간척지에서 돈분액비 시용이 수수 × 수수 교잡종의 생산성 및 토양환경에 미치는 영향 Effect of Application of Swine Slurry on Productivity of Sorghum × Sorghum Hybrid and Soil Environment in Reclaimed Land원문보기
본 연구는 간척지에서 여름철 대표 사료작물인 수수${\times}$수수 교잡종의 생산성 및 토양의 물리화학적 성질의 변화를 조사하기 위해서 석문 간척지에서 2년 동안 수행하였다. 간척지에서 수수${\times}$수수 교잡종의 생산성은 돈분액비구와 화학비료구가 돈분 SCB 액비구보다 높은 수량을 보였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다. 그리고 사료가치는 화학비료구, 돈분액비, 돈분SCB 액비의 시용구간에 비슷한 수준을 보였다. 토양중 전질소 함량은 돈분액비 시용에 의한 변화가 관찰되지 않았으나 토양유기물 함량은 시험 후에 현저하게 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 그리고 토양수분 함량은 토양깊이가 깊어짐에 따라 높은 함량을 유지하였다. 따라서 간척지에서 돈분액비를 이용하여 수수${\times}$수수 교잡종의 재배가 가능하나, 돈분 SCB 액비를 이용시에는 추가적인 질소질 비료의 시용이 필요 할 것으로 생각된다.
본 연구는 간척지에서 여름철 대표 사료작물인 수수${\times}$수수 교잡종의 생산성 및 토양의 물리화학적 성질의 변화를 조사하기 위해서 석문 간척지에서 2년 동안 수행하였다. 간척지에서 수수${\times}$수수 교잡종의 생산성은 돈분액비구와 화학비료구가 돈분 SCB 액비구보다 높은 수량을 보였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다. 그리고 사료가치는 화학비료구, 돈분액비, 돈분SCB 액비의 시용구간에 비슷한 수준을 보였다. 토양중 전질소 함량은 돈분액비 시용에 의한 변화가 관찰되지 않았으나 토양유기물 함량은 시험 후에 현저하게 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 그리고 토양수분 함량은 토양깊이가 깊어짐에 따라 높은 함량을 유지하였다. 따라서 간척지에서 돈분액비를 이용하여 수수${\times}$수수 교잡종의 재배가 가능하나, 돈분 SCB 액비를 이용시에는 추가적인 질소질 비료의 시용이 필요 할 것으로 생각된다.
This experiment was carried out to investigate the effect of application of swine slurry (SS) and slurry composting-biofilteration liquid fertilizer (SCB) on productivity of sorghum${\times}$sorghum hybrid (SSH) and soil environment in reclaimed land of Sukmoon in Korea. Dry matter (DM) y...
This experiment was carried out to investigate the effect of application of swine slurry (SS) and slurry composting-biofilteration liquid fertilizer (SCB) on productivity of sorghum${\times}$sorghum hybrid (SSH) and soil environment in reclaimed land of Sukmoon in Korea. Dry matter (DM) yields of SSH in the treatments of SS and chemical fertilizer (CF) were higher than those of in SCB treatment in reclaimed land, but DM yields in SS and CF did not show a significant difference as compared to SCB. Nutritive values of SSH were not different among CF, SS and SCB. In soil samples collected at the end of the experiment, the concentration of organic matter was significantly increased by SS and SCB as compare to that at the beginning of the experiment (P<0.05), whereas the concentration of total nitrogen was not affected by SS and SCB. To investigate the moisture content of soil, the soils were collected from three layers; surface (0~5 cm), intermediate (10~15 cm), and deep (20~25 cm) layer. The moisture contents of soils increased according to the soil depth and the soil moisture was immediately affected by the amount of rainfall. Therefore, we suggest that the cultivation of SSH using SS in reclaimed land is possible and that additional nitrogen fertilizer was surely applied in case of application of SCB to cultivate SSH.
