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문제 정의
- 이러한 문제점을 해결하고 시비효율 증진 및 생력 시비기술을 확립하고자 작물근접 토양 내 시용이 가능한 토중시비기를 개발하여 배추를 비닐피복 재배할 때 토중시비에 의한 시비량 절감과 양분이용률 향상, 생육 및 수량성을 검토한 결과를 보고하는 바이다.
제안 방법
- 밭작물의 시비효율 증대 및 생력시비기술 확립을 위하여 토중시비기를 개발하고 비닐피복 후 배추 가 락신 1호를 재배하여 시비간격 30 cm, 시비깊이 15 cm로 토중시비시 토양화학성 변화, 양분흡수량 및 이용률, 작물의 생육과 수량성을 검토한 결과는 다음과 같다.
- 배추품종은 가락신 1호로 8월 하 순~9월 상순에 흑색비닐피복 하고 재식거리 70X40 cm로 2열로 직파하여 11월 하순에 수확하였다. 토양 검정 후 진단시비량 N-P2O5-K2O=362-22-30 kg ha-1 로 질소비료는 요소로 4회분시, 인산비료와 칼리비료 는 용성인비, 염화가리를 전량기비로 시용하였다. 처리는 관행시비, 토중시비 N100%(관행시비량), N70% (30%감비), N50%(50%감비), 3요소 무시용을 하였으며 추비방법은 관행시비에서는 파종 후 20일에 1차 추비 후 15일 간격으로 2회 비닐위에 흩어 뿌려준 반면에 토중시비에서는 토중시비기를 사용하여 배추 근 접부위에 파종 후 20일에 1회 시용하였다.
- 토양 검정 후 진단시비량 N-P2O5-K2O=362-22-30 kg ha-1 로 질소비료는 요소로 4회분시, 인산비료와 칼리비료 는 용성인비, 염화가리를 전량기비로 시용하였다. 처리는 관행시비, 토중시비 N100%(관행시비량), N70% (30%감비), N50%(50%감비), 3요소 무시용을 하였으며 추비방법은 관행시비에서는 파종 후 20일에 1차 추비 후 15일 간격으로 2회 비닐위에 흩어 뿌려준 반면에 토중시비에서는 토중시비기를 사용하여 배추 근 접부위에 파종 후 20일에 1회 시용하였다. 또한 토중 시비는 시비간격 30 cm, 시비깊이 15 cm로 하여 실시하였다.
- 식물체는 60"C에서 건조 후 분쇄한 시료를 H2SO4- H2O2로 습식분해하고 분해여액을 이용하여 총질소를 Indophenol-blue법으로 분석하였고, 시비질소흡수량은 시비구질소흡수 량-무시 비구질소흡수 량, 질소이용률은 시비질소흡수량/질소시비량X100으로, 배추의 생장속 도는 dw(w2-w1)/dt(t2-t1)로 산출하였으며 SPAD-502 meter(Minolta사)를 사용하여 엽색을 측정하였다. 배추 생육 및 수량은 농촌진흥청 농사시험연구 조사기 준(RDA, 1998)에 준하여 엽수, 구고, 구폭, 결구중을 조사하였다.
대상 데이터
- 배추를 시험작물로 하여 농가포장에서 시험을 수행하였으며, 토양 중 시비기의 공시기종은 시비구(호퍼 3조), 시비 깊이, 시비 간격 및 시비량 조절장치 등을 갖춘 토중시비기로 국일 정밀기기 제작소에서 제작되 었고(NHAES, 1999) 토중시비기의 주요 특징은 Table 1과 같다.
- 유효인산과 치환성 칼륨 함량이 높고 유기물 함량이 낮은 사양토 이였다. 배추품종은 가락신 1호로 8월 하 순~9월 상순에 흑색비닐피복 하고 재식거리 70X40 cm로 2열로 직파하여 11월 하순에 수확하였다. 토양 검정 후 진단시비량 N-P2O5-K2O=362-22-30 kg ha-1 로 질소비료는 요소로 4회분시, 인산비료와 칼리비료 는 용성인비, 염화가리를 전량기비로 시용하였다.
이론/모형
- 토양 및 식물체는 농업과학기술원 토양화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 토양의 pH는 초자전극법, 총질소는 Kjeldahl법, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 양이온 Ca, Mg, K는 NHQAc로 침출시켜 ICP(Varian Liverty 110)를 이용하였고 질산태 질 소는 미량확산분석법(CMSA, 1989)으로 분석하였다. 토성은 sodium hexametaphosphate 용액에 의한 분산 후 hydrometer로 분석하였고 미농무성(USDA)법에 따라 분류하였다(ASI, 1973).
- 토양 및 식물체는 농업과학기술원 토양화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 토양의 pH는 초자전극법, 총질소는 Kjeldahl법, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 양이온 Ca, Mg, K는 NHQAc로 침출시켜 ICP(Varian Liverty 110)를 이용하였고 질산태 질 소는 미량확산분석법(CMSA, 1989)으로 분석하였다. 토성은 sodium hexametaphosphate 용액에 의한 분산 후 hydrometer로 분석하였고 미농무성(USDA)법에 따라 분류하였다(ASI, 1973).
