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문제 정의
- 따라서 본 시험은 논의 밭전환 년차별 밭사료작물인 옥수수 와 호밀의 수량 및 질소이용의 효율증진효과와 투입하는 우분 에 의한 토양 지력질소의 증진 및 우분질소의 이용효율 등을 조사하여 윤환밭 사료작물재배 시 토양의 지력유지 및 수량증 진에 대한 기초자료를 얻고자 실시하였다.
제안 방법
- 2002년부터 2004년까지 수원의 작물과학원 논포장을 년차 간 순차적으로 밭으로 전환하고 또 밭상태에서 우분을 누적투 입하면서 호밀과 옥수수의 윤작을 통하여 질소와 관련된 토양 특성, 작물의 건물수량 및 질소흡수량을 조사하였는데, 주요 결과는 다음과 같다. 논의 밭전환 1년차에는 밭사료작물, 특히 답리작 호밀의 생육과 수량이 현저히 감소하였으며, 그에 따라 우분시용에 의한 무기태질소 등 양분의 이용효율도 현저히 감소하였다.
- 헤어리벳치, 옥수수 줄기（2개체） 및 종실（10개 체）은 Wiley miller로 전체를 곱게 마쇄하였다. 호밀은 수확시 기에 반복 당 1 n? 2곳의 호밀을 수확하여, 건조하고 건물수 량을 구하였으며, 건조된 시료는 마쇄하여 질소함량을 구하였다. 옥수수 및 호밀의 질소함량은 탄소질소황자동분석기（CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다.
- 수확기 옥수수 줄기의 질소함량과 건물율을 조사하기 위하여 시험구당 평균적인 옥수수 2개체의 줄기를 채취하여 건조 후 건물율을 구하였다. 또 종실의 건물중과 질소함량을 조사하기 위하여 수확 시에 시험구당 평균적인 이삭 10개체를 선발하여 70。。건조기에서 이틀간 건조한 후 이삭의 건물율 을 측정하였다. 헤어리벳치, 옥수수 줄기（2개체） 및 종실（10개 체）은 Wiley miller로 전체를 곱게 마쇄하였다.
- 우분 샘플은 건조시 켜 건물함량을 구하고, 마쇄하여 탄소 및 질소함량을 탄소질 소황자동분석기（CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다. 각 처리（전환이력•시비）는 단구제（5.5 m X 34 m =187 m2）로 반복으로 토양 뫄 식물체를 조사하였다. 시험전 토양분석은 일 반표준 분석법어i 의해 실시하였다.
- 시험전 및 3년간 가을수확 시 표토（0시5 cm） 토양을 채취하여 보관해온 토양의 탄소와 질소함량을 탄소질소황자동분석 기 （CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다. 그리고 작물이 생육기간중 토양의 유기 태질소 pool로부터 무기화되어 공급할 수 있는 가급태질소（지 력질소）의 정도를 비교하기 위해 보관된 건조토양을 4주간 인 위적으로 배양（온도 30℃, 토양수분포화수분의 60%）하여 무 기화될 수 있는 가급태질소량을 분석하였다. 또 옥수수 생육 에 이용될 수 있는 토양의 질산태 질소를 조사하기 위하여 옥 수수가 본격적인 생육을 전개하기 전인 6월말에（6엽기어］） 토 양을 토심 30 cm까지 채취하여 곧바로 건조（70℃）하고, 그 곳 에 포함된 질산태질소의 함량을 조사하였다, 질산태 질소함량은 Inject Flower Meter （FIAstar5000, FOSS, Sweden）를 이용하여 분석하였다
- 그리고 작물이 생육기간중 토양의 유기 태질소 pool로부터 무기화되어 공급할 수 있는 가급태질소（지 력질소）의 정도를 비교하기 위해 보관된 건조토양을 4주간 인 위적으로 배양（온도 30℃, 토양수분포화수분의 60%）하여 무 기화될 수 있는 가급태질소량을 분석하였다. 또 옥수수 생육 에 이용될 수 있는 토양의 질산태 질소를 조사하기 위하여 옥 수수가 본격적인 생육을 전개하기 전인 6월말에（6엽기어］） 토 양을 토심 30 cm까지 채취하여 곧바로 건조（70℃）하고, 그 곳 에 포함된 질산태질소의 함량을 조사하였다, 질산태 질소함량은 Inject Flower Meter （FIAstar5000, FOSS, Sweden）를 이용하여 분석하였다
- 옥수수 수확은 종실에 흑색층이 형성되는 생리적 성숙기 에 시험구 중앙의 30개체를 수확하여 생체중과 이삭중을 조사 하였다. 수확기 옥수수 줄기의 질소함량과 건물율을 조사하기 위하여 시험구당 평균적인 옥수수 2개체의 줄기를 채취하여 건조 후 건물율을 구하였다. 또 종실의 건물중과 질소함량을 조사하기 위하여 수확 시에 시험구당 평균적인 이삭 10개체를 선발하여 70。。건조기에서 이틀간 건조한 후 이삭의 건물율 을 측정하였다.
