이 실험은 관비재배시 토양 pH와 질소 비종이 토마토 생육과 토양화학성에 미치는 영향에 대해 조사하고자 수행하였다. 시험작물은 동양계 품종인 '슈퍼도태랑'을 이용하여 18 L포트에서 3개월간 재배하였으며 토양 pH를 6.88과 8.77 두수준으로 조절하였다. 주요 관비 비종인 요소, 질산암모늄, 황산암모늄, 질산칼륨를 이용하였으며 관비 농도는 0, 10, 50, 100 mg N/L로 조절하였다. 토양의 pH가 8.77일 때 pH 6.88에 비하여 수량과 엽록소 형광반응이 감소하였으나 질산암모늄과 황산암모늄을 이용하여 관비할 경우 토마토 수량이 증가하는 것으로 나타났다. pH 6.88일 경우 비종보다는 관비 농도가 증가할수록 수량이 증가하였다. 토마토 재배후 비종에 따른 화학성 변화를 살펴보면 토양의 pH는 질산암모늄과 황산암모늄을 시용하였을 경우 감소하였으며 질산 칼륨 시용 시 토양 pH와 칼륨함량이 높아졌다. 토양 내 EC는 황산암모늄 100 mg N/L 시용 시 다른 비종에 비하여 2배 이상 높아졌다. 질산태질소와 암모늄태 질소는 비종별로 크게 차이는 없었지만 pH가 높을 때 토양 내 함량이 적은 것으로 나타났다. 이 실험 결과 요소와 질산암모늄을 관비용 비종으로 이용하면 토마토 재배 전 후 토양화학성의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다.
이 실험은 관비재배시 토양 pH와 질소 비종이 토마토 생육과 토양화학성에 미치는 영향에 대해 조사하고자 수행하였다. 시험작물은 동양계 품종인 '슈퍼도태랑'을 이용하여 18 L포트에서 3개월간 재배하였으며 토양 pH를 6.88과 8.77 두수준으로 조절하였다. 주요 관비 비종인 요소, 질산암모늄, 황산암모늄, 질산칼륨를 이용하였으며 관비 농도는 0, 10, 50, 100 mg N/L로 조절하였다. 토양의 pH가 8.77일 때 pH 6.88에 비하여 수량과 엽록소 형광반응이 감소하였으나 질산암모늄과 황산암모늄을 이용하여 관비할 경우 토마토 수량이 증가하는 것으로 나타났다. pH 6.88일 경우 비종보다는 관비 농도가 증가할수록 수량이 증가하였다. 토마토 재배후 비종에 따른 화학성 변화를 살펴보면 토양의 pH는 질산암모늄과 황산암모늄을 시용하였을 경우 감소하였으며 질산 칼륨 시용 시 토양 pH와 칼륨함량이 높아졌다. 토양 내 EC는 황산암모늄 100 mg N/L 시용 시 다른 비종에 비하여 2배 이상 높아졌다. 질산태질소와 암모늄태 질소는 비종별로 크게 차이는 없었지만 pH가 높을 때 토양 내 함량이 적은 것으로 나타났다. 이 실험 결과 요소와 질산암모늄을 관비용 비종으로 이용하면 토마토 재배 전 후 토양화학성의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다.
This study was conducted to determine effects of soil pH and form of nitrogen fertilizers on tomato growth and chemical properties of greenhouse soil using ferigation system. Tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Superdoterang) were grown for three months in 18 L pots filled with two soil (pH 6....
This study was conducted to determine effects of soil pH and form of nitrogen fertilizers on tomato growth and chemical properties of greenhouse soil using ferigation system. Tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Superdoterang) were grown for three months in 18 L pots filled with two soil (pH 6.8 and pH 8.7). 4 different nitrogen fertilizers (urea, ammonium nitrate, ammonium sulfate, and potassium nitrate) were fertigated with different concentrations of 0, 10, 50, and 100 mg N/L during tomato cultivation. Soil pH 8.7 decreased yield and chlorophyll fluorescence compared with soil pH 6.8. Yield at soil pH 8.7 increased by ammonium nitrate and ammonium sulfate fertigation. Soil pH 6.8 induced increment of yield by nitrogen concentration than form of nitrogen fertilizers. Soil pH after cultivation of tomato decreased by application of ammonium nitrate and ammonium sulfate. Soil EC by 100 mg N/L application of ammonium sulfate was twice as much as other fertilizers. Form of nitrogen fertilizer had less effect on concentration of soil $NH_4^+$-N and $NO_3^-$-N in soil but the concentrations slightly reduced at pH 8.7. These results indicate that application of urea and ammonium nitrate for a nitrogen source of fertigation has little affects on soil chemical properties before and after tomato cultivation.
