시설재배지에서 킬레이트제 처리가 양분 유효도와 배추생육에 미치는 영향 Effect of Chelating Agents on the Grwoth of Chinese cabbage and Availability of Nutrients in Plastic Film House Soils원문보기
시설재배지 토양의 축적양분인 염류를 활용하기 위해 EC가 높은 토양에 여러 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성과 작물의 무기성분 흡수량을 비교 분석하였다. DTPA와 EDTA를 처리한 구에서 킬레이트제는 Ca, Mg, K, P등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어났다. 그러나, 토양의 ECDTPA를 처리한 는 EDTA를 처리한 토양보다 낮아졌다. 킬레이트제가 처리된 토양에서 생육한 배추의 무기성분 흡수량을 살펴본 결과 DTPA 0.5 mM 처리한 구에서 배추의 T-N, $P_2O_5$, $K_2O$, 그리고 Fe의 흡수량은 다른 처리구보다 높았다. 이로부터 시설재배지의 집적된 양분을 킬레이트화하여 작물의 양분 이용성을 증대하는 데 효과적인 킬레이트제는 DTPA이며, 적정한 농도는 0.5 mM로 나타났다.
시설재배지 토양의 축적양분인 염류를 활용하기 위해 EC가 높은 토양에 여러 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성과 작물의 무기성분 흡수량을 비교 분석하였다. DTPA와 EDTA를 처리한 구에서 킬레이트제는 Ca, Mg, K, P등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어났다. 그러나, 토양의 ECDTPA를 처리한 는 EDTA를 처리한 토양보다 낮아졌다. 킬레이트제가 처리된 토양에서 생육한 배추의 무기성분 흡수량을 살펴본 결과 DTPA 0.5 mM 처리한 구에서 배추의 T-N, $P_2O_5$, $K_2O$, 그리고 Fe의 흡수량은 다른 처리구보다 높았다. 이로부터 시설재배지의 집적된 양분을 킬레이트화하여 작물의 양분 이용성을 증대하는 데 효과적인 킬레이트제는 DTPA이며, 적정한 농도는 0.5 mM로 나타났다.
This study is conducted to evaluate the effects of chelating agents for improving plant growth and reusing accumulated nutrients in soils of plastic film house. Two experiments were carried out at follows: i) The incubation test was conducted using soils treated with 0, 300 mM of EDTA and DTPA to ex...
This study is conducted to evaluate the effects of chelating agents for improving plant growth and reusing accumulated nutrients in soils of plastic film house. Two experiments were carried out at follows: i) The incubation test was conducted using soils treated with 0, 300 mM of EDTA and DTPA to examine the availability of nutrients. ii) For the pot test, chinese cabbages were cultivated in soils with 0, 0.1, 0.5, 1, and 5 mM of EDTA and DTPA to examine the impacts of plant growth response. The application of chelating agents increased ther availability of soil nutrients in the following order: DTPA > EDTA > control. Inorganic concentration of chinese cabbages in DTPA treatments consderably increased in nitrogen, phosphate, iron and aluminium contents than that of the other treatments. The optimal concentration of DTPA for vigorous plant growth as 0.5 mM. Thus, DTPA was more effective than other chelating agents for healty growth of cabbages and the availability of nutrients accumulated in plastic film house.
This study is conducted to evaluate the effects of chelating agents for improving plant growth and reusing accumulated nutrients in soils of plastic film house. Two experiments were carried out at follows: i) The incubation test was conducted using soils treated with 0, 300 mM of EDTA and DTPA to examine the availability of nutrients. ii) For the pot test, chinese cabbages were cultivated in soils with 0, 0.1, 0.5, 1, and 5 mM of EDTA and DTPA to examine the impacts of plant growth response. The application of chelating agents increased ther availability of soil nutrients in the following order: DTPA > EDTA > control. Inorganic concentration of chinese cabbages in DTPA treatments consderably increased in nitrogen, phosphate, iron and aluminium contents than that of the other treatments. The optimal concentration of DTPA for vigorous plant growth as 0.5 mM. Thus, DTPA was more effective than other chelating agents for healty growth of cabbages and the availability of nutrients accumulated in plastic film house.
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제안 방법
5 g 칭량하고 conc. H2SO4을 10 mL와 50%의 HClO4 10 mL를 가하여 분해한 후 여과하여 T-N은 킬달증류방법으로, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Al 등을 ICP-OES로 측정한 후 농도를 측정하였다 (NIAST, 2000). 통계분석은 SAS 통계프로그램 (v.
시설재배지 토양의 축적양분인 염류를 활용하기 위해 EC가 높은 토양에 여러 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성과 작물의 무기성분 흡수량을 비교·분석하였다.
시설재배지의 축적양분을 재활용하고 비료의 고투입을 방지하기 위한 대책으로 양분함량이 높은 시설재배 토양에 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성 변화와 작물의 생육 반응을 평가하였다.