This experiment was carried out to investigate the effect of application of swine slurry (SS) and slurry composting-biofilteration liquid fertilizer (SCB) on productivity of sorghum${\times}$sorghum hybrid (SSH) and soil environment in reclaimed land of Sukmoon in Korea. Dry matter (DM) yields of SSH in the treatments of SS and chemical fertilizer (CF) were higher than those of in SCB treatment in reclaimed land, but DM yields in SS and CF did not show a significant difference as compared to SCB. Nutritive values of SSH were not different among CF, SS and SCB. In soil samples collected at the end of the experiment, the concentration of organic matter was significantly increased by SS and SCB as compare to that at the beginning of the experiment (P<0.05), whereas the concentration of total nitrogen was not affected by SS and SCB. To investigate the moisture content of soil, the soils were collected from three layers; surface (0~5 cm), intermediate (10~15 cm), and deep (20~25 cm) layer. The moisture contents of soils increased according to the soil depth and the soil moisture was immediately affected by the amount of rainfall. Therefore, we suggest that the cultivation of SSH using SS in reclaimed land is possible and that additional nitrogen fertilizer was surely applied in case of application of SCB to cultivate SSH.
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문제 정의
따라서 본 연구는 간척지에서 돈분액비 시용에 따른 수수 × 수수 교잡종의 생산성 및 토양 환경 변화를 조사하여 간척지에서 수수류의 재배를 위한 기초자료를 제공하기 위해서 수행하였다.
본 연구는 간척지에서 여름철 대표 사료작물인 수수 × 수수 교잡종의 생산성 및 토양의 물리화학적 성질의 변화를 조사하기 위해서 석문 간척지에서 2년 동안 수행하였다.
제안 방법
처리구당 면적은 12 m2(3 × 4 m)로 난괴법 3반복으로 하였다. 돈분액비와 SCB 액비는 간척지 인근의 양돈분뇨 처리시설을 갖춘 축산농가에서 충분히 부숙된 것으로 시용 1일전에 질소성분을 분석(AOAC법, 1990) 한 후 권장 시비량에 맞추어서 시용하였다. 돈분액비는 전량기비로 시용하였으나 SCB 액비는 질소성분이 낮기 때문에 일시에 전량시비 할 수 없어 분시하였으며, 사용된 돈분액비와 SCB 액비의 성분은 Table 2와 같다.
수수 × 수수 교잡종의 재배는 관행방법에 의해 재배로 관리하였으며(임 등, 2011) 시험구당 파종된 6줄의 수수 × 수수 교잡종중 중앙 2줄을 수학하여 생초수량을 측정하였고 각 구당 모집단을 대표할 수 있는 2주의 시료를 채취하여 평량하고 80℃의 순환식 송풍건조기에서 72시간 이상 건조 후 건물수량 계산에 이용하였다.
수수 × 수수 교잡종의 재배는 관행방법에 의해 재배로 관리하였으며(임 등, 2011) 시험구당 파종된 6줄의 수수 × 수수 교잡종중 중앙 2줄을 수학하여 생초수량을 측정하였고 각 구당 모집단을 대표할 수 있는 2주의 시료를 채취하여 평량하고 80℃의 순환식 송풍건조기에서 72시간 이상 건조 후 건물수량 계산에 이용하였다. 초장과 경직경 등의 생육 특성은 수확당일 각 시험구당 10주의 시료를 채취하여 조사하였다. 본 조사에서 얻어진 시료는 Wiely Mill로 분쇄한 후 화학성분, 즉 Crude protein(CP)은 AOAC법(1990)에 의해 분석하였다.
대상 데이터
공시초종으로 수수 × 수수 교잡종 SS405를 이용하여 5월 중순에 파종하였으며 파종방법은 구당 6줄을 조파하였으며 수확은 출수기(9월 초순)에 하였다.
본 시험은 2009~2010년도에는 충남 당진군에 위치한 석문간척지에서 수행하였다. 시험 전 간척지 포장의 대표적 토양특성은 미사질양토로서 배수가 불량한 편이며 토양성분은 Table 1과 같다.
