가축분뇨 발효액비화에 의한 자연순환 농업체계의 복원에 대한 연구의 일환으로 본 연구는 경기도 여주군 능서면 오계2리에 위치한 논포장에서 가축분뇨 저장액비와 SCB액비를 사양질 논토양과 식양질 논토양에 시용하였을 때 토양 중 변화를 조사하였다. 선정된 사양질 논토양과 식양질 논토양의 시험 전 화학적 특성은 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 우리나라 논토양의 평균함량과 비슷하였으나, 사양질 논토양의 유효인산 함량은 우리나라 논토양의 평균함량에 비해 매우 높았다. 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학비료구에 비해 저장액비와 SCB액비 처리구에서 수서생물 개체수가 높았으며, 식양질 논토양에 비해 사양질 논토양에서 처리간 통계적인 유의차(P<0.05)가 컸다. 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학비료구에 비해 저장액비와 SCB액비 처리구에서 중금속의 함량이 높았고, 사양질 논토양보다 식양질 논토양에서 중금속 함량이 약간 높았다. 가축분뇨 액비 시용 후 생육후기로 갈수록 초장과 건물중은 증가하는 경향이었으나, 처리간 통계적인 유의차(P<0.05)는 없었다. 또한, SCB액비 시용에 따른 쌀 수확량은 사양질 논토양에서는 대조구인 무비구에 비해 SCB액비 처리구에서 높았으며 통계적인 유의차도 매우 컸으나, 식양질 논토양에서는 화학비료 처리구에서 가장 높았으며, 통계적인 유의차가 크지 않았다. 또한, 벼의 양분 흡수량은 화학비료 처리구가 가장 높았으며 가축분뇨 액비 처리구에서는 비슷한 수준이었으나, 처리간에는 통계적인 유의차(P<0.05)가 없었다.
가축분뇨 발효액비화에 의한 자연순환 농업체계의 복원에 대한 연구의 일환으로 본 연구는 경기도 여주군 능서면 오계2리에 위치한 논포장에서 가축분뇨 저장액비와 SCB액비를 사양질 논토양과 식양질 논토양에 시용하였을 때 토양 중 변화를 조사하였다. 선정된 사양질 논토양과 식양질 논토양의 시험 전 화학적 특성은 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 우리나라 논토양의 평균함량과 비슷하였으나, 사양질 논토양의 유효인산 함량은 우리나라 논토양의 평균함량에 비해 매우 높았다. 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학비료구에 비해 저장액비와 SCB액비 처리구에서 수서생물 개체수가 높았으며, 식양질 논토양에 비해 사양질 논토양에서 처리간 통계적인 유의차(P<0.05)가 컸다. 사양질 논토양과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학비료구에 비해 저장액비와 SCB액비 처리구에서 중금속의 함량이 높았고, 사양질 논토양보다 식양질 논토양에서 중금속 함량이 약간 높았다. 가축분뇨 액비 시용 후 생육후기로 갈수록 초장과 건물중은 증가하는 경향이었으나, 처리간 통계적인 유의차(P<0.05)는 없었다. 또한, SCB액비 시용에 따른 쌀 수확량은 사양질 논토양에서는 대조구인 무비구에 비해 SCB액비 처리구에서 높았으며 통계적인 유의차도 매우 컸으나, 식양질 논토양에서는 화학비료 처리구에서 가장 높았으며, 통계적인 유의차가 크지 않았다. 또한, 벼의 양분 흡수량은 화학비료 처리구가 가장 높았으며 가축분뇨 액비 처리구에서는 비슷한 수준이었으나, 처리간에는 통계적인 유의차(P<0.05)가 없었다.
A wide diversity of liquid fertilizers and composts produced from the livestock manure in Korea is commonly applied to agricultural lands as an alternative of chemical fertilizers. However, their effects on the crop production and environmental impacts are still vague. The current study was investig...
