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문제 정의
- 영향 또한 달리 나타날 것이다. 본 연구에서는 이들 고토 비료가 토양 pH. EC 및 교환성 양이온 분포에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 원통 상부 표면으로부터 천천히 증류수를 가하여 토양이 포화되게 한 후 2일간 정치시키고, 하부로 배수한 후 7일간 방치한 후 각 고토 비료를 표면 1 cm 깊이 토양에 혼합 처리하였다. 배 추에 대한 추천 시 비량인 300 kg MgO hw" 에 해당하는 수준으로 처리하였는데, 수산화 고토는 0.15 g을 그리고 황산고토는 0.66 g을 살포하였다. 고토 비료를 처리하지 않은 대조 처리도 시험에 포함되었다.
- 사용하였다. pH와 EC는 토양과 증류수를 1:5로 하여 각각초자전극 pH meter (Mettler 350, Mettler-Toledo Ltd., Essex, England) 와 EC meter (Checkmate 90, Corning Co., New York) 로 측정하였다. 교환성 양이온(*, Ca Mg2+, K+)은 pH를 7.
- 고토 비료를 처리하지 않은 대조 처리도 시험에 포함되었다. 남부지방 7일간 평균강우량 29 mm를 7일 간격으로 4회 관수하였다. 매 관수시 29 mm에 해당하는 증류수를 토양 표면에 일시에 첨가하고 중력에 의해 하향이동하게 하였다.
- 실험은 20±3℃의 실험실 조건에서 수행하였다. 매회 관수 후 7일째마다 토양 시료를 5, 10, 15, 20 cm 깊이별로 각각 상하 2 cm 범위에서 채취하였으며, pH와 EC 및 교환성 양이온 함량 변화를 조사하였다. 토양 시료 채취 시기별로 각 비료 처리당 3 반복으로 조사하였다.
- 본 연구에서는 토양을 충진한 column을 이용하여 황산고토와 수산화고토가 처리된 토양에서의 pH, EC, 및 교환성 양이온 분포를 비교 조사하였다.
- 고토 비료를 처리하기 전에. 원통 상부 표면으로부터 천천히 증류수를 가하여 토양이 포화되게 한 후 2일간 정치시키고, 하부로 배수한 후 7일간 방치한 후 각 고토 비료를 표면 1 cm 깊이 토양에 혼합 처리하였다. 배 추에 대한 추천 시 비량인 300 kg MgO hw" 에 해당하는 수준으로 처리하였는데, 수산화 고토는 0.
- 매회 관수 후 7일째마다 토양 시료를 5, 10, 15, 20 cm 깊이별로 각각 상하 2 cm 범위에서 채취하였으며, pH와 EC 및 교환성 양이온 함량 변화를 조사하였다. 토양 시료 채취 시기별로 각 비료 처리당 3 반복으로 조사하였다.
대상 데이터
- 경북 경산시 영남대학교 자연자원대학 부속농장의 실습포장에서 채취한 토양을 풍건한 후 5 mm체에 통과시켜 실험에 사용하였다. 공시토양은 경 산통(fine silty, mixed, mesic Fluvaquentic Eutrochrepts) 으로 간략한 이화학적 특성은 Table 1과 같았다.
- 내경 4.5 cm, 길이 50 cm의 플라스틱 원통을 실험에 사용하였으며. 플라스틱 원통의 하부에는 플라스틱 깔때기를 접착제로 부착하였다.
- 수산화고토[Mg(OH)2]는 제조회사에서 공여받은 분상비료였고 황산고토(MgSCM) 는 시중에서 화학비료로 구입하였다. 수산화고토와 황산고토의 마그네슘 보증성분 함량은 각각 140 및 600 g MgO kg"이었으며, 황산고토는 완전히 수용성인 반면 수산화고토는 난용성으로 물에 대한 용해도는 18'C 에서 1.
- 토양 시료는 채취한 다음 실내에서 풍 건 시킨 후 2 mm 체 에 통과시켜 분석 에 사용하였다. pH와 EC는 토양과 증류수를 1:5로 하여 각각초자전극 pH meter (Mettler 350, Mettler-Toledo Ltd.
성능/효과
- 1C). 15 cm 깊이의 토양 pH 는 더욱 낮아졌으며 5 또는 10 cm 깊이의 토양 pH는 오히려 고토 비료를 처리하지 않은대조구 토양의 pH로 회복되는 것으로 나타났다. 네 번째 관수후 7일째에 조사된 결과에서는 더욱 원래 토양의 pH로 회복되었다(Fig.