데이터처리
본 시험에서 얻은 모든 결과는 Windows 용 SPSS/PC(Statistical Package for the Science, ver 12.0. USA) 통계프로그램을 이용하여 분석하였 최소유의성을 검정은 P-value가 0.05로 평가하였다.
이론/모형
00344 × ADF%)}에 의하여 산출하였다(김 등, 2009). In vitro 건물소화율은 Tilley 및 Terry법(1963)을 Moore(1970)가 수정한 방법을 이용하였다. 간척지 토양의 물리화학적 특성 변화는 농촌진흥청 표준분석법 에 준하여 분석하였다(농촌진흥청, 2000).
Neutral detergent fiber(NDF) 및 Acid detergent fiber(ADF) 함량은 Goering 및 Van soest법(1970)으로 분석하였으며 가소화영양소 총량(total digestible nutrients, TDN)은 TDN = 4.898 + (89.796 × {0.7936-(0.00344 × ADF%)}에 의하여 산출하였다(김 등, 2009).
In vitro 건물소화율은 Tilley 및 Terry법(1963)을 Moore(1970)가 수정한 방법을 이용하였다. 간척지 토양의 물리화학적 특성 변화는 농촌진흥청 표준분석법 에 준하여 분석하였다(농촌진흥청, 2000).
초장과 경직경 등의 생육 특성은 수확당일 각 시험구당 10주의 시료를 채취하여 조사하였다. 본 조사에서 얻어진 시료는 Wiely Mill로 분쇄한 후 화학성분, 즉 Crude protein(CP)은 AOAC법(1990)에 의해 분석하였다. Neutral detergent fiber(NDF) 및 Acid detergent fiber(ADF) 함량은 Goering 및 Van soest법(1970)으로 분석하였으며 가소화영양소 총량(total digestible nutrients, TDN)은 TDN = 4.
성능/효과
2년 평균 수수 × 수수 교잡종의 초장은 화학비료구 317 cm, 돈분액비구 295 cm, SCB 액비구 286 cm였고, 경직경은 화학비료구 14.48 mm, 돈분액비구 13.66 mm, SCB 액비구 13.51 mm였으나 처리구간에 유의적인 차이는 보이지 않았다.
간척지에서 수수×수수 교잡종의 생산성은 돈분액비구와 화학비료구가 돈분 SCB 액비구보다 높은 수량을 보였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다.
토양깊이에 따른 토양수분 변화는 강우가 없는 시기에 토양깊이 5 cm(표토증) 부위의 토양수분 함량은 8~12%, 15 cm 부위의 토양수분 함량은 10~16% 그리고 25 cm 부위의 토양수분 함량은 14~17%로 토양 깊이가 깊어짐에 따라 수분함량이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 강우량이 5 mm 이하로 내린 후의 2~4일간의 수분함량이 12~14%을 유지하였고 강우량이 100 mm 이상 내린 후의 5~8일간의 18~25% 정도의 높은 수분함량을 유지하는 것을 알 수 있었다.
그러나 수수 × 수수 교잡종재배지의 시험전 토양유기물(Organic matter, OM)은 0.52%였으나 돈분액비 시용에 따라 0.98~1.09%로 현저하게 증가하는 경향을 보였다 P<0.05).
그리고 수수 × 수수 교잡종의 건물수량은 돈분액비구에서 11,789 kg/ha, 화학비료구에서 11,742 kg이 생산되어 SCB 액비구 8,505 kg/ha에 비해 25~15% 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다.
따라서 본 연구의 결과에서 보는 바와 같이 간척지에서 화학비료를 사용하지 않고 돈분액비를 시용하여 자원순환 시스템하에서 하계사료작물의 재배 또는 안전생산이 가능함을 보여주었다.
돈분액비는 전량기비로 시용하였으나 SCB 액비는 질소성분이 낮기 때문에 일시에 전량시비 할 수 없어 분시하였으며, 사용된 돈분액비와 SCB 액비의 성분은 Table 2와 같다. 본 연구에 시용된 돈분액비와 SCB 액비는 수분이 95~99%이고 질소 성분은 1.16%, 0.44%으로써 일반적으로 국내 유통되고 있는 돈분의 특성을 보여 주었다.
