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문제 정의
- 따라서 본 연구는 논에서 우분액비 시용이 총체보리 및 이탈리안 라이그라스 생산성, 사료가치 및 환경에 미치는 영향에 미치는 영향을 구명하여 논에서 가축분뇨 환원기술 및 조사료 이용확대 방안을 제시하고자 수행하였다.
제안 방법
- 경작형태별 우분액비 시용이 환경오염에 미치는 영향을 파악하기 위하여 suction cup을 지하 1 m 깊이로 설치하여 용탈수를 채취하여 암모니아성 질소 (NH4-N), 질산성 질소(NO3-N), 인산염인 (PO4-P), 염소 (Cl), 칼슘(Ca), 칼리 (K), 마그네슘 (Mg), 나트륨 (Na)의 농도를 조사하였는데 그 결과는 Fig. 1과 같다.
- 본 시험은 전라북도 김제군에 소재한 농경지에서 2006년 4월부터 2009년 4월까지 3년 동안 수행하였으며 공시토양의 성분은 Table 1과 같다. 그리고 우분액비는 김제시 백산면 시험포 부근에 위치한 착유우 목장에서 6개월동안 완전 부숙시킨 슬러리를 이용하였으며, 매 시용시기 마다 정기적으로 시료를 채취하여 질소 (N) 성분을 분석한 다음 화학비료대비 우분액비 수준은 N을 기준으로 시용 수준을 결정하였다 (Table 2). 이탈리안라이그라스 (Italian ryegrass, IRG) “플로리다80”은 우분액비 시용은 파종전 (9월 중순, 30%)과 봄 생육 개시전 (3월 중순, 40%) 그리고 1차 예취 후 (5월 중순, 30%)에 3회 균등 분할 시용하였다.
- 그리고 총체보리 “영양”은 파종전 (10월 말경, 50%)과 봄생육 개시전 (3월 중순, 50%)으로 2회 균등분할 시용하였다.
- 에 준하여 분석하였다. 우분액비에 따른 양분의 용탈량에 대한 조사는 수도작 지대의 적절한 지역에 무작위로 3개 이상의 suction cup을 깊이 1 m에 설치하고 FIAStar 5000 Analyzer (Foss Tecator, Sweden)를 이용하여 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P의 농도를 측정하였다.
- 총체보리의 수확은 5월 중순 그리고 IRG 1차 수확은 5월 초순, 2차는 6월 중순하였다. 작물의 생산성은 적기에 수확하고 생초량을 측정하였으며, 그 중 일부를 채취 칭량한 후 70℃ 건조기에서 48시간 건조 후 건물 생산량을 산출하였다. 우분액비시용에 따른 총체보리와 IRG 시료는 잘 건조하여 20 mesh의 Wiley mill로 분쇄한 다음 실험실내 desiccator에 보관하였다가 Kjeldahl 정량법으로 조단백질 함량(12)을, NDF 및 ADF 함량은 Georing과 Van Soest(14)의 방법에 의해 분석하였다.
대상 데이터
- 본 시험은 전라북도 김제군에 소재한 농경지에서 2006년 4월부터 2009년 4월까지 3년 동안 수행하였으며 공시토양의 성분은 Table 1과 같다. 그리고 우분액비는 김제시 백산면 시험포 부근에 위치한 착유우 목장에서 6개월동안 완전 부숙시킨 슬러리를 이용하였으며, 매 시용시기 마다 정기적으로 시료를 채취하여 질소 (N) 성분을 분석한 다음 화학비료대비 우분액비 수준은 N을 기준으로 시용 수준을 결정하였다 (Table 2).
- 시험구 면적은 시험구당 330 m2 (100평)으로 완전임의 배치 3반복으로 배치하였다. IRG (200-150-150)의 경우 인산과 가리는 기비로서 전량 시용하였다.
- 그러나 총체보리는 N 기준으로 150 kg/ha만 우분 액비로 공급하였다. 총체보리의 경우 11월 초순, IRG의 경우 9월 말경에 각각 파종하였다. 그리고 제초, 병충해 방제 등의 포장관리는 농가의 관행적인 방법으로 수행하였다.
