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문제 정의
- 농업현장에서 발생하는 영양장애에 대한 종합적인 양분지표가 생육단계별로 설정되어 있지 않아 많은 민원을 해결 하는데 문제가 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 우리나라 시설재배 조건에서 수박의 주요 생 육시기별 무기양분의 적정함량 범위를 설정하는 동시에 농가 현장에서 발생하는 영양장애 발생의 신속한 원인 구명과 적절한 시비관리로 안전농산물을 생산할 수 있는 양분지표의 기초 자료를 얻기 위하여 2004년 부터 2006년까지 3년간 시설재배지의 주요 박과작물 인 수박에 대하여 수량과 식물체 엽중 무기양분함량 의 관계를 분석하고자 한다.
제안 방법
- Table 2. Comparison macronutrient contents of an actual measurement with a calculated measurement in watermelon leaf at 20 days after transplanting in protected cultivation.
- 시설재배 수박에 대한 적정 양분함량 기준을 설정하기 위하여 2004년부터 2006년까지 고창에서 시설수 박의 엽중 무기양분함량과 수량을 조사하였다. 그 결과 3년간 조사한 수박 재배 농가 포장을 대상으로 생 육단계별 적정 양분함량 범위를 설정하였다. 수박 수 량과 생육단계별 엽 중 무기양분함량은 정식후 20일 이 가장 유의성 있는 상관을 보였으며 이때 엽 중 다량원소 적정 함량 범위는 N 5.
- 수박수량은 엽의 양분함량 범위를 설정하는데 사용하였 고, 조사방법은 농촌진흥청 농업기술연구 조사 기준 (RDA, 2003)에 준하여 농가포장에서 직접 채취 • 조사하였다. 그러나 Fe, Mn, Zn, Cu 및 B의 양분범위 설정은 각 양분범위 차이가 크고 최고수량일 때의 각 양분 농도를 구할 수 없어서 평균값에 표준편차 값을 가감하여 함량범위의 상한값과 하한값으로 하였다.
- 시설재배 수박에 대한 적정 양분함량 기준을 설정하기 위하여 2004년부터 2006년까지 고창에서 시설수 박의 엽중 무기양분함량과 수량을 조사하였다. 그 결과 3년간 조사한 수박 재배 농가 포장을 대상으로 생 육단계별 적정 양분함량 범위를 설정하였다.
- 엽분석은 N, P, K, Ca 및 Mg 등의 다량성분과 Fe, Mn, Zn, Cu 및 B 등의 미량성분의 함량을 조사하였다. 엽의 무기성분 분석방법은 농촌진흥청에서 발간한 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2000)에 준하였다.
- 적정양분 범위 설정은 이들 무기양분의 농도변이가 비교적 컸기 때문에 무기성분 함량과 수량과의 상관도가 가장 높은 정식 후 20일 엽시료를 대상으로 하여 무기성분 함량과 수량간에 2차 회귀식을 활용하였다. 최고수량을 보일때의 엽중 양분농도를 최고치로 하여 수박 수량 60~72 ton ha1 범위에서 최저 농도까지를 적정양분함량 범위로 하고 그 이하는 결핍으로 판단하였으며, 최고치 이상일 때는 과다양분함 량 범위로 결정하였다.
- 적정양분 범위 설정은 이들 무기양분의 농도변이가 비교적 컸기 때문에 무기성분 함량과 수량과의 상관도가 가장 높은 정식 후 20일 엽시료를 대상으로 하여 무기성분 함량과 수량간에 2차 회귀식을 활용하였다. 최고수량을 보일때의 엽중 양분농도를 최고치로 하여 수박 수량 60~72 ton ha1 범위에서 최저 농도까지를 적정양분함량 범위로 하고 그 이하는 결핍으로 판단하였으며, 최고치 이상일 때는 과다양분함 량 범위로 결정하였다.