- 그러나 세 번째 관수 후 7 일째에 조사된 교환성 Mg2+ 함량을 보면 (Fig. 30, 표층 5 cm 깊이 부근에서는 수산화 고토를 처리한 토양에 비하여 오히려 낮아졌으며 10 cm 또는 그 이하 깊이의 토양에서는 증가하는 경향을 보였다. 네 번째 관수 후에 조사된 결과에서도 수산화고토 처리 토양에 비하여 5 cm 이하의 토양중 교환성 Mg2+ 함량이 상대적으로 높게 나타났다.
- IB). 관수 횟수가 늘어날수록 pH 가 낮아지는 토양 깊이는 더욱 깊어지는 것으로 나타났다. 세 번째 관수 후 7일째에 조사된 결과를 보면(Fig.
- 토양 EC는 황산 고토처리에서 크게 증가하였으나 수산화고토 처리에서는 표토 일부에서 약간 증가하는 결과를 보였다. 교환성 Mg2+ 함량 조사 결과를 보면황산고토의 경우 용해도가 높으므로 일시에 다량의 마그네 슘이 토양에 용출되며 관수에 따라서 쉽게 용탈될 수 있는 것으로 나타났으며. 반면 수산화고토의 경우에는 용해도가 낮으므로 표토에만 지속적으로 마그네슘을 공급할 수 있는 것으로 나타났다.
- 30, 표층 5 cm 깊이 부근에서는 수산화 고토를 처리한 토양에 비하여 오히려 낮아졌으며 10 cm 또는 그 이하 깊이의 토양에서는 증가하는 경향을 보였다. 네 번째 관수 후에 조사된 결과에서도 수산화고토 처리 토양에 비하여 5 cm 이하의 토양중 교환성 Mg2+ 함량이 상대적으로 높게 나타났다. 이는 용해도가 높은 황산고토의 경우 하향 이동이 현저히 일어나므로 표층의 마그네슘 함량은 수산화 고토처리 토양에 비하여 낮으나 하층 토양중의 마그네슘 함량은 증가하게 되는 것이다.
- 15 cm 깊이의 토양 pH 는 더욱 낮아졌으며 5 또는 10 cm 깊이의 토양 pH는 오히려 고토 비료를 처리하지 않은대조구 토양의 pH로 회복되는 것으로 나타났다. 네 번째 관수후 7일째에 조사된 결과에서는 더욱 원래 토양의 pH로 회복되었다(Fig. ID).
- 3 정도 낮아졌다. 두 번째 관 수 후 7일째에 조사한 결과에서는 10 cm 깊이의 토양 pH는 1차 관수 후에 조사된 결과에 비하여 더욱 낮아졌고 15 cm 깊이에서도 pH는 고토 비료를 처리하지 않은 대조구에 비하여 낮아졌다(Fig. IB). 관수 횟수가 늘어날수록 pH 가 낮아지는 토양 깊이는 더욱 깊어지는 것으로 나타났다.
- 2A), 5 cm 깊이의 토양에서 EC는 6-7 dS m'1 범위로 나타났으며 10 cm 깊이에서도 2 dS mT로 나타났다. 두 번째 관수 후 7일째에 조사된 결과를 보면 (Fig. 2B), 표층부터 10 cm 깊이까지 3 dS mT로 나타났으며 15 cm 깊이에서도 고토 비료를 처리하지 않은 대조구 토양에 비하여 EC가 증가하였다. 세 번째 관수 후 7일째에 조사된 결과에서는.
- 그러나 5 cm 이하의 토양 pH에는 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 두 번째 관수 후부터는 5 cm 깊이의 토양 pH도 점차 7.5 이하로 낮아졌으며 6.2-6.3 정도에서 안정되었으며. 네 차례의 관수 후에도 표면에 처리된 수산화고토가 5 cm 깊이 이하의 토양 pH에는 거의 영향을 미치지 않았다(Fig.
