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문제 정의
- 본 연구에서는 질소비료의 종류 및 처리량 차이가 바위돌꽃 의 뿌리 수량 및 유효성분인 salidroside의 함량변화에 미치는 영향을 구명하여 고품질의 바위돌꽃을 생산할 수 있는 최적의 시비조건을 확립하고자 하였다. 요소비료와 유안비료 모두 48 kg N/10 a까지는 처리량이 증가할수록 바위돌꽃 뿌리의 건물 생산량이 증가하는 경향이었으나, 그 이상의 처리량부터는 오 히려 건물 생산량이 감소하였다.
- (1998)는 바위돌꽃 자생지토양을 대상으로 질소의 함량과 바위돌꽃의 유효성분인 salidroside의 함량과의 관계를 밝힌 바 있으나, 저위도 평지에서 촉성재배시 질소시비에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본연구에서는 바위돌꽃의 촉성재배시 질소비료의 종류와 처리량 차이가 수량 및 유효성분 salidroside의 함량변화에 끼치는 영향을 구명하여 고품질의 바위돌꽃을 생산할 수 있는 시비 조건을 확립하고자 하였다.
제안 방법
- 이에 본 실험에서는 다비작물로 알려져 있는 배추작물의 질소시비량을 기준으로 성분량으로 32 kg/10a> 표준처리구로 선정하였다. 각 처리구별 화학비료의 시비량은 Table 2에 나타낸 바와 같고 처리방법은 기비(基肥) 40% (2005년 10월 3일), 추비(追肥) 60%를 2회에 걸쳐 2005년 12월 23일에 30%, 2006년 2월 20일에 30%를 분시하였다. 칼륨비료는 기비 50%, 추비 1차 25%, 2차 25%를 질소비료 시비와 동일한 날짜에 처리하였으며, 그 밖의 인산, 칼슘, 마그네슘은 전량 기비로 100% 처리하였다.
- 토양수분 관리는 포장용수량을 기준으로 저녁에 스프링클러를 이용하여 관개수를 공급하였다. 겨울철 온도 하강으로 인한 식물체 동해를 사전에 예방하기 위해 2005년 11월부터 2006년 3월까지 비가림 하우스내 온도를 3℃로 설정한 상태에서 농업용 난방기 (풍농 DH-20079X) 를 설치하여 가온처리를 수행하였다.
- 화학비료의 기비는 모두 전층시비(全層施肥)법을, 추비는 모두 표층시비(表層施肥)법으로 처리하였다. 또한, 바위돌꽃의 생육과 유효성분 함량에 황의 함유 여부가 어느 정도 영향을 끼치는가를 조사하기 위해 질소성분량으로 동일하게 유안 [(NH4)2SO4, N 21%, S 20%]과 요소비료 [(NH2)2CO, N 46%]를 처리하여 비교하였다.
- 수행하였다. 식물체의 뿌리를 70℃에서 건조시킨 후 분쇄한 다음 1 g을 methan이 10mL로 24시간 추출하여 분석하였다 HPLC 분석은 Young Lin SP 930D와 UV 730D (Young Lin Co., Korea)를 이용하였으며, 컬럼은 u-Bondapak C18을, 이동상으로는 20% MeOH을 1 mL/min의 유속으로 조절하였다. 시료는 10 ㎕ 주입후 276 ㎚에서 자외선 흡광도로 검출하였다.
- 요구하고 있는 다비작물임이 확인되었다. 이에 본 실험에서는 다비작물로 알려져 있는 배추작물의 질소시비량을 기준으로 성분량으로 32 kg/10a> 표준처리구로 선정하였다. 각 처리구별 화학비료의 시비량은 Table 2에 나타낸 바와 같고 처리방법은 기비(基肥) 40% (2005년 10월 3일), 추비(追肥) 60%를 2회에 걸쳐 2005년 12월 23일에 30%, 2006년 2월 20일에 30%를 분시하였다.
- 저온창고에 보관중인 바위돌꽃을 비가림 하우스로 옮긴 후 10월 13일에 크기와 무게가 비슷한 종구 (8~ 10 g)를선발하여 1 rf (Imxlm)의 시험구에 재식거리 50cm x25 cm로 시험구당 8주씩 정식하였으며, 시험구 배치는 분할구 배치 3반복으로 수행하였다. 토양수분 관리는 포장용수량을 기준으로 저녁에 스프링클러를 이용하여 관개수를 공급하였다.
- 지하부 수량은 2006년 7월 3일 각 시험구당 8개 x3 반복처리 =24주를 조사하였고, 10 a당 수량은 뿌리중 X 재식주수 X 수확주율로 환산하여 산출하였다.