- 시험전 토양분석은 일 반표준 분석법어i 의해 실시하였다. 시험전 및 3년간 가을수확 시 표토（0시5 cm） 토양을 채취하여 보관해온 토양의 탄소와 질소함량을 탄소질소황자동분석 기 （CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다. 그리고 작물이 생육기간중 토양의 유기 태질소 pool로부터 무기화되어 공급할 수 있는 가급태질소（지 력질소）의 정도를 비교하기 위해 보관된 건조토양을 4주간 인 위적으로 배양（온도 30℃, 토양수분포화수분의 60%）하여 무 기화될 수 있는 가급태질소량을 분석하였다.
- 호밀은 수확시 기에 반복 당 1 n? 2곳의 호밀을 수확하여, 건조하고 건물수 량을 구하였으며, 건조된 시료는 마쇄하여 질소함량을 구하였다. 옥수수 및 호밀의 질소함량은 탄소질소황자동분석기（CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다. 투입된 우 분질소의 회수율은 투입한 우분질소량에 대한 무질소구대비 우분구의 질소흡수량증가비율로 나타내었다.
- 옥수수의 재식거리는 75 x20 cm로 5월 초순에 파종（점파）하였으며, 호밀파종은 10월 하순에 산파하고 로타리로 복토하였다. 옥수수 수확은 종실에 흑색층이 형성되는 생리적 성숙기 에 시험구 중앙의 30개체를 수확하여 생체중과 이삭중을 조사 하였다. 수확기 옥수수 줄기의 질소함량과 건물율을 조사하기 위하여 시험구당 평균적인 옥수수 2개체의 줄기를 채취하여 건조 후 건물율을 구하였다.
- 옥수수의 재식거리는 75 x20 cm로 5월 초순에 파종（점파）하였으며, 호밀파종은 10월 하순에 산파하고 로타리로 복토하였다. 옥수수 수확은 종실에 흑색층이 형성되는 생리적 성숙기 에 시험구 중앙의 30개체를 수확하여 생체중과 이삭중을 조사 하였다.
- 우분시비구의 인산 및 칼리 비료는 우분에 포함된 인산 및 칼 리가 일반비료량에 근접하여 생략하였다. 우분 샘플은 건조시 켜 건물함량을 구하고, 마쇄하여 탄소 및 질소함량을 탄소질 소황자동분석기（CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다. 각 처리（전환이력•시비）는 단구제（5.
- 우분구는 밭작물 파종 10일전에 우분을 뿌리고 경운하여 토양에 혼입하였고, 무질소구는 파종 하루전에 인산 및 칼리비 료를 시용하고 경운하였는데, 시비량은 일반표준량에 따랐다. 우분시비구의 인산 및 칼리 비료는 우분에 포함된 인산 및 칼 리가 일반비료량에 근접하여 생략하였다. 우분 샘플은 건조시 켜 건물함량을 구하고, 마쇄하여 탄소 및 질소함량을 탄소질 소황자동분석기（CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
- 본 시험은 수원 작물과학원 논 시험포장에서 2002년 봄부터 2004년 가을까지 3년에 걸쳐 실시되었다. 시험포장은 시험 시작 5 년 전에 객토하여 벼를 계속 심어 온 토양으로 시험 전에 채취한 토양의 화학성을 보면（Table 1） 유기물함량이 1.