- 또한 황산고토 비료로 공급된 Mg?+과 Mg?+에 의해 교환 용출된 Ca2+ 또는 K+가 SOQ에 대한 대응 양이온으로서 작용하며 함께 이동할 수 있으므로 SO"에자체에 의한 토양 산성화 현상은 매우 제한적일 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 나타난 황산고토 처리 토양에서의 산성화 현상의 주된 원인은 용해도가 큰 황산고토의 용해에 따른 용액의 이온강도 증가의 결과로 판단되며 (Van Lierop, 1990), 관수에 따른 Mg 2+와 #를 포함한 염류의 현저한 하향 이동에 따른 일시적인 pH 저하 현상이 토양층 깊은 곳까지 나타난 것이다. 용해도가 낮은 수산화 고토 비료를 처리한 경우에는 OH의 유리에 따른 pH 상승 효과가 주로 나타난 것으로 판단된다.
- 나타났다. 따라서 용탈이 용이한 토양 조건에서는 황산고토가 토양 염류 집적에 영향을 미치지 않을 것으로 판단되나, 반면 용달에 의한 마그네슘의 유실 가능성은 높다. 용탈 현상이 매우 제한되어 있는 경우가 대부분인 시설 재배 토양의 경우, 염류 집적에 대한 영향은 수산화고토를 시용할 경우에 비하여 황산고토를 시용할 때 훨씬 크게 나타날 것으로 판단된다.
- 따라서 용해도가 낮은 수산화고토는 황산고토에비하여 교환성 Ca2+ 함량에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.
- 교환성 Mg2+ 함량 조사 결과를 보면황산고토의 경우 용해도가 높으므로 일시에 다량의 마그네 슘이 토양에 용출되며 관수에 따라서 쉽게 용탈될 수 있는 것으로 나타났으며. 반면 수산화고토의 경우에는 용해도가 낮으므로 표토에만 지속적으로 마그네슘을 공급할 수 있는 것으로 나타났다. 황산고토 처리의 경우 다량의 마그네슘을 용출되므로 수산화 고토에 비하여 교환성 Ca?+의 유실을 초래할 수 있는 것으로 나타났다.
- 4B), 황산고토를 처리한 경우에 표층토양의 교환성 Ca?+ 함량은 더욱 낮아졌고 10-15 cm 깊이의 토양에서는 오히려 다른 처리 구에 비하여 교환성 Ca2+ 함량이 높게 나타났다. 세 번째 관수 후 조사된 결과에서는 모든 토양 깊이에서 교환성 Ca2+ 함량이 다른 처리 구의 토양에 비하여 낮게 나타났다. 이러한 현상은 황산고토를 처리한 경우 가용성 마그네슘의 증가와 함께 Fig.
- 또한 용해도가 큰 황산고토의 경우 토양 염류집적이나 산성화 또는 과다 용출에 따른 유실과 교환성 양이온 분포 등에도 영향을 미칠 수 있을 것이다. 수산화고토는 마그네슘 공급원으로서 뿐만 아니라 산성 토양개량 효과 또한 가지고 있어 산성토양이 많은 우리나라에서 황산고토에 비하여 유리할 것으로 판단되 며 , 또한 염 류집 적현상이 불가피 하게 발생하는 시설재배 토양에 시용할 때 염류집적을 완화시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 수산화고토를 처리한 경우에는 두 번째 관 수 후 까지 고토 비료를 처리하지 않은 토양에 비하여 교환성 Ca2+ 함량 분포는 큰 차이를 보이지 않았으며, 세 번째 관수 후부터 고토 비료를 처리하지 않은 대조구에 비하여 교환성 Ca2+ 함량이 낮아지기 시작하였으며, 네 번째 관수 후에는 대조구 토양에 비하여 15 cm 깊이까지 교환성 Ca2+ 함량이 낮게 나타났다. 따라서 용해도가 낮은 수산화고토는 황산고토에비하여 교환성 Ca2+ 함량에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.
- 또한 황산고토 처리 토양에서의 EC와 pH 변화를 보면, 깊이별 EC의 증가와 pH의 저하 현상이 서로 잘 일치하였다. 즉, EC가 증가하면 pH는 낮아졌으며 EC가 감소함에 따라서 pH는 다시 증가하는 현상이 뚜렷이 나타났다. 황산고토를 처리한 토양의 pH가 낮아지는 현상에 대한 원인은 주로 토양 용액중의 염 농도 증가라고 위에서 설명한 바 있는데, pH 와 EC의 밀접한 관계는 이러한 설명을 잘 뒷받침해주고 있는 것이다.
