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문제 정의
- 친환경 농산물을 생산하는데 시설 재배에서 관비로 이용할 수 있는 양분은 제한적이며 충분하지 못하나 돈분뇨 액비는 다량 원소뿐만 아니라 미량원소도 함유한 유기 액비로 활용 가능성이 높다. 따라서 시설 하우스 토마토 재배에서 비교적 균질하게 대량으로 생산되는 돈분뇨 액비의 화학비료 질소 및 칼리의 대체 가능성을 검토하기 위하여 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 3 m2이다. 관비 방법은 토양수분 장력계를 이용하였으며 관수점은 생육 초기에는 -20 kPa, 생육 후기에는 -30 kPa에서 액비가 자동 공급되도록 하였다.
- 생육 조사 중 초장은 시험 종료시점에 10주를 측정하여 평균하였고 잎 무게는 생체중을 측정한 후 건조기에 건조 후 건물량을 측정하였다. 수량은 과일이 익을 때마다 수확하여 누적 계산하였다.
- 시설 하우스 토마토재배에서 돈분뇨 액비와 화학비료의 관비 처리 효과를 알아보기 위하여 무비, 질소 기준으로 돈분뇨 액비 26 mg L-1, 52 mg L-1 및 화학비료 52 mg L-1 4처리를 하여 토마토 수량, 생육, 무기성분 함량, 양분 흡수 량, 양분 이용률 및 토양 화학성에 미치는 영향을 알아보았다. 돈분뇨 액비와 화학비료 관비 처리는 수량과 생육에 차이가 없었으며 돈분뇨 액비 26 mg L-1 처리에서 수량이 감소하는 경향을 보였다.
- 시험처리는 무비와 질소 기준으로 돈분뇨 액비 2처리 (1/2수준: 26 mg L-1, 1수준: 52 mg L-1) 화학비료 1처리 (52 mg L-1)로 4처리를 두었다. 액비의 처리 농도는 토마토 생육에 적합하도록 토양 중질 산태 질소함량이 50～100 mg kg-1을 유지할 수 있도록 토양 검정 결과를 고려하여 질소 관비 농도를 조절하였다.
- 01 N 황산표준용액으로 적정하여 계산하였다. 식물체 무기성분 중 질소 측정은 식물체 시료 0.5 g을 황산염 혼합분말 (K2SO4와 CuSO4 = 9:1)과 농 황산을 넣고 분해한 후 켈달 분해 장치 (B-316, Buchi, Switzerland)로 증류한 후 황산표준용액으로 적정 계산하였으며 인은 ammonium vanadate 법으로 비 색계 (UV/VIS spectrophotometer, Cintra 6 GBC, Australia)를 사용하여 정량 하였고 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 ICP-OES (MX2, GBC, Australia)로 측정하였다. 통계분석은 SAS 통계프로그램 (v.
- )로 4처리를 두었다. 액비의 처리 농도는 토마토 생육에 적합하도록 토양 중질 산태 질소함량이 50～100 mg kg-1을 유지할 수 있도록 토양 검정 결과를 고려하여 질소 관비 농도를 조절하였다. 화학비료 처리구의 칼리 관비는 염화 칼륨으로 공급하였다.
- 수량은 과일이 익을 때마다 수확하여 누적 계산하였다. 억제 재배 수량은 10 g 이상 모든 과일을 12월 9일에 한번에 수확하여 계산하였다. 식물체 분석 시료 채취는 수확 후 각 처리구마다 2주를 취하여 잎, 줄기, 뿌리 및 과실로 분리하여 세척 후 70℃에 24시간 건조한 후 분석에 이용하였다.
- 재식 주수는 40×40 cm 2줄로 처리구당 20주를 재배하였다.
- 0) 완충용액으로 침출하여 ICP-OES (MX2, GBC, Australia)를 사용하여 측정하였다. 질산태 질소는 2M-KCl로 침출한 시료 액에서 암모니아를 제거한 후 켈달 분해 장치 (B-316, Buchi, Switzerland)로 증류한 후 0.01 N 황산표준용액으로 적정하여 계산하였다. 식물체 무기성분 중 질소 측정은 식물체 시료 0.
