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문제 정의
- 본 연구는 유기 사과과원의 피복작물 선정을 위해 피복 작물의 피복율과 시기별 잡초의 발생양상에 대해 조사하였다.
- 본 연구는 유기 사과과원의 피복작물 선정을 위해 피복 작물의 피복율과 시기별 잡초의 발생양상에 대해 조사하였다.
제안 방법
- Table 1. Soil chemical properties in control soil and soils covered with White clover, Crimson clover, Red clover, Hairy vetch, Barley, Rye, Tall fescue, Kentucky blugrass, Rattail fescue.
- 각 시험구의 크기는 4 m×6 m로 식재 사과나무를 중심으로 양쪽의 수관하부에 피복식물을 처리하였다.
- 조사된 잡초의 피도는 처리구별 상대피도를 산출하여 피복식물별 잡초발생양상을 구명하였다. 발생된 잡초 중 상위 30%에 포함되는 잡초를 중심으로 변화상에 대해 관찰하였다.
- 잡초의 발생 특성에 대해 토양과의 관계를 비교하기 위해 정량적이고 객관적으로 분석하기 위하여 Canonical correspondence analysis(CCA; Ter Braak 1986)를 이용하여 요인분석을 실시하였다. 방형구간 유연관계에 대해 CCA를 수행한 결과를 토대로 이차원 공간에 우점종을 배열하여 분석하였다.
- 토양의 화학성분과 잡초조사는 국립원예특작과학원 사과시험장내의 유기 사과시험포장에서 2011년 사과나무의 수관하부에 피복식물을 재배하여 분석하였다. 사과의 품종은 후지를 이용하였고 피복식물은 화본과에 속하는 호밀(Rye, Secale cereal), 청보리(Barley, Hordeum vulgare), 들묵새(Rattail fescue, Festuca myuros), 톨페스큐(Tall fescue, Festuca arundinacea), 켄터키블루그라스(Kentucky blugrass, Poa pratensis) 5종과 콩과에 속하는 레드클로버(Red clover, Trifolium pretense), 크림슨클로버(Crimson clover, Trifolium incarnatum), 화이트클로버(White clover, Trifolium repens), 헤어리베치(Hairy vetch, Vicia villosa) 4종을 처리하였고 대조구로는 무처리인 자연초종 발생 시험구를 선정하여 조사하였다. 각 시험구의 크기는 4 m×6 m로 식재 사과나무를 중심으로 양쪽의 수관하부에 피복식물을 처리하였다.
- 우점잡초의 상대피도와 토양성분과의 상관관계를 알아보기 위해 CCA 분석을 실시하였다(Fig. 4). 종의 분포패턴과 토양성분의 기여도 에 대한 정도를 분석한 결과 1축에서는 토끼풀과 여뀌가 우점하는데는 유기물의 함량에 의한 기여도가 높으며 명아주가 우점하는데는 인산의 함량이 기여하고 있는 것으로 분석되었다.
- 유기 사과과원의 발생한 잡초에 대해 5월, 6월, 7월, 8월에 출현한 종을 종합하면 모든 처리구에서 총 51종류 잡초가 조사되었다. 이들 출현종에서 각 피복식물별 발생한 잡초에 대해 상대피도를 구한 결과 우점하는 10종을 선발하여 상대피도를 비교하였다(Table 2). 대조구에서는 다양한 종이 출현하였고 이 중 토끼풀, 바랭이, 환삼덩굴 등이 우점하였다.
- 잡초 발생량 조사는 각 피복작물 처리구별 5월, 6월, 7월, 8월에 실시하였다. 조사방법은 잡초의 생체중은 50 cm×50 cm의 방형구를 이용하여 잡초를 채집하여 건물중을 측정하였고 전체의 피복정도는 피복작물을 처리한 4 m×6 m 범위에서 Krajina의 피도계급(+, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)을 이용하여 피복면적에 따라 11단계로 구분하여 조사하였다(Krarajina, 1933).
- 조사방법은 잡초의 생체중은 50 cm×50 cm의 방형구를 이용하여 잡초를 채집하여 건물중을 측정하였고 전체의 피복정도는 피복작물을 처리한 4 m×6 m 범위에서 Krajina의 피도계급(+, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)을 이용하여 피복면적에 따라 11단계로 구분하여 조사하였다(Krarajina, 1933). 조사된 잡초의 피도는 처리구별 상대피도를 산출하여 피복식물별 잡초발생양상을 구명하였다. 발생된 잡초 중 상위 30%에 포함되는 잡초를 중심으로 변화상에 대해 관찰하였다.
