유기자재와 강수량이 수수${\\times}$수단그라스 교잡종의 질소이용효율에 미치는 영향 Effects of Organic Materials and Precipitation on Nitrogen Uptake Efficiency in Sorghum ${\\times}$ Sudangrass Hybrid원문보기
탄질비가 다른 유기자재 시용이 토양중 무기태질소의 시기별 변화와 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 질소이용률에 미치는 영향을 조사하기 위해서 2009년부터 2011년까지 수행되었다. 처리구는 질소함량 210kg/ha 수준으로 축분퇴비, 알팔파, 유박, 포함하였다. 유박은 가장 낮은 탄질비를 나타내었고, 축분퇴비는 3년 동안 가장 낮은 질소의 무기화가 관찰되었다. 토양 무기성분과 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 건물중은 처리에 따라 일관성 있게 영향을 받지 않았고, 건물중은 재배기간인 5월부터 9월까지의 강수량과 부의 상관관계를 나타내었다. 화학비료는 2009년과 2010년에 질소이용률을 크게 증가시켰고, 축분퇴비는 3년간 가장 낮은 질소이용률을 보였다. 6월부터 8월까지의 강수량 증가는 퇴비로 처리된 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 질소이용률을 다소 증가시켰으나 양분의 무기화가 빠른 화학비료는 반대의 양상이 관찰되었다. 본 시험에서는 유기자재의 탄질비 보다는 강수량의 변동이 클 때 작물의 건물중과 질소이용률에 영향을 끼치므로 이를 고려하여 밭토양에 시비를 해야 할 것으로 판단되었다.
탄질비가 다른 유기자재 시용이 토양중 무기태질소의 시기별 변화와 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 질소이용률에 미치는 영향을 조사하기 위해서 2009년부터 2011년까지 수행되었다. 처리구는 질소함량 210kg/ha 수준으로 축분퇴비, 알팔파, 유박, 포함하였다. 유박은 가장 낮은 탄질비를 나타내었고, 축분퇴비는 3년 동안 가장 낮은 질소의 무기화가 관찰되었다. 토양 무기성분과 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 건물중은 처리에 따라 일관성 있게 영향을 받지 않았고, 건물중은 재배기간인 5월부터 9월까지의 강수량과 부의 상관관계를 나타내었다. 화학비료는 2009년과 2010년에 질소이용률을 크게 증가시켰고, 축분퇴비는 3년간 가장 낮은 질소이용률을 보였다. 6월부터 8월까지의 강수량 증가는 퇴비로 처리된 수수${\times}$수단그라스 교잡종의 질소이용률을 다소 증가시켰으나 양분의 무기화가 빠른 화학비료는 반대의 양상이 관찰되었다. 본 시험에서는 유기자재의 탄질비 보다는 강수량의 변동이 클 때 작물의 건물중과 질소이용률에 영향을 끼치므로 이를 고려하여 밭토양에 시비를 해야 할 것으로 판단되었다.
This study was conducted to evaluate soil inorganic N concentrations and N uptake efficiency of sorghum ${\times}$ sudangrass hybrid (Sorghum bicolor (L.) Moench) as affected by organic nutrient sources from 2009 to 2011. The treatments included chemical fertilizer, compost, oilcake, alfa...
This study was conducted to evaluate soil inorganic N concentrations and N uptake efficiency of sorghum ${\times}$ sudangrass hybrid (Sorghum bicolor (L.) Moench) as affected by organic nutrient sources from 2009 to 2011. The treatments included chemical fertilizer, compost, oilcake, alfalfa hay mulch, and control. Nutrient applications were made at rates equivalent to approximately 210 kg of actual N per hectare. The precipitation during the growth period from May to September was higher in 2011, followed by 2009, and 2010. Oilcake had the lowest C:N ratio in the raw materials. Compost treatment slowed N-mineralization rate in soil during the measured years. Soil mineral nutrition and dry matter production were not consistently affected by treatments, but the dry matter production was negatively correlated with the amount of precipitation from May to September for three years. Chemical fertilizer treatment increased N efficiency in plants in the first two years, observing with lower N efficiency in plants treated with compost for 3 years. Increased precipitation from June to August improved N efficiency in sudangrass plants treated with compost but reduced the efficiency with the chemical fertilizer. Total dry matter production and N efficiency in plants were not affected by the C:N ratio of the raw materials rather than weather condition.
