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문제 정의
- 본 연구는 화본과작물인 호밀과 두과작물인 헤어리베치를 겨울철 휴한기에 재배하고 이듬해 여름 토양에 환원하여 잡초발생량을 조사함으로써 유기농업 실천시 녹비작물의 윤작도입효과를 구명하고자 수행하였다.
제안 방법
- 녹비시용에 의한 잡초발생 억제 효과를 조사하기 위하여 2003년에 잡초의 발생량, 중요도 및 잡초의 종 다양성을 분석하였으며 이 후 수작업으로 제초하였다. 잡초의 상대우점도(importance, %)는 (어느 한 종의 우점도/모든 종의 총 우점도)×100으로 산출하였다(농촌진흥청, 2003).
- 녹비작물의 재배는 가을철 주작물의 수확이 완료된 후 10월 상순에 녹비작물인 호밀과 헤어리베치를 1ha 당 각각 100kg, 80kg을 조파하였다. 이듬해 5월 상순에 생육한 호밀과 헤어리베치를 수확하여 지상부의 생산량을 조사하였다.
- 잡초종자에 대한 호밀 및 헤어리베치의 타감효과를 검증하기 위하여 몇 가지 초종에 대하여 기내에서 발아시험을 하였다. 여지를 놓은 페트리디쉬 위에 호밀 및 헤어리베치 종자 20립을 정치시키고 20일 경과 후 호밀과 헤어리베치를 제거한 후 잡초종자 8종을 파종한 후 발아 종자 개체수를 계수하였다. 대조구로는 여지에 증류수만 넣은 페트리디쉬를 검증 실험에 이용하였다.
- 녹비작물의 재배는 가을철 주작물의 수확이 완료된 후 10월 상순에 녹비작물인 호밀과 헤어리베치를 1ha 당 각각 100kg, 80kg을 조파하였다. 이듬해 5월 상순에 생육한 호밀과 헤어리베치를 수확하여 지상부의 생산량을 조사하였다. 수확된 녹비작물을 약 5cm 정도 크기로 절단하여 전량 시험구에 고르게 펼친 후 경운을 하여 토양과 잘 섞이도록 하였다.
- 잡초의 상대빈도(frequency, %)는 (어느 한 종의 빈도/모든 종의 총 빈도)×100으로 산출하였다.
- 잡초종자에 대한 호밀 및 헤어리베치의 타감효과를 검증하기 위하여 몇 가지 초종에 대하여 기내에서 발아시험을 하였다. 여지를 놓은 페트리디쉬 위에 호밀 및 헤어리베치 종자 20립을 정치시키고 20일 경과 후 호밀과 헤어리베치를 제거한 후 잡초종자 8종을 파종한 후 발아 종자 개체수를 계수하였다.
- 시험은 농업과학원 농업생물부 시험포장에서 2002년 가을부터 2005년까지 3년간 수행하였다. 토양은 미사질 식양토인 고평통이었고, 주작물은 파(Allium fistulosum L.)와 고추(Capsicum frutescens L.)를 대상으로 하였으며, 처리구로는 겨울철 휴한기에 녹비작물로서 화본과작물인 호밀과 두과작물인 헤어리베치를 윤작한 유기농업구(organic farming, OF)와 농약과 화학비료를 사용하고 주작물을 연작한 관행처리구(conventional farming, CF)를 두었다(Table 1). 파를 주작물로 하는 관행I은 관행농업-파-연작처리로, 유기I은 호밀과 헤어리베치를 격년윤작 한 처리를 두었다.
대상 데이터
- 시험구의 면적은 66m2이며, 재식거리는 고추는 90cm×40cm로 하였으며, 파는 7.5cm×90cm로 하였다.
- 시험은 농업과학원 농업생물부 시험포장에서 2002년 가을부터 2005년까지 3년간 수행하였다. 토양은 미사질 식양토인 고평통이었고, 주작물은 파(Allium fistulosum L.
이론/모형
- 각 처리구에서 채집된 잡초의 종다양성을 비교하기 위하여 Shannon’s index의 공식((NlogN-Σnilogni)/N, N: 총개체수, ni: 각 종의 개체수)을 이용하여 구하였다(Shannon과 Weaver, 1949).
- 처리구별 양분시용량은 관행농업구의 경우 토양분석을 통한 작물별 시비처방기준(국립농업과학원, 2010)과 토양 유효인산 비옥도에 따른 가축분퇴비 및 화학비료 시용량 결정 방법(국립농업과학원, 2010)에 따라 화학비료 및 계분퇴비의 시용량을 결정하여 유기농업구의 녹비 시용시기와 동일한 날짜에 시용하였다. 유기농업구의 경우 관행농업구와 마찬가지로 작물별 시비처방기준에 따라 토양검정 시비량을 산출하여 호밀과 헤어리베치의 지상부에 포함된 양분의 양을 제하였으며, 그럼에도 불구하고 부족한 양분은 질소를 기준으로 유박을 시용하였다.
