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문제 정의
- 재료 및 방법의 전기 (EK)처리 방법에서도 설명 하였듯이 양쪽에 ⊕스틱을 박고 중간골에 모래자루를 깔았다가 작 기가 끝나면 걷어내고 새 모래자루로 바꿔주는 형식이었다. 따라서 모래자루속의 모래를 수거하여 화학성을 분석함으로서 이동성분의 수거능력을 확인하고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 EK기술중 토양내의 무기염류를 추출하여 분리제거 하는 방법이 농경지 특히 시설재배 염류토양에서도 적용이 가능할 수 있겠느냐 하는 것을 과학적으로 검증하고자 하였다.
제안 방법
- 1작기 및 2작기를 통하여 EK처리에 따른 토양 중 양이온 감소 효과가 크게 나타났기 때문에 3작기에서는 시험구를 1, 2작기 효과를 확인하기 위한 무비구와 환경친화적인 농촌진흥청이 추천한 토양검정 시비량 시비구로 구분하여 3작기 작물재배를 실시하였다. 4작기에는 3작기 동안의 잔효를 검증하기 위하여 무비 재배하였다.
- EK처리는 농가포장에 220 V 농가용 교류를 직류화하여 약 0.8 V cm⁻¹의 정전압으로 동전기 처리 하였다.
- 1작기의 토양 분석 및 작물생육상태를 통하여 주요 화학성분이 적정범위 이하로 내려가서 오히려 작물생육에 장해가 있는 수준까지 내려갔다는 결론을 얻었다. 따라서 2작기에는 2011년 9월 하순부터 10월 하순까지 작물재배기간 동안 EK처리를 하였다. 또한 2작기 때의 시비방법은 표준시비량구와 NK복비 최소시비량구로 나누어 시비하였다.
- 따라서 2작기에는 2011년 9월 하순부터 10월 하순까지 작물재배기간 동안 EK처리를 하였다. 또한 2작기 때의 시비방법은 표준시비량구와 NK복비 최소시비량구로 나누어 시비하였다. NK복비를 준 이유는 1작기 때 EK처리에 따른 유효인산의 이동량이 적어 토양속의 유효인산 함량이 충분하였기 때문이었다.
- 상기 포장에 220V농가용 교류를 직류화하여 0.5∼1.0 V cm⁻1 (약 0.8 V cm⁻1)의 정전압으로 동전기 처리 하였다.
- Table 2는 처리효과를 검증하기 위하여 배추와 계절채소인 고추, 상추, 열무 등을 공시작물로 채택하였다. 작기별 EK처리는 1차작기의 경우 2011년 2월 하순부터 21일간 처리 하였으며 대상토양이 지나친 고염류 토양 이었던 관계로 EK처리 효과 확인을 위하여 1작기는 무비재배 하였다.
- 양전극의 길이는 20 cm로서 고규소철 (HSCI; High Silicon Cast Iron), 음전극은 철판 (Fe Plate)을 바닥에 깔았다. 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+) 이온들을 모아서 배출시켰다. 유공 PVC파이프 위를 흙으로 덮고 모래 주머니를 만들어 그 위에 얹었다.
- 양전극의 길이는 20 cm로서 고규소철 (HSCI; High Silicon Cast Iron), 음전극은 철판 (Fe Plate)을 바닥에 깔았다. 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+) 이온들을 모아서 배출시켰다. 유공 PVC파이프 위를 흙으로 덮고 모래 주머니를 만들어 그 위에 얹었다.
대상 데이터
- 시험포장은 경남 창원시 대산면 북부리 시설재배 농가의 비닐하우스 토양으로서 현재 국화 (소국)를 장기간 재배하고 있는 화해혼성평단지로서 토성은 사양토 이었다. 이 지역은 과거 특이산성답의 특성이 있었던 것으로 추정됨으로서 유황함량이 높은 약 알카리성의 염농도가 8.
