3년간 골프장의 조경수에 대한 액비시비결과, 액비시비는 화학비료시비 대체가 가능하고 점적관수의 시비방법이 가장 효과적이라고 판단되었다.
    잔디재배농가의 액비 대량 살포 시험결과, 1년차(2012년)와 2년차(2013년)의 장성과 정읍지역의 한국잔디에 대한 액비시험결과, 1회에 액비 6.1ℓ/㎡씩 월 2~3회씩 주기적으로 시비할 경우에는 한국잔디의 뗏장생산에 화학비료를 대체할 것으로 판단되었고, 액비시비는 화학비료살포와 잔디의 엽색지수와 양분흡수량이 거의 비슷하였다. 3년차(2014년)의 평택지역의 컨터키블루그래스에 대한 액비시험결과, 한지형잔디 재배용으로 액비를 월 2회 이상 연중 시비할 경우에는 화학비료시비량의 일부를 대체가 가능한 것으로 판단되었다. 따라서 잔디재배농가의 뗏장생산은 짧은 기간에 생산하여 판매를 해야 하는 특징 때문에 잔디초종에 따라 다르지만 화학비료를 주로 사용하되, 액비를 보충하는 관리방식이 효과적인 것으로 나타났다.
    계룡대체력단련장(골프장)의 액비 대량살포 시험은 5월부터 10월까지 화학비료를 살포하는 9개홀과 액비만 살포하는 9개 홀의 한국잔디로 식재된 페어웨이에서 2년간 실시하였다. 2013년과 2014년의 시험결과, 액비시비가 화학비료시비보다 잔디엽색이 더 높았고 잔디의 질소, 인산 및 칼리 흡수량도 더 높았으나 나머지 조사항목들은 거의 비슷하였다. 또한 토양 중 대취함량은 액비시비가 화학비료시비보다 낮았다. 따라서 골프장의 한국잔디 관리용으로 액비시비는 일정하고 균일한 잔디성장을 유지시키고, 토양 중 대취분해 촉진 및 토양미생물군집과 잔디의 밀도와 뿌리성장에도 화학비료보다 더 효과적인 것으로 나타나 화학비료 대체 시비가 가능하다고 판단되었다.
    대취분해미생물은 방선균(Acinetobacter calcoaceticus) 1종과 Bacillus계 5종의 복합미생물을 500~1,000L용 배양기에서 NB 배지 등 혼합배지로 35℃ 24시간 동안 배양하여 잔디에 살포하였다. 골프장 토양에서 문제시되는 대취분해 촉진과 골프장 사용액비의 기능강화를 위해 3년간 4개 골프장에서 잔디초종별 관행적인 화학비료는 그대로 시비하되, 액비와 대취분해미생물을 4.6:1로 혼용하여 추가로 살포하였다. 스카이72 G.C 하늘코스 페어웨이의 살포시험결과, 1년차(2012년)는 토양화학성과 잔디의 엽색지수 및 뿌리 길이는 처리구별 거의 동일하나 엽록소지수는 관행에 미생물과 액비를 혼용한 처리구에서 약간 더 높았으며, 토양 중 대취함량은 미생물과 액비의 혼용처리가 관행보다 0.8% 정도가 줄어들었다. 2년차(2013년)는 토양의 화학성과 미량원소함량은 처리구간에 비슷하였다. 배양미생물, 액비 및 아미노산 혼용처리구에서 토양 중 대취함량 감소와 잔디의 엽색지수와 엽록소지수 및 밀도가 더 효과적이었다. 잔디뿌리길이는 관행관리와 거의 비슷하였다. 3년차(2014년) 는 토양화핛성은 처리구별 거의 비슷하고, 잔디의 엽색지수, 엽록소지수 및 밀도는 처리구별 큰 차이가 없었으나 미생물, 액비 및 아미노산의 혼용처리가 토양 중 대취분해와 미생물증식에 효과적이었다. 배양된 미생물액비의 켄터키블루그래스로 조성된 스카이72 G.C 페어웨이 살포 시험에서는 1년차(2012년)는 처리구별 토양의 인산, 칼슘 및 마그네슘은 약간 변화적이나 나머지 성분은 비슷하였다. 미생물과 액비의 혼용처리가 관행구보다 토양 중 대취함량이 관행보다 1.5% 감소하였으나 잔디엽록소지수가 증가하였다. 