- 현장에서 조사한 N, P, K, Ca 및 Mg 함량을 평균한 자료와 수박의 수량과 엽중 무기성분 함량과의 2차 관계식에 의해 도출한 적정범위를 비교하였다 (Table 2). 수박 엽의 다량원소 함량은 수량을 고려한 엽중 무기성분 함량과 큰 차이가 없었다.
대상 데이터
- 본 연구는 한국토양비료학회지 40권 6호에서 다루어진 시설재배 멜론 엽의 적정양분함량 설정에 이어 수박 엽중 무기성분 함량을 경시적으로 파악하기 위하여 수박주산단지인 고창에 소재하는 우수재배 농가 포장을 대상으로 수행하였다. 농가에서 채취한 시료점수는 총 191점으로 정식 후 10일 21점, 20일 18점, 30일 20점, 40일 22점, 50일 23점, 60일 24점, 70일 20점, 80일 22점 그리고 90일에는 21점으로 전 생육기간을 통해 가급적 동일한 농가포장에서 시료를 채취하여 측정하였다.
- Mg에 있어서는 생육초기에 일정한 함량을 보이다가 정식 후 50 일부터 70일까지 증가하였고 정식 후 70일에서 수확 기까지 다시 감소하였다. 따라서 양분범위 설정을 위한 시료는 정식한 수박이 영양생장기에서 생식생장 기로 전환하기 위한 최대 양분흡수가 필요한 시기로 양분함량 변이가 가장 민감하였던 정식 후 20일로 정하고, 본 시험에서도 정식 후 20일 엽시료를 사용 하였다
- 본 연구는 한국토양비료학회지 40권 6호에서 다루어진 시설재배 멜론 엽의 적정양분함량 설정에 이어 수박 엽중 무기성분 함량을 경시적으로 파악하기 위하여 수박주산단지인 고창에 소재하는 우수재배 농가 포장을 대상으로 수행하였다. 농가에서 채취한 시료점수는 총 191점으로 정식 후 10일 21점, 20일 18점, 30일 20점, 40일 22점, 50일 23점, 60일 24점, 70일 20점, 80일 22점 그리고 90일에는 21점으로 전 생육기간을 통해 가급적 동일한 농가포장에서 시료를 채취하여 측정하였다.
- 창군 수박 주산단지에서 시설하우스 18~24개 농가 포장을 대상으로 정식 후 10일부터 10일 간격으로 9회에 걸쳐 식물체엽 분석 결과는 Fig. 1 및 2와 같다.
데이터처리
- 또한 조사한 무기양분의 평균함량값에 표준편차를 가감하여 산술적으로 양분함량 범위를 설정하고 2차 회귀식으로 구한 양분함량 범위와 비교하였다. 수박수량은 엽의 양분함량 범위를 설정하는데 사용하였 고, 조사방법은 농촌진흥청 농업기술연구 조사 기준 (RDA, 2003)에 준하여 농가포장에서 직접 채취 • 조사하였다.
이론/모형
- 또한 조사한 무기양분의 평균함량값에 표준편차를 가감하여 산술적으로 양분함량 범위를 설정하고 2차 회귀식으로 구한 양분함량 범위와 비교하였다. 수박수량은 엽의 양분함량 범위를 설정하는데 사용하였 고, 조사방법은 농촌진흥청 농업기술연구 조사 기준 (RDA, 2003)에 준하여 농가포장에서 직접 채취 • 조사하였다. 그러나 Fe, Mn, Zn, Cu 및 B의 양분범위 설정은 각 양분범위 차이가 크고 최고수량일 때의 각 양분 농도를 구할 수 없어서 평균값에 표준편차 값을 가감하여 함량범위의 상한값과 하한값으로 하였다.