A wide diversity of liquid fertilizers and composts produced from the livestock manure in Korea is commonly applied to agricultural lands as an alternative of chemical fertilizers. However, their effects on the crop production and environmental impacts are still vague. The current study was investigated the property changes of paddy soils in sandy loam and silty loam treated with 1) control (no treatment), 2) chemicals, 3) storage liquid fertilizer and 4) SCB liquid fertilizer located in Gyeong-gi province, Korea. The chemical properties of soils in sandy loam and silty loam before the treatment were similar with the ones in the average paddy fields in Korea. Contrary to this, the amount of available phosphorus in sandy loam was higher than the one in the average paddy fields. The number of living organisms in sandy loam and silty loam treated with storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer were higher than the ones in sandy loam and silty loam with no-treatment and chemicals. Significant difference (P<0.05) among the treatments and no-treatment was observed in sandy loam rather than in silty loam. The amounts of heavy metals were the highest in both sandy loam and silty loam treated with storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer. The comparison of heavy metals showed that the ones in silty loam were little bit higher than sandy loam. The leaf lengths and dry weights of rices were increased over time, however, no significant difference was observed among each treament. In addition, the rice yield in sandy loam treated with SCB liquid fertilizer was higher than the ones in sandy loam. The highest rice yield was obtained from sandy loam treated with chemicals, but there was no significant difference between storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer. While the rate of nutrient absorption by rices was the highest in sandy loam and silty loam treated with chemicals, there was no significant difference in sandy loam and silty loam treated with livestock liquid manure.
A wide diversity of liquid fertilizers and composts produced from the livestock manure in Korea is commonly applied to agricultural lands as an alternative of chemical fertilizers. However, their effects on the crop production and environmental impacts are still vague. The current study was investigated the property changes of paddy soils in sandy loam and silty loam treated with 1) control (no treatment), 2) chemicals, 3) storage liquid fertilizer and 4) SCB liquid fertilizer located in Gyeong-gi province, Korea. The chemical properties of soils in sandy loam and silty loam before the treatment were similar with the ones in the average paddy fields in Korea. Contrary to this, the amount of available phosphorus in sandy loam was higher than the one in the average paddy fields. The number of living organisms in sandy loam and silty loam treated with storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer were higher than the ones in sandy loam and silty loam with no-treatment and chemicals. Significant difference (P<0.05) among the treatments and no-treatment was observed in sandy loam rather than in silty loam. The amounts of heavy metals were the highest in both sandy loam and silty loam treated with storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer. The comparison of heavy metals showed that the ones in silty loam were little bit higher than sandy loam. The leaf lengths and dry weights of rices were increased over time, however, no significant difference was observed among each treament. In addition, the rice yield in sandy loam treated with SCB liquid fertilizer was higher than the ones in sandy loam. The highest rice yield was obtained from sandy loam treated with chemicals, but there was no significant difference between storage liquid fertilizer and SCB liquid fertilizer. While the rate of nutrient absorption by rices was the highest in sandy loam and silty loam treated with chemicals, there was no significant difference in sandy loam and silty loam treated with livestock liquid manure.
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문제 정의
따라서, 본 연구는 작물과 토양의 양분 공급원으로써 가축분뇨 액비의 효과를 분석하고, 논에 시용시 토양환경에 미치는 영향을 평가하고자 경기도 여주군 능서면 오계2리에 위치한 사양질 과식 양질인 토성을 가진 논포장에 SCB 액비와 저장액비를 시용하고 벼를 재배하였을 때 토양 중 일반 화학성 및 중금속 함량을 조사하였다
제안 방법
SCB액비구와 저장액비구의 시비량은 토양검정에 의한 질소시비량을 액비 중의 질소로 환산하여 질소 시비량의 전량을 100% 기비로 시용하였다.
그 후 채집 수서 무척추동물을 선별하여 70%의 ethanol] 고정하고 수시로 해부 현미경으로 관찰하여 분류하였으며10), 각 종의 개체 수를 조사하였다.
논에 처리한 시험구에서 수서 무척추동물의 발생과 개체수를 조사하기 위해서 이앙 후 60일째 논물 수심 5~10 cm 정도에서 망목 150 # 망에 한 지점에서 비이커로 3회 채취하여 6 L 를 1 회 반복으로 3회에 걸쳐 채집한 후 아이스박스에 시료를 담아 실험실로 옮긴 다음 4℃ 에 보관하였다. 그 후 채집 수서 무척추동물을 선별하여 70%의 ethanol] 고정하고 수시로 해부 현미경으로 관찰하여 분류하였으며10), 각 종의 개체 수를 조사하였다.