- 조사방법은 잡초의 생체중은 50 cm×50 cm의 방형구를 이용하여 잡초를 채집하여 건물중을 측정하였고 전체의 피복정도는 피복작물을 처리한 4 m×6 m 범위에서 Krajina의 피도계급(+, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)을 이용하여 피복면적에 따라 11단계로 구분하여 조사하였다(Krarajina, 1933).
- 토양 화학분석은 국립농업과학원 토양화학분석법(NIAST, 2010)에 준하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 pH meter로 측정하였고, 토양 총질소 및 총탄소 함량은 Elemental analyzer(Vario Max CN, Elementar, Germany), 유효인산은 Lancaster 법을 이용하여 비색정량하였다. 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등 치환성양이온은 1 N Ammonium acetate로 침출하여 유도결합플라즈마 발광광도계(ICP, Intergra, GBC, Australia)로 분석하였다.
- 각 시험구의 크기는 4 m×6 m로 식재 사과나무를 중심으로 양쪽의 수관하부에 피복식물을 처리하였다. 피복식물은 호밀 20 kg 10-a, 청보리 15 kg 10-a, 들묵새 4 kg 10-a, 톨페스큐 4 kg 10-a, 켄터키블루그라스 4 kg 10-a, 크림슨클로버 4 kg 10-a, 레드클로버 4 kg 10-a, 화이트클로버 4 kg 10-a, 헤어리베치1호 8 kg 10-a를 3월 25일 봄에 파종하였다. 파종량은 춘파 파종시 저하되는 발아율과 잡초와의 경쟁에 의한 피복저하 등을 고려하여 농촌진흥청에서 연구된 자료들을 근거로 추파재배의 파종량보다 20~30% 늘려서 파종하였다.
대상 데이터
- 토양 화학성분 분석을 위해서는 피복작물 재배전 시험 포장은 4월 12일과 피복작물 재배시 5월 31일에 토양시료를 채취하여 음건시킨 후 2 mm 체를 통과한 토양시료를 분석에 이용하였다. 토양 화학분석은 국립농업과학원 토양화학분석법(NIAST, 2010)에 준하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 pH meter로 측정하였고, 토양 총질소 및 총탄소 함량은 Elemental analyzer(Vario Max CN, Elementar, Germany), 유효인산은 Lancaster 법을 이용하여 비색정량하였다.
- 토양의 화학성분과 잡초조사는 국립원예특작과학원 사과시험장내의 유기 사과시험포장에서 2011년 사과나무의 수관하부에 피복식물을 재배하여 분석하였다. 사과의 품종은 후지를 이용하였고 피복식물은 화본과에 속하는 호밀(Rye, Secale cereal), 청보리(Barley, Hordeum vulgare), 들묵새(Rattail fescue, Festuca myuros), 톨페스큐(Tall fescue, Festuca arundinacea), 켄터키블루그라스(Kentucky blugrass, Poa pratensis) 5종과 콩과에 속하는 레드클로버(Red clover, Trifolium pretense), 크림슨클로버(Crimson clover, Trifolium incarnatum), 화이트클로버(White clover, Trifolium repens), 헤어리베치(Hairy vetch, Vicia villosa) 4종을 처리하였고 대조구로는 무처리인 자연초종 발생 시험구를 선정하여 조사하였다.
데이터처리
- 잡초의 발생 특성에 대해 토양과의 관계를 비교하기 위해 정량적이고 객관적으로 분석하기 위하여 Canonical correspondence analysis(CCA; Ter Braak 1986)를 이용하여 요인분석을 실시하였다. 방형구간 유연관계에 대해 CCA를 수행한 결과를 토대로 이차원 공간에 우점종을 배열하여 분석하였다.