데이터처리
- 본 시험에서 얻은 모든 결과는 Windows용 SPSS/PC (Statistical Package for the Science, ver 12.0. USA) 통계프로그램을 이용하여 T-test (P<0.05)로 분석하였다.
이론/모형
- 우분액비 시용에 따른 답리작 토양성분 (시험 전후)은 논 토양의 표토를 채취하여 실내에서 자연 건조한 다음 이를 잘 마쇄 하여 토양분석법(4)에 준하여 분석하였다. 우분액비에 따른 양분의 용탈량에 대한 조사는 수도작 지대의 적절한 지역에 무작위로 3개 이상의 suction cup을 깊이 1 m에 설치하고 FIAStar 5000 Analyzer (Foss Tecator, Sweden)를 이용하여 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P의 농도를 측정하였다.
- 작물의 생산성은 적기에 수확하고 생초량을 측정하였으며, 그 중 일부를 채취 칭량한 후 70℃ 건조기에서 48시간 건조 후 건물 생산량을 산출하였다. 우분액비시용에 따른 총체보리와 IRG 시료는 잘 건조하여 20 mesh의 Wiley mill로 분쇄한 다음 실험실내 desiccator에 보관하였다가 Kjeldahl 정량법으로 조단백질 함량(12)을, NDF 및 ADF 함량은 Georing과 Van Soest(14)의 방법에 의해 분석하였다. TDN은 TDN = 88.
성능/효과
- 총체 벼 재배 후 우분액비시용에 따른 총체보리 및 IRG의 사료가치는 Table 4와 같다. IRG의 조단백질 함량은 총체보리보다 높았고 총체보리의 단백질, NDF, ADF 및 TDN 함량은 IRG 1번초와 비슷한 수준을 보였다. 그리고 IRG 2번초의 조단백질, NDF 및 ADF 함량은 1번초에 비해 증가하였으나 유의차는 나타나지 않았다.
- NO3-N 농도는 NH4-N 농도 변화와 유사하게 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았고, 우분액비를 시용한 후 최초의 용탈수중에 약 6~8 mg/L 정도 높은 농도로 NH4- N 농도보다 약간 높게 용탈됨을 알 수 있었다. 또한 우분액비 시용에 따른 평균적인 PO4-P 농도도 그림 1에서와 같이 NO3-N 및 NH4-N 농도변화와 유사하게 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았고, 우분액비를 시용한 후 최초의 용탈수중에 약 0.
- -P), 염소 (Cl), 칼슘 (Ca), 칼리 (K), 마그네슘 (Mg), 나트륨 (Na)의 농도는 우분액비 시용 후 최초에 조사한 날짜에서 가장 높게 나타났으며 날짜가 진행됨에 따라 이들 무기물의 농도는 점차적으로 감소하였다. 그러나 경작형태에 관계없이 용탈수 중의 무기물 농도는 일정한 경향을 유지하는 것을 알 수 있었다. 일반적으로 전작지에서는 계절적으로는 강수량에 의해 영향을 받는데 강수량이 많았던 7월 중순부터 8월 하순에 용탈수중 NO3-N, NH4-N 및 PO4-P 농도가 증가한다고 최 등(11)은 보고하고 있는데, 본 연구의 결과와 상이한 결과를 나타낸 이유는 전작지와 답작지에서의 경작형태가 다르기 때문인 것으로 생각된다.
- - N 농도보다 약간 높게 용탈됨을 알 수 있었다. 또한 우분액비 시용에 따른 평균적인 PO4-P 농도도 그림 1에서와 같이 NO3-N 및 NH4-N 농도변화와 유사하게 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았고, 우분액비를 시용한 후 최초의 용탈수중에 약 0.11~0.13 mg/L 정도 용탈됨을 알 수 있었다. 우분 액비를 시용한 후 최초의 용탈수중에 염소 (Cl) 농도는 약 55~60 mg/L, 칼슘 (Ca) 농도는 약 22-26 mg/L, 칼리(K) 농도는 약 3~4.
- 시험전후 토양에서 양이온치환용량의 농도의 변화는 총체보리 및 IRG 우분액비 시용구 모두에서 Ca, Mg, Na 및 Ca의 농도 농도는 시험 종료 후에 현저하게 증가하는 경향을 나타냈다 (p<0.05).