돈분뇨 액비를 시용하고 재배한 벼 식물체로의 양분 이동을 알아보고자 수확 후 알곡과 볏짚의 양분함량을 구하였다 [Table 6]. 벼의 부위별 양분 함량을 보면 질소와 인은 알곡에서의 함량이 볏짚보다 높았으나, 칼리의 함량은 볏짚에서 약간 높았다.
수확기에 채취하여 조사하였다. 벼의 수량과 수량 구성요소는 농촌진흥청 농업과학기술 연구 조사분석 기준에 준하여 조사하였으며, 식물체 시료는 수확기에 지상부를 채취하여 줄기, 잎, 알곡으로 나누어 분석하여 각 부위별 양분 흡수량 및 양분 이용율을 계산하였다. 이때 처리별 양분 이용율은 다음과 같이 계산하였다.
토양시료는 이앙 후부터 수확기까지 토양의 화학적 변화를 조사하기 위하여 표투 (0~15 cm)를 벼의 생육단계별로 분얼기, 유수형성기, 출수기, 수확기에 채취하여 조사하였다. 벼의 수량과 수량 구성요소는 농촌진흥청 농업과학기술 연구 조사분석 기준에 준하여 조사하였으며, 식물체 시료는 수확기에 지상부를 채취하여 줄기, 잎, 알곡으로 나누어 분석하여 각 부위별 양분 흡수량 및 양분 이용율을 계산하였다.
화학비료구의 시비량은 벼 재배시 표준 시비량의 하나인 N:P2O5:K2O=9:3:3 kg/10a을 요소, 용과린 및 염화칼리로 시용하였으며 질소분시 비율은 기비 50, 분얼비 20, 수비 30%로 하였고, 인산은 전량기비, 칼리는 기비 70, 수비 30%로 시비하였다. SCB액비구와 저장액비구의 시비량은 토양검정에 의한 질소시비량을 액비 중의 질소로 환산하여 질소 시비량의 전량을 100% 기비로 시용하였다.
대상 데이터
경기도 여주군 능서면 오계2리에 위치한 사양질과 식양질인 토성을 가진 논포장에 각각 무비구와 화학비료구를 대조구로 하여 SCB 액비와 저장액비를 이앙 15일 전인 2009년 5월 7일에 처리하였으며, 단구제로 하였다. 시험구당 면적은 무처리, 화학비료구, SCB액비구 및 저장액 비구가 각각 228, 760, 1, 292, 760 m2 이었다.
시험구당 면적은 무처리, 화학비료구, SCB액비구 및 저장액 비구가 각각 228, 760, 1, 292, 760 m2 이었다. 벼의 품종은 새추청벼로 사용하였으며, 2009년 5월 22일에 기계 이앙하였다.
단구제로 하였다. 시험구당 면적은 무처리, 화학비료구, SCB액비구 및 저장액 비구가 각각 228, 760, 1, 292, 760 m2 이었다. 벼의 품종은 새추청벼로 사용하였으며, 2009년 5월 22일에 기계 이앙하였다.
시험재료인 SCB액비와 저장액비는 경기도 이천시 백사면 모전리 모전양돈조합에서 제공한 것으로, SCB 액비는 시험 직전에 제조된 것으로 사용하였고, 저장액비는 5개월 정도 숙성된 것을 사용하였다.
이론/모형
액비 및 식물체의 전질소는 Micro-Kjeldahl 법으로 정량하였고, 인산, 칼리, 석회, 고토 및 중금속 성분은 시료 0.5~1.0 g을 H2SO4-SCIO4 법으로 습식 분해하여 인산은 Vanadate 법으로 비색 정량하였고, 칼리, 석회, 고토 및 중금속은 ICP-OES (GBC Integra XMP, Australia) 를 이용하여 분석하였으몌, 액비 및 토양의 PH와 EC 는 각각 초자전극법 (Model 720A, Orion) 과 EC meter (Model 145A, Orion) 를 사용하여 측정하였다.
토양시료는 시험 전.후에 채취한 토양을 풍건하여 2 mm 처를 통과시킨 후 조제하여 pH와 EC를 측정하였고 유기물은 Turin 법, 유효인산은 Lancaster 법, 전질소는 Kjeldahl 법으로 측정하였으며, 치환성 양이온은 1N NH4OAC 용액 (pH 7)으로 총 중금속 함량은 Microwave (CEM MARS 500, USA)로 분해하여 ICP-OES (GBC Integra XMP, Australia) 를 이용하여 분석하였다13).