3년차(2014년)은 토양화학성과 토양 중 대취함량이 처리구별 거의 비슷하나 미생물군집은 액비와 미생물혼용처리구가 더 높았다. 잔디의 엽색지수, 엽록소지수, 밀도 및 뿌리길이는 처리구가 관행구보다 약간 더 높은 효과적이었다. 미생물과 부식산 시비에 따른 트리니티 G.C 페어웨이에서의 대취분해 시험결과, 1년차(2012년)는 토양화학성은 처리구간 거의 비슷하나 미생물과 부식산 처리 시는 토양의 유기물분해에 약간 효과적이었다. 잔디의 엽색지수, 엽록소함량지수, 뿌리길이, 밀도 및 토양 중 대취분해정도는 관행시비보다 미생물이나 부식산 처리가 약간 더 높았고, 잔디품질도 더 좋아졌다. 2년차(2013년)는 토양화학성은 처리구별 비슷하나 토양유기물분해는 미생물과 가축분뇨액비 및 아미노산의 혼용 처리가 효과적이었다. 처리구 중 토양 중 대취감소율이 가장 큰 처리구는 배양미생물+액비+아미노산 혼용처리이고, 외국산잔디전용미생물(미국산, 일본산), 무처리구 순이었다. 잔디의 엽색지수, 엽록소함량지수, 뿌리길이, 밀도 및 토양미생물군집은 관행시비보다 미생물, 액비, 아미노산의 혼용처리에서 약간 더 높았다. 또한 각 처리구별 여름철 발병면적은 관행시비와 미국산미생물처리구가 크고 배양미생물 처리구는 약간 더 낮게 나타나 배양 미생물과 액비의 시비는 한지형잔디의 여름철 발병억제에 약간의 도움이 되는 것으로 판단된다.
    중문 C.C 페어웨이의 버뮤다그래스의 대취분해 시험결과, 1년차(2013년)는 시험 전보다 후의 토양 중 양분함량이 대체적으로 증가하는 경향이었다. 미생물의 시비로 대취함량이 감소하였으며, 감소율은 배양미생물+액비+아미노산, 일본산미생물, 관행구 순으로 나타났다. 잔디의 엽색지수는 모든 처리구에서 비슷하나, 엽록소함량지수, 뿌리길이, 잔디밀도 및 토양밋생물군집 등은 관행시비보다 미생물+액비, 미생물+액비+아미노산 등을 추가 시비한 처리구에서 약간 더 높았다.
    2년차(2014년)는 처리구별 토양함량은 비슷하였다. 아미노산액혼용 처리구에서 토양유기물함량이 가장 높게 감소하였다. 대부분 미량원소들은 부족하고 미생물처리에 따른 처리구별 차이는 없었다. 따라서 버뮤다그래스 식재 잔디토양에 가축분뇨액비에 배양미생물과 이미노산액의 혼용처리는 토양의 대취분해와 미생물군집 증식 및 잔디의 엽록소함량 향상에 효과가 있었다. 캐슬파인 G.C 그린의 대취분해 시험결과, 1년차(2012년)는 토양 중 유기물함량은 관행에 미생물과 가축분뇨액비를 혼용 시비한 홀에서 관행시비의 30% 수준으로 낮게 측정되었다. 잔디의 엽색지수, 엽록소함량지수, 뿌리길이 및 밀도는 관행시비에 미생물과 가축분뇨액비를 추가로 시비하여도 차이가 없었으나 토양 중 곰팡이류와 방선균류는 미생물과 액비 혼용 그린에서 화학비료만 시비하는 것보다는 밀도가 더 높았다. 2년차(2013년)는 화학비료와 미생물+화학비료 시비구에서 토양 중 양분함량이 비슷하여 토양화학성에 영향은 없는 것으로 판단되었다. 토양 중대취함량은 미생물과 액비 혼용처리구에서 관행시비구보다 약간 감소하였다. 잔디엽색은 거의 유사하나 잔디 밀도와 뿌리길이 및 토양 미생물군집은 관행시비에 미생물을 추가하는 것이 더 효과적이었다. 처리구별 발병정도는 비슷하였다. 3년차(2014년)는 배양미생물과 가축분뇨액비의 주기적인 시비는 그린토양의 대취분해와 미생물군집증식에 효과적이고, 잔디엽색 향상에 도움이 되었다. 따라서 그린토양의 대취관리와 잔디의 품질향상에 효과적이라고 본다.
