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문제 정의
- 본 연구에서는 염류집적이 문제시되는 시설재배지에 유공관 암거배수를 설치함으로써 토양에 과량 존재하는 염류성분을 작토층으로부터 배수시킬 수 있는 기술을 확립하여 토양에 집적된 염류를 제거하는 방법을 제시하고자 하였다.
- 시설재배지는 노지에 비하여 상대적으로 시비량이 많아 토양의 염류집적이 우려되고 EC가 높아지는 경우 양분과 수분의 흡수가 저해되며 일부 양분은 비유효태로 존재하게 되어 작물에 의한 영양소의 흡수가 저해된다. 본 연구는 연작으로 인하여 염류집적이 발생한 시설하우스 토양을 대상으로 50 cm 깊이에 PVC 유공배수관 (ɸ10 cm)을 암거배수로 설치함으로써 토양염류를 적정수준으로 제어하고자 수행되었다. 토양의 염류제거 효과를 pH, EC, 양이온 등의 화학성 변화와 작물생육에 근거하여 판정하였다.
제안 방법
- 본 연구는 연작으로 인하여 염류집적이 발생한 시설하우스 토양을 대상으로 50 cm 깊이에 PVC 유공배수관 (ɸ10 cm)을 암거배수로 설치함으로써 토양염류를 적정수준으로 제어하고자 수행되었다. 토양의 염류제거 효과를 pH, EC, 양이온 등의 화학성 변화와 작물생육에 근거하여 판정하였다. 유공 암거배수관 설치 후 2년 동안 토양의 화학성을 분석한 결과 EC는 무처리구에서 3.
- 시험포장은 경기도 양평군 양평읍 원덕리에 소재한 포장을 선정하였다. 본 포장은 수년 전 성토 후 연작 재배하여 토양염류 집적문제가 발생된 지점으로 유공배수관을 설치한 시험구와 설치하지 않은 대조구를 서로 이웃하는 비닐하우스에 조성하였다. 시험구와 대조구 포장의 면적은 각각 330 m2이었 다.
- 유공관은 표면에 작은 구멍들이 뚫려있는 지름 10cm의 PVC 관으로 토양의 표면으로부터 50cm 깊이에 매설하였으며 폭 6m인 비닐하우스를 두 두둑으로 나누어 한 두둑 밑에 4줄씩 모두 8줄을 매설하였다. 매설 작업은 소형 포크레인을 이용하여 유공관을 매설할 굴착작업을 하였으며 유공관의 배수를 원활하게 유도하기 위하여 집수조쪽은 45cm 깊이로 그 반대쪽은 55cm로 하여 양극간에 구배를 약 10cm 정도 두어 집수조에 침출수가 모일 수 있도록 하였다.
- 유공관은 표면에 작은 구멍들이 뚫려있는 지름 10cm의 PVC 관으로 토양의 표면으로부터 50cm 깊이에 매설하였으며 폭 6m인 비닐하우스를 두 두둑으로 나누어 한 두둑 밑에 4줄씩 모두 8줄을 매설하였다. 매설 작업은 소형 포크레인을 이용하여 유공관을 매설할 굴착작업을 하였으며 유공관의 배수를 원활하게 유도하기 위하여 집수조쪽은 45cm 깊이로 그 반대쪽은 55cm로 하여 양극간에 구배를 약 10cm 정도 두어 집수조에 침출수가 모일 수 있도록 하였다. 집수조는 비닐하우스 입구쪽 지하에 1,000L 원통을 설치하여 유공관을 통하여 배출되는 침출수를 수거할 수 있도록 하였다.
- 집수조는 비닐하우스 입구쪽 지하에 1,000L 원통을 설치하여 유공관을 통하여 배출되는 침출수를 수거할 수 있도록 하였다. 비닐하우스 중앙 측면의 양쪽으로는 지상 2m 높이로 통풍구를 지하매설 유공관과 연결 설치하여 통풍이 잘 되도록 하였다. 공시작물은 이 지역에서 주로 재배하는 작물 중 농가가 선택한 작물로 하였으며, 1년차에는 상추 (Lactuca sativa L.
- 유공관을 설치한 후 염류 집적 경감효과가 나타나는지를 구명하기 위하여 유공관을 설치하기 전과 설치 직후에 토양화학성을 분석하였고, 그 후 2년에 걸쳐 매년 공시작물의 재배가 끝날 때마다 토양화학성을 조사하였다. 토양시료는 시험포장을 대각선 방향으로 5개 지점에서 시료를 채취하여 실내에서 풍건한 후 모래나 자갈이 깨어지지 않도록 고무망치로 분쇄한 후 2 mm 체로 쳐서 분석시료로 하였고 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법 (1988)에 준하여 실시하였다.