This study was conducted to evaluate soil inorganic N concentrations and N uptake efficiency of sorghum ${\times}$ sudangrass hybrid (Sorghum bicolor (L.) Moench) as affected by organic nutrient sources from 2009 to 2011. The treatments included chemical fertilizer, compost, oilcake, alfalfa hay mulch, and control. Nutrient applications were made at rates equivalent to approximately 210 kg of actual N per hectare. The precipitation during the growth period from May to September was higher in 2011, followed by 2009, and 2010. Oilcake had the lowest C:N ratio in the raw materials. Compost treatment slowed N-mineralization rate in soil during the measured years. Soil mineral nutrition and dry matter production were not consistently affected by treatments, but the dry matter production was negatively correlated with the amount of precipitation from May to September for three years. Chemical fertilizer treatment increased N efficiency in plants in the first two years, observing with lower N efficiency in plants treated with compost for 3 years. Increased precipitation from June to August improved N efficiency in sudangrass plants treated with compost but reduced the efficiency with the chemical fertilizer. Total dry matter production and N efficiency in plants were not affected by the C:N ratio of the raw materials rather than weather condition.
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문제 정의
6월부터 8월까지의 강수량 증가는 퇴비로 처리된 수수×수단그라스 교잡종의 질소이용률을 다소 증가시켰으나 양분의 무기화가 빠른 화학비료는 반대의 양상이 관찰되었다. 본 시험에서는 유기자재의 탄질비 보다는 강수량의 변동이 클 때 작물의 건물중과 질소이용률에 영향을 끼치므로 이를 고려하여 밭토양에 시비를 해야 할 것으로 판단되었다.
본 연구는 국내에서 많이 이용되고 있는 탄질비가 다른 유기자재를 밭토양에 시용하였을 때 3년간 강수량에 따라 유기태 질소의 경시적인 무기화율과 수수×수단그라스 교잡종의 질소흡수이용률에 미치는 영향을 구명하고 유기자재의 시비처리 기준을 설정하고자 수행하였다.
탄질비가 다른 유기자재 시용이 토양중 무기태질소의 시기별 변화와 수수×수단그라스 교잡종의 질소이용률에 미치는 영향을 조사하기 위해서 2009년부터 2011년까지 수행되었다.
제안 방법
토양시료는 처리직전과 처리 후 1주일 간격으로 1개월간 채취하였고, 이후에는 1개월 간격으로 하여 0∼40cm 토양 깊이에서 채취하였다. 농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥청, 2003)에 의거하여 풍건하기 전 토양시료를 2mm체로 통과시킨 다음 암모니아태 질소와 질산태질소를 2M KCl로 추출한 후 FIA(flow injection analyzer, QuikChem 8000 FIA, Lachat Inc., USA)로 분석한 후 그 합을 무기태 질소량을 하였다. 무기태질소를 분석 한 후 남은 토양을 풍건하여 pH(1:5)는 이온전극법으로 유기물은 CN분석기로 탄소를 구한 후 1.
식물체 수확은 1년차에는 8월 중순까지 계속된 강수로 식물체가 대부분 도복하여 수확시기를 한 달 앞당겼고, 2년차와 3년차에는 9월 중순에 수확하였다. 수확된 식물체는 70℃ 건조기에서 건조 후 마쇄하여 유기자재를 분석한 방법과 동일하게 분석하였다.
시험구 면적은 16m2(4m×4m)로 하였고, 파종 전에는 토양을 로터리로 작업한 후, 5월 하순에 수수×수단그라스 교잡종을 산파(40kg/ha)하였다.