This study was conducted to determine effects of soil pH and form of nitrogen fertilizers on tomato growth and chemical properties of greenhouse soil using ferigation system. Tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Superdoterang) were grown for three months in 18 L pots filled with two soil (pH 6.8 and pH 8.7). 4 different nitrogen fertilizers (urea, ammonium nitrate, ammonium sulfate, and potassium nitrate) were fertigated with different concentrations of 0, 10, 50, and 100 mg N/L during tomato cultivation. Soil pH 8.7 decreased yield and chlorophyll fluorescence compared with soil pH 6.8. Yield at soil pH 8.7 increased by ammonium nitrate and ammonium sulfate fertigation. Soil pH 6.8 induced increment of yield by nitrogen concentration than form of nitrogen fertilizers. Soil pH after cultivation of tomato decreased by application of ammonium nitrate and ammonium sulfate. Soil EC by 100 mg N/L application of ammonium sulfate was twice as much as other fertilizers. Form of nitrogen fertilizer had less effect on concentration of soil $NH_4^+$-N and $NO_3^-$-N in soil but the concentrations slightly reduced at pH 8.7. These results indicate that application of urea and ammonium nitrate for a nitrogen source of fertigation has little affects on soil chemical properties before and after tomato cultivation.
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문제 정의
토마토 수경재배에서 100% 질소 원소 공급원으로 암모늄태 질소를 이용할 경우 뿌리 내 집적으로 인해 생육을 심하게 저하시킬 수 있어(Papadopoulos, 1987) 수경재배의 경우 비종의 선택이 중요하나 질산화 미생물이 존재하는 토양 재배의 경우 암모늄태 질소를 가진 비종을 시용하더라도 토마토 생육을 감소시키지 않는 것으로 나타났다. 그러나 비종에 따른 수량 반응이 수경재배와 다르게 나타나는 것으로 보아 다른 영향을 가지는 것으로 추측되므로 작물의 스트레스 반응(Table 4)과 토양 화학성(Fig. 1-4)을 바탕으로 관비 비종이 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다.
이 실험은 관비재배시 토양 pH와 질소 비종이 토마토 생육과 토양화학성에 미치는 영향에 대해 조사하고자 수행하였다. 시험작물은 동양계 품종인 ‘슈퍼도태랑’을 이용하여 18 L 포트에서 3개월간 재배하였으며 토양 pH를 6.
이 실험은 변화된 한국의 시설원예지의 토양 환경조건을 반영하여 높은 토양 pH 조건에서 관비재배를 하였을 때 질소 비종에 따른 토마토의 수량 및 스트레스 반응을 살펴보고 토양 내 화학성 변화를 고려하여 적절한 비종을 선발하기 위하여 수행하였다.
제안 방법
Fm은 1초 동안 광계 반응 중심이 닫힐 정도의 포화광(6000 μmol/m2/s)을조사하여 측정하였다.
Fo(Minimal fluorescence yield)과 Fm(Maximal fluorescence yield)의 차인 Fv(Maximal variable fluorescence yield)를 측정하기 위하여 Leaf-Clip holder를 이용하여 정단에서 4번째 잎을 30분 동안 암상태에 두어 광계 반응중심을 열린 상태로 만들어 준 다음 0.1 μmol/m2/s 이하의 낮은 광을 조사하여 Fo을 측정하였다.