- 토양시료는 시험포장을 대각선 방향으로 5개 지점에서 시료를 채취하여 실내에서 풍건한 후 모래나 자갈이 깨어지지 않도록 고무망치로 분쇄한 후 2 mm 체로 쳐서 분석시료로 하였고 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법 (1988)에 준하여 실시하였다. 토양 pH 및 EC는 1:5 법으로 측정하였고 EC는 측정값에 5를 곱하고 온도 보정을 하여 EC 값을 얻었다. 유기물함량은 Tyurin 법, 유효인산은 Lancaster법으로 분석하였다.
- 0)으로 침출하여 ICP로 측정하였고 CEC는 Brown법으로 양이온 총량을 구하였다. 재배작물의 생육상황의 조사는 1년차에는 상추의 발아시 생존율과 지제부위의 줄기 직경을 조사하였으며 10a당 수량도 조사하였다. 또한 쑥갓은 10a당 수량성을 조사하였다.
- 재배작물의 생육상황의 조사는 1년차에는 상추의 발아시 생존율과 지제부위의 줄기 직경을 조사하였으며 10a당 수량도 조사하였다. 또한 쑥갓은 10a당 수량성을 조사하였다. 조사방법은 발아후 생존율은 정식후 15일경 정식 본수에 대한 생존개체수를 백분율로 취하였으며, 생육의 질적 수준을 판단하기 위하여 줄기의 직경 조사를 수확 완료직후 실시하였다.
- 또한 쑥갓은 10a당 수량성을 조사하였다. 조사방법은 발아후 생존율은 정식후 15일경 정식 본수에 대한 생존개체수를 백분율로 취하였으며, 생육의 질적 수준을 판단하기 위하여 줄기의 직경 조사를 수확 완료직후 실시하였다. 그리고 수확량조사는 시험구 및 대조구에서 생산되어 시장 출하한 전체 수량을 조사하여 10a당 생산 수량으로 환산하여 구하였다.
- 조사방법은 발아후 생존율은 정식후 15일경 정식 본수에 대한 생존개체수를 백분율로 취하였으며, 생육의 질적 수준을 판단하기 위하여 줄기의 직경 조사를 수확 완료직후 실시하였다. 그리고 수확량조사는 시험구 및 대조구에서 생산되어 시장 출하한 전체 수량을 조사하여 10a당 생산 수량으로 환산하여 구하였다.
- 본 시험을 수행한 양평지역에서는 대부분의 시설재배 농가가 육묘이식재배를 하고 있으므로 본 시험에서도 육묘한 상추 모종을 정식하고 15일 후 생존율을 조사하였으며 또한 재배가 완료되는 시점에서 상추 줄기의 하단부위 (지제부)의 직경을 측정하여 생육의 충실도를 비교 조사한 결과는 Table 4와 같다. 정식 후 생존율은 무처리구 86.
- 매설 작업은 소형 포크레인을 이용하여 유공관을 매설할 굴착작업을 하였으며 유공관의 배수를 원활하게 유도하기 위하여 집수조쪽은 45cm 깊이로 그 반대쪽은 55cm로 하여 양극간에 구배를 약 10cm 정도 두어 집수조에 침출수가 모일 수 있도록 하였다. 집수조는 비닐하우스 입구쪽 지하에 1,000L 원통을 설치하여 유공관을 통하여 배출되는 침출수를 수거할 수 있도록 하였다. 비닐하우스 중앙 측면의 양쪽으로는 지상 2m 높이로 통풍구를 지하매설 유공관과 연결 설치하여 통풍이 잘 되도록 하였다.
대상 데이터
- 시험포장은 경기도 양평군 양평읍 원덕리에 소재한 포장을 선정하였다. 본 포장은 수년 전 성토 후 연작 재배하여 토양염류 집적문제가 발생된 지점으로 유공배수관을 설치한 시험구와 설치하지 않은 대조구를 서로 이웃하는 비닐하우스에 조성하였다.
- 시험구와 대조구 포장의 면적은 각각 330 m2이었 다. 공시토양은 강서통, 세사양토로 토심은 50-100 cm 이며 배수상태는 약간 양호한 토양으로 성토로 인한 표토의 토성은 암황갈색의 자갈이 있는 양토이다. Table 1은 시험 전 공시토양의 화학성을 나타내며 P2O5, Ca, Mg 등의 염류가 집적되어 있었고 pH 및 EC가 매우 높게 나타났다 (Table 1).