수수 × 수수 교잡종 재배지의 시험전 토양중전질소(Total-nitrogen, T-N) 함량은 0.08%였으나 돈분액비를 시용했음에도 불구하고 시험종료 후의 전질소 함량이 0.09~0.10%로 변화가 관찰되지 않았다.
수수 × 수수 교잡종의 in vitro 소화율은 SCB 액비구 60.32% 돈분액비구 58.21%, 화학비료구 57.22% 였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다.
수수×수수 교잡종의 ADF 함량은 모든 처리구에서 39.49~39.88%로 비슷하였으며, NDF 함량도 64.49~65.18%로 큰 차이를 보이지 않았다.
이상의 수수 × 수수 교잡종의 생산성과 사료 가치 그리고 토양성분의 결과를 요약해 보면 간척지에 돈분 SCB 액비의 시용은 화학비료 시용구보다 약간 수량감소를 보였으나 돈분 SCB 액비에 첨가적인 화학비료를 시용하면 대조구(화학비료)에 준하는 수준의 생산력을 기대 할 수 있을 것으로 생각된다.
토양깊이에 따른 토양수분 변화는 강우가 없는 시기에 토양깊이 5 cm(표토증) 부위의 토양수분 함량은 8~12%, 15 cm 부위의 토양수분 함량은 10~16% 그리고 25 cm 부위의 토양수분 함량은 14~17%로 토양 깊이가 깊어짐에 따라 수분함량이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 강우량이 5 mm 이하로 내린 후의 2~4일간의 수분함량이 12~14%을 유지하였고 강우량이 100 mm 이상 내린 후의 5~8일간의 18~25% 정도의 높은 수분함량을 유지하는 것을 알 수 있었다.
토양중 전질소 함량은 돈분액비 시용에 의한 변화가 관찰되지 않았으나 토양유기물 함량은 시험 후에 현저하게 증가하는 경향을 보였다(P<0.05).
후속연구
그리고 간척지 토양의 작물 재배상 문제점은 간척초기에 염농도가 높고 토양물리화학성이 불량하고, 특히 배수가 불량하여 작물생육에 좋지 않은 영향을 초래한다고 하였는데(유 등, 1989; 유 등, 1993), 본 연구가 진행된 간척지 포장은 미사질 양토로서 배수가 불량한 편이었기 때문에 간척지에서 수수류의 수량을 높이기 위해서는 배수가 양호하게 유지하도록 하는 것이 중요하다고 생각한다. 그리고 간척지에서 사료작물을 재배 할 경우 내염성이 강한 작물을 선정하여야 하며 또한 간척지 토양이 가지고 있는 토양물리화학적 특성을 고려하여 사료작물의 이용체계를 마련해야 할 것으로 보여진다.
따라서 간척지에서 돈분액비를 이용하여 수수 × 수수 교잡종의 재배가 가능하나, 돈분 SCB 액비를 이용시에는 추가적인 질소질 비료의 시용이 필요 할 것으로 생각된다.
육 등(2003), 임 등(2007) 및 임(2008)은 가축분뇨시용에 따라 토양 내 유기물, 전질소, 무기물 등이 큰 변화를 보인다고 하였으나 본 연구에 이용된 간척지에서는 유기물 함량이 현저하게 증가하는 경향을 보였을 뿐 전질소와 무기물 함량에서는 큰 변화를 보이지 않았다. 이는 기후, 토양특성, 강우, 배수 등에 따른 다양한 차이에서 오는 것으로 생각되며 간척년도 및 토양종류에 따른 다양한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
이상의 결과에서 보는바와 같이 간척지에서 돈분액비와 SCB 액비 시용구 시용에 따른 수수 × 수수 교잡종의 사료가치는 큰 차이를 보이지 않았으나, 신 등(2005) 및 신 등(2004)은 간척지에 따라 수수× 수단그라스 교잡종의 사료가치는 다양한 결과를 보인다고 보고하고 있기 때문에 추후 계속적인 검토가 필요하다고 생각된다.