- 13 mg/L 정도 용탈됨을 알 수 있었다. 우분 액비를 시용한 후 최초의 용탈수중에 염소 (Cl) 농도는 약 55~60 mg/L, 칼슘 (Ca) 농도는 약 22-26 mg/L, 칼리(K) 농도는 약 3~4.5 mg/L, 마그네슘 (Mg) 농도는 약 18~19 mg/L, 나트륨 (Na) 농도는 약 27~35 mg/L 정도로 높은 농도를 보였을 뿐 시간이 경과됨에 따라 점차적으로 낮아졌다.
- 이상의 결과에서 나타난 바와 같이 경작형태별 우분액비 시용에 따른 용탈수중 암모니아성 질소 (NH4-N), 질산성 질소 (NO3-N), 인산염인 (PO4-P), 염소 (Cl), 칼슘 (Ca), 칼리 (K), 마그네슘 (Mg), 나트륨 (Na)의 농도는 우분액비 시용 후 최초에 조사한 날짜에서 가장 높게 나타났으며 날짜가 진행됨에 따라 이들 무기물의 농도는 점차적으로 감소하였다. 그러나 경작형태에 관계없이 용탈수 중의 무기물 농도는 일정한 경향을 유지하는 것을 알 수 있었다.
- 05). 이상의 결과에서 보는 바와 같이 우분액비 시용에 따라 토양내 양이온치환용량의 농도는 증가하는 경향을 보였는데 이는 우분내의 무기 성분뿐만 아니라 전작물과 후작물의 지하부가 부숙되면서 무기성분이 증가되었기 때문인 것으로 생각된다. 또한 총체보리 및 IRG 시험구의 토양내 무기함량의 차이는 전작물의 종류 및 작부체계에 의한 작물의 토양내 무기 성분의 이용차이에 의해서 발생될 수 있기 때문에 논토양에서 무기성분의 변화에 있어서 우분액비 및 작물의 지하부 관련성 측면에서 많은 연구가 필요 할 것으로 생각된다.
- 총체 벼 재배 후 우분액비 시용에 따른 총체보리 및 IRG 시험구에서 NH4-N 농도는 그림 1에서 보는 바와 같이 경작형태에 따른 확실한 차이를 보여주지 않았으며 우분액비을 시용한 후 최초의 용탈수중에 약 4~6.5 mg/L 정도 높은 농도를 보였을 뿐 시간이 경과됨에 따라 점차적으로 낮아졌다.
- 총체 벼 재배 후 총체보리 및 IRG 우분액비 시용구의 토양 pH, 전질소 및 유기물함량은 시험 종료 후에 현저하게 증가하였으며 (p<0.05), IRG 우분시용구의 인산함량도 유의적으로 증가하였다 (p<0.05).
- 총체보리의 2년간 평균수량은 7,520 kg/ha, 그리고 IRG는 10,320 kg/ha으로 IRG가 총체보리보다 현저하게 높은 수량을 보였다 (p<0.05).
후속연구
- 이는 우분액비만을 시용하여 총체보리 및 IRG를 재배하였기 때문인 것으로 생각된다. 또한 재배지의 기후 및 토양 조건 차이에 기인된 것으로 보이기 때문에 논, 밭 또는 초지 등에서 우분액비를 이용한 다양한 접근을 통하여 총체보리 및 IRG의 재배면적을 확대시킬 수 있는 방안이 마련되어야 할 것으로 보인다.
- 이상의 결과에서 보는 바와 같이 우분액비 시용에 따라 토양내 양이온치환용량의 농도는 증가하는 경향을 보였는데 이는 우분내의 무기 성분뿐만 아니라 전작물과 후작물의 지하부가 부숙되면서 무기성분이 증가되었기 때문인 것으로 생각된다. 또한 총체보리 및 IRG 시험구의 토양내 무기함량의 차이는 전작물의 종류 및 작부체계에 의한 작물의 토양내 무기 성분의 이용차이에 의해서 발생될 수 있기 때문에 논토양에서 무기성분의 변화에 있어서 우분액비 및 작물의 지하부 관련성 측면에서 많은 연구가 필요 할 것으로 생각된다.
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