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문제 정의
- 본 연구는, 인삼의 생육 및 수량증대를 위한 토양표준화및 개선재료 생산의 기초자료를 제공하기 위하여 경기도 지역내 주요 인삼 재배지인 안성, 포천 2개 지역의 토양특성 및 엽중 적정양분함량을 비교 분석함과 동시에 결핍, 과잉증상의 한계농도의 범위를 구명하고자 수행하였다.
제안 방법
- 본 조사지역의 인삼의 생육에 영향을 미치는 인자추출과토양 및 엽중 무기양분 함량의 적정 범위를 설정을 위하여 주성분 분석을 이용하였다. 주성분분석에 있어서 주성분의 수는 누적기여율(Cumulative propotion)이 80%이상, 고유치(Eigen value)가 1이상의 2개의 주성분(제1주성분, 제 2주성분)을 추출하였다.
- 0)용액으로 침출 여과 후 원자흡광광도계로 분석하였다. 엽분석을 위하여 채취한 잎은 70℃ 건조기에서 7일간 건조한 후 N, P, K, Ca 및 Mg 등의 무기성분을 조사하였다. 질소는 Kjeldahl 증류법, 그외의 원소는 HNO3-HClO4 습식분해 후 인산은 비색법, Ca, Mg 및 K는 원자흡광도법으로 분석하였다.
- 주성분 분석으로부터 얻어진 인삼생육에 관여하는 토양 및 엽중 인자 추출 결과로부터 우량포지가 분포하는 토양의 이화학적 성질 및 엽중 무기양분 함량의 적정범위 (sufficient) 또는 적정값의 하한값 이하를 결핍(low), 상 한값 이상을 과잉(high)으로 설정하였다(Table 4). 그 결과, 안성지역의 경우 토양의 물리적 성질에 있어서 공극률 50% 이상이 적정치를 나타내었으며, 토양의 화학적 성질에 있어서는 전질소 0.
- 본 조사지역의 인삼의 생육에 영향을 미치는 인자추출과토양 및 엽중 무기양분 함량의 적정 범위를 설정을 위하여 주성분 분석을 이용하였다. 주성분분석에 있어서 주성분의 수는 누적기여율(Cumulative propotion)이 80%이상, 고유치(Eigen value)가 1이상의 2개의 주성분(제1주성분, 제 2주성분)을 추출하였다. 토양의 물리적 성질과 생육포지 간의 위치관계를 보면(Fig.
- 또한 토양시료는 인삼시료가 채취된 지점의 직하부 표토(0-15 cm)를 토양 sampler를 사용하여 채취하였다. 지상부 생육은 줄기, 잎의 형질에 대하여 지하부 생육은 뿌리의 형질에 대하여 측정하였으며 지상부, 지하부 생육상태 특히, 주당 근중의 차이에 따라 우량포지, 불량포지로 구분하였다.
- 공시토양은 풍건 후, 2 mm체를 통과한 세토에 대하여 pH는 초자전극법, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 질소는 Kjeldahl 증류법에 의해 측정하였다. 치환성 염기(Exch. Ca, Mg 및 K)는 1N-NH4OAc(pH 7.0)용액으로 침출 여과 후 원자흡광광도계로 분석하였다. 엽분석을 위하여 채취한 잎은 70℃ 건조기에서 7일간 건조한 후 N, P, K, Ca 및 Mg 등의 무기성분을 조사하였다.
대상 데이터
- 인삼시료는 포지별로 생육별, 연근별로 각각 3지점에서 평균적인 생육상태를 보이고 있는 개체 5-6본을 채취하였다. 또한 토양시료는 인삼시료가 채취된 지점의 직하부 표토(0-15 cm)를 토양 sampler를 사용하여 채취하였다. 지상부 생육은 줄기, 잎의 형질에 대하여 지하부 생육은 뿌리의 형질에 대하여 측정하였으며 지상부, 지하부 생육상태 특히, 주당 근중의 차이에 따라 우량포지, 불량포지로 구분하였다.