이상의 수수류의 생산성 결과를 종합해 보면 화학비료와 돈분 액비 시용은 돈분 SCB 액비보다 좋은 생산성을 보였는데 이는 돈분 SCB 액비내의 무기물 함량이 돈분액비에 비해서 상대적으로 적은 함량을 보이는 것도 원인으로 생각되나 근본적으로 토양성분, 염류, 기상, 배수 등 환경적인 조건의 차이에 따라 하계사료작물의 생육이 다양한 차이를 보이기 때문에 여러 지역의 간척지에서 하계사료작물의 생육 특성을 비교한 연구가 더 많이 이루어져야 한다고 생각한다.
간척지의 경우 일반적으로 가뭄이 지속되면 염이 표층까지 올라와 염 농도가 증가하여 작물생육에 저해를 일으키기 때문에 강우는 사료작물의 생육과 밀접한 관련성이 있으므로 토양 깊이에 따른 수분함량의 파악은 매우 중요하다. 특히, 염 농도에 약한 사료작물을 재배하기 위해서는 토성, 토양 염류도, 토양의 투수력과 배수력, 관개수 확보, 용수공급 등을 고려해야 하기 때문에 간척지에 사료작물의 도입을 위해서는 다양한 간척지에서의 연구가 선행됨으로써 사료작물의 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
바이오연료 수요 증가가 일어나는 이유는 무엇인가?
최근 세계 주요 곡물공급지의 기상이변과 국제유가 인상 등으로 인한 바이오연료 수요 증가는 곡물시장의 불안을 가중시키고 있다. 특히 신흥국에서 식량 소비가 확대되고 바이오연료의 원료인 옥수수, 대두 등 곡물 값이 급격히 상승함에 따라 우리나라의 축산업자는 많은 우려를 하고 있으며, 또한 설상가상으로 년간 4천만 톤 이상이 되는 가축분뇨를 해결해야 하는 난제에 처해 있다.
우리나라의 축산업자가 현재 직면한 문제점은 무엇인가?
최근 세계 주요 곡물공급지의 기상이변과 국제유가 인상 등으로 인한 바이오연료 수요 증가는 곡물시장의 불안을 가중시키고 있다. 특히 신흥국에서 식량 소비가 확대되고 바이오연료의 원료인 옥수수, 대두 등 곡물 값이 급격히 상승함에 따라 우리나라의 축산업자는 많은 우려를 하고 있으며, 또한 설상가상으로 년간 4천만 톤 이상이 되는 가축분뇨를 해결해야 하는 난제에 처해 있다. 가축분뇨는 2012년 부터 해양투기 금지가 시작되기 때문에 가축분뇨의 환원지를 찾는 것 또한 가축분뇨를 처리하기 위한 중요한 과제의 하나이다.
농경지 확보 대책으로 많은 간척사업을 진행하였는데, 쌀 이외의 어떤 작물을 생산하고자 하는가?
이들 간척지의 대부분은 벼를 중심으로 한 주곡생산지로 활용되어져 왔는데 (정 등, 2002; 이, 1995; 채 등, 1990), 근래 쌀소비 감소와 쌀 수입으로 인한 재고량 증가 등 농업여건 변화에 따라 상대적으로 한계 생산지역인 간척지를 쌀 재배 이외의 목적으로 활용코자 하는 방안들이 논의되고 있다. 축산관련 산 · 학 · 연 · 정 등은 간척지 휴경 논에 이탈리안 라이그라스, 청보리 등 동계사료작물과 옥수수, 수수류 등 하계 사료작물을 재배하여 양질 조사료를 생산하면 다량의 수입조사료 (2010, 906천 톤)를 대체하는 효과와 조사료 자급률을 향상시킬 수 있는 기회로 인식하여 사료작물 재배 및 이용을 위한 노력을 진행하고 있는 실정이다 (Lim 등, 2010; Sohn 등, 2009; 신 등, 2007; 신 등, 2006a; 신등, 2006b; 신 등, 2005; Yoo 와 Park, 2004; 신등, 2004).
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