- 시비방법은 농가자율에 따르되 시범구와 대비구에 동일한 방법을 사용하도록 하였다. 비료시용은 돈분뇨 발효퇴비로 10a 당 2.5톤 정도를 밑거름으로 사용하였으며, 덧거름으로 화학비료를 약간 시용하였다.
이론/모형
- 유공관을 설치한 후 염류 집적 경감효과가 나타나는지를 구명하기 위하여 유공관을 설치하기 전과 설치 직후에 토양화학성을 분석하였고, 그 후 2년에 걸쳐 매년 공시작물의 재배가 끝날 때마다 토양화학성을 조사하였다. 토양시료는 시험포장을 대각선 방향으로 5개 지점에서 시료를 채취하여 실내에서 풍건한 후 모래나 자갈이 깨어지지 않도록 고무망치로 분쇄한 후 2 mm 체로 쳐서 분석시료로 하였고 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법 (1988)에 준하여 실시하였다. 토양 pH 및 EC는 1:5 법으로 측정하였고 EC는 측정값에 5를 곱하고 온도 보정을 하여 EC 값을 얻었다.
- 토양 pH 및 EC는 1:5 법으로 측정하였고 EC는 측정값에 5를 곱하고 온도 보정을 하여 EC 값을 얻었다. 유기물함량은 Tyurin 법, 유효인산은 Lancaster법으로 분석하였다. 치환성 양이온은 1N NH4OAc 용액 (pH 7.
- 유기물함량은 Tyurin 법, 유효인산은 Lancaster법으로 분석하였다. 치환성 양이온은 1N NH4OAc 용액 (pH 7.0)으로 침출하여 ICP로 측정하였고 CEC는 Brown법으로 양이온 총량을 구하였다. 재배작물의 생육상황의 조사는 1년차에는 상추의 발아시 생존율과 지제부위의 줄기 직경을 조사하였으며 10a당 수량도 조사하였다.
성능/효과
- 88 dS m-1 을 나타내어 유공 암거배수관 설치가 토양의 EC를 약 2배까지 감소시킴을 알 수 있었다. 유공 암거배수관 처리구 및 무처리구의 pH는 각각 pH 6.9-7.3 및 pH 7.2-7.5로 나타나 처리구가 다소 낮았으나 시설하우스 토양의 pH에 비하여 전반적으로 높은 수준이었다. 또한 토양의 pH와 양이온치환용량 사이에는 CEC = 17.
- 7 mm로 증가하여 작물생육에 긍정적인 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로부터 염류가 집적된 시설재배지 토양의 심토에 암거배수관을 설치할 경우 표토의 집적된 염류를 지하부위로 용탈시켜 토양의 EC를 낮춰주고 작물의 생육과 수량을 증가함을 알 수 있었다.
- 본 실험에서 처리구의 EC가 유공배수관 설치직후 큰 폭으로 감소한 이유는 유공관을 설치하는 과정에서 염농도가 높은 표층의 토양과 염농도가 낮은 심층의 토양이 상호 혼합되면서 희석효과로 인하여 염농도가 낮게 나타난 것으로 판단되었다. 이후 염농도는 1년차 1기작재배 직후인 6월에는 1.
- 을 나타내어 역시 유공배수관 설치토양에서 낮은 수준을 나타냈다. 이 시험결과에서 대조구는 시험초기의 인산함량에 비하여 2차년도 10월에는 73.3% 수준으로 감소하였으며 처리구에서도 유공관 설치 직 후의 인산함량 481 mg kg1 에 비하여 2년차 10월에는 407 mg kg-1로 84.6%의 수준으로 감소하였다. 이러한 이유는 시험에 참여한 농가가 표준시비량을 준수하여 과거보다 비료 시용량을 줄였기 때문인 것으로 판단된다.
- 유공배수관 설치구와 무처리구간의 토양 깊이별 EC의 분포는 무 처리구의 경우 0-10, 11-20, 21-30, 31-40, 41-50 cm 구간에서 3.45, 3.47, 3.03, 2.93, 2.28 dS m-1 로 하층으로 갈수록 낮아졌으나 처리구에서는 2.43, 2.52, 2.28, 4.00, 4.23 dS m-1 로 무처리구에 비하여 작토층에서 낮은 염농도를 보였으며 심층으로 갈수록 높은 염농도를 나타내고 있어 토양염류가 하층으로 이동됨을 알 수 있었다 (Table 3).
- 유공배수관을 설치한 시험구에서는 토양의 깊이에 따른 함량의 변화가 무처리구에 비하여 매우 낮은 것을 알 수 있다. 치환성양이온들의 토양 깊이별 상대적 분포량을 비교하면 Mg > Ca > K 순으로 하향이동성이 큰 것으로 나타났다. 이는 Kim et al.