- 8 V cm⁻1)의 정전압으로 동전기 처리 하였다. 양전극의 길이는 20 cm로서 고규소철 (HSCI; High Silicon Cast Iron), 음전극은 철판 (Fe Plate)을 바닥에 깔았다. 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+) 이온들을 모아서 배출시켰다.
이론/모형
- 토양의 화학성분 중 토양 pH는 초자전극법 (Orion 900A) 으로, 토양유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster방법으로, 질산태질소를 Auto Analyzer (Alpken 501)를 이용하여 분석하였으며, 치환성 양이온은 1N-Ammonium Acetate 로 침출하여 ICP (GBC Integra XMP)로 분석하였다. 또한 토양의 EC측정은 EC측정기 (Orion model 122)를 이용하여 측정하였다 (NIAST, 2000). 토양의 Sampling은 표토를 0∼10 cm, 심토를 10∼20 cm으로 하였다.
- 토양의 용적밀도 측정은 2인치 Core를 이용하였다. 또한 토양통기성은 일본 Daiki사의 DIK-5001토양 통기성 측정기로, 토양경도 역시 일본 Daiki사의 토양 경도계 DIK-5552로, 그리고 토양입단은 또한 일본 Daiki사의 항온식 토양입단 분석기DIK-2011을 이용하여 분석하였다.
- 토양의 화학성분 중 토양 pH는 초자전극법 (Orion 900A) 으로, 토양유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster방법으로, 질산태질소를 Auto Analyzer (Alpken 501)를 이용하여 분석하였으며, 치환성 양이온은 1N-Ammonium Acetate 로 침출하여 ICP (GBC Integra XMP)로 분석하였다. 또한 토양의 EC측정은 EC측정기 (Orion model 122)를 이용하여 측정하였다 (NIAST, 2000).
성능/효과
- 1작기의 토양 분석 및 작물생육상태를 통하여 주요 화학성분이 적정범위 이하로 내려가서 오히려 작물생육에 장해가 있는 수준까지 내려갔다는 결론을 얻었다. 따라서 2작기에는 2011년 9월 하순부터 10월 하순까지 작물재배기간 동안 EK처리를 하였다.
- 3작기 후의 화학성분도 1작기 때와 유사하며 pH, EC, OM, K⁺, Na⁺ 등이 1,26∼2.12배 높아 모래자루를 깔고, 걷어내면 경제적이고 실용적일 것 일 거란 도입 당시의 생각이 맞았음을 알았다.
- 8 %순 이었다. EK를 작물재배 이전 즉 휴경을 하면서 처리한 시험구와 작물을 재배하면서 EK를 처리한 시험구의 화학성 감소효과를 비교한 결과 작물재배 중 처리효과가 더 높았다. EK처리 후 양분의 감소가 뚜렸한 NO3⁻-N, EC 등은 처리효과가 분명하였으나, 1회의 EK처리만으로는 염류감소 지속효과가 분명하지 않으므로 2회 이상 EK처리 후 토양화학성 검정을 계속하면서 토양검정 시비를 실시하는 것이 바람직하였다.
- EK를 작물재배 이전 즉 휴경을 하면서 처리한 시험구와 작물을 재배하면서 EK를 처리한 시험구의 화학성 감소효과를 비교한 결과 작물재배 중 처리효과가 더 높았다. EK처리 후 양분의 감소가 뚜렸한 NO3⁻-N, EC 등은 처리효과가 분명하였으나, 1회의 EK처리만으로는 염류감소 지속효과가 분명하지 않으므로 2회 이상 EK처리 후 토양화학성 검정을 계속하면서 토양검정 시비를 실시하는 것이 바람직하였다. EK처리에 따른 배추생육을 보면 1차 처리 – 2차 처리- 3차 처리구의 무처리 대비 증수율은 225.
- EK처리에 따른 배추생육을 보면 1차 처리 – 2차 처리- 3차 처리구의 무처리 대비 증수율은 225.5 % - 181.0 % - 124.2%로 각각 나타났다.