유기자재 양분 시용량은 국립농업과학원 표준시비량에 준하여 질소 210kg/ha 해당량을 매해 5월 하순에 전량 기비로 시용하였다. 시험구 배치는 5처리 3반복의 난괴법 배치로 하였으며, 처리구는 화학비료(chemical fertilizer), 축분퇴비(compost), 채종유박(oilcake), 알팔파 건초(alfalfa), 무비(대조구, control) 등 5처리를 두었다. 화학비료구는 요소, 용성인비, 염화가리로 시비 하였으며, 인산과 칼리는 각각 150과 180kg/ha로 시비하였다.
유기자재의 재료분석은 시료를 건조하여 잘 분쇄한 후, 전탄소 및 전질소는 CN분석기(Vario Max CN, Elementa, Germany)로 정량하였고, H2SO4-HClO4 혼합용액으로 시료를 분해하여 인산은 Ammonium vandate법, 양이온은 ICP(Inductively Coupled Plasma: Labtam 8440, LABTAM CO., Australia)로 분석(농촌진흥청, 2003)하였다. 시험구 면적은 16m2(4m×4m)로 하였고, 파종 전에는 토양을 로터리로 작업한 후, 5월 하순에 수수×수단그라스 교잡종을 산파(40kg/ha)하였다.
시험구 면적은 16m2(4m×4m)로 하였고, 파종 전에는 토양을 로터리로 작업한 후, 5월 하순에 수수×수단그라스 교잡종을 산파(40kg/ha)하였다. 질소이용효율은 작물의 처리구 질소흡수량에서 무비구 질소흡수량을 뺀 값에서 질소공급량으로 나누어서 백분율로 계산하였다.
탄질비가 다른 유기자재 시용이 토양중 무기태질소의 시기별 변화와 수수×수단그라스 교잡종의 질소이용률에 미치는 영향을 조사하기 위해서 2009년부터 2011년까지 수행되었다. 처리구는 질소함량 210kg/ha 수준으로 축분퇴비, 알팔파, 유박, 포함하였다. 유박은 가장 낮은 탄질비를 나타내었고, 축분퇴비는 3년 동안 가장 낮은 질소의 무기화가 관찰되었다.
토양시료는 처리직전과 처리 후 1주일 간격으로 1개월간 채취하였고, 이후에는 1개월 간격으로 하여 0∼40cm 토양 깊이에서 채취하였다.
대상 데이터
본시험은 2009년(1년차) 경기도 화성에 위치한 경사가 있는 곡간지의 사양질(지곡통) 밭토양에서 이루어졌고, 2010년과 2011년에는 경기도 수원에 위치한 미사질(전남통) 밭토양에서 수행되었다. 시험품종은 수수×수단그라스 교잡종(‘G’)를 이용하였다.
시험품종은 수수×수단그라스 교잡종(‘G’)를 이용하였다.
화학비료구는 요소, 용성인비, 염화가리로 시비 하였으며, 인산과 칼리는 각각 150과 180kg/ha로 시비하였다. 축분퇴비(돈분왕겨퇴비)와 알팔파 그리고 유박은 시중에서 친환경 유기농자재로 공시된 제품을 구입하여 사용하였다. 시험전 토양의 pH, 유효인산 및 치환성 양이온 함량은 수수×수단그라스 교잡종의 재배 적정 범위 내에 포함되었다(Havlin 등, 2005).
시험구 배치는 5처리 3반복의 난괴법 배치로 하였으며, 처리구는 화학비료(chemical fertilizer), 축분퇴비(compost), 채종유박(oilcake), 알팔파 건초(alfalfa), 무비(대조구, control) 등 5처리를 두었다. 화학비료구는 요소, 용성인비, 염화가리로 시비 하였으며, 인산과 칼리는 각각 150과 180kg/ha로 시비하였다. 축분퇴비(돈분왕겨퇴비)와 알팔파 그리고 유박은 시중에서 친환경 유기농자재로 공시된 제품을 구입하여 사용하였다.
데이터처리
통계분석은 SAS 통계분석(SAS version 8/2, NC, USA)을 이용하여 분산분석 하였다.
이론/모형
시험품종은 수수×수단그라스 교잡종(‘G’)를 이용하였다. 유기자재 양분 시용량은 국립농업과학원 표준시비량에 준하여 질소 210kg/ha 해당량을 매해 5월 하순에 전량 기비로 시용하였다. 시험구 배치는 5처리 3반복의 난괴법 배치로 하였으며, 처리구는 화학비료(chemical fertilizer), 축분퇴비(compost), 채종유박(oilcake), 알팔파 건초(alfalfa), 무비(대조구, control) 등 5처리를 두었다.