성능/효과
같았다. SCB 액비는 질소가 0.25%인데 반해 저장액비는 0.36%로 높았다 질소 이외에 인산 및 칼리를 다량 함유하고 있었으며, 중금속함량은 낮은 수준이었다.
가축분뇨 액비 시용에 따른 벼 수확량은 식양질 논토양에 비해 사양질 논토양에서 화학 비료구와 가축분뇨 처리구가 무비구에 비해 높았으며, 통계적인 유의차 (P<0.05) 가 있었으나 화학 비료구와 가축분뇨 처리구 간에는 통계적인 유의차가 없었다.
결론적으로 작물재배시 가축분뇨 액비의 사용은 액비의 종류와 상관없이 화학비료구에 비하여 수량은 약간 낮으나 토양 및 작물에 대한 특이한 영향은 없는 것으로 생각된다. 따라서 가축분뇨 액비는 화학비료를 대체하여 사용할 수 있을 것으로 생각되나 가축분뇨 액비 시용으로 인해 토양 중 중금속의 함량이 화학비료에 비해 약간 높아지는 것으로 나타나 장기간 연속하여 사용하였을 때의 중금속 집적 등에 의한 환경에의 영향에 대해서는 계속적인 검토가 필요할 것으로 생각된다.
구하였다 [Table 6]. 벼의 부위별 양분 함량을 보면 질소와 인은 알곡에서의 함량이 볏짚보다 높았으나, 칼리의 함량은 볏짚에서 약간 높았다. 이는 알곡과 볏짚의 식물체 구조상의 차이에서 기인된 것으로 생각된다.
시험전 토양에 비하여 유효 인산과 유기물 함량은 사양질 논 토양에서는 수확 후에 감소하였으나, 식양질 논 토양에서는 오히려 수확 후에 증가하였다. 본 연구결과는 이 등과 양 등이 돈분액비를 토양에 시용하면 EC, 유기물, 유효인산 및 치환성 양이온 함량이 증가한다고 보고한 결과와 비슷하였으며, 가축분뇨 액비를 토양에 시용하면 토양 중 T-C와 CEC 가 증가한다는 다른 연구자들의 결과와도 비슷하였다.
본 연구에서는 가축분뇨 액비를 전량 기비로 사용하였는데, 특히 사양질 논토양에서 SCB 액비의 시용이 화학비료나 저장액비에 비해 작물의 생육이 늦은 것으로 보아 기존의 액체비료와 같은 속효성을 기대하기는 어렵지만 전량 기비로 사용해도 양분 이용에 무리가 없을 것으로 생각된다. 이 등23)은 SCB 액비를 이용한 벼 재배기술 개발에서 그 전까지 액비 시용 후 추비를 화학비료로 주던 관행에서 SCB 액비의 경우에는 추비로도 사용가능하다고 하였다 [Fig.
사양질과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학 비료구에 비해 SCB 액비구와 저장액비구에서 중금속의 함량이 높았고, 사양질 논토양보다 식양질 논 토양에서 중금속 함량이 약간 높았다.
5] 와 같았다. 사양질과 식양질 논토양 모두 무비구와 화학비료구에 비해 SCB 액비구와 저장액 비구에서 수서생물 개체수가 높았으며, 통계적인 유의차(P<0.05)가 있었다 특히 가축분뇨 처리구에서 사양질 논토양에 비해 식양질 논 토양에서 수서생물 개체수간 통계적인 유의차 (P<0.05)가 훨씬 더 컸다.
사양질과 식양질 논토양 모두 우리나라 논토양의 평균함량과 비슷하였으나, 사양질 논토양의 유효 인산 함량은 우리나라 논토양의 평균함량14)에 비해 매우 높았다.
후속연구
없는 것으로 생각된다. 따라서 가축분뇨 액비는 화학비료를 대체하여 사용할 수 있을 것으로 생각되나 가축분뇨 액비 시용으로 인해 토양 중 중금속의 함량이 화학비료에 비해 약간 높아지는 것으로 나타나 장기간 연속하여 사용하였을 때의 중금속 집적 등에 의한 환경에의 영향에 대해서는 계속적인 검토가 필요할 것으로 생각된다.
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