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문제 정의
- 본 연구는 동일 성분량의 화학 비료, 분말 형태의 유기질 비료와 막대형 유기질 비료의 비효를 비교하고 작물의 생장 형태를 분석하여 계분의 형태변화에 따른 유기질 비료의 비효 지속성을 측정하는데 목적을 두었다.
제안 방법
- 각 처리에 따른 토양 내의 유기물과 각 비료 성분 잔존량의 분석을 위해 수확 후 pot 토양 속 5cm와 10cm 부위에서 각 30g씩 채취하여 풍건 후 화학성 분석을 실시하였다 (A.O.A.C., 1980). Total N은 Kjeldahl법을 이용하였으며, Ca, Mg, K, Na, Fe는 원자흡수분광 광도법 (AAS: Atomic Absorption Spectrophotometer 법), P2O5는 몰리브텐청법 즉 비색법을 이용하여 분석하였다 (Nat'l Inst, of Agricultural Sci.
- 0pt">℃/48h 상태로 건조시킨 유기질 분말비료에 CMC(고형화물)을 첨가해 사출 기계에서 직경 5mm, 길이 75mm, 원형막대 형태로 제조되었다. 균일한 모종이 식재된 된 pot (직경 20cm, 높이 20cm)는 모종 이식 5일 후 준비된 비료를 처리하였고 연세대학교 실험 포지(강원도 원주 소재에서 필요시 제초와 관수를 실시하며 노지 재배하였다.
- 비료의 종류와 계분 형태에 따른 비효의 차이를 비교하기 위하여 대조구 (control), 유기질 분말비 료 + 화학비 료 (powder+chemical, 계부 화학비료 각 1/2성분비씩), 고형화된 유기질비료(막대 비 료) + 화학비 료(solid+chemical, 계분, 화학비료 각 1/2성분비씩), 화학비료(chemical only), 유기질 분말비료 (powder), 막대비료 (solid bar type)를 합하여 전체 6가지 처리를 비교 분석하였다.
- Pot 용토는 토양을 2mm채로 걸러 토양의 입자 크기를 균일화한 후 고추모종(일령 30일)을 화분에 이식(1999년 6월 1일)하였는데 토양 분석 결과 양질사토(loamy sand)였다(table 1). 사용된 토양과 유기질 비료, 고형화된 유기질 비료의 화학적 분석을 통하여 작물의 생육에 영향을 줄 수 있는 비효의 조건을 동일하게 조정하기 위하여 분석된 계분 비효 성분의 함량 (table 2)에 따라 화학 요소를 첨가하여 막대비료와 동일한 성분(N, P, K, Mg) 함량으로 조정 하였다. 비료 성분의 기준이 되는 막대비료는 고추 1개 모종 당(pot 1개당) 건량 10g으로 Dry oven에서 90 본 실험 대상작물은 비닐 멀칭 재배를 주로 하는 고추(Capsium annuum)이며, 사용된 유기질 비료는 전문 유기질 비료 제조 공정에서 생산된 계분비료(신농비료, 경기도 포천)로서 2 차 발효 후 2개월 동안 자연 상태에서 후숙 처리된 것이다. 생육실험 기간은 1999년 5〜10월 로 6개월 동안이며 3반복 pot실험을 포장에서 실시하였다.
- 처리 간 생육 비교 분석은 주기적으로 잎의 엽록소 변화를 측정하였는데 Chlorophyll meter(SPAD 502, Minolta)를 사용하여 3차례(6월 10일, 7월 23일, 8월 28일)에 걸쳐 1개 pot당 식물체의 맨 윗부분의 잎 3개에서 엽록소 함량을 각 2회 측정하여 그 평균값으로 계산하였다, 수확 시(9월 28일) 식물체의 지상부의 길이 및 건물량(열매 포함)을 측정하였고, 근계 발달을 비교하기 위하여 뿌리 길이 및 뿌 리 건물량을 측정하였다. 처리에 따른 고추 수확량은 조사하지 않았으나(지상부 건물량에 포함) 고추 결실수는 비료 처리 후 40일과 80일에 계수하였다.
- 처리 간 생육 비교 분석은 주기적으로 잎의 엽록소 변화를 측정하였는데 Chlorophyll meter(SPAD 502, Minolta)를 사용하여 3차례(6월 10일, 7월 23일, 8월 28일)에 걸쳐 1개 pot당 식물체의 맨 윗부분의 잎 3개에서 엽록소 함량을 각 2회 측정하여 그 평균값으로 계산하였다, 수확 시(9월 28일) 식물체의 지상부의 길이 및 건물량(열매 포함)을 측정하였고, 근계 발달을 비교하기 위하여 뿌리 길이 및 뿌 리 건물량을 측정하였다. 처리에 따른 고추 수확량은 조사하지 않았으나(지상부 건물량에 포함) 고추 결실수는 비료 처리 후 40일과 80일에 계수하였다.
대상 데이터
- 본 실험 대상작물은 비닐 멀칭 재배를 주로 하는 고추(Capsium annuum)이며, 사용된 유기질 비료는 전문 유기질 비료 제조 공정에서 생산된 계분비료(신농비료, 경기도 포천)로서 2 차 발효 후 2개월 동안 자연 상태에서 후숙 처리된 것이다. 생육실험 기간은 1999년 5〜10월 로 6개월 동안이며 3반복 pot실험을 포장에서 실시하였다.