이론/모형
- 토양 화학성분 분석을 위해서는 피복작물 재배전 시험 포장은 4월 12일과 피복작물 재배시 5월 31일에 토양시료를 채취하여 음건시킨 후 2 mm 체를 통과한 토양시료를 분석에 이용하였다. 토양 화학분석은 국립농업과학원 토양화학분석법(NIAST, 2010)에 준하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 하여 pH meter로 측정하였고, 토양 총질소 및 총탄소 함량은 Elemental analyzer(Vario Max CN, Elementar, Germany), 유효인산은 Lancaster 법을 이용하여 비색정량하였다. 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등 치환성양이온은 1 N Ammonium acetate로 침출하여 유도결합플라즈마 발광광도계(ICP, Intergra, GBC, Australia)로 분석하였다.
성능/효과
- 종의 분포패턴과 토양성분의 기여도 에 대한 정도를 분석한 결과 1축에서는 토끼풀과 여뀌가 우점하는데는 유기물의 함량에 의한 기여도가 높으며 명아주가 우점하는데는 인산의 함량이 기여하고 있는 것으로 분석되었다. 2축에서의 분석 결과는 닭의장풀이 우점하는데는 양이온인 칼슘과 마그네슘이 높은 기여도를 가지며 좀명아주는 마그네슘 함량이 우점하는데 영향을 미친것으로 판단되었다. 잡초종의 대한 분포요인과 토양환경과의 관계를 CCA 결과에서 토양의 유기물, 인산, 양이온 등이 주요 요인으로 확인되었다.
- 2). 5월에는 클로버 종류와 청보리, 호밀이 비교적 잡초 종의 출현이 억제되었고 6월에는 호밀이 가장 좋은 효과를 가져왔다. 호밀은 계속해서 생육이 유지되면 후기에 피복 잔유물의 양이 많아져 잡초억제 효과가 좋은 것으로 알려져 있어 본 실험에서도 초기 발아와 피복만 유지된다면 피복식물로서의 가능성이 있는 것으로 확인하였다(Yu et al.
- 청보리, 호밀, 들묵새가 피복된 처리구에서는 토끼풀이 가장 우점하였고 그 외에 바랭이, 냉이, 좀 명아주 등이 출현하였다. 가장 피복율이 낮은 켄터키블루 글라스와 톨페스큐에서는 바랭이, 냉이, 좀명아주 등이 우점종으로 출현하였다. 유기 사과과원에서 피복식물의 피복율을 높이기 위해서는 피복식물 보다 키가 크고 광엽인 좀명아주, 명아주, 환삼덩굴 등의 봄철 제거가 필요할 것으로 사료되었다.
- 인산은 피복작물 재배시 모두 높아지는 양상을 보였으며 들묵새, 화이트클로버가 인산의 함량이 높았다. 양이온은 칼륨(K)은 피복작물재배전 포장 조성시 토양보다 증가하였고 칼슘(Ca)과 마그네슘은(Mg)은 줄어드는 양상을 보였다. 유기질 비료의 시용으로 지속적인 유기물의 분해는 치환성 양이온 함량을 유지시킨다고 하였으나(Lee et al.
- 7월에는 피복율이 낮은 톨페스큐와 켄터키블루그라스에서는 많은 잡초 종이 출현하였다. 유기 사과과원의 발생한 잡초는 총 51종으로 조사되었고 피복율을 높이기 위해서는 피복식물 보다 키가 크고 광엽인 좀명아주, 명아주, 환삼덩굴 등의 봄철 제거가 필요하다. 잡초의 건물중을 측정한 결과 피복율이 가장 낮았던 켄터키블루그라스에서 대조구와 거의 유사한 결과를 보여주었다.
- 유기 사과과원의 발생한 잡초에 대해 5월, 6월, 7월, 8월에 출현한 종을 종합하면 모든 처리구에서 총 51종류 잡초가 조사되었다. 이들 출현종에서 각 피복식물별 발생한 잡초에 대해 상대피도를 구한 결과 우점하는 10종을 선발하여 상대피도를 비교하였다(Table 2).
- pH가 다른 과원에 비해 높은 이유는 과원의 실험구 조성시 다른 지역의 토양을 복토로 사용하여 pH가 높게 나타난 것으로 판단되며 지속적인 관찰에 의해 변화되는 것을 확인할 필요가 있다고 사료된다. 유기물 함량은 화본과의 톨페스큐는 피복작물의 낮은 피복 율로 인한 용탈현상으로 유기물 함량이 포장 조성시보다 더 낮게 조사되었고 그 외의 피복작물은 콩과 피복작물 처리구가 화이트클로버를 제외하고 유기물 함량이 많은 것으로 조사되었다. 유기재배 배 과원과 관행재배 배 과 원의 경우 재배 후기로 갈수록 온도상승으로 유기물의 무기태화가 진행되어 유기물 함량이 감소되는 경향이 나타난다(Choi et al.