대상 데이터
- 화학비료 처리구의 칼리 관비는 염화 칼륨으로 공급하였다. 시험구 배치는 난괴법 3반복이며 처리당 면적은 4.3 m2이다. 관비 방법은 토양수분 장력계를 이용하였으며 관수점은 생육 초기에는 -20 kPa, 생육 후기에는 -30 kPa에서 액비가 자동 공급되도록 하였다.
- 5 g kg-1, 유효 인산 함량은 542 mg kg-1이며 유기물 함량은 낮은 조건이다 (Table 1). 시험에 이용된 액비는 퇴비단 여과를 거친 (SCB) 돈분뇨 액비로 화학성은 전질소 함량이 1.02 g L-1이며 칼리는 2.05 g L-1, 인산은 0.28 g L-1이었고 pH는 8.4였다. 시험에 이용된 토마토는 슈퍼 도태랑 품종이다.
- 4였다. 시험에 이용된 토마토는 슈퍼 도태랑 품종이다.
- 토마토 돈분뇨 액비 관비 시험은 국립원예특작과학원 탑동 시험포장의 1-2W형 시설하우스에서 수행하였다. 재식 주수는 40×40 cm 2줄로 처리구당 20주를 재배하였다.
데이터처리
- 5 g을 황산염 혼합분말 (K2SO4와 CuSO4 = 9:1)과 농 황산을 넣고 분해한 후 켈달 분해 장치 (B-316, Buchi, Switzerland)로 증류한 후 황산표준용액으로 적정 계산하였으며 인은 ammonium vanadate 법으로 비 색계 (UV/VIS spectrophotometer, Cintra 6 GBC, Australia)를 사용하여 정량 하였고 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 ICP-OES (MX2, GBC, Australia)로 측정하였다. 통계분석은 SAS 통계프로그램 (v. 4)을 이용하였다.
이론/모형
- 재배기간은 이른 봄부터 여름까지 재배하는 반촉성 재배는 2008년 3월 11일～8월 5일이었고 여름부터 초겨울까지 재배하는 억제 재배는 2008년 8월 28～12월 9일이었다. 토마토 하우스의 시설 관리 및 재배는 농촌진흥청 표준재배법에 준하였다.
- 토양 및 식물체 분석은 토양 화학분석법 (RDA, 2000)의 토양 및 식물체 분석법에 준하였다. 토양 pH는 토양과 물의 비율을 1:5로 하여 초자전극법으로 측정하였다. 토양 유기물은 Tyurin 법, 유효 인산은 Lancaster 법, 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘은 1N-CH3COONH4 (pH 7.
- 토양 및 식물체 분석은 토양 화학분석법 (RDA, 2000)의 토양 및 식물체 분석법에 준하였다. 토양 pH는 토양과 물의 비율을 1:5로 하여 초자전극법으로 측정하였다.
- 토양 pH는 토양과 물의 비율을 1:5로 하여 초자전극법으로 측정하였다. 토양 유기물은 Tyurin 법, 유효 인산은 Lancaster 법, 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘은 1N-CH3COONH4 (pH 7.0) 완충용액으로 침출하여 ICP-OES (MX2, GBC, Australia)를 사용하여 측정하였다. 질산태 질소는 2M-KCl로 침출한 시료 액에서 암모니아를 제거한 후 켈달 분해 장치 (B-316, Buchi, Switzerland)로 증류한 후 0.
성능/효과
- RDA (2009b)에 의하면 돈분뇨 액비와 화학비료 질소 관비 재배에서 시비 량이 같으면 오이의 수량과 생육량이 같다고 보고하여 본 연구결과와 같은 경향이다. 결과적으로 돈분뇨 액비와 화학비료는 동일한 농도로 관비 재배를 하면 토마토 수량 및 생육은 차이가 없을 것으로 판단되었다.