이론/모형
- 5 m X 34 m =187 m2）로 반복으로 토양 뫄 식물체를 조사하였다. 시험전 토양분석은 일 반표준 분석법어i 의해 실시하였다. 시험전 및 3년간 가을수확 시 표토（0시5 cm） 토양을 채취하여 보관해온 토양의 탄소와 질소함량을 탄소질소황자동분석 기 （CNS2000, LECO, USA）를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
- 4%로 서서히 증가하였다. 그런제 전환이력〈논논밭〉（PPU）,〈논밭 밭〉（PUU） 및〈밭밭밭＞（1几JU） 모두 논을 밭으로 전환하여 우 분을 투입하기 시작하면서 모두 뚜렷이 증가하기 시작하였는 데, 우분시용후 1, 2 및 3년 후에 탄소함량이 모두 1.7% 이상 증가하여 *에 의한 토양탄소 증진효과가 아주 큼을 알 수 있었다. 토양의 전질소의 변화의 변화는 처리 간 뚜렷한 경향을 보이지 않았지만, 토양배양에 의해 증가된 무기화질소, 즉 가급태질소량은 토양탄소의 변화와 비슷하게 우분의 투입 과 더불어 뚜렷이 증가하여 작기 동안 무기화되어 흡수 이용 이 가능한 지력질소가 증가함을 알 수 있었다
- 3 톤 10a-' 정도의 수량을 나타내었다. 그에 따라 우분구에서는 무 질소구에 비해 질소흡수량이 많이 증가하였고, 또 전환년차의 증가에 따라 질소흡수량이 25 kg N 10a-까지 계속적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 2002년부터 2004년까지 수원의 작물과학원 논포장을 년차 간 순차적으로 밭으로 전환하고 또 밭상태에서 우분을 누적투 입하면서 호밀과 옥수수의 윤작을 통하여 질소와 관련된 토양 특성, 작물의 건물수량 및 질소흡수량을 조사하였는데, 주요 결과는 다음과 같다. 논의 밭전환 1년차에는 밭사료작물, 특히 답리작 호밀의 생육과 수량이 현저히 감소하였으며, 그에 따라 우분시용에 의한 무기태질소 등 양분의 이용효율도 현저히 감소하였다. 그러나 전환년차의 증가와 함께 밭사료작물의 수 량과 질소흡수량이 증가하였는데, 특히 밭상태에서 전환3년차 까지 우분의 누적투입은 토양에의 무기태 질소공급과 더불어 옥수수의 수량, 질소흡수량 및 우분질소 이용률을 계속적으로 증가시켰다.
- 그 증가는 전환년차 증가에 따른 논토양 자체의 질소공급보다는 주로 우분시용에 의한 토양물리성 개선, 토양 탄소 및 무기화 가능한 지력질소(가급태질소)의 증가 등 지력 증진에 크게 기인하였다. 따라서 전환밭에서 정상적인 밭사료 작물의 수량을 얻기 위해서는 전환2년 이상의 기간이 필요 하였으며, 이때 우분의 투입은 토양에 무기태질소 공급뿐만 아니라 토양유기물 등 지력증진에도 효과적이었으며, 또한 그 것이 누적적으로 투입될 때 그 효과가 증가되는 것으로 나타났다.
- 2%로 증가시켜 논에서 우분을 이용한 화 학질소의 절감으로 유기적 사료작물을 생산할 수 있는 가능성을 보여 주었다. 따라서 척박하거나 개간한 논의 밭전환시에는 밭작물의 생산성을 높이기 위해서는 전환년차에 따른 물리 성의 개선촉진뿐만 아니라 전환 2년차 이후 생산성을 높이기 위해서는 유기물, 특히 무기태질소의 공급효과가 높은 우분과 같은 유기물의 누적적 투입이 필요한 것을 알 수 있다.
- 본 시험의 결과 논에서 밭으로의 전환 1년차는 밭작물의 생 육에 맞는 토양상태가 되지 못하여 작물생육, 수량 및 질소흡 수량이 아주 낮았는데, 특히 답리작으로 재배한 호밀의 수량 과 질소흡수량이 아주 낮았다(Fig. 2). 하계작물 옥수수도 본 논문의 데이터로는 제시하지 않았지만 전환1년차에서는 초기 생육이 느리고, 잎색이 갈색으로 변하는 등 초기생육이 많이 지장을 받았으며, 수량은 전환2년차 이상 및 밭재배에 비해 많이 감소되는 경향을 보였다.
- 옥수수는 대부분의 질소를 토양의 무기태질소(질산태질소)에 의존하는 데, 보통 옥수수 5-6엽기에서 토양 0~30 cm의 질산태 질소가 20 mg kg"1 이상이 되면 질소비료를 시용할 필요가 없다고 한다. 본시험에서도 우분시용은 이와 비슷한 수준까지 토양의 무기태질소를 증가시켰고, 그에 따라 무질소구에 비해 수량과 질소흡수량이 뚜렷이 증가하여 우분에 의한 무기태질소공급효과가 아주 컸다. 또한 우분은 탄소성분이 높아 토양투입 시 당해연도의 무기태질소 공급효과뿐만 아니라 토양의 잠재적인 무기화가능질소 즉 가급태 또는 지력질소의 함량을 증가시킬 것으로 기대되는데, 무질소구에서 전환3년차에 건물수량 및 질 소량이 크게 증가하지 못하였고, 그에 비해 우분의 누적투입 에 따라 건물수량과 질소흡수량이 비약적으로 증가한 것은 주로 우분의 투입에 의한 지력질소의 증가에 의한 것으로 보이 며, 그것은 우분의 누적시용에 따른 토양의 전탄소, 가급태질 소 및 외견적 우분질소의 회수율(Fig.