- 조사지역은 경기도 지역내 주요 인삼 재배지인 안성지역과 포천지역으로 이 지역에 위치한 인삼재배 농가에서 안성은 2년근에서 5년근까지 포천은 2년근에서 6년근까지 연근별로 생육상황이 양호한 포지와 불량한 포지를 대상으로 하였다. 인삼시료는 포지별로 생육별, 연근별로 각각 3지점에서 평균적인 생육상태를 보이고 있는 개체 5-6본을 채취하였다. 또한 토양시료는 인삼시료가 채취된 지점의 직하부 표토(0-15 cm)를 토양 sampler를 사용하여 채취하였다.
- 조사지역은 경기도 지역내 주요 인삼 재배지인 안성지역과 포천지역으로 이 지역에 위치한 인삼재배 농가에서 안성은 2년근에서 5년근까지 포천은 2년근에서 6년근까지 연근별로 생육상황이 양호한 포지와 불량한 포지를 대상으로 하였다. 인삼시료는 포지별로 생육별, 연근별로 각각 3지점에서 평균적인 생육상태를 보이고 있는 개체 5-6본을 채취하였다.
데이터처리
- 질소는 Kjeldahl 증류법, 그외의 원소는 HNO3-HClO4 습식분해 후 인산은 비색법, Ca, Mg 및 K는 원자흡광도법으로 분석하였다. 분석자료의 통계분석은 SAS program(SAS Institute Inc.)을 이용하여 주성분 분석 및 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 토양 및 엽분석은 국립농업과학원의 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2010)에 준하여 측정하였다. 공시토양은 풍건 후, 2 mm체를 통과한 세토에 대하여 pH는 초자전극법, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 질소는 Kjeldahl 증류법에 의해 측정하였다. 치환성 염기(Exch.
- 엽분석을 위하여 채취한 잎은 70℃ 건조기에서 7일간 건조한 후 N, P, K, Ca 및 Mg 등의 무기성분을 조사하였다. 질소는 Kjeldahl 증류법, 그외의 원소는 HNO3-HClO4 습식분해 후 인산은 비색법, Ca, Mg 및 K는 원자흡광도법으로 분석하였다. 분석자료의 통계분석은 SAS program(SAS Institute Inc.
- 토양 및 엽분석은 국립농업과학원의 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2010)에 준하여 측정하였다. 공시토양은 풍건 후, 2 mm체를 통과한 세토에 대하여 pH는 초자전극법, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 질소는 Kjeldahl 증류법에 의해 측정하였다.
성능/효과
- 두 지역 모두 사양토(SL)와 양토(L)가 대부분이었으며 토성과 인삼의 생육과의 관계는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 공극률(액상+기상)은 안성지역에 있어서는 우량포지에서 53-56%, 불량포지에서 48-53%의 값을 나타내어 인삼의 생육에 영향을 미치는 토양의 이화학적 성질 중 주요 인자임을 알 수 있었으나 포천지역에 있어서는 뚜렷한 경향을 보이고 있지 않았다. 안성지역에 있어서의 결과는 인삼의 생육 및 수량에 공극률 등이 깊게 관여하고 있다는 연구결과와 일치하였다(Lee et al.
- 주성분 분석으로부터 얻어진 인삼생육에 관여하는 토양 및 엽중 인자 추출 결과로부터 우량포지가 분포하는 토양의 이화학적 성질 및 엽중 무기양분 함량의 적정범위 (sufficient) 또는 적정값의 하한값 이하를 결핍(low), 상 한값 이상을 과잉(high)으로 설정하였다(Table 4). 그 결과, 안성지역의 경우 토양의 물리적 성질에 있어서 공극률 50% 이상이 적정치를 나타내었으며, 토양의 화학적 성질에 있어서는 전질소 0.20-0.28%, 유효인산 500-900 mg/kg, 치환성 Ca 2.3-3.5 cmolc kg-1이 적정범위로 나타났으며, 하한값 이하는 결핍범위, 상한값 이상은 과잉범위로 표시하였다. 토양의 치환성 Ca과 인삼생육과의 관계는 미국삼 재배 연구결과에서 다수 보고되고 있으며(Stoltz, 1982; Konsler and Shelton, 1990), 일본의 작물재배에 있어서 치환성 염기의 성분비(Exch.
