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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 한발 및 물 부족에 대응하기 위한 대체수자원으로서 폐양액과 하수처리수의 재이용이 배추의 생육 및 토양에 미치는 영향을 평가하였다.
제안 방법
- 모든 처리구는 난괴법 3반복으로 하였으며, 붕소결핍에 의한 생리장해를 방지하기 위하여 밑거름으로 붕사를 20 kg ha-1 시용하였다. 30일 동안 육묘한 배추를 정식하여 본밭에서 70일간 재배하였으며, 모든 재배시험은 자연 온도조건의 비가림하우스에서 실시하여 재배기간 동안 외부로부터 물의 유입을 차단하였다.
- 또한, 다량의 양분을 함유하고 있는 폐양액 이용에 따른 비료절감효과를 평가하기 위하여 배추재배 시 질소비료를 권장시비량의 25, 50 및 75% 수준으로 감비한 처리구를 추가로 구성하였다. 대조구는 질소비료를 권장시비하고 지하수를 관개하였다.
- 배추재배를 위하여 권장시비량을 시용하고, 폐양액 및 하수처리수를 관수한 후 배추의 생육 및 토양특성 변화를 평가하였다. 또한, 다량의 양분을 함유하고 있는 폐양액 이용에 따른 비료절감효과를 평가하기 위하여 배추재배 시 질소비료를 권장시비량의 25, 50 및 75% 수준으로 감비한 처리구를 추가로 구성하였다. 대조구는 질소비료를 권장시비하고 지하수를 관개하였다.
- 폐양액과 하수처리수를 관수하여 재배한 배추는 정식 70일 후에 수확하였으며, 이 후 배추의 구고, 구폭, 생체중 및 외관상 상품가치가 없는 외엽을 제거한 뒤 상품율과 수량 등 배추의 생육을 조사하였다. 또한, 폐양액과 하수처리수 이용에 따른 토양의 이화학성 변화를 평가하기 위하여 배추 수확 후 재배지 토양을 채취하여 이화학성 특성을 분석하였다.
- 2 m)이고, 배추의 재식거리는 60×45 cm로 plot당 2열로 총 14주를 재배하였다. 모든 처리구는 난괴법 3반복으로 하였으며, 붕소결핍에 의한 생리장해를 방지하기 위하여 밑거름으로 붕사를 20 kg ha-1 시용하였다. 30일 동안 육묘한 배추를 정식하여 본밭에서 70일간 재배하였으며, 모든 재배시험은 자연 온도조건의 비가림하우스에서 실시하여 재배기간 동안 외부로부터 물의 유입을 차단하였다.
- 이에 따른 배추재배의 권장시비량은 질소 110 kg ha-1 수준이었으며 인산과 칼리는 토양 내에 충분히 함유되어 있어 시비하지 않았다. 배추재배를 위하여 권장시비량을 시용하고, 폐양액 및 하수처리수를 관수한 후 배추의 생육 및 토양특성 변화를 평가하였다. 또한, 다량의 양분을 함유하고 있는 폐양액 이용에 따른 비료절감효과를 평가하기 위하여 배추재배 시 질소비료를 권장시비량의 25, 50 및 75% 수준으로 감비한 처리구를 추가로 구성하였다.
- 배추재배를 위한 각 처리구 면적은 4.2 m2 (3.5×1.2 m)이고, 배추의 재식거리는 60×45 cm로 plot당 2열로 총 14주를 재배하였다.
- 배추재배를 위한 폐양액 및 하수처리수의 재이용 가능성 평가는 강원도 농업기술원의 원예작물 시험포장에서 실시하였다. 실험 전 배추재배지 토양의 물리ㆍ화학적 특성을 알아보기 위하여 토양을 채취, 농촌진흥청 농업과학기술원의 토양 및 식물체 분석법 (RDA, 2000)에 준하여 분석을 실시하였다.
- 지하수, 폐양액 및 하수처리수의 관수는 채수한 용수를 비가림하우스 인근의 저장탱크로 옮긴 뒤 동력 모터를 이용하여 각각의 처리구로 일정하게 관수하였다. 배추재배 기간 동안 토양이 건조하지 않도록 유지하였으며 이를 통해 배추 재배기간 동안 관수한 용수의 총량은 각 처리구당약 400 L로 조사되었다.
- 실험 전 배추재배지 토양의 물리ㆍ화학적 특성을 알아보기 위하여 토양을 채취, 농촌진흥청 농업과학기술원의 토양 및 식물체 분석법 (RDA, 2000)에 준하여 분석을 실시하였다. 토양의 pH와 전기전도도 (Electrical conductivity; EC)는 각각 pH meter와 EC meter (Orion 3-Star, Thermo Scientific, USA)로 측정하였다. 토양특성은 pH 7.
- 폐양액과 하수처리수를 관수하여 재배한 배추는 정식 70일 후에 수확하였으며, 이 후 배추의 구고, 구폭, 생체중 및 외관상 상품가치가 없는 외엽을 제거한 뒤 상품율과 수량 등 배추의 생육을 조사하였다. 또한, 폐양액과 하수처리수 이용에 따른 토양의 이화학성 변화를 평가하기 위하여 배추 수확 후 재배지 토양을 채취하여 이화학성 특성을 분석하였다.
- 배추재배 기간 동안 토양이 건조하지 않도록 유지하였으며 이를 통해 배추 재배기간 동안 관수한 용수의 총량은 각 처리구당약 400 L로 조사되었다. 폐양액과 하수처리수에 함유된 Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Cl-, NO3-, PO4- 및 SO42-은 ion chromatograph (DX-120, DIONEX, Sunnyvale, Canada)를 이용하여 정량분석 하였다.