- 사용된 토양과 유기질 비료, 고형화된 유기질 비료의 화학적 분석을 통하여 작물의 생육에 영향을 줄 수 있는 비효의 조건을 동일하게 조정하기 위하여 분석된 계분 비효 성분의 함량 (table 2)에 따라 화학 요소를 첨가하여 막대비료와 동일한 성분(N, P, K, Mg) 함량으로 조정 하였다. 비료 성분의 기준이 되는 막대비료는 고추 1개 모종 당(pot 1개당) 건량 10g으로 Dry oven에서 90℃/48h 상태로 건조시킨 유기질 분말비료에 CMC(고형화물)을 첨가해 사출 기계에서 직경 5mm, 길이 75mm, 원형막대 형태로 제조되었다. 균일한 모종이 식재된 된 pot (직경 20cm, 높이 20cm)는 모종 이식 5일 후 준비된 비료를 처리하였고 연세대학교 실험 포지(강원도 원주 소재에서 필요시 제초와 관수를 실시하며 노지 재배하였다.
데이터처리
- , 1988). 통계분석은 SAS(SAS Institute, 2000)를 이용하였다.
이론/모형
- , 1980). Total N은 Kjeldahl법을 이용하였으며, Ca, Mg, K, Na, Fe는 원자흡수분광 광도법 (AAS: Atomic Absorption Spectrophotometer 법), P2O5는 몰리브텐청법 즉 비색법을 이용하여 분석하였다 (Nat'l Inst, of Agricultural Sci. and Tech., 1988). 통계분석은 SAS(SAS Institute, 2000)를 이용하였다.
성능/효과
- 처리에 따른 토양 내의 유기물과 각 비료성분 잔존량의 변화는 표토 5cm와 10cm에서 차이를 나타내었다. 5cm 깊이의 토양에서는 solid+chemical구와 chemical only구에서 유기물의 함량이 가장 낮아졌고 막대비료구(solid bar type)에서 가장 높았다. 인산, 마그네슘, CEC의 경우는 무처리구에서 가장 낮은 값을 보이는 반면 막대비료구에서 모든 비료성분에 서 가장 높은 값을 보였다.
- 토양 10cm의 경우, powder+chemical 에서 무시비구와 비슷하게 낮은 값을 보였다. 가리, 나트륨, 철 성분에서는 처리 간 차이가 적게 나타났으며, C/N율은 막대비료구에서 가장 낮게 나타났다.
- 를 비교한 결과, 실험 종료 시 식물체의 지상부, 뿌리의 길이에서는 각 처리구간에 유의 차가 없었다. 그러나 지상부 체장과 중량(열매 포함), 뿌리의 건물 중량은 막대비료가 가장 높았는데 이는 근계 발육에 유기질비료의 막대 형태화가 큰 효과를 보였을 것으로 분석되었다. 열매의 결실 개수에서는 축분 유기질 비료와 화학 비료를 혼합한 처리, 화학비료구 및 막대 비료에서 다른 처리구 보다 높았으나 3개 처리 간에는 유의차가 없었다(Figure 1).
- 8rng/crn2, 막대 비료구(solid bar type)가 53.2mg/cm?로 다른 처리구 보다 높았으며 처리 후 40일째에는 유 기 분말비료+화학비료구(powder+chemical) 와 막대비료구가 각각 47.6과 43, 4mg/cm2로 높았 다. 그러나 처리 후 80일째에는 막대비료구에 서 가장 높은 40.
- 또한 기존의 분말 형태의 유기질 비료를 시용한 처리구 (powder)가 거의 큰 효과를 나타내지 못했다는 것이다. 이는 기존의 분말형태의 유기질 비료가 지속적 비효에서는 큰 장점이 없음을 시사하는 것으로 막대형비료 보다 Chlorophyll 함량 증가 효과가 현저히 낮다는 것을 보여주었다.
- 이러한 결과는 분말형태의 축분 사용보다는 고형화된 막대형태의 유기질 축분이 비효의 유출을 줄이고 작물 지상부와 근계발달에 촉진시켜 유기질 비료 특유의 완효성 비효의 지속에 효과가 있다는 것을 증명한다. 특히 멀칭 후에 는 분말 형태 투입이 불가능한 유기질 성분의 고형화와 이를 막대 형태로 변형하여 이를 작물 주위에 관입하게 되면 작업과정의 단순화해 지며, 수확 후에도 토양 비옥도를 지속적으로 유지 시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 5cm 깊이의 토양에서는 solid+chemical구와 chemical only구에서 유기물의 함량이 가장 낮아졌고 막대비료구(solid bar type)에서 가장 높았다. 인산, 마그네슘, CEC의 경우는 무처리구에서 가장 낮은 값을 보이는 반면 막대비료구에서 모든 비료성분에 서 가장 높은 값을 보였다. 토양 10cm의 경우, powder+chemical 에서 무시비구와 비슷하게 낮은 값을 보였다.
- 줄기와 근계의 발육에 미치는 비료 형태의 효과를 비교한 결과, 실험 종료 시 식물체의 지상부, 뿌리의 길이에서는 각 처리구간에 유의 차가 없었다. 그러나 지상부 체장과 중량(열매 포함), 뿌리의 건물 중량은 막대비료가 가장 높았는데 이는 근계 발육에 유기질비료의 막대 형태화가 큰 효과를 보였을 것으로 분석되었다.
- 6mg/cm2을 보였으나 유의하지 않았다 (table 3). 즉 생육기간이 지속됨에 따라 화학비료의 잎 Chlorophyll 함량 증가 효과가 생육 전반기인 40일까지는 유효하였으나 이후로는 현저히 하락되었다. 이는 화학 비료의 지속성이 작물의 전 생육기간에 걸쳐 이루어지지 않는 속효성임을 뜻하는 것이다.
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