- 로 습식분해하고 분해여액을 이용하여 총질소를 Indophenol-blue법으로 분석하였고, 시비질소흡수량은 시비구질소흡수 량-무시 비구질소흡수 량, 질소이용률은 시비질소흡수량/질소시비량X100으로, 배추의 생장속 도는 dw(w2-w1)/dt(t2-t1)로 산출하였으며 SPAD-502 meter(Minolta사)를 사용하여 엽색을 측정하였다. 배추 생육 및 수량은 농촌진흥청 농사시험연구 조사기 준(RDA, 1998)에 준하여 엽수, 구고, 구폭, 결구중을 조사하였다.
성능/효과
- 토양 중 질산태질소 함량은 생육초기에서 중기까지 토중시비구에서 질소 시비수준이 높을수록 증가하였고 시험 후 토양은 토중시비에서 총질소 함량은 토중 시비에서 증가한 반면 유기물, 유효인산 및 치환성 칼륨 함량은 비슷하였다.
- 배추의 생장속도는 파종 후 65일에 토중시비 100% 구, 70% 구에서 높게 증가되었고 시비질소 흡수량은 토중시비에서 질소 시비수준이 높을수록 많았고 질소 이용률은 관행시비(33.5%)에 비하여 토중시비에서 15-21% 높았다.
- 토중시비 70%구와 100%구는 질소시비효율을 증대시켰을 뿐만 아니라 수량도 관행시비(109 Mg ha-1)에 비하여 16-20% 증수되었고 소득이 18-22%나 증가되었다.
- 결론적으로 질소비료를 30% 절감한 토중시비를 추천할 수 있는 시비방법이라고 판단되었다.
- 3 과 같다. 토중시비에서 시비수준이 높을수록 질산태 질소 함량이 높았고 생육후기까지 높은 경향을 나타냈다. 관행시비는 파종 후 35일 105.
- 토중시비에서 시비수준이 높을수록 질산태 질소 함량이 높았고 생육후기까지 높은 경향을 나타냈다. 관행시비는 파종 후 35일 105.9 mg kg1의 질산염 수준에서 파종 후 80일에 19.9 mg kg1 으로 낮아졌고 토중시비 100%, 70%는 각각 127.5 mg kg-1, 102 mg kg-1에서 47 mg kg-1과 39.5 mg kg-1 으로 높게 발 현되었다.
- 시험 후 토양화학성 변화는 Table 3과 같다. 유기물, 유효인산 및 치환성 칼륨 함량은 감소되었고 총질소 함량은 증가되었으며 토중시비에서 높은 경향을 나타냈다. 배추 재배에 적당한 토양 중 치환성칼륨 함량은 0.
- 수확기 배추의 질소흡수량 은 관행시비 291 kg ha-1에 비하여 토중시비 70%와 100%에서 308 kg ha-1 와 347 kg ha-1 으로 많았고 질소이용률은 관행시비 33.5%에 비하여 토중시비 50%에서 54.5%, 토중시비 70%에서 54.0%, 토중시비 100%에서 48.5% 순으로 높았으며 인산흡수량은 129- 144 kg ha1, 칼리흡수량은 259-312 kg ha-1 를 나타냈 다.
- 토양 중 질소함량이 증가됨에 따라 식물체에 의한 질소흡수량은 증가되지만 식물체의 질소이용률은 오히려 토양 질소함량이 적을수록 높았다. 따라서 토양에 많은 질소가 축적되어 있더라도 작물에 전부 흡수 이용되는 것이 아니므로 토양에 적정양분을 유지시켜 시비질소의 이용률과 작물의 생육을 향상시키고 생산비의 절감 특히 질소에 의한 수자원 오염방지에 큰 효과가 있을 것으로 생각된다.
- 질소시비효율은 토중시비 70 %에서 크게 증대되었으며 질소시비수준이 높을수록 엽수가 많아지고 구고와 구폭이 커졌으며 결구중이 무거워 토중시비 70%, 100%에서 수량은 관행시비 (109.5 Mg ha-1)에 비하여 16-20% 증수되었으며 1820% 소득을 향상시킬 수 있었다.
- 토양 중 질소함량이 증가됨에 따라 식물체에 의한 질소흡수량은 증가되지만 식물체의 질소이용률은 오히려 토양 질소함량이 적을수록 높았다. 따라서 토양에 많은 질소가 축적되어 있더라도 작물에 전부 흡수 이용되는 것이 아니므로 토양에 적정양분을 유지시켜 시비질소의 이용률과 작물의 생육을 향상시키고 생산비의 절감 특히 질소에 의한 수자원 오염방지에 큰 효과가 있을 것으로 생각된다.
후속연구
- 토중시비기를 사용하여 시비효과를 구명한 바추비 를 작물근접 토양 중에 시비함으로서 유실을 최소화할 수 있어 1회 시비로 질소이용률을 1.4-1.6배 증진 시킬 수 있고 또한 시비량을 30% 절감하여도 수량이 감소하지 않아서 저투입 생력재배가 가능하여 밭작물 재배농가의 경쟁력 강화 및 농가 소득향상에 조력할 것으로 기대된다. 결론적으로 농업과 환경의 조화로
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