대상 데이터
- 관수용수는 춘천시 소재 하수처리장에서 발생하는 하수처리수와 강원도 농업기술원의 토마토 양액재배지에서 발생하는 폐양액을 이용하였다. 토마토양액재배는 유기배지인 코코피트 (cocopeat)를 베드로 이용하고 있었다.
데이터처리
- 폐양액과 하수처리수의 관수에 의한 배추의 생육에 미치는 영향을 평가하기 위한 통계분석은 SAS program (ver. 9.1)을 이용하여 ANOVA 검정을 실시하였으며, P<0.05 수준에서 최소유의차 검정 (Turkey’s LSD)에 의한 각 처리간 통계적 유의성을 평가하였다.
이론/모형
- 배추재배를 위한 시비량은 토양분석 결과를 토대로 농촌진흥청의 토양시비처방 프로그램을 이용하여 산정하였다. 이에 따른 배추재배의 권장시비량은 질소 110 kg ha-1 수준이었으며 인산과 칼리는 토양 내에 충분히 함유되어 있어 시비하지 않았다.
- 배추재배를 위한 폐양액 및 하수처리수의 재이용 가능성 평가는 강원도 농업기술원의 원예작물 시험포장에서 실시하였다. 실험 전 배추재배지 토양의 물리ㆍ화학적 특성을 알아보기 위하여 토양을 채취, 농촌진흥청 농업과학기술원의 토양 및 식물체 분석법 (RDA, 2000)에 준하여 분석을 실시하였다. 토양의 pH와 전기전도도 (Electrical conductivity; EC)는 각각 pH meter와 EC meter (Orion 3-Star, Thermo Scientific, USA)로 측정하였다.
성능/효과
- 1). 관수용수로 이용한 폐양액은 pH 6.3, EC 1.5 dS m-1였으며, 하수처리수는 pH 6.8, EC 0.4 dS m-1로 폐양액이 지하수 및 하수처리수보다 pH 값은 낮았고 EC값은 높았다.
- 이는 관수한 용수의 특성으로 pH가 상대적으로 낮은 폐양액 시용에 따른 토양집적 현상으로 판단되며, 상대적으로 중성의 하수처리수 처리는 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 양분을 다량 포함하고 있는 폐양액은 토양의 EC 값을 현저히 증가시켰으며, 배추재배에 의한 양분의 흡수에도 불구하고 토양 내 유효인산 및 칼륨과 마그네슘 등의 양이온 함량은 증가하는 것으로 나타났다.
- 지하수, 폐양액 및 하수처리수의 관수는 채수한 용수를 비가림하우스 인근의 저장탱크로 옮긴 뒤 동력 모터를 이용하여 각각의 처리구로 일정하게 관수하였다. 배추재배 기간 동안 토양이 건조하지 않도록 유지하였으며 이를 통해 배추 재배기간 동안 관수한 용수의 총량은 각 처리구당약 400 L로 조사되었다. 폐양액과 하수처리수에 함유된 Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Cl-, NO3-, PO4- 및 SO42-은 ion chromatograph (DX-120, DIONEX, Sunnyvale, Canada)를 이용하여 정량분석 하였다.
- (2000)의 연구에 의하면 장미의 수경재배로부터 방출되는 폐양액의 재이용 시 포인세티아(Poinsettia)의 생장이 촉진되었다. 이러한 결과들은 폐양액을 관수용수로 이용할 경우 배추를 비롯한 다양한 작물재배에서 화학비료의 시용량을 현저히 절감할 수 있다는 것을 시사한다.
- 배추 재배기간 동안 폐양액과 하수처리수의 관수에 의한 배추재배 토양의 이화학성 변화를 조사하여 Table 4에 나타내었다. 지하수를 관수한 관행재배구에서 배추 재배 후 토양의 pH는 작물 재배 전 토양과 비교하여 차이가 없었으나 폐양액 처리구는 pH가 감소하였고 (Table 1), 반대로 하수처리수 처리구는 관행재배구보다 0.38 상승하였다. 이는 관수한 용수의 특성으로 pH가 상대적으로 낮은 폐양액 시용에 따른 토양집적 현상으로 판단되며, 상대적으로 중성의 하수처리수 처리는 큰 영향을 미치지 않았다.
- 토양의 pH와 전기전도도 (Electrical conductivity; EC)는 각각 pH meter와 EC meter (Orion 3-Star, Thermo Scientific, USA)로 측정하였다. 토양특성은 pH 7.3, EC 0.2 dS m-1 및 유기물 26 g kg-1으로 배추재배를 위해 적당하였으나 유효 인산 및 칼륨과 칼슘이온의 함량은 적정범위보다 높았다 (Table 1).
- 05). 폐양액 및 하수처리수 관수는 배추의 생체중으로부터 환산한 상품율에서도 각각 58.6~63.0%로 관행재배구의 61.3%와 비교하여 차이가 없었으며, 건물율은 4.2~4.6%로 관행재배구와 각 처리구 간에 유의적 차이가 나타나지 않았다 (Fig. 2).
후속연구
- 이와 같이 하수처리수 또는 양액재배지로부터 발생하는 폐양액은 주변에서 획득이 용이하다는 장점이 있으나 다량 이용할 경우 토양 내 양분집적을 야기할 수 있다. 그러므로 효율적인 물 관리 및 토양 지속성을 유지하기 위해서는 폐양액 이용 시 지하수와 혼용하여 관수하는 방법이 향후 연구에서 검토되어야 할 것이다.
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