- Okhi(1987)는 양분함량 적정범위를 설정하기 위해 Jones의 방법과 같이 90% 이상의 최고수량에 대한 최저양분함량부터 최고 양분함량까지의 범위를 양분적정함량으로 기준을 설정한 바 있으며, 이와는 달리 Smith(1962)는 식물의 생장(혹은 수량)과 양분함량과의 관계를 결핍부터 과잉까지 농도의 전 범위를 5단계(A & B, 심한 결핍 ； C, 약한 결핍 ； D, 적정범위 ； E, 과잉 범위) 로 구분하여 양분함량을 설정한 바 있다. 여기서는 Jones와 Okhi의 방법을 이용하여 양분 적정함량을 설정하였다.
- 엽분석은 N, P, K, Ca 및 Mg 등의 다량성분과 Fe, Mn, Zn, Cu 및 B 등의 미량성분의 함량을 조사하였다. 엽의 무기성분 분석방법은 농촌진흥청에서 발간한 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2000)에 준하였다.
성능/효과
- 엽내 N과 K 함량은 정식 후 20일경에 최고치를 보이다가 그 이후에는 감소하는 경향을 보이지만 P 함량은 정식 후 60일까지는 일정한 수준을 보이다가 70일에서 최고치를 보였고 그 후에 감소하는 경향을 보였다. Cae 정식 후 20일부터 50일까지는 감소하였으나 그 이후는 증가하였고, Mg는 정식 후 50일까지는 일정한 수준을 유지하다가 50일부터 70일까지 증가하였고 그 후에 감소하였다. 이러한 결과를 종합해보면 양분별로 식물체에 대한 요구도는 차이가 있어 N과 K는 식물체가 성장함에 따라 어느 정도까지는 증가되지만 그 이후에는 식물체의 생장속도가 더 커서 엽중의 무기성분 함량은 낮아지는 것으로 생각된다.
- 지금까지의 결과는 수박의 무기성분 흡수가 왕성할 때 수량을 고려한 엽중 양분의 적정범위를 나타낸 것이지만, 더 자세히 검토해보면 무기성분별로 흡수양 상이 다르다. N, K는 영양생장기인 초기에 함량이 높았지만, 생육이 경과할수록 감소되는 경향을 보인 반면 Ca과 Mg는 낮았던 초기의 양분함량이 정식 후 50일 까지는 NPK의 흡수양상과 비슷하거나 약간 감소하였지만 생식생장기에는 N, K와 달리 많이 증가하였다. 따라서 주요 생육시기별로 적정양분 범위를 설정해야 할 필요가 있으며 농업현장에서 발생하는 영양장애에 대한 양분지표를 광범위하게 사용해야만 고품질 및 단위당 수량을 높여 농가소득이 향상될 것이다.
- 그 결과 3년간 조사한 수박 재배 농가 포장을 대상으로 생 육단계별 적정 양분함량 범위를 설정하였다. 수박 수 량과 생육단계별 엽 중 무기양분함량은 정식후 20일 이 가장 유의성 있는 상관을 보였으며 이때 엽 중 다량원소 적정 함량 범위는 N 5.0~6.3%, P 0.30~ 0.57%, K 3.5~4.2%, Ca 1.7~3.8%, Mg 0.20~0.42% 이었다. Fe, Mn, Zn, Cu 및 B 등의 미량원소 적정함 량 범위는 Fe 96~128 mg kg-1, Mn 67~201 mg kg-1, Zn 40~60 mg kg1, Cu 6~9 mg kg 1 및 B 41~8 mg kg-1 이었고, 적정 양분함량 범위로 설정한 값의 하한치를 양분 결핍, 상한치를 양분 과잉으로 판단했 다.
- 엽내 N과 K 함량은 정식 후 20일경에 최고치를 보이다가 그 이후에는 감소하는 경향을 보이지만 P 함량은 정식 후 60일까지는 일정한 수준을 보이다가 70일에서 최고치를 보였고 그 후에 감소하는 경향을 보였다. Cae 정식 후 20일부터 50일까지는 감소하였으나 그 이후는 증가하였고, Mg는 정식 후 50일까지는 일정한 수준을 유지하다가 50일부터 70일까지 증가하였고 그 후에 감소하였다.