- 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+)이온들을 모아서 배출시켰다. EK처리에 따른 토양 물리성은 토양입단의 경우 파괴 효과가 크고 물의 침투 속도는 증가되었으나, 용적 밀도와 공극율의 변화는 적었다. 한편, 토양의 화학성을 보면, 무처리구보다 EK처리구의 EC, NO3⁻-N, K⁺, Na⁺ 등의 주요 이온들이 급격히 감소되었고, pH, P2O5, Ca2+ 등은 EK 의 영향력이 적은 성분이었다.
- 그 결과 Mg2+를 제외한 EC, NO3⁻-N, K⁺, Ca2+등 4개 성분에서 모두 작물재배 중에 이동율이 더 높았다. 물론, 재배 기간 중 EK 처리기간이 51일로서 휴경시 사전처리 21일보다 길었던 이유로 설명할 수 있을 것이다.
- 9 % 증수되었다. 기타 작물의 경우에도 1작기 고추 130.0 %, 2작기 상추 248.1 %, 3작기 열무 125.4 %로 각각 증수되어 EK처리에 의한 증수효과는 모든 작물에서 나타났으며 그 정도는 내염 능력이 더 높은 작물일수록 증수폭이 낮았던 것으로 나타났다. 즉 상추 248.
- 또한 EK처리에 민감하게 반응한다는 뜻이 된다. 나타난 특징을 보면 pH, P2O5, Ca2+ 등은 EK의 영향을 거의 받지 않는 성분들이었고 NO3⁻-N, EC, Na⁺, K⁺ 등은 이동이잘 되는 EK처리에 효과적인 화학성분들이었다. EK의 처리 횟수와 처리방법에 따라서 이동율이 각기 다르기는 하나 이동율의 크기는 NO3⁻-N 78.
- 배추의 경우를 보면 무처리구에 비하여 1작기 225.5 %, 2작기 181.0 %, 3작기 124.2 %의 증수로 각각 나타나 평균 176.9 % 증수되었다. 기타 작물의 경우에도 1작기 고추 130.
- 시험전 토양에 비하여 표토의 물리성은 용적밀도 1,30 Mg m-3에서 1,18 Mg m-3으로 줄어들었고 공극율은 54.8 %에서 55.4 %로 약간 증가되었다. 그러나 심토의 경우에는 오히려 용적밀도가 약간 늘어났고 공극율도 약간 줄어드는 경향을 보이는 것으로 보아 둔감하거나 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
- 시험포장은 경남 창원시 대산면 북부리 시설재배 농가의 비닐하우스 토양으로서 현재 국화 (소국)를 장기간 재배하고 있는 화해혼성평단지로서 토성은 사양토 이었다. 이 지역은 과거 특이산성답의 특성이 있었던 것으로 추정됨으로서 유황함량이 높은 약 알카리성의 염농도가 8.95 dS m-1로 매우 높은 토양이었다.
- 특히 1.0 mm 이상의 큰 입단은 무처리구 14.9 %, EK처리구가 11.9 %로서 대입단과 중간크기의 입단 (0.25∼1.0 mm)에서의 파괴수준과 비슷하여 동전기의 토양입단파괴 현상은 크기를 가리지 않고 영향을 주는 것으로 생각되었다.
- EK처리에 따른 토양 물리성은 토양입단의 경우 파괴 효과가 크고 물의 침투 속도는 증가되었으나, 용적 밀도와 공극율의 변화는 적었다. 한편, 토양의 화학성을 보면, 무처리구보다 EK처리구의 EC, NO3⁻-N, K⁺, Na⁺ 등의 주요 이온들이 급격히 감소되었고, pH, P2O5, Ca2+ 등은 EK 의 영향력이 적은 성분이었다. EK처리에 따른 작물재배 작기별로 토양화학성 감소율을 비교한 결과 NO3⁻-N 78.
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