- 토양의 이화학적 성질은 안성지역이 포천지역에 비하여 토양의 물리성과 pH를 제외하고는 높은 값과 넓은 범위를 보이고 있었다(Table 2). 두 지역 모두 사양토(SL)와 양토(L)가 대부분이었으며 토성과 인삼의 생육과의 관계는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 공극률(액상+기상)은 안성지역에 있어서는 우량포지에서 53-56%, 불량포지에서 48-53%의 값을 나타내어 인삼의 생육에 영향을 미치는 토양의 이화학적 성질 중 주요 인자임을 알 수 있었으나 포천지역에 있어서는 뚜렷한 경향을 보이고 있지 않았다.
- 이와 같이 재배지역간, 또는 동일재배지역내포지별 생육에 큰 차이를 보이고 있는 것은 토양수분 및 양분조건에 따른 결과라 예상되며 불량포지에 있어서의 토양 환경의 개선이 크게 요구된다. 두 지역 모두 생육은 2년근에 있어서는 포지 간 큰 차이가 없었으나, 3년근 이후부터는 우량포지에서는 급격하게 증가하는 반면 불량포지에서는 완만한 증가경향을 보여 포지 간 생육차이가 뚜렷하였으며 특히 안성지역의 4년근 이후의 우량포지의 생육은 식물체 부위별 차이는 있으나 불량포지에 비하여 1.5-5배 정도의 높은 값을 보였다.
- , 2002)에 기인한 결과로 추측된다. 두 지역의 엽중 무기양분 함량(평균치)과 Khwaja and Roy(1995)에 의해 설정된 북미삼 엽중 무기함량 적정 범위인 N 2.5-5.0%, P 0.31-0.95%, K 3.1-5.5%, Ca 0.51-1.0%, Mg 0.26-2.5%와 비교하면 포천지역에 있어서 Ca과 Mg은 비슷한 값을 그 외의 원소에 있어서는 두 지역 모두 낮은 값을 보이고 있으며, 특히 안성지역의 Ca성분에서는 하한값의 1/2정도의 수준으로 현저하게 낮았다. 이러한 원인은 토양의 유효태 양분의 존재양식 및 식물의 양분흡수 특성 차이에 따른 결과라 사료된다.
- 3)에 있어서는 안성지역이 엽중 N, K, Ca 성분으로 대표되는 제1주성분에서는 우량포지, 불량포지 모두 비슷한 위치에 분포하고 있었으나, P(-)와 Mg로 대표되는 제 2주성분에서는 P(-)함량이 낮고 Mg함량이 높은 값을 나타내는 위치에 우량포지가 분포하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 생육차이에 따른 엽중 무기성분은 P와 Mg성분으로나타났으며, 전술한 토양의 화학적 성질과는 다르게 적정 범위보다는 적정값을 기준으로 포지 간 위치관계가 뚜렷하게 구분되었다. 포천지역은 제1주성분인 K, Ca에 있어서 우량포지가 중간 값을 나타내고 있었으나 N과 P로 대표되는 제2주성분에서는 우량포지에서 중간값을 나타내고 있었다.
- 그러나 제2주성분에 있어서는 액상(-)이 우량포지에서 큰 값을, 불량포지에서 작은 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었다. 따라서 안성지역은 공극률이, 포천 지역은 액상이 각각 인삼 생육에 크게 관여하는 물리적 요인이라는 것을 알 수 있었다.