- 본 시험을 수행한 양평지역에서는 대부분의 시설재배 농가가 육묘이식재배를 하고 있으므로 본 시험에서도 육묘한 상추 모종을 정식하고 15일 후 생존율을 조사하였으며 또한 재배가 완료되는 시점에서 상추 줄기의 하단부위 (지제부)의 직경을 측정하여 생육의 충실도를 비교 조사한 결과는 Table 4와 같다. 정식 후 생존율은 무처리구 86.8%, 처리구 98.2%로 유공배 수관 암거설치구에서 11.4% 더 높은 생존율을 보였다. 수확이 완료된 직후 조사한 줄기 하단부는 대조구에서 12.
- 4% 더 높은 생존율을 보였다. 수확이 완료된 직후 조사한 줄기 하단부는 대조구에서 12.9 mm, 처리구에서 13.7 mm로 유공관 설치구에서 0.8 mm 더 증가된 결과를 보였다.
- 생존율조사 및 줄기직경 조사결과에서 유공배수관 설치구에서 좋은 생육상태를 보인 바와 같이 수확량을 조사한 경우에서도 같은 결과가 나타났다. 본 시험기간 중 시험 1차년도에는 상추/상추/쑥갓을, 2차년도 에는 겨자/셀러리를 재배하였다.
- 본 시험기간 중 시험 1차년도에는 상추/상추/쑥갓을, 2차년도 에는 겨자/셀러리를 재배하였다. 수확량의 비교는 대조구와 시험구가 동일한 면적이었으므로 전체 수확량을 총량 조사하여 10a 당 수량으로 환산하였으며 각 작물별로 유공배수관 설치구가 무처리구의 수확량에 비하여 6-9% 높게 나타났으며 전체작물의 평균수량은 7.1% 높게 나타났다 (Table 5).
- 토양의 염류제거 효과를 pH, EC, 양이온 등의 화학성 변화와 작물생육에 근거하여 판정하였다. 유공 암거배수관 설치 후 2년 동안 토양의 화학성을 분석한 결과 EC는 무처리구에서 3.86-4.53 dS m-1 이었으나 유공 암거배수관 설치구에서는 1.42-2.88 dS m-1 을 나타내어 유공 암거배수관 설치가 토양의 EC를 약 2배까지 감소시킴을 알 수 있었다. 유공 암거배수관 처리구 및 무처리구의 pH는 각각 pH 6.
- 759**) 의 상관관계를 나타내었다. 상추/상추/쑥갓을 재배한 후 토양의 EC를 깊이별로 조사한 결과 무처리구에서는 0-10, 11-20, 21-30, 31-40, 41-50 cm 깊이에서 각각 3.45, 3.47, 3.03, 2.93, 2.28 dS m-1 로 나타나 심층으로 갈수록 EC가 낮아졌으나 유공 암거배수관을 설치한 처리구에서 는 2.43 2.52, 2.28. 4.
- 이는 유공관 설치 시 염류가 집적된 표층과 비교적 염류농도가 낮은 심층의 토양이 상호 혼합되었기 때문으로 판단되었다. 토양깊이별 치환성 양이온의 농도 변화를 조사한 결과 표층에 존재하는 함량에 대한 비율로 보면 Mg > Ca > K 순으로 하향이동성이 큰 것으로 나타났다. 유공 암거배수 관 설치에 대한 작물 재배시험에서 상추를 정식하고 15일 후 생존율은 98.
- 토양깊이별 치환성 양이온의 농도 변화를 조사한 결과 표층에 존재하는 함량에 대한 비율로 보면 Mg > Ca > K 순으로 하향이동성이 큰 것으로 나타났다. 유공 암거배수 관 설치에 대한 작물 재배시험에서 상추를 정식하고 15일 후 생존율은 98.2%로 나타나 무처리구의 86.6%에 비해 생존율이 11.4% 증가함을 알 수 있었다. 또한 상추의 생육상황을 평가하기 위해 줄기의 지제부 직경을 조사한 결과 무처리구는 12.
- 4% 증가함을 알 수 있었다. 또한 상추의 생육상황을 평가하기 위해 줄기의 지제부 직경을 조사한 결과 무처리구는 12.9 mm이었으나 유공 암거배수관 처리구의 경우 13.7 mm로 증가하여 작물생육에 긍정적인 영향을 주는 것으로 평가되었다. 이상의 결과로부터 염류가 집적된 시설재배지 토양의 심토에 암거배수관을 설치할 경우 표토의 집적된 염류를 지하부위로 용탈시켜 토양의 EC를 낮춰주고 작물의 생육과 수량을 증가함을 알 수 있었다.
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