- , 2011). 인산은 피복작물 재배시 모두 높아지는 양상을 보였으며 들묵새, 화이트클로버가 인산의 함량이 높았다. 양이온은 칼륨(K)은 피복작물재배전 포장 조성시 토양보다 증가하였고 칼슘(Ca)과 마그네슘은(Mg)은 줄어드는 양상을 보였다.
- 잡초의 건물중을 측정한 결과 피복율이 가장 낮았던 켄터키블루그라스에서 대조구와 거의 유사한 결과를 보여주었다. 잡초와 토양과의 관계에 대해 CCA로 분석한 결과 1축에서는 토끼풀과 여뀌가 유기물의 함량과 높은 상과관계를 가지며 명아주는 인산의 함량과 상관관계를 가지고 있는 것으로 분석되었다.
- 피복작물별 출현한 잡초의 건물중을 측정한 결과 피복율이 가장 낮았던 켄터키블루그라스에서 대조구와 거의 유사한 결과를 보여주었다(Fig. 3).
- 2축에서의 분석 결과는 닭의장풀이 우점하는데는 양이온인 칼슘과 마그네슘이 높은 기여도를 가지며 좀명아주는 마그네슘 함량이 우점하는데 영향을 미친것으로 판단되었다. 잡초종의 대한 분포요인과 토양환경과의 관계를 CCA 결과에서 토양의 유기물, 인산, 양이온 등이 주요 요인으로 확인되었다. Pysek et al.
- 4). 종의 분포패턴과 토양성분의 기여도 에 대한 정도를 분석한 결과 1축에서는 토끼풀과 여뀌가 우점하는데는 유기물의 함량에 의한 기여도가 높으며 명아주가 우점하는데는 인산의 함량이 기여하고 있는 것으로 분석되었다. 2축에서의 분석 결과는 닭의장풀이 우점하는데는 양이온인 칼슘과 마그네슘이 높은 기여도를 가지며 좀명아주는 마그네슘 함량이 우점하는데 영향을 미친것으로 판단되었다.
- 3). 처리구 중 청보리와 화이트클로버가 가장 좋은 잡초 억제율을 보이는 것으로 분석되었다. 켄터키블루그라스도 피복식물로 많이 사용하는 종이기 때문에 춘파재배시 발생율과 경쟁률에서 다른 종에 의해 성장이 억제되는 경향을 보이며 이에 추파재배가 더욱 적절할 것으로 판단되었다.
- 처리구 중 청보리와 화이트클로버가 가장 좋은 잡초 억제율을 보이는 것으로 분석되었다. 켄터키블루그라스도 피복식물로 많이 사용하는 종이기 때문에 춘파재배시 발생율과 경쟁률에서 다른 종에 의해 성장이 억제되는 경향을 보이며 이에 추파재배가 더욱 적절할 것으로 판단되었다.
- 유기 사과과원의 피복작물 선정을 위해 피복작물의 피복율과 시기별 잡초의 발생양상에 대해 조사하였다. 토양의 화학성분은 자연초생구에 비해 들묵새와 화이트클로버가 유기물 함량과 인산 함량이 다소 높게 분석되었다. 피복작물별 잡초 종의 출현은 5월에는 클로버 종류와 청보리, 호밀이 비교적 잡초 종의 출현이 억제되었고 6월에는 호밀이 가장 좋은 효과를 가져왔다.
- 피복식물을 재배하기 위해 조성된 시험포의 토양과 피복식물을 재배하여 성장하는 시기에 측정한 토양의 특성은 유기물 함량과 양이온 함량이 증가하는 양상을 보였다 (Table 1). 피복식물 파종후 65일째 조사한 토양의 특성은 자연초생구 비해 들묵새와 화이트클로버가 유기물 함량과 인산 함량이 다소 높게 분석되었다. 토양의 pH는 토양에 존재하는 양분의 유효도에 영향을 미치는데, 토양의 산도의 변화는 거의 없었으며 pH가 7.