5 1 5 mM로 처리한 구등을 포함해 모두 10개구에 3반복으로 처리하였다. 시험구 배치는 완전 임의배치법으로, 비가림 하우스에서 1/2000a 포트에 토양 11 kg을 넣고 킬레이트제를 물에 용해하여 처리한 후 10일이 지난 9월 3일에 배추묘를 포트 당 1주식 정식하였으며, 67일이 지난 11월 8일에 수확하였고. 토양은 킬레이트제를 처리하기 전과 배추를 재배한 후 수확하는 시기에 채취하였다.
이러한 토양에 킬레이트제를 처리하지 않은 무처리 (control), EDTA와 DTPA 300 mM을 각각 넣고 증류수로 포화시킨 후 25℃에서 2∼24일간 항온한 후에 EC와 수용성 양분 (K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, P, Si)을 분석하였다.
0배 가량 높은 수치였다 (Table 2). 처리구는 물만 처리한 control, 표준 시비 (N-P2O5-K= 17.8-3.0-7.3 kg ha-1)량을 시용한 NPK, EDTA와 DTPA를 0.1, 0.5 1 5 mM로 처리한 구등을 포함해 모두 10개구에 3반복으로 처리하였다. 시험구 배치는 완전 임의배치법으로, 비가림 하우스에서 1/2000a 포트에 토양 11 kg을 넣고 킬레이트제를 물에 용해하여 처리한 후 10일이 지난 9월 3일에 배추묘를 포트 당 1주식 정식하였으며, 67일이 지난 11월 8일에 수확하였고.
본 연구에 사용된 토양은 pH 7.3, EC 5.68 dS m-1, OM은 32 g kg-1, Avail. P2O5 함량은 872 mg kg-1, Exch.
데이터처리
H2SO4을 10 mL와 50%의 HClO4 10 mL를 가하여 분해한 후 여과하여 T-N은 킬달증류방법으로, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Al 등을 ICP-OES로 측정한 후 농도를 측정하였다 (NIAST, 2000). 통계분석은 SAS 통계프로그램 (v. 9.2)를 이용하였다.
이론/모형
pH와 전기전도도 (EC)는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 측정하였고, 토양유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 720 nm에서, 유효 규산은 1 M NaOAc (pH 4.0)용액으로 추출하여 700 nm에서 비색계 (U-3000, Hitachi)로 측정하였다. 치환성 양이온은1 M NH4OAc (pH 7.
성능/효과
시설재배지 토양의 축적양분인 염류를 활용하기 위해 EC가 높은 토양에 여러 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성과 작물의 무기성분 흡수량을 비교·분석하였다. DTPA와 EDTA를 처리한 구에서 킬레이트제는 Ca, Mg, K, P등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어났다. 그러나, 토양의 ECDTPA를 처리한 는 EDTA를 처리한 토양보다 낮아졌다.
5 mM 이었다 (Table 6). 그리고 DTPA 0.5 mM 구의 토양 EC는 킬레이트 제를 처리하기 전에 5.68 dS m-1에서 수확기에 2.78 dS m-1로 51%로 집적된 양분을 효과적으로 감소하였다. 그러나, Avail.
배추의 건중량을 NPK구와 비교한 결과 DTPA의 경우 0.1 mM 처리구는 12%, 0.5 mM은 30%로 증수되었지만, 1.0 mM에서는 오히려 수량이 30% 감소하였다 (Fig. 2). Tuntiwiwut (1982)는 토양에 킬레이트제를 적정농도로 처리하면 작물의 수량이 20∼30% 증가한다고 발표한 결과와 유사하였다.
(1974) 도 과도한 양으로 사용된 킬레이트제는 식물에게 독성을 나타내고, 이것은 양이온의 흡수를 억제하여 일부 미량원소의 결핍을 유도하여 수량을 감소시킨다고 보고하였다. 배추재배에 적절한 킬레이트제는 DTPA 로 처리 시 적정 농도는 0.5 mM로 나타났다.
1). 이는 물에 용해 되는 수용성 양분으로 유효도가 높아졌다고 볼 수 있으며, DTPA와 EDTA는 Ca, K 등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어난 것으로 나타났다. 그리고 P 및 Si와 같은 음이온이 토양용액 중의 농도가 높아졌는데, 이는 토양으로부터 ligand 치환반응에 의해 많이 추출된 것으로 여겨진다.
5 mM 처리한 구에서 배추의 T-N, P2O5, K2O, 그리고 Fe의 흡수량은 다른 처리구보다 높았다. 이로부터 시설재배지의 집적된 양분을 킬레이트화하여 작물의 양분 이용성을 증대하는 데 효과적인 킬레이트제는 DTPA이며, 적정한 농도는 0.5 mM로 나타났다.
그러나 토양 2의 EC는 EDTA와 증류수 처리구가 비슷하였고, DTPA 처리구는 이들보다 낮아졌다. 이처럼 토양 EC는 EDTA 가 DTPA 보다는 크게 기여하고 있으며, 집적된 염류 성분과 킬레이트제의 종류에 따라 토양 EC에 미치는 영향이 달라짐을 알 수 있었다.