- 각 처리구별 화학비료의 시비량은 Table 2에 나타낸 바와 같고 처리방법은 기비(基肥) 40% (2005년 10월 3일), 추비(追肥) 60%를 2회에 걸쳐 2005년 12월 23일에 30%, 2006년 2월 20일에 30%를 분시하였다. 칼륨비료는 기비 50%, 추비 1차 25%, 2차 25%를 질소비료 시비와 동일한 날짜에 처리하였으며, 그 밖의 인산, 칼슘, 마그네슘은 전량 기비로 100% 처리하였다. 화학비료의 기비는 모두 전층시비(全層施肥)법을, 추비는 모두 표층시비(表層施肥)법으로 처리하였다.
- 저온창고에 보관중인 바위돌꽃을 비가림 하우스로 옮긴 후 10월 13일에 크기와 무게가 비슷한 종구 (8~ 10 g)를선발하여 1 rf (Imxlm)의 시험구에 재식거리 50cm x25 cm로 시험구당 8주씩 정식하였으며, 시험구 배치는 분할구 배치 3반복으로 수행하였다. 토양수분 관리는 포장용수량을 기준으로 저녁에 스프링클러를 이용하여 관개수를 공급하였다. 겨울철 온도 하강으로 인한 식물체 동해를 사전에 예방하기 위해 2005년 11월부터 2006년 3월까지 비가림 하우스내 온도를 3℃로 설정한 상태에서 농업용 난방기 (풍농 DH-20079X) 를 설치하여 가온처리를 수행하였다.
- 칼륨비료는 기비 50%, 추비 1차 25%, 2차 25%를 질소비료 시비와 동일한 날짜에 처리하였으며, 그 밖의 인산, 칼슘, 마그네슘은 전량 기비로 100% 처리하였다. 화학비료의 기비는 모두 전층시비(全層施肥)법을, 추비는 모두 표층시비(表層施肥)법으로 처리하였다. 또한, 바위돌꽃의 생육과 유효성분 함량에 황의 함유 여부가 어느 정도 영향을 끼치는가를 조사하기 위해 질소성분량으로 동일하게 유안 [(NH4)2SO4, N 21%, S 20%]과 요소비료 [(NH2)2CO, N 46%]를 처리하여 비교하였다.
대상 데이터
- 2004년 9월 7일에 바위돌꽃 종자를 100mg/L GA3 용액에 24시간 침지시킨 후 건조시켰다. 그 후 2004년 9월 10일에 종자를 시험포장에 파종하여 2005년 7월 15일까지 비가림 하우스내에서 재배하였다.
- 본 시험포장의 토양은 고천통 (高川統, Gocheon series, Silt loam, coarse loamy over sandy skeletal, mixed, mesic family of Fluvaquentic Dystrochrepts)으로 이화학적 특성은 Table 1과 같다.
- 본 실험은 2004~2006년에 걸쳐 전북대학교 농업생명과학대학 시험포장에서 실시하였다. 실험재료는 2002년 10월 1일에 중국 연변대학에서 분양받은 바위돌꽃 (Rhodiola rosea L.
- 시험포장에서 실시하였다. 실험재료는 2002년 10월 1일에 중국 연변대학에서 분양받은 바위돌꽃 (Rhodiola rosea L.)이다. 2004년 9월 7일에 바위돌꽃 종자를 100mg/L GA3 용액에 24시간 침지시킨 후 건조시켰다.
이론/모형
- 바위돌꽃 식물체중 화학성분 분석은 Hornier and Pratt (1963>의 방법에 기준하였다. 총질소는 식물체 시료 2 g을 취하여 Macro kjeldahl 법으로, 총인은 식물체 시료 2 g을 취하여 Molybdenum blue법으로, 양이온은 시료 2 g을 취하여 진한 HNO3 20 mg 진한 HC1O4 10mL를 가하여 분해한 다음 원자흡수분광광도 계를 이용하여 분석하였다 .
- 0)에 의한 침출 후 원자흡수분광광도계 (Perkin elmer 2380)를 이용하여 분석하였다. 질산태질소는 Brucine법, 암모니아태질소와 총질소는 Kjeldahl법으로 측정하였다. 총중금속은 시료 2g 진한 HNO3 20mL 와 진한 HC1O4 10mL를 가하여 12시간 방치 후 분해액의 색이 거의 백색으로 될 때까지 가열 분해, 여과한 다음 유도결합플라즈마발광분석 법 (Shimidzu ICPS-7000)으로 분석 하였다.