- 4와 같았다. 첫 번째 관수 후 7일째에 조사한 결과를 보면(Fig. 4A), 표층의 토양에서 고토 비료를 처리하지 않은 대조구 토양에 비하여 교환성 Ca, + 함량이 낮았으며 특히 황산고토를처리한 토양에서 더욱 낮았다. 대부분의 토양에서 Ca?+과 Mgge 거의 동일한 친화력으로 교환 부위에 흡착되므로 과량의 고토 비료 처리는 쉽게 기존의 교환성 Ca2+을 유리시킬 수 있는 것이다(Bower et al.
- 5와 같았다. 첫 번째 관수 후 7일째에 조사한 결과를 보면, 표층 토양의 교환성 K+ 함량은 대조구 토양에 비하여 고토 비료를 처리한 토양에서 낮았으며 특히 황산고토를 처리한 토양에서 더욱 낮았다. 그러나 고토 비료의 처리가교환성 K+의 함량에 미치는 영향은 교환성 * Ca? 에 미치는 영향에 비하여 그다지 크지 않은 것으로 나타났다.
- 는 것으로 판단되었다. 토양 EC는 황산 고토처리에서 크게 증가하였으나 수산화고토 처리에서는 표토 일부에서 약간 증가하는 결과를 보였다. 교환성 Mg2+ 함량 조사 결과를 보면황산고토의 경우 용해도가 높으므로 일시에 다량의 마그네 슘이 토양에 용출되며 관수에 따라서 쉽게 용탈될 수 있는 것으로 나타났으며.
- 1969). 토양 깊이 10 cm에서 조사된 결과를 보면 10 cm 깊이에서는 고토 비료를 처리하지 않은 대조구에 비하여 황산고토를 처리한 토양에서 오히려 교환성 Ca2+ 함량이 높게 나타났다. 표층에서 Mg?+에 의해 교환되어 용탈된 Ca"이 하층으로 이동하여 나타난 결과로 생각된다.
- 황산고토는 관수 정도에 따라 쉽게 용해되며 또한 하향 이동이 매우 용이하게 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 용탈이 용이한 토양 조건에서는 황산고토가 토양 염류 집적에 영향을 미치지 않을 것으로 판단되나, 반면 용달에 의한 마그네슘의 유실 가능성은 높다.
- 황산고토를 처리한 토양에서 첫 번째 관 수 후 7일째에 조사된 결과를 보면(Fig. 2A), 5 cm 깊이의 토양에서 EC는 6-7 dS m'1 범위로 나타났으며 10 cm 깊이에서도 2 dS mT로 나타났다. 두 번째 관수 후 7일째에 조사된 결과를 보면 (Fig.
- 황산고토를 처리한 토양에서 첫 번째 관 수 후 7일째에 조사한 결과를 보면(Fig. 1A), 5 cm 깊이에서 고토 비료를 처리하지 않은 대조구 토양에 비하여 0.5 정도 낮아졌으며 10 cm 깊이에서도 0.3 정도 낮아졌다. 두 번째 관 수 후 7일째에 조사한 결과에서는 10 cm 깊이의 토양 pH는 1차 관수 후에 조사된 결과에 비하여 더욱 낮아졌고 15 cm 깊이에서도 pH는 고토 비료를 처리하지 않은 대조구에 비하여 낮아졌다(Fig.
후속연구
- 물론 토양중의 양이온 교환 현상에서 일반적인 이액순위는 Ca?+과 Mg?+에 비하여 K+이 앞서지만, 토양교환 부위의 양이온에 대한 상대적인 선택성은 점토광물의 종류를 비롯한 토양의 특성이나 용액 중의 각 이온의 활성도 등에 따라서 달라질 수 있다. California의 Yolo 토양에 대하여 조사된 결과를 보면 K+이 Mg, +보다 더 선택적으로 흡착되기도 하므로(Jensen and Bobcock. 1973), 교환성 K+의 분포에 미치는 고토 비료의 영향을 구체적으로 밝히기 위해서는 광물 조성을 비롯한 이들 양이온 교환현상에 영향을 미치는 토양의 화학적 특성에 대한 검토가 뒤따라야 할 것이다.
- 수 있을 것으로 판단되며. 용탈에 의한 유실의 가능성이 거의 없으므로 마그네슘이 부족한 토양이나 마그네슘에 대한 요구도가 높은 작물에도 시용이 가능할 것으로 판단된다. 한편 황산고토의 경우에는 용해성이 높아 속효성을 가질 수 있을 것이며, 한편으로 용탈 가능성이 높을 것으로 판단된다.
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