- 피복식물을 재배하기 위해 조성된 시험포의 토양과 피복식물을 재배하여 성장하는 시기에 측정한 토양의 특성은 유기물 함량과 양이온 함량이 증가하는 양상을 보였다 (Table 1). 피복식물 파종후 65일째 조사한 토양의 특성은 자연초생구 비해 들묵새와 화이트클로버가 유기물 함량과 인산 함량이 다소 높게 분석되었다.
- 피복식물을 춘파하여 6월말에 조사한 결과 피복율이 화이트클로버, 레드클로버, 헤어리베치 등이 90% 이상을 피복하였으며, 크림슨클로버, 호밀, 청보리, 들묵새가 80%이상의 피복율을 보였다(Fig. 1). 켄터키블루그라스는 초기 발아결과와 생육량에서 매우 불량한 결과를 가져왔고 톨페스큐는 초기 생육이 느렸지만 차츰 생육이 개선되는 결과를 가져왔다.
- 피복식물의 피복율의 결과로 켄터키블루 그라스와 톨페스큐는 춘파보다는 추파 피복식물로 더 적합하였다. 피복식물의 잡초억제 효과는 레드클로버, 화이트클로버, 헤어리베치가 좋은 결과를 가져왔다. 피복작물을 춘파한 결과로 토양의 질소를 효율적으로 흡수하는 콩과류의 초기 피복이 쉽게 이루어졌고 초기의 과수원의 건조한 환경을 적응하지 못하여 화본과 식물들은 초기 발아가 늦어져 잡초억제 효과가 나타나지 못하였다.
- 켄터키블루그라스는 초기 발아결과와 생육량에서 매우 불량한 결과를 가져왔고 톨페스큐는 초기 생육이 느렸지만 차츰 생육이 개선되는 결과를 가져왔다. 피복식물의 피복율의 결과로 켄터키블루 그라스와 톨페스큐는 춘파보다는 추파 피복식물로 더 적합하였다. 피복식물의 잡초억제 효과는 레드클로버, 화이트클로버, 헤어리베치가 좋은 결과를 가져왔다.
- 토양의 화학성분은 자연초생구에 비해 들묵새와 화이트클로버가 유기물 함량과 인산 함량이 다소 높게 분석되었다. 피복작물별 잡초 종의 출현은 5월에는 클로버 종류와 청보리, 호밀이 비교적 잡초 종의 출현이 억제되었고 6월에는 호밀이 가장 좋은 효과를 가져왔다. 7월에는 피복율이 낮은 톨페스큐와 켄터키블루그라스에서는 많은 잡초 종이 출현하였다.
- 피복작물별 출현한 잡초의 건물중을 측정한 결과 피복율이 가장 낮았던 켄터키블루그라스에서 대조구와 거의 유사한 결과를 보여주었다(Fig. 3). 처리구 중 청보리와 화이트클로버가 가장 좋은 잡초 억제율을 보이는 것으로 분석되었다.
후속연구
- , 2011). pH가 다른 과원에 비해 높은 이유는 과원의 실험구 조성시 다른 지역의 토양을 복토로 사용하여 pH가 높게 나타난 것으로 판단되며 지속적인 관찰에 의해 변화되는 것을 확인할 필요가 있다고 사료된다. 유기물 함량은 화본과의 톨페스큐는 피복작물의 낮은 피복 율로 인한 용탈현상으로 유기물 함량이 포장 조성시보다 더 낮게 조사되었고 그 외의 피복작물은 콩과 피복작물 처리구가 화이트클로버를 제외하고 유기물 함량이 많은 것으로 조사되었다.
- (2009)의 결과와 일치하였다. 다른 피복식물도 추파의 경우에 다른 양상을 보일 수 있어 추후에 이에 대한 연구가 필요하다.
- 양이온은 칼륨(K)은 피복작물재배전 포장 조성시 토양보다 증가하였고 칼슘(Ca)과 마그네슘은(Mg)은 줄어드는 양상을 보였다. 유기질 비료의 시용으로 지속적인 유기물의 분해는 치환성 양이온 함량을 유지시킨다고 하였으나(Lee et al., 2009) 본 연구에서는 포장조성후 반복적인 피복작물 재배를 통해 토양양분의 변화를 관찰해야 할 것으로 사료되었다.
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