온실가스 배출 파라메타를 이용한 고추밭 토양의 N 2 O 배출 예측

An empirical model of nitrous oxide emission from agricultural soil has been applied. It is based on the relationship between $N_2O$ and three soil parameters, soil mineral N(ammonium plus nitrate) content in the topsoil(0-15cm), soil water-field pore space, and soil temperature, determined in a study on clay loam and sandy loam at the pepper field in 2004. For comparisons between estimated and observed values of $N_2O$ emissions in the pepper field, it was investigated that $N_2O$ amount in the clay loam and sandy loam were overestimated as 12.2% and less estimated as 30%, respectively. However, $N_2O$ emissions were overestimated as 27.1% in the clay loam and 14.7% in the sandy loam from $N_2O$ gas samples collected once a week at the same time analyzing soil parameters. This modelling approach, based as it is well established and widely used soil measurements, has the potential to provide flux estimates from a much wider range of agricultural sites than would be possible by direct measurement of $N_2O$ emissions. 수원시에 위치한 농업과학기술원 시험포장인 고평통의 식양토와 본량통의 사양토에서 고추를 재배하였다. 식양토와 사양토의 2개 토성을 대상으로 토양 검정한 NPK 시비에 돈분퇴비 $25Mg\;ha^{-1}$를 각 각 시용하였다. 토양의 $N_2O$ 배출량 측정을 한 후 동시에 $N_2O$ 배출에 기여하는 토양수분, 무기태 질소, 지온 등을 측정하였고, 토양수분은 관수시점인 -50 kPa내의 범위로 한정하여 토양의 $N_2O$ 배출량을 실제 측정하였다. 온실가스 배출량을 예측하기 위해 영국의 경험 모델을 이용하여 $N_2O$ 배출의 예측값과 실측값을 비교 분석하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 무기태 질소($NO_3{^-}+NH_4{^+}$)의 관계에서 무기태 질소($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)가 $10mg\;kg^{-1}$ 이하에서 $N_2O$ 배출량이 $1{\sim}10g\;N_2O-N\;ha^{-1}day^{-1}$로 나타나 $N_2O$ 배출에 대한 무기태질소 ($NO_3{^-}-N+NH_4{^+}-N$)의 한계선을 구분할 수 있었으며, 실측값인 토양온도와 WFPS(water filled pore space) 관계에서도 경험 모델의 배출 추정식인 (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=90, (% WFPS)+{$2{\times}$토양온도($^{\circ}C$)}=105를 증명 하였다. $N_2O$ 배출의 실측량과 예측량을 1:1 대응한 결과, 식양토와 사양토 각 r=0.962, r=0.974로 나타났다. 고추밭의 $N_2O$ 배출량을 분석한 결과, 예측량과 작기 기간 전체 $N_2O$ 배출량의 비교에서 예측량은 식양토에서 12.2%가 낮게 평가 되었고, 사양토에서는 30%가 높게 평가 되었다. 그리고 토양 파라메타 분석 동시에 1주일에 1회 $N_2O$가스를 포집한 $N_2O$ 배출량에서는 식양토 27.1, 사양토 14.7%가 높게 평가 되었다. 향후 경험 모델의 정밀도를 높이기 위해서는 국내 작물재배환경에 맞는 파라메타의 수정이 필요하며 다양한 작물을 대상으로 연구가 있어야 할 것으로 생각한다.