각 포트에는 점적관수 시설이 설치하여 농촌진흥청의 토마토 물관리 기준(NIAST, 2007)에 따라 작물 생육 단계별 물요구량과 기상요건 맞추어 가감하여 관수하였으며 모든 처리구의 관수량은 같다. 관비용 질소 비종으로는 질산칼륨, 황산암모늄, 질산태질소, 요소를 이용하였으며 각 처리별 4반복으로 수행하였다. 처리 농도는 토마토 생육에 적합하도록 토양검정 질소시비량은 203 kg N/ha 을 고려하여 비종별 처리수준을 10, 50, 100 mg N/L 로 하였으며 토마토 재배기간 동안의 농도별 질소 투입량은 Table 2와 같다.
과실 수확은 7월 3일부터 8월 4일까지 수행하였다. 또한 생육 중기인 2010년 6월 24일에 토양 pH와 질소 비종에 따른 토마토의 스트레스 반응을 살펴보기 위하여 엽록소 형광 측정기(PAM-2000, Germany, Walz)를 이용하여 광합성 효율(Potential efficiency of photochemistry, Fv/Fm)을 측정하였다. Fo(Minimal fluorescence yield)과 Fm(Maximal fluorescence yield)의 차인 Fv(Maximal variable fluorescence yield)를 측정하기 위하여 Leaf-Clip holder를 이용하여 정단에서 4번째 잎을 30분 동안 암상태에 두어 광계 반응중심을 열린 상태로 만들어 준 다음 0.
작물 재배 시험이 끝난 이후 각 포트에서 토양을 채취하여 3일간 음건한 후 토양 화학성을 조사하였다. 토양분석은 농촌진흥청 분석방법에 따라 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 그 현탁액을 초자전극법(720, ORION, USA)으로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 추출후 분광광도계(CINTRA6, GBC, Australia)로 분석하였다(NIAST, 2000).
77 두 수준으로 조절하였다. 주요 관비 비종인 요소, 질산암모늄, 황산암모늄, 질산칼륨를 이용하였으며 관비 농도는 0, 10, 50, 100 mg N/L로 조절하였다. 토양의 pH가 8.
관비용 질소 비종으로는 질산칼륨, 황산암모늄, 질산태질소, 요소를 이용하였으며 각 처리별 4반복으로 수행하였다. 처리 농도는 토마토 생육에 적합하도록 토양검정 질소시비량은 203 kg N/ha 을 고려하여 비종별 처리수준을 10, 50, 100 mg N/L 로 하였으며 토마토 재배기간 동안의 농도별 질소 투입량은 Table 2와 같다. 대조구로 물만 관수한 처리구를 0 mg N/L 으로 표현하였다.
토양내 질산태 질소와 암모니아태 질소는 2 M KCl로 추출 후 질소분석기(K-314, Buchi, Swizerland)로 분석하였다. 치환성 양이온 분석을 위하여 토양을 1 N-NH4OAc(pH 7)로 추출한 후 유도결합플라즈마분광분석기(ICP-AES, GBC Intergra XM2, Australia)로 정량하였다.
이 실험은 국립원예특작과학원 시설원예시험장의 비닐하우스에서 수행되었으며 시험토양으로는 사질식양토를 이용하였다. 토양 pH에 따른 토마토 생육과 관비비종을 선발하기 위하여 토양 pH는 2 수준으로 하였다. 포장수준의 토양 pH 수준을 높이기 위해 18 L 포트에 토양을 담은 후 각 포트에 50 g의 소석회 를 처리하였으며, 각 시험토양의 화학성은 Table 1과 같다.
토양분석은 농촌진흥청 분석방법에 따라 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 그 현탁액을 초자전극법(720, ORION, USA)으로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 추출후 분광광도계(CINTRA6, GBC, Australia)로 분석하였다(NIAST, 2000). 토양내 질산태 질소와 암모니아태 질소는 2 M KCl로 추출 후 질소분석기(K-314, Buchi, Swizerland)로 분석하였다. 치환성 양이온 분석을 위하여 토양을 1 N-NH4OAc(pH 7)로 추출한 후 유도결합플라즈마분광분석기(ICP-AES, GBC Intergra XM2, Australia)로 정량하였다.
대상 데이터
공시작물은 토마토 ‘슈퍼도태랑’ (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Superdoterang)을 이용하였다.
시험작물은 동양계 품종인 ‘슈퍼도태랑’을 이용하여 18 L 포트에서 3개월간 재배하였으며 토양 pH를 6.88과 8.77 두 수준으로 조절하였다.