    ○ 제 2세부 과제 : 액비의 대량사용에 따른 환경모니터링
    3년간 시험용으로 사용한 액비 10여종을 분석한 평균치는 산도 8.11, 전기전도도 11.86ms/cm, 질소 0.16%, 인산 0.09%, 칼륨 1.72%, 칼슘 0.19%, 마그네슘 0.07% 및 나트륨 0.43% 수준이며, 미량원소함량은 철과 아연이 많은 편이나 구리, 붕소, 망간은 낮은 편으로 나타났다. 액비를 생산하는 농가에 따라 화학성과 성분함량의 차이가 매우 높게 나타나고 있으며, 동일농장에서도 채취시기에 따라서도 다르게 나타났으므로 잔디에 액비를 시비할 경우에는 반드시 사전분석이 필요하다고 본다.
    잔디재배농가의 토양과 논도랑 배출수 수질을 분석한 결과에서는 1년차(2012년) 장성지역의 한국잔디와 켄터키블루그래스의 시험결과, 토양 중 질소, 인산, 칼리 등의 양분함량은 시비 시에는 증가하는 경향이나 미량원소와 염기포화도는 분석시기에 따라 함량차이가 있었다. 논도랑 유출수를 2개월 간격으로 분석한 결과, 액비와 화학비료를 시비한 한국잔디 재배지가 화학비료만 시비한 컨티키블루그래스 재배지보다 BOD, COD, SS, 총질소 및 총인이 더 높게 검출되었다.
    따라서 액비시비는 주변 하천을 오염시킬 수 있어 수질오염을 줄이기 위해서는 액비를 분시하고 강우 전에는 시비하지 않는 것이 유리하다고 판단된다. 2년차(2013년)의 정읍지역 한국잔디재배에서 토양과 논도랑 배출수 수질을 분석한 결과, 토양의 산도가 5.5이고, 유기물함량은 2% 수준으로 낮은 편이었다. 토양 중 질소, 인산, 칼리 등의 양분함량은 시비시기에 따라 함량이 변화하였다. 미량원소인 붕소, 철, 망간, 구리 및 아연 등이 잔디요구량에 검출되었다. 한국잔디 재배지의 논도랑 유출수를 2개월 간격으로 분석한 결과, 액비와 화학비료의 시비가 화학비료만 시비한 잔디재배 논보다는 SS, 총질소가 더 높았으나 인산염은 화학비료만 시비한 곳에서 더 높게 검출되었다. 3년차(2014년)는 스프링클러로 살수하는 평택지역 한지형잔디 재배농가의 액비 대량살포 시험결과, 토양산도는 6.5로 중성이고 액비살포 포장의 질소함량이 평균 0.05%인 반면에 화학비료시비 포장은 0.01%로 매우 낮은 편이다. 인산은 적정하나 액비시비 포장에서 약간 더 높은 편이며, 칼리, 칼슘, 고토, 나트륨 및 CEC는 액비와 화학비료 시비 포장에서 비슷한 편이다. CEC, 철, 망간, 구리, 아연, 붕소 및 몰리브덴은 부족하나 처리구별 차이는 없었다. 도랑배출수의 수질을 분석한 결과, 채취시기별 전기전도도, COD, BOD, SS, 총질소, 인산염 및 나트륨 함량 등 여러 성분들의 변화가 심하며, 처리구 간에는 액비와 화학비료혼합구보다 화학비료만 시비하는 도랑에서 수질오염이 더 높았다. 토양 중 미생물군집상(세균류, 방선균류, 곰팡이류)을 분석한 결과, 액비와 화학비료 시비토양이 화학비료만 시비한 토양보다는 미생물군집이 더 많은 것으로 나타났다.