처리구별 배추의 다량원소 흡수량을 비교한 결과 DTPA 0.5 mM에서 다른 처리구들에 비해 양분흡수량이 가장 많았으며, 1주당 T-N은 2.97 g, P2O5은 1.57 g, K2O은 9.25 g, CaO은 3.71 g, MgO 함량은 0.97 g이었다 (Table 4). EDTA 0.
처리구별 배추의 미량원소의 흡수량도 DTPA 0.5 mM에서 다른 처리구들에 비해 양분흡수량이 가장 많았다 (Table 5). 특히, DTPA 0.
그러나, 토양의 ECDTPA를 처리한 는 EDTA를 처리한 토양보다 낮아졌다. 킬레이트제가 처리된 토양에서 생육한 배추의 무기성분 흡수량을 살펴본 결과 DTPA 0.5 mM 처리한 구에서 배추의 T-N, P2O5, K2O, 그리고 Fe의 흡수량은 다른 처리구보다 높았다. 이로부터 시설재배지의 집적된 양분을 킬레이트화하여 작물의 양분 이용성을 증대하는 데 효과적인 킬레이트제는 DTPA이며, 적정한 농도는 0.
5, 1 mM 처리구는 NPK구와 유사하여 건중량 증가에 영향을 미치지 못하였고, EDTA 5 mM 처리구에서는 배추가 완전히 고사하였다. 킬레이트제는 일정농도 이상 증가하면 배추에 독성을 나타내는 것으로 나타났다 (Fig. 2). Wallace et al.
킬레이트제를 처리한 후 배추를 재배한 수확기의 토양에 대한 화학적 특성을 살펴본 결과, 토양의 EC는 NPK > control > EDTA 0.5 mM > DTPA 0.5mM의 순서로 DTPA 0.5 mM 구가 가장 낮았고 그 다음으로는 EDTA 0.5 mM 이었다 (Table 6).
킬레이트제인 EDTA와 DTPA를 처리하면 증류수를 처리할 때보다 토양용액 내에 양이온인 K, Ca, Fe, Mn, Zn과 음이온인 P와 Si의 함량이 높아졌다 (Fig. 1). 이는 물에 용해 되는 수용성 양분으로 유효도가 높아졌다고 볼 수 있으며, DTPA와 EDTA는 Ca, K 등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어난 것으로 나타났다.
O), EDTA, DTPA를 처리 후 추출된 수용성 양분의 EC는 Table 3과 같다. 토양 1의 EC는 EDTA 처리구가 증류수, DTPA 처리구보다 높아졌고, 증류수와 DTPA 처리구는 비슷하였다. 그러나 토양 2의 EC는 EDTA와 증류수 처리구가 비슷하였고, DTPA 처리구는 이들보다 낮아졌다.
9배 정도 많아졌다. 통계적으로 유의하지 않지만, Cu와 Zn의 흡수량은도 NPK구보다는 증가하였고, Mn은 감소 하였다. 이것은 토양 중 미량원소의 유효도를 증가시키는 킬레이트제의 상대적 효율성은 안정화상수에 따라 달라지며, Fe3+ > Cu2+ > Zn2+ > Mn2+ > Fe2+의 순서로 안정화상수가 높기 때문이다 (Tuntiwiwut, 1982).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시설재배지에서 토양 염류집적이 발생하는 이유는?
시설재배지는 작물을 집약적으로 연중 재배하기 위해 비료와 가축분퇴비 등을 다량으로 사용함에 따라 토양 염류집적과 작물 연작장해가 발생하고 있다. 농업환경변동조사의일환으로 우리나라 시설재배 토양의 화학성을 모니터링한 결과, 전기전도도 (EC)는 1996년 2.
DTPA와 EDTA를 처리한 구에서 나타난 킬레이트제의 특징은?
시설재배지 토양의 축적양분인 염류를 활용하기 위해 EC가 높은 토양에 여러 킬레이트제를 처리하여 토양의 화학성과 작물의 무기성분 흡수량을 비교 분석하였다. DTPA와 EDTA를 처리한 구에서 킬레이트제는 Ca, Mg, K, P등의 다량원소 뿐만 아니라 Fe, Cu, Mn, Zn 등의 미량원소와 킬레이트 하는 능력이 뛰어났다. 그러나, 토양의 ECDTPA를 처리한 는 EDTA를 처리한 토양보다 낮아졌다.
시설재배지에서 작물생산성이 저하되고 염류집적이 심화되는 문제를 해결하기 위한 방법은?
이처럼 시설재배지에서는 양분 불균형과 인산성분 등의 토양의 고정화 작용으로 양분의 유효도가 떨어져 작물생산성이 저하되고, 이를 보충하기 위해 비료의 고투입이 이루어져 염류집적이 심화된다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로 집적양분의 유효도를 효율적으로 향상시키는 것이 킬레이트제 처리기술이다. 킬레이트제란 금속 이온과 2자리 이상으로 배위결합을 하여 고리구조의 모양을 만드는 리간드로 (Tuntiwiwut, 1982), 인간이 인위적으로 만든 합성킬레이트제와 자연상태에서 존재하는 천연킬레이트제가 있다 (Brady and Weil, 2008).
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