이 실험은 국립원예특작과학원 시설원예시험장의 비닐하우스에서 수행되었으며 시험토양으로는 사질식양토를 이용하였다. 토양 pH에 따른 토마토 생육과 관비비종을 선발하기 위하여 토양 pH는 2 수준으로 하였다.
데이터처리
실험처리에 의한 토마토 수량변화와 형광반응에 대해 처리간 차이를 비교하기 위하여 SAS 9.0(Cary, NC, USA) 프로그램을 이용하여 Duncan 다중비교분석를 실시하였으며 토양 화학성에 대한 실험결과는 SigmaPlot 9.0(SYSTAT, IL, USA) 프로그램을 이용하여 표준오차를 계산하여 처리간의 차이를 비교하였다.
이론/모형
포장수준의 토양 pH 수준을 높이기 위해 18 L 포트에 토양을 담은 후 각 포트에 50 g의 소석회 를 처리하였으며, 각 시험토양의 화학성은 Table 1과 같다. 각 포트에는 점적관수 시설이 설치하여 농촌진흥청의 토마토 물관리 기준(NIAST, 2007)에 따라 작물 생육 단계별 물요구량과 기상요건 맞추어 가감하여 관수하였으며 모든 처리구의 관수량은 같다. 관비용 질소 비종으로는 질산칼륨, 황산암모늄, 질산태질소, 요소를 이용하였으며 각 처리별 4반복으로 수행하였다.
작물 재배 시험이 끝난 이후 각 포트에서 토양을 채취하여 3일간 음건한 후 토양 화학성을 조사하였다. 토양분석은 농촌진흥청 분석방법에 따라 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 그 현탁액을 초자전극법(720, ORION, USA)으로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 추출후 분광광도계(CINTRA6, GBC, Australia)로 분석하였다(NIAST, 2000). 토양내 질산태 질소와 암모니아태 질소는 2 M KCl로 추출 후 질소분석기(K-314, Buchi, Swizerland)로 분석하였다.
성능/효과
비종에 따른 수량은 토양 pH 8.7일 경우 질산암모늄과 황산암모늄을 시용하였을 때 수량이 증가하였으나 토양 pH 6.8일 경우 비종보다는 관비 농도가 높을수록 수량이 증가하였다(Table 3). 일반적으로 관비재배 비종으로 많이 이용되는 질소질 비료로는 요소, 질산암모늄, 황산암모늄, 질산칼륨 등이 있으며 일반적으로 질산암모늄(Motis et al.
, 1989). 시설재배의 경우 강우가 차단되고 적은 양을 물을 이용하여 재배하기 때문에 염류스트레스를 미연에 방지하는 것이 필요하므로 이 실험결과 황산암모늄이 앞선 결과에 따라 토양 pH를 낮추더라도 시설재배지 관비재배용 질소비종으로는 황산암모늄은 적합하지 않은 것으로 판단된다.
질산태질소와 암모늄태 질소는 비종별로 크게 차이는 없었지만 pH가 높을 때 토양 내 함량이 적은 것으로 나타났다. 이 실험 결과 요소와 질산암모늄을 관비용 비종으로 이용하면 토마토 재배 전 후 토양화학성의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다.
일반적인 토마토의 질소관비 농도는 토양 내 질소 함량과 작물의 상태에 따라 다르지만 50 ~ 150 mg N/L 이다(Cushman and Snyder, 2002). 이 실험 결과 질산칼륨과 질산암모늄의 경우 50 mg N/L 과 100 mg N/L 처리에서 수량의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다(Table 3). 하지만 황산암모늄과 요소는 농도수준에 따라 수량 증가 폭이 큰 것으로 나타났다.
토양 내 EC는 황산암모늄 100 mg N/L 시용 시 다른 비종에 비하여 2배 이상 높아졌다. 질산태질소와 암모늄태 질소는 비종별로 크게 차이는 없었지만 pH가 높을 때 토양 내 함량이 적은 것으로 나타났다. 이 실험 결과 요소와 질산암모늄을 관비용 비종으로 이용하면 토마토 재배 전 후 토양화학성의 변화가 크지 않은 것으로 나타났다.