- 치환성 칼륨함량은 돈분뇨 액비와 화학비료 52 mg L-1 처리구가 높았으며 칼슘과 마그네슘은 처리 간에 차이가 없었다. 결과적으로 토마토 관비 재배에서 토양 검정에 의한 돈분뇨 액비 시용은 화학비료 질소와 칼리를 대체하여 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.
- 4처리를 하여 토마토 수량, 생육, 무기성분 함량, 양분 흡수 량, 양분 이용률 및 토양 화학성에 미치는 영향을 알아보았다. 돈분뇨 액비와 화학비료 관비 처리는 수량과 생육에 차이가 없었으며 돈분뇨 액비 26 mg L-1 처리에서 수량이 감소하는 경향을 보였다. 돈분뇨 액비와 화학비료 처리에 비해 잎과 뿌리의 질소와 칼륨함량은 무비에서 낮았으나 뿌리와 줄기의 인산함량은 무비에서 높았다.
- 돈분뇨 액비와 화학비료 관비 처리는 수량과 생육에 차이가 없었으며 돈분뇨 액비 26 mg L-1 처리에서 수량이 감소하는 경향을 보였다. 돈분뇨 액비와 화학비료 처리에 비해 잎과 뿌리의 질소와 칼륨함량은 무비에서 낮았으나 뿌리와 줄기의 인산함량은 무비에서 높았다. 칼슘함량은 잎에서 처리 간에 차이가 없었으나 뿌리와 줄기는 돈분뇨 액비 52 mg L-1 처리가 높았고 과실내 칼슘함량은 화학비료 52 mg L-1 처리가 낮았다.
- 비료 처리 간에 잎의 질소 및 칼륨함량에 차이가 없는 것은 돈분뇨 액비 26 mg L-1, 52 mg L-1 및 화학비료 52 mg L-1 처리구 모두 토마토가 자라는데 필요한 질소와 칼륨이 공급되는 것으로 판단되었다. 마그네슘함량은 처리 간에 모든 부위에서 차이가 없으나 칼슘함량은 줄기, 뿌리 및 과실에서 화학비료 처리구가 낮았다. 이와 같은 결과는 칼슘 부족으로 발생하는 토마토 배꼽 썩음과 발생이 돈분뇨 액비보다 화학비료 질소 과용에서 더 많이 발생할 것으로 예상되었다.
- 마그네슘함량은 처리 간에 모든 부위에서 차이가 없으나 칼슘함량은 줄기, 뿌리 및 과실에서 화학비료 처리구가 낮았다. 이와 같은 결과는 칼슘 부족으로 발생하는 토마토 배꼽 썩음과 발생이 돈분뇨 액비보다 화학비료 질소 과용에서 더 많이 발생할 것으로 예상되었다. Hwang et al.
- 치환성 칼륨은 무비가 낮고 돈분뇨 액비 및 화학비료 52 mg L-1 처리구가 높았지만 돈분뇨 액비와 화학비료는 처리 간에 차이가 없었다. 이와 같은 결과를 종합해 볼 때 돈분뇨 액비는 토양 중 양분함량을 고려하여 적정량을 시비한다면 토마토 관비재배에 화학비료 질소와 칼리를 대체하여 이용할 수 있는 유기 자원으로 판단되었다.
- (2008)에 의하면 고추 재배에서 돈분뇨 액비를 50%만 시비하여도 125% 처리구와 초장의 차이는 없다고 하여 본 연구결과와 같았다. 잎과 줄기의 생체중과 건물중은 억제 재배에서 처리 간에 차이가 없으나 반촉성 재배에서 돈분뇨 액비 100% 처리가 가장 많은 경향을 보였다. RDA (2009b)에 의하면 돈분뇨 액비와 화학비료 질소 관비 재배에서 시비 량이 같으면 오이의 수량과 생육량이 같다고 보고하여 본 연구결과와 같은 경향이다.