성능/효과
- 524에 비해 높았다. 따라서 호밀을 윤작하여 토양에 환원하는 것은 잡초의 발생량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 종다양성을 증가시켜 바람직한 생태적 환경조성이 가능하리라 판단되었다.
- 이상의 결과로 보아 헤어리베치를 윤작하여 녹비로 환원하였을 경우 잡초발생 억제에 미치는 효과는 미미한 것으로 관찰되었다. 하지만 호밀을 녹비로 토양에 환원하였을 경우에는 녹비시용에 의한 잡초의 발생량을 크게 경감시킴으로써 잡초에 의한 양분 수탈을 줄이고 잡초의 재배적 생태주기를 늦춰 주게 되어 잡초제거를 위한 생산비 절감을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
- 하지만 호밀을 재배하여 녹비로 시용하면 잡초의 발생량을 경감시킬 수 있으므로 잡초에 의하여 수탈되는 양분을 줄일 수 있다. 잡초의 발생량을 경감시켜 수탈되는 다량 무기양분의 양을 분석한 결과 Table 3에서 보는바와 같이 호밀을 환원하지 않은 처리구에 비해 1년 동안 ha당 질소와 인산 칼리를 각각 3, 3, 10kg을 경감시켰다. 따라서 호밀 환원구는 양분보존 효과로 양파의 수량을 13% 정도 증가시킨 것에 일부 기여한 것으로 판단된다(이 등, 2005).
- 1과 같다. 파의 경우, 재배 전에 호밀을 환원한 처리구(유기I)에서 호밀을 환원하지 않은 처리구(관행I)에 비해 잡초의 수와 생물량이 약 50% 경감됨을 알 수 있었다(Fig. 2). 이는 Barns와 Putnam(1986)은 호밀이 잡초의 생체중을 93%까지 감소시키고 잡초의 발아 및 생육을 억제한다는 연구결과와 호밀을 피복한 후 30~60일까지 80% 이상의 잡초발생 억제효과가 있었다는 연구결과와 유사한 결과이다(농촌진흥청, 1996).
- 어떠한 잡초종에 대하여 타감효과가 있는지 밝혀내기 위하여 호밀과 헤어리베치를 파종하여 생육시킨 용기 내에서 몇 가지 잡초종자에 대한 발아력을 검정한 결과는 Table 4에서와 같다. 호밀 뿌리에서 타감물질이 분비되었을 것으로 추정된 용기 내에서는 어저귀(Abutilon theophrasti), 참방동사니(Cyperus iria) 및 바랭이(Digitaria ciliaris)가 0~20%의 발아율을 나타내어 이들 초종에 대한 발아억제 효과가 있는 것으로 판단되었다. 그러나 헤어리베치의 뿌리에서는 이들 잡초종자에 대한 뚜렷한 발아억제 효과를 발견하기 어려웠다.
- 5%로 가장 높았다. 호밀 환원에 상관없이 중대가 리풀과 나도방동사니(Cyperus nipponicus)의 빈도수가 높은 경향을 나타내었다. 호밀을 환원한 처리구에서 잡초의 발생수는 적었으나 종다양성을 나타내는 Shannon 지수는 0.
- 파 재배에 있어서 호밀환원이 잡초의 초종과 우점도 및 종다양성 지수에 미치는 영향에 대한 결과를 Table 2에서 제시하였다. 호밀을 환원하지 않았던 처리구에서 11종이 발생되었으며, 중요도는 쇠비름(Potulaca oleracea)이 36.6%, 빈도는 중대가리풀(Centipeda minima)이 66.0%로 가장 높았다. 호밀을 환원한 처리구는 14종의 잡초가 발생되었으며, 중요도는 쇠비름이 68.
- 0%로 가장 높았다. 호밀을 환원한 처리구는 14종의 잡초가 발생되었으며, 중요도는 쇠비름이 68.5%, 빈도는 중대가리풀이 57.5%로 가장 높았다. 호밀 환원에 상관없이 중대가 리풀과 나도방동사니(Cyperus nipponicus)의 빈도수가 높은 경향을 나타내었다.
후속연구
- 이상의 결과로 보아 헤어리베치를 윤작하여 녹비로 환원하였을 경우 잡초발생 억제에 미치는 효과는 미미한 것으로 관찰되었다. 하지만 호밀을 녹비로 토양에 환원하였을 경우에는 녹비시용에 의한 잡초의 발생량을 크게 경감시킴으로써 잡초에 의한 양분 수탈을 줄이고 잡초의 재배적 생태주기를 늦춰 주게 되어 잡초제거를 위한 생산비 절감을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
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