    계룡대 골프장의 한국잔디에 액비의 대량살포 시험의 1년차는 액비시비 전 사전조사를 실시하였고 2년차와 3년차에서는 숫용추코스(9개 홀)에서는 액비를 살포하고, 암용초코스(9개 홀)에서는 화학비료를 살포 하고 토양화학성과 연못물 수질을 각각 비교하였다. 1년차(2012년)은 토양중 유기물, 질소, 인산 및 미생물군집은 액비시비대상 홀에서 화학비료시비대상 홀보다 높았으나 토양의 양이온과 미량원소 및 염기포화도와 연못물의 수질은 두 홀 간에 차이가 없었다. 2년차(2013년)는 토양산도는 액비시비코스 6.2, 화학비료시비코스 5.4이고, 토양유기물 및 토양 중 양분함량(N, P, K)은 액비시비코스가 화학비료시비코스보다 더 높았다. 토양의 양이온, 미량원소 및 염기포화도는 거의 비슷하였다. 연못물 분석결과, 액비시비와 화학비료시비가 거의 비슷하나 액비시비에 따라 BOD와 인산염은 약간 감소하나 COD와 총질소는 약간 증가되었으며, 나머지 성분들은 거의 비슷하였다. 액비는 화학비료시비보다 토양의 곰팡이류(10배), 세균류(10배) 및 방선균류(1.5배)가 더 높았다. 3년차(2014년)는 처리구 간에는 토양산도와 전기전도도는 거의 비슷하나 토양유기물은 액비시비토양이 화학비료시비토양보다 더 높았다. 액비시비의 경우 화학비료보다 월별 인산과 칼리 함량차이가 매우 크게 나타났으며, 이는 액비시비로 토양잔류량이 낮기 때문으로 보인다. 기타 양이온과 염기포화도는 거의 유사한 것으로 나타났다. 액비시비 토양이 화학비료시비 토양보다 곰팡이류(3~4배), 세균류(3~4배) 및 방선균류(1.5배)가 더 높았다. 연못물 분석결과, 액비시비가 화학비료시비보다 거의 모든 항목이 높았으며, 이는 시비 전에 채취한 연못물의 수질정도가 높았던 것이 원인으로 간주된다. 그러나 연 중 성분량 차이는 COD와 SS는 액비시비에서, 인산염은 화학비료시비에서 차이가 높았다. 칼리, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, SAR 등은 두 연못수질에서 비슷하게 유지되었다.
    향후 골프장의 액비를 대량 살포할 경우의 해당 연못물의 수질보호를 위해서는 시비된 성분이 맨홀을 통해 유입될 수 있는 강우기간 중 살포를 최소화하고 스프링클러 헤드를 통해 액비가 연못으로 살포되지 않도록 헤드조정이 필요하다고 본다.
    ○ 제 3세부 과제 : 가축분뇨액비를 이용한 친환경적인 잔디관리기술 개발
    전반적으로 지역별로 생산되는 가축분뇨의 액비는 1%정도의 낮은 질소(N)성분을 유지하였으며, 인(P)과 칼륨(K)은 질소와 비교하여 각각 10%, 200% 정도의 함량을 나타내었다. 하지만 주변의 경작지의 경작형태 및 규모, 사설 분뇨처리업체와의 경쟁 유무 등과 같은 지역별 특성에 따라 운영실태에 있어 많은 차이를 보이고 있었으며, 지속적으로 유입되는 가축분뇨에 비해 수요의 패턴이 일정치 않아 액비품질의 균일성을 유지하는데 어려움을 겪는 지역들이 많았다.