- 돈분뇨 액비 및 화학비료를 관비한 결과 양분 흡수 량과 이용률은 Table 4와 같다. 질소 흡수 량은 무비보다 돈분뇨 액비 26 mg L-1를 시비했을 때 ha당 22 kg, 돈 분뇨 액비 52 mg L-1를 시비했을 때 ha당 24 kg 더 흡수하여 시비 량이 증가하여도 흡수 량 증가는 미미하였으며 화학비료 처리도 같은 경향으로 질소 시비 량이 충분함을 알 수 있었다. 토마토 재배에서 질소를 관비 했을 때 토양 검정 시비 량 80%에서 수량이 많았고 생육이 가장 좋았다는 보고 (Lee et al.
- 토양 화학성 중 pH는 돈분뇨 액비 처리가 화학 비료 처리보다 높았고 질산태 질소함량은 화학비료 처리가 돈분뇨 액비 처리보다 증가하였다. 치환성 칼륨함량은 돈분뇨 액비와 화학비료 52 mg L-1 처리구가 높았으며 칼슘과 마그네슘은 처리 간에 차이가 없었다. 결과적으로 토마토 관비 재배에서 토양 검정에 의한 돈분뇨 액비 시용은 화학비료 질소와 칼리를 대체하여 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.
- 돈분뇨 액비가 화학비료 처리에 비하여 수량이 적었던 것은 돈분뇨 액비 52 mg L-1 처리는 초기 생육이 좋아 도장하는 경향이 있었으며 이로 인하여 착과량이 적었기 때문으로 판단되었다. 토마토 관비 재배에서 토양 검정 시비 량의 80%를 관비를 했을 때 토마토 생육과 수량이 가장 좋다고 하였음 (Lee et al., 2007)을 볼 때, 본 연구의 돈분뇨 액비 100%는 생육 초기에 질소가 과다한 경향이었으며 50% 처리는 질소 시비 량이 약간 부족한 것으로 판단되었다. 초장은 단수를 제한하여 일정하게 재배하기 때문에 처리 간에 차이는 없었다.
- 돈분뇨 액비 및 화학비료 관비에 따른 토마토의 수량과 생육은 Table 2와 같다. 토마토 수량은 반촉성 재배에서 통계적인 유의성은 없으나 돈분뇨 액비 52 mg L-1 처리가 많은 경향을 보였고 억제재배는 화학비료 52 mg L-1 처리가 많았다. 돈분뇨 액비가 화학비료 처리에 비하여 수량이 적었던 것은 돈분뇨 액비 52 mg L-1 처리는 초기 생육이 좋아 도장하는 경향이 있었으며 이로 인하여 착과량이 적었기 때문으로 판단되었다.
- , 2006a)에서도 같은 경향이었다. 토마토를 재배한 후 토양 중 질산태 질소함량은 무비 재배에서는 28.8 mg kg-1로 낮아졌으나 돈분뇨 액비 처리에서는 46.4～46.7 mg kg-1로 증가하였고 화학비료 처리에서는 92.0 mg kg-1로 증가하여 돈분뇨 액비 처리보다 화학비료 처리에서 질산태 질소 잔류량이 많았다. Hong (1998)은 토마토 질소 무비 재배 상한 기준을 토양 무기태 질소 (NO3-N, NH4-N) 함량이 220 mg kg-1이며, Kang and Hong (2004)에 의하면 시설 토마토 재배에서 질산태 질소함량의 하한 기준과 상한 기준은 각각 50, 280 mg kg-1이라 하여 92.
- 3%로 칼륨, 질소, 인산 순으로 낮았다. 토양 화학성 중 pH는 돈분뇨 액비 처리가 화학 비료 처리보다 높았고 질산태 질소함량은 화학비료 처리가 돈분뇨 액비 처리보다 증가하였다. 치환성 칼륨함량은 돈분뇨 액비와 화학비료 52 mg L-1 처리구가 높았으며 칼슘과 마그네슘은 처리 간에 차이가 없었다.
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