질소비료를 관비 농도가 높을수록 토양 pH에 의한 스트레스가 감소하여 Fv/Fm이 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과는 적정 질소 관비는 염류스트레스를 경감시킬 수 있으며(Ben-Olie et al.
88일 경우 비종보다는 관비 농도가 증가할수록 수량이 증가하였다. 토마토 재배 후 비종에 따른 화학성 변화를 살펴보면 토양의 pH는 질산암모늄과 황산암모늄을 시용하였을 경우 감소하였으며 질산칼륨 시용 시 토양 pH와 칼륨함량이 높아졌다. 토양 내 EC는 황산암모늄 100 mg N/L 시용 시 다른 비종에 비하여 2배 이상 높아졌다.
토양 pH와 질소비종에 따른 토마토 수량은 Table 3과 같다. 토양 pH가 토마토의 수량에 미치는 영향을 살펴보면 질소관비를 하지 않고 물을 관비한 0 mg N/L 처리에서 토양 pH가 8.7인 경우 토양 pH 6.8에 비하여 토마토의 수량이 27% 감소하는 것으로 나타났다. pH는 작물의 양분 흡수뿐아니라 다양한 원소들의 이용성에 영향을 미치기 때문에 pH의 영향은 매우 광범위하다(Islam et al.
토양내 칼륨 농도는 질산칼륨을 이용하여 관비하였을 때 1.7 cmol+/kg으로 다른 비종에 비해 4배 정도 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 5). 토마토의 경우 칼륨의 요구량은 높지만 질소 요구량에 맞추어 시비할 경우 칼륨이 과다하게 토양에 집적되는 것을 볼 수 있었다.
주요 관비 비종인 요소, 질산암모늄, 황산암모늄, 질산칼륨를 이용하였으며 관비 농도는 0, 10, 50, 100 mg N/L로 조절하였다. 토양의 pH가 8.77일때 pH 6.88에 비하여 수량과 엽록소 형광반응이 감소하였으나 질산암모늄과 황산암모늄을 이용하여 관비할 경우 토마토 수량이 증가하는 것으로 나타났다. pH 6.
후속연구
질산암모늄의 경우 높은 pH 토양에 직접적으로 시용할 경우 휘발되기 쉽지만(Watson, 1987) 이 실험 결과 관비재배의 경우 질소 부족으로 인한 수량 감소가 관찰되지 않았다. 그러므로 변화된 시설환경토양을 고려하고 토마토의 생리적 특성을 반영한다면 재배지의 토양의 pH가 높을 경우 요소와 질산암모늄을 이용하는 것이 앞으로 장기적인 재배에 있어서 토양재배 시 더욱 안정적인 토양화학성을 유지시킬 수 있을 것으로 예상된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
관비재배는 어떠한 방법을 말하는가?
관비재배는 물과 비료를 동시에 작물에 공급하는 방법으로 노동력 뿐 만 아니라 비용적인 측면에서도 효과적인 방법이며(Mohammad, 2004; Hanson et al., 2006), 안정적인 관비재배를 위해서는 토양 환경과 작물생육 반응에 대한 이해를 바탕으로 관비재배 방법에 대한 기준이 필요하다.
질소는 무엇을 좌우하는 주요 양분성분인가?
질소는 작물의 생산성을 좌우하는 주요 양분성분으로 토마토, 양배추, 고추 등 다양한 작물에서 질소를 토양에 직접 시용할 때보다 관비할 경우 생산성을 증가시키고 질소 비료에 대한 이용효율이 높아지는 것으로 보고되고 있다(Cushman and Snyder, 2002; Lee et al., 2007; Singandhupe et al.
관비용 비종으로 사용되는 것에는 주로 무엇이 있는가?
, 2003). 질소는 주로 아미드태(NH2-), 암모늄태(NH4-), 질산태(NO3-)로 공급이 되며, 주요관비 비종으로는 질산암모늄, 질산칼륨, 질산칼슘, 황산암모늄, 요소 등이 이용되고 있다. 관비용 비종을 선택하기 위해서는 비종의 장단점을 고려해야 한다(Watson, 1987).
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