    특히 전 지역 공통적으로 우기에 접어드는 시점부터 초가을까지와 한겨울에는 가축분뇨액비의 수요가 거의 없어 액비생산관리에 많은 어려움을 겪고 있었다. 따라서 가축분뇨액비를 한국잔디에 시용하는 것은 연중 지속적인 소비를 위해 좋은 대안이 될 것이라 판단되었다.
    대치배양 및 살균배양을 통해 잔디병원균에 대한 가축분뇨액비의 길항력을 확인하였으며, 가축분뇨액비내에서 길항력을 가지고 있는 IS-60 (Alcaligenes sp.), GW-70 (Bacillus licheniformis Ab2), IS-20 (B. subtilis C7-3)과 같은 미생물들을 선발 및 동정하였다. 선발된 길항미생물 IC-60은 NB배지, pH 6.6, 30.9℃의 조건에서, GW-70과 IS-20은 TSB배지, pH 7.4, 29.5℃와 pH 6.4, 31.4℃의 조건에서 안정적으로 증식하였다.
    가축분뇨액비 생산공정을 환경모니터링 한 결과, pH 및 온도조건이 선발된 길항미생물의 증식에 적합하지 않아 액비생산공정에 길항미생물을 혼합하여 증식하는 방식보다는 별도의 시설에서 길항미생물을 대량배양한 후 제1세부과제에서 개발된 가축분뇨액비 대량사용시스템에 투입하여 사용하는 방안이 적합할 것으로 판단되었다.
    전체적으로 기후의 변화에 따라 관행적인 관리가 어려워져 잔디병해의 발병이 증가하고 있으며, Large patch, Brown patch, Dollar spot은 토양전염성 병원균으로 한 번 발생하면 완전한 퇴치가 어려워 종합적 방제방안 마련이 시급한 상황으로 조사되었다.
    잔디병 방제의 효과를 높이기 위해 종합적 방제를 위한 혼용처리가 가능한 살균제 Tebuconazole 외 2종을 선발하였으며, 가축분뇨액비를 1년 이상 지속적으로 살포할 경우 Large patch 발병억제력이 나타나고, 길항미생물을 혼합살포하였을 때 20%정도 발병억제력이 높아지는 것을 확인하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 완결과제 최종보고서 ... 1
    2. 제 출 문 ... 3
    3. 요약문 ... 4
    4. SUMMARY ... 11
    5. 목 차 ... 19
    6. 제 1 장 서 론 ... 20
    7. 1절 연구개발의 목적, 필요성 및 범위 ... 20
    8. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22...
    1. 완결과제 최종보고서 ... 1
    2. 제 출 문 ... 3
    3. 요약문 ... 4
    4. SUMMARY ... 11
    5. 목 차 ... 19
    6. 제 1 장 서 론 ... 20
    7. 1절 연구개발의 목적, 필요성 및 범위 ... 20
    8. 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
    9. 1절 국내 연구 현황 ... 22
    10. 2절 국외 연구 현황 ... 23
    11. 3절 국내외 연구현황 비교 및 필요 연구 분야 ... 24
    12. 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
    13. 1절 가축분뇨액비의 골프장 및 잔디재배농가의 대량사용기술 개발 ... 25
    14. 2절 액비의 대량사용에 따른 환경모니터링 ... 268
    15. 3절 가축분뇨액비를 이용한 친환경적인 잔디관리기술 개발 ... 319
    16. 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 361
    17. 1절 : 세부과제별 정성적 연구목표대비 달성도 ... 361
    18. 2절 : 정량적 성과 ... 364
    19. 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 388
    20. 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 389
    21. 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 390
    22. 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 391
    23. 제 9 장 참고문헌 ... 392
    24. 끝페이지 ... 399
  • 참고문헌

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