- 2), 안성지역에 있어서는 전질소와 치환성 Ca(-)로 대표되는 제1주성분과 유효인산으로 대표되는 제2주성분에 있어서 우량포지는 모두 중앙부분 위치에 분포하고 있었으며, 불량포지는 우량포지의 상한값 이하, 하한값 이상의 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었다. 따라서 인삼생육에 밀접한 관계를 보이고 있는 화학적 요인으로서는 전질소, 치환성 Ca 및 유효인산이며, 또한 중간값을 나타내는 위치에 분포하고 있는 것으로 보아 이 값의 상한값과 하한값이 적정범위임을 알 수 있었다. 포천지역에 있어서는 제1주성분인 치환성 염기는 일부 예외는 있으나 우량포지 모두 상한값을 나타내고 있었으며, 제2주성분에 있어서는 유효인산이 우량포지는 중간값을 나타내는 위치에 분포하고 있음을 알 수 있었다.
- , 1988). 본 연구에 있어서 인삼의 생육과 치환성 염기의 성분비와의 관계를 검토한 결과 안성지역의 우량포지에서 6:2:1, 불량포지에서 4:2:1로 나타나 치환성 K에 대하여 치환성 Ca의 함량이 많은 토양조건에서 인삼의 생육이 양호하였으나, 치환성 Mg의 영향은 그다지 크지 않음을 시사하고 있다. 포천지역의 경우 토양의 물리적 성질에 있어서는 액상이 13% 이상의 적정치를 나타내었으며, 화학적 성질에 있어서는 유효인산 400-650 mg/kg, 치환성 Ca 4.
- 식물체 엽중 무기양분 함량과 생육포지 간의 위치관계(Fig. 3)에 있어서는 안성지역이 엽중 N, K, Ca 성분으로 대표되는 제1주성분에서는 우량포지, 불량포지 모두 비슷한 위치에 분포하고 있었으나, P(-)와 Mg로 대표되는 제 2주성분에서는 P(-)함량이 낮고 Mg함량이 높은 값을 나타내는 위치에 우량포지가 분포하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 생육차이에 따른 엽중 무기성분은 P와 Mg성분으로나타났으며, 전술한 토양의 화학적 성질과는 다르게 적정 범위보다는 적정값을 기준으로 포지 간 위치관계가 뚜렷하게 구분되었다.
- 엽중 무기양분 함량(평균치)은 안성지역이 N 2.45%, P 0.25%, K 3.03%, Ca 0.26%, Mg 0.23%, 그리고 포천지역이 N 2.37%, P 0.20%, K 2.02%, Ca 0.74%, Mg 0.29%의 값을 보였다(Table 3). 지역 간 비교에 있어서는 K는 안성 지역에서 1.
- 엽중 양분함량에 있어서는 안성지역의 경우 P 0.25%이하, Mg 0.22%이상이 적정치를 나타냈으며, 그 외 원소 간성분비에서도 적정범위를 보였는데 우량포지에서 N/P 10이상, N/Mg 10-13, K/Mg 14 이하, Ca/P 1이상의 값을 보 였다. 포천지역의 경우 N 1.
- 이상의 연구 결과로부터 인삼의 생육에 관여하는 토양의이화학적 성질 및 엽중 무기양분 함량은 지역에 따라 다른 경향을 보였으며, 토양 및 엽중 무기양분 함량의 적정 범위를 선행 연구결과와 비교하면 인삼생육에 적정 양분 함량보다 과잉 또는 결핍농도를 보인 불량 포지가 많이 분포하였는데, 이는 지역 간, 또는 동일지역 내 인삼포지의 토양 특성 및 시비방법 등의 재배법에 따른 차이 때문인 것으로 추측된다. 앞으로 토양 및 엽중 무기양분 함량 설정을 위해서는 인삼재배지의 지역별 영양환경에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
- 주성분분석에 있어서 주성분의 수는 누적기여율(Cumulative propotion)이 80%이상, 고유치(Eigen value)가 1이상의 2개의 주성분(제1주성분, 제 2주성분)을 추출하였다. 토양의 물리적 성질과 생육포지 간의 위치관계를 보면(Fig. 1), 안성지역의 경우 제1주성분에 있어서 공극률(-)이 우량포지에서 큰 값을, 불량포지에서 작은 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었으며, 제2주성분에 있어서 일부 우량포지에 있어서 모래 함량이 작은 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었으나 뚜렷한 위치관계는 보이지 않았다. 또한 포천지역의 경우 제1주성분은 공극률(-)과 모래로 대표되었으나 생육포지 간 위치관계는 뚜렷 하지 않았다.