- Cae 정식 후 20일부터 50일까지는 감소하였으나 그 이후는 증가하였고, Mg는 정식 후 50일까지는 일정한 수준을 유지하다가 50일부터 70일까지 증가하였고 그 후에 감소하였다. 이러한 결과를 종합해보면 양분별로 식물체에 대한 요구도는 차이가 있어 N과 K는 식물체가 성장함에 따라 어느 정도까지는 증가되지만 그 이후에는 식물체의 생장속도가 더 커서 엽중의 무기성분 함량은 낮아지는 것으로 생각된다.「는 생육초기에 필요한 성분으로 N, K와 같은 함량변화를 보일 것으로 생각되었지만 시설재배지 토양에 「가 너무 많이 축적되어 정식 후 20일부터는 감소하다가 정식 후 70일에서 증가하였으나 다시 감소한 것으로 판단된다.
- 한편 결핍과 과잉범위에서 양분함량에 따른 수량증가 및 감소폭을 보면 P>Mg> K>N>Ca 순으로 엽중 P 의 함량 차이에 따라 수량의 증감폭이 컸다. 일반적으로 N 성분이 수량 및 생육에 가장 영향이 크다고 알려져 있지만 본 시험에서 조사한 시설수박에서는 N 함량에 따른 수량 증감폭이 매우 작았다. 이 결과는 수박작물의 고유특성이며 수박은 영양생장보다는 과실을 잘 키워야 된다는 사실을 알고 있기 때문에 영양생장기 이후 생식생장기의 양분관리 및 비배관리가 중요하다
- 한편 결핍과 과잉범위에서 양분함량에 따른 수량증가 및 감소폭을 보면 P>Mg> K>N>Ca 순으로 엽중 P 의 함량 차이에 따라 수량의 증감폭이 컸다. 일반적으로 N 성분이 수량 및 생육에 가장 영향이 크다고 알려져 있지만 본 시험에서 조사한 시설수박에서는 N 함량에 따른 수량 증감폭이 매우 작았다.
후속연구
- N, K는 영양생장기인 초기에 함량이 높았지만, 생육이 경과할수록 감소되는 경향을 보인 반면 Ca과 Mg는 낮았던 초기의 양분함량이 정식 후 50일 까지는 NPK의 흡수양상과 비슷하거나 약간 감소하였지만 생식생장기에는 N, K와 달리 많이 증가하였다. 따라서 주요 생육시기별로 적정양분 범위를 설정해야 할 필요가 있으며 농업현장에서 발생하는 영양장애에 대한 양분지표를 광범위하게 사용해야만 고품질 및 단위당 수량을 높여 농가소득이 향상될 것이다.
- Fe, Mn, Zn, Cu 및 B 등의 미량원소 적정함 량 범위는 Fe 96~128 mg kg-1, Mn 67~201 mg kg-1, Zn 40~60 mg kg1, Cu 6~9 mg kg 1 및 B 41~8 mg kg-1 이었고, 적정 양분함량 범위로 설정한 값의 하한치를 양분 결핍, 상한치를 양분 과잉으로 판단했 다. 본 시험연구결과 제시한 수박의 생육단계별 적정 양분함량 범위 기준은 농업현장에서 빈번히 발생하는 수박의 영양장애를 해결하기 위한 양분지표로 사용할 수 있을 것이라 생각된다.
- 지금까지의 결과는 수박의 무기성분 흡수가 왕성할 때 수량을 고려한 엽중 양분의 적정범위를 나타낸 것이지만, 더 자세히 검토해보면 무기성분별로 흡수양 상이 다르다. N, K는 영양생장기인 초기에 함량이 높았지만, 생육이 경과할수록 감소되는 경향을 보인 반면 Ca과 Mg는 낮았던 초기의 양분함량이 정식 후 50일 까지는 NPK의 흡수양상과 비슷하거나 약간 감소하였지만 생식생장기에는 N, K와 달리 많이 증가하였다.
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