- 질산태질소는 Brucine법, 암모니아태질소와 총질소는 Kjeldahl법으로 측정하였다. 총중금속은 시료 2g 진한 HNO3 20mL 와 진한 HC1O4 10mL를 가하여 12시간 방치 후 분해액의 색이 거의 백색으로 될 때까지 가열 분해, 여과한 다음 유도결합플라즈마발광분석 법 (Shimidzu ICPS-7000)으로 분석 하였다.
- 방법에 기준하였다. 총질소는 식물체 시료 2 g을 취하여 Macro kjeldahl 법으로, 총인은 식물체 시료 2 g을 취하여 Molybdenum blue법으로, 양이온은 시료 2 g을 취하여 진한 HNO3 20 mg 진한 HC1O4 10mL를 가하여 분해한 다음 원자흡수분광광도 계를 이용하여 분석하였다 .
- 토양 pH는 토양과 증류수의 비율을 1 : 5로 희석한 현탁액에서 pH meter (TOA HM-20S)로 측정하였으며, 토성은 Pipette법, 유기물은 Walkley-black법, 총인산은 Vanado- molybdate법, 유효인산은 Bray No. 2법, 치환성 양이온은 토양 10 g을 IM- NHQAc (pH: 7.0)에 의한 침출 후 원자흡수분광광도계 (Perkin elmer 2380)를 이용하여 분석하였다. 질산태질소는 Brucine법, 암모니아태질소와 총질소는 Kjeldahl법으로 측정하였다.
- 토양시료의 분석은 토양화학분석법 (NIAST, 1987)에 기준하였다. 토양 pH는 토양과 증류수의 비율을 1 : 5로 희석한 현탁액에서 pH meter (TOA HM-20S)로 측정하였으며, 토성은 Pipette법, 유기물은 Walkley-black법, 총인산은 Vanado- molybdate법, 유효인산은 Bray No.
성능/효과
- 고산식물인 바위돌꽃을 저위도 평지에서 재배할 경우 합리적인 질소시비량을 산정하기 위하여 2차 다항식으로 표시되는 곡선회귀 방정식을 계산한 결과, 요소비료는 y = -0.0932X2 + 8.6537X + 250.46 R2= 0.8970) 그리고 유안비료는 y = -0.1091X2 + 9.8243x + 290.38 R2 = 0.9176)의 식을 얻었다 (Fig. 3). 작물의 적정시비량을 산출하기 위해서는 최고수량보다 경제적이고 친환경적인 과학적 시비관리가 필요하다.
- 경제적 수준의 적정 시비량은 시비 반응곡선에서 경제적 이윤을 고려하여 책정하여야 하며, 최고 수량의 95%를 낼 수 있는 수준을 적정시비량으로 하였다. 곡선회귀 방정식에 기준한 요소와 유안비료의 적정 시비량은 45-8-20-10-10 kg/10 나타났으나, 앞에서 고찰한 요소비료와 유안비료의 처리후 토양 중 질소 축적과 토양 산성화, 식물체로의 질소 흡수이행량, 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량 그리고 바위돌꽃 뿌리에 함유되어 있는 약리성분인 salidroside의 함량 등 제반사항을 고려하였을 때, 요소비료는 40 kg/10 a, 유안비료는 35 kg/10 a가 합리적일 것으로 판단된다.
- 곡선회귀 방정식에 기준한 요 소와 유안비료의 적정 시비량은 45-8-20-10-10 kg/10 ae. 나타 났으나, 요소비료와 유안비료의 처리후 토양중 질소 축적과 토 양 산성화, 식물체로의 질소 흡수이행량, 바위돌꽃 뿌리의 건 물생산량 :그리고 바위돌꽃 뿌리에 함유되어 있는 약리성분인 salidroside의 함량 등 제반사항을 고려하였을 때, 요소비료는 질소성분량으로 40 kg/10 a, 유안비료는 질소성분량으로 35 kg/ 10a가 합리적일 것으로 판단된다.
- 요소비료의 처리량이 증가할수록 토양중에 잔존하는 총질소의 함량이 증가하는 경향을.나타내었으며 (P<0.05), U-5와 U-6 처리 구는 과다한 질소성분이 축적되고 있는 것으로 나타났다. 요소비료의 시비 량이 증가할수록 암모니아태질소와 질산태질소가 일부 증가하는 경향이었으나 유의성 있는 증가를 나타내지는 않았다 (P < 0.