- 토양의 이화학적 성질은 안성지역이 포천지역에 비하여 토양의 물리성과 pH를 제외하고는 높은 값과 넓은 범위를 보이고 있었다(Table 2). 두 지역 모두 사양토(SL)와 양토(L)가 대부분이었으며 토성과 인삼의 생육과의 관계는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다.
- 토양의 화학적 성질과 생육포지 간의 위치관계를 보면 (Fig. 2), 안성지역에 있어서는 전질소와 치환성 Ca(-)로 대표되는 제1주성분과 유효인산으로 대표되는 제2주성분에 있어서 우량포지는 모두 중앙부분 위치에 분포하고 있었으며, 불량포지는 우량포지의 상한값 이하, 하한값 이상의 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었다. 따라서 인삼생육에 밀접한 관계를 보이고 있는 화학적 요인으로서는 전질소, 치환성 Ca 및 유효인산이며, 또한 중간값을 나타내는 위치에 분포하고 있는 것으로 보아 이 값의 상한값과 하한값이 적정범위임을 알 수 있었다.
- 5로 되어 있는데, 본 조사지역의 토양 양분함량은 이에 비해 모든 인자에서 높은 값을 보였다. 특히 유효인산의 경우 안성지역에서 5배, 포천지역에서 3배 이상의 큰 값을 보였으며 치환성 Ca, Mg, K에서도 두 지역 모두 2-3배 이상의 큰 값을 보여 인삼생육에 필요한 적정양분함량보다 과잉상태를 보이고 있었다. 따라서, 치환성 염기와 염류농도가 높은 포지에서 황증, 적변증 등의 생리 장해현상 발생이 증가한다는 연구결과(Lee et al.
- 따라서 인삼생육에 밀접한 관계를 보이고 있는 화학적 요인으로서는 전질소, 치환성 Ca 및 유효인산이며, 또한 중간값을 나타내는 위치에 분포하고 있는 것으로 보아 이 값의 상한값과 하한값이 적정범위임을 알 수 있었다. 포천지역에 있어서는 제1주성분인 치환성 염기는 일부 예외는 있으나 우량포지 모두 상한값을 나타내고 있었으며, 제2주성분에 있어서는 유효인산이 우량포지는 중간값을 나타내는 위치에 분포하고 있음을 알 수 있었다. 이에 비해 불량포지는 치환성 염기가 큰 값, 유효태인산이 낮은 값을 나타내는 위치에 분포하고 있었다.
후속연구
- 이상의 연구 결과로부터 인삼의 생육에 관여하는 토양의이화학적 성질 및 엽중 무기양분 함량은 지역에 따라 다른 경향을 보였으며, 토양 및 엽중 무기양분 함량의 적정 범위를 선행 연구결과와 비교하면 인삼생육에 적정 양분 함량보다 과잉 또는 결핍농도를 보인 불량 포지가 많이 분포하였는데, 이는 지역 간, 또는 동일지역 내 인삼포지의 토양 특성 및 시비방법 등의 재배법에 따른 차이 때문인 것으로 추측된다. 앞으로 토양 및 엽중 무기양분 함량 설정을 위해서는 인삼재배지의 지역별 영양환경에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
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