- Table 5는 전환년차 및 시비처리별 토양의 용적밀도의 변화를 본 것이다. 샘플채취 시 수분을 비롯한 토양조건의 차이로 인해 봄과 가을의 조사값이 다소 차이가 있으나 전환 후 밭조 건에서 우분의 투입과 더불어 용적밀도가 뚜렷이 감소하여 토 양의 물리성이 좋아짐을 알 수 있다.
- 본 시험은 수원 작물과학원 논 시험포장에서 2002년 봄부터 2004년 가을까지 3년에 걸쳐 실시되었다. 시험포장은 시험 시작 5 년 전에 객토하여 벼를 계속 심어 온 토양으로 시험 전에 채취한 토양의 화학성을 보면（Table 1） 유기물함량이 1.76% 유효인산이 약 47 mg kgT（Lancaster법）로 비옥도가 상당히 낮은 논토양이었다. 논토양을 3년간 순차적으로 밭상 태로 바꾸어 가며 호밀（겨울）과 옥수수（여름）를 윤작재배를 하 였는데 포장별 작물의 전환이력을 Table 2에 나타내었다.
- 3), 2003년도의 경우 무질소구에서는 전환 1년차와 2년차 간 건물수량 및 질 소량의 큰 차이는 없었다. 우분구에서는 무질소구에 비해 건 물수량과 질소흡수량이 많이 증가하였는데, 특히 질소흡수량 은 전환 2년차에서 많이 증가하였다. 2004년도 경우 무질소구 는 건물수량과 질소흡수량이 전환 2년 및 3년차 모두 전환 1 년차보다 크게 증가하지 않았지만, 우분구에서는 전환년차의 증가와 우분의 누적투입에 따라 건물수량 및 질소흡수량이 직 선적으로 증가하였다.
- 2003년의 전환2년차는 전환1년차보다 건물중과 질 소흡수량이 많이 증가하였는데, 전환 2년차의 무질소구와 우 분구간의 비교에서는 우분구가 무질소구에 비해 건물수량이 약 200 kg 10a-1 증가하였다. 우분구의 질소흡수량은 무질소 구에 비해 약 4 kg N 10a-1 증가하였으며, 건물수량 증가에 비해 질소흡수량의 증가비율이 현저히 증가하였다. 2004년도 의 호밀의 건물수량 및 질소흡수량을 보면 무질소구와 우분구 각각 전환1년차에 비해 전환 2, 3년차에서 증가하였으며, 전 환 2년 및 3년차간에는 차이가 없었다.
- 4톤 10a-1에 해당되었다. 우분의 질소함량은 1.84-2.50% 범위로 평균 2.2% 였고, C/N율은 평균 20이었다. 따라서 춘 계투입 시 탄소 290~350kg C 10a-1, 질소 18~20kg N 10a-1, 추계투입 시 탄소 160~170 kg C 10a-1, 질소 7~8 kg N 10a-'가 투입되었다.
- 7% 이상 증가하여 *에 의한 토양탄소 증진효과가 아주 큼을 알 수 있었다. 토양의 전질소의 변화의 변화는 처리 간 뚜렷한 경향을 보이지 않았지만, 토양배양에 의해 증가된 무기화질소, 즉 가급태질소량은 토양탄소의 변화와 비슷하게 우분의 투입 과 더불어 뚜렷이 증가하여 작기 동안 무기화되어 흡수 이용 이 가능한 지력질소가 증가함을 알 수 있었다
- 2). 하계작물 옥수수도 본 논문의 데이터로는 제시하지 않았지만 전환1년차에서는 초기 생육이 느리고, 잎색이 갈색으로 변하는 등 초기생육이 많이 지장을 받았으며, 수량은 전환2년차 이상 및 밭재배에 비해 많이 감소되는 경향을 보였다. 강원도 전환밭에서의 3년간의 찰 옥수수 재배시험(박 등, 2005)에서도 같은 결과가 나타났는데, 전환1년차는 토양조건이 미처 개선되지 못하여 시비의 유무에 관련없이 수량이 많이 감소하고, 우분을 투입하더라도 근권이 제한되고, 뿌리의 활력이 낮아 그 우분에 포함된 질소를 비롯 한 양분을 뿌리가 흡수하는 효율이 아주 낮아 우분시용의 효과가 많이 떨어졌음을 알 수 있었다.
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