- 본 실험결과는 질소비료의 처리량이 어느 수준까지는 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량에 기여하였으나, 임계처리수준을 초과할 경우 뿌리의 건물생산량이 감소하는 것으로 나타났다. 성분량으로 동일한 질소를 처리하였을 때 요소비료 보다는 유안비료가 바위돌꽃 뿌리 생산량에 유리하게 작용하는 것으로 나타났는데, 이는 홍화 재배시 황 처리가 홍화의 수량 구성요소를 증가시켰다는 Kim et al.
- 시험포장의 토성은 사질식양토 (sandy clay loam, SCL), 토양 유기물 함량은 3.25%, 양이온교환용량 (CEC)는 8.52 cmol7kg, 토양 pH는 6.25로 시험포장으로서 적정수준이었다. 그 밖의 이화학적인 특성은 우리나라 일반 밭토양의 특성과 유사하였다.
- 이들 처리구에서도 필요 이상으로 많은 양의 질소성분이 축적되고 있는 것으로 나타났다. 암모니아태질소와 질산태질소의 경우 일반적인 밭토양 수준을 유지하고 있었으며, 요소비료 처리 구보다 암모니아태질소의 토양내 고정이 더 큰 것으로 나타났다.
- 22 g/100 g으로 48-8-20-10-10 kg/ 10a 처리구에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 요소비료 무처리구 그리고 표준시비량의 50% 처리구와 표준처리구 사이에서는 통계학적으로 유의성 있는 차이가 나타나지 않았으며, 표준시비량의 200% 처리구부터는 바위돌꽃 뿌리중 salidroside의 함량이 급격히 감소하는 경향을 나타내었다 (P<0.05).
- 본 연구에서는 질소비료의 종류 및 처리량 차이가 바위돌꽃 의 뿌리 수량 및 유효성분인 salidroside의 함량변화에 미치는 영향을 구명하여 고품질의 바위돌꽃을 생산할 수 있는 최적의 시비조건을 확립하고자 하였다. 요소비료와 유안비료 모두 48 kg N/10 a까지는 처리량이 증가할수록 바위돌꽃 뿌리의 건물 생산량이 증가하는 경향이었으나, 그 이상의 처리량부터는 오 히려 건물 생산량이 감소하였다. 요소비료와 유안비료 모두 화 학비료 성분 처리량 48-8-20-10-10kg/10가장 높은 salidroside 함량을 나타내었다.
- 95%로 가장 높게 나타났다. 요소비료와 유안비료 모두 화학비료 성분 처리량 48-8-20-10-10kg/10a 처리구에서 가장 높은 salidroside 함량을 나타내었으며, 두 가지 비료성분간에 유효성분 함량 차이는 크게 나타나지 않았다 (P < 0.05).
- 05), U-5와 U-6 처리 구는 과다한 질소성분이 축적되고 있는 것으로 나타났다. 요소비료의 시비 량이 증가할수록 암모니아태질소와 질산태질소가 일부 증가하는 경향이었으나 유의성 있는 증가를 나타내지는 않았다 (P < 0.05).
- 1에 나타나 있다. 요소비료의 처리 수준별 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량을 조사한 결과, 대조구 269.6 kg/10 a, U-l 322.2 kg/10 a, U-2 432.2 kg/10 a, U- 3 498.3 kg/10 a, U-4 420.6 kg/10 a, U-5 307.2 kg/10 a 그리고 U.6 240.1 kg/10a로 나타났으며, 표준시비량의 150%를 처리한 U-3까지는 요소비료의 처리량이 증가할수록 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량이 증가하는 경향이었으나, U-4부터는 점진적으로 감소하였다 (P< 0.05).
- 나타나 있다. 요소비료의 처리수준별 총질소의 흡수이행량은 시비량이 증가할수록 증가하는 경향이었으나, 유안비료는 일정한 경향을 나타내지 않았다 (P<0.05). 이와.
- 67 g/100 g으로 48-8-20-10-10 kg/10 a6)]서 가장 높은 함량을 나타내었다. 유안비료 무처리구와 표준시비량의 50% 처리구 사이에서는 통계학적으로 유의성 있는 차이가 나타나지 않았으며, 요소비료 처리구와는 다른 경향으로 표준시비량의 200% 이상 처리구에서도 바위돌꽃 뿌리중 salidroside의 함량의 감소가 완만하게 나타났다 (P < 0.05).
- 나타내었다. 유안비료가 처리되지 않은 무처리구 토양의 pH가 7.45 수준인 반면, 유안비료가 표준시비량 처리된 AS0에서는 6.16, 유안비료가 200% 처리된 AS-4에서는 5.10 그리고 유안비료가 300% 처리된 AS.6에서는 5.02를 나타내어 유안비료의 처리량이 증가함에 따라 토양 산성도가 급격히 증가하는 것으로 나타났다 (P < 0.05). 유안비료는 토양중에서 암모늄 이온과 황산이온으로 해리되며, 암모늄이온은 식물흡수, 토양고정 및 탈질과 휘산을 통한 대기중으로 이동되고 황산이온은 토양수와 반응하여 황산을 형성하므로 토양을 산성화 시킬 수도 있는 것으로 판단된다.
- 유안비료에 함유되어 있는 황 성분의 공급을 위해 유안비료를 처리할 경우에는 32kg N/10a 수준이 적합할 것으로 판단되며, 요소비료의 경우에도 질소성분의 토양집적 우려를 저감시키기 위해서는 32-48 kg N/10a 수준이 적정수준인 것으로 나타났다.
- 유안비료의 처리량 수준별 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량을 조사한 결과, 대조구 274.4 kg/10 a, AS-1 431.2 kg/10 a, AS- 2 499.6 kg/10 a, AS-3 544.2 kg/10 a, AS-4 454.9 kg/10 a, AS-5 323.8 kg/10 a 그리고 AS-6 264.6 kg/10 a로 나타났으며, 표준시비량의 150%를 처리한 AS-3까지는 유안비료의 처리량이 증가할수록 바위돌꽃 뿌리의 건물생산량이 증가하는 경향이었으나, AS-4부터는 점진적으로 감소하였다 (P< 0.05).
- 또한 식물 뿌리의 호흡 및 삼투압 불량으로 인한 작물생육 저해 현상이 나타날 우려가 있을 것으로 예상된다. 유안비료의 처리량이 증가할수록 토양중에 잔존하는 총질소의 함량이 증가하는 경향을 나타내었으나, AS-4, AS-5, AS-6에서는 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다 (P<0.05). 이들 처리구에서도 필요 이상으로 많은 양의 질소성분이 축적되고 있는 것으로 나타났다.
- (1997)에 의하면, 쥐오줌풀 재배시 화학비료의 시비량이 증가할수록 정유성분의 함량이 증가한 것으로 보고되어 있다. 질소-인산-칼륨을 9 kg/10a 시비시 정유성분이 가장 높게 나타났고, 그 이상 시비량이 증가되면 정유성분의 함량이 감소되었다. 또한 택사 뿌리내 유효성분인 alisol-B monoacetate의 함량은 화학비료의 시비량이 증가할수록 증가되는 경향이었으며, 30-15-30kg/10 a 처리구에서 관행 시비 구보다 66% 증가되었다 (Kim et al.
- 질소원으로 요소비료와 유안비료를 0-96 kg/10 a 수준으로 처리하고, 유효성분량으로 인산 8kg/10a, 칼리 20 kg/lOa, 그리고 칼슘과 마그네슘은 각각 10kg710a 수준으로 처리하였을 때 바위돌꽃 뿌리중 무기성분의 변화를 조사한 결과, 이들 무기 성분은 질소비료의 처리량별로 그리고 질소비료의 처리 원별에 따라 별다른 차이를 나타내지 않았다. ;
- 나타내었다. 토양 pH는 무처리구에서 7.60을 나타내었고, 요소비료 처리구와 큰 차이를 나타내지 않았으나 (P<0.05), 요소비료가 표준처리구에 비해 3배 이상 처리된 U-6 처리 구에서 토양 pH가 7.09로 다소 낮은 경향을 나타내었는데 이는 생리적 중성비료인 요소의 경우도 과다하게 처리될 경우 토양 pH 감소의 일부 원인이 될 수 있을 것으로 판단된다. 요소비료의 처리량이 증가할수록 토양중에 잔존하는 총질소의 함량이 증가하는 경향을.
후속연구
- 결론적으로, 토양의 화학적인 특성을 고려하였을 때 유안비료의 처리는 토양의 산성화를 심화시킬 우려가 있을 것으로 판단된다. 유안비료에 함유되어 있는 황 성분의 공급을 위해 유안비료를 처리할 경우에는 32kg N/10a 수준이 적합할 것으로 판단되며, 요소비료의 경우에도 질소성분의 토양집적 우려를 저감시키기 위해서는 32-48 kg N/10a 수준이 적정수준인 것으로 나타났다.
- 가능성이 있다. 또한 식물 뿌리의 호흡 및 삼투압 불량으로 인한 작물생육 저해 현상이 나타날 우려가 있을 것으로 예상된다. 유안비료의 처리량이 증가할수록 토양중에 잔존하는 총질소의 함량이 증가하는 경향을 나타내었으나, AS-4, AS-5, AS-6에서는 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다 (P<0.
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