724를 곱한 값으로 하였다. 유효인산은 Lancaster법, 치환성양이온은 1N ammonium acetate로 침출한 후 ICP를 이용하여 분석하였다. 식물체 수확은 1년차에는 8월 중순까지 계속된 강수로 식물체가 대부분 도복하여 수확시기를 한 달 앞당겼고, 2년차와 3년차에는 9월 중순에 수확하였다.
성능/효과
화학비료는 2009년과 2010년에 질소이용률을 크게 증가시켰고, 축분퇴비는 3년간 가장 낮은 질소이용률을 보였다. 6월부터 8월까지의 강수량 증가는 퇴비로 처리된 수수×수단그라스 교잡종의 질소이용률을 다소 증가시켰으나 양분의 무기화가 빠른 화학비료는 반대의 양상이 관찰되었다. 본 시험에서는 유기자재의 탄질비 보다는 강수량의 변동이 클 때 작물의 건물중과 질소이용률에 영향을 끼치므로 이를 고려하여 밭토양에 시비를 해야 할 것으로 판단되었다.
미량원소인 철, 망간, 아연, 구리는 1∼3년차에서 축분퇴비가 상당히 높은 농도를 보였다.
본 실험에서는 수수×수단그라스 교잡종의 최종 수확시기에는 유기자재 처리에 따른 질소의 무기화와 건물중 그리고 질소이용효율에 대해서 별다른 영향을 끼치지 않은 것으로 나타났다.
따라서 축분퇴비의 탄소원의 구성성분이 상당부분 다당류로 이루어졌을 것으로 추정되는데, 축분퇴비는 왕겨를 수분조절제로 첨가하여 제조하였으며 왕겨가 셀룰로오스를 다량 함유하였기 때문인 것으로 판단된다. 사용된 유기자재의 토양 중 무기화는 시용 후 3개월 내에 대부분 이루어지는 것으로 나타났다.
유박 및 알팔파 처리구는 유기자재의 분해과정 중에서 생성되는 유기산에 의해서 산도를 낮추었을 것으로 추정된다. 유기물 함량은 처리 후 모두 감소하는 경향을 나타내었고, 토양내 무기성분은 처리에 따른 일정한 경향이 관찰되지 않았다.
유기자재의 탄소와 질소농도는 유박이 가장 높았다(Table 2). 유박은 질소농도가 높아서 탄질비가 10:1이하로 낮았고, 축분퇴비(compost)는 1년차에는 질소(1%)가 비교적 낮아서 탄질비가 33.
처리구는 질소함량 210kg/ha 수준으로 축분퇴비, 알팔파, 유박, 포함하였다. 유박은 가장 낮은 탄질비를 나타내었고, 축분퇴비는 3년 동안 가장 낮은 질소의 무기화가 관찰되었다. 토양 무기성분과 수수×수단그라스 교잡종의 건물중은 처리에 따라 일관성 있게 영향을 받지 않았고, 건물중은 재배기간인 5월부터 9월까지의 강수량과 부의 상관관계를 나타내었다.
토양 무기성분과 수수×수단그라스 교잡종의 건물중은 처리에 따라 일관성 있게 영향을 받지 않았고, 건물중은 재배기간인 5월부터 9월까지의 강수량과 부의 상관관계를 나타내었다.
토양 무기성분과 수수×수단그라스 교잡종의 건물중은 처리에 따라 일관성 있게 영향을 받지 않았고, 건물중은 재배기간인 5월부터 9월까지의 강수량과 부의 상관관계를 나타내었다. 화학비료는 2009년과 2010년에 질소이용률을 크게 증가시켰고, 축분퇴비는 3년간 가장 낮은 질소이용률을 보였다. 6월부터 8월까지의 강수량 증가는 퇴비로 처리된 수수×수단그라스 교잡종의 질소이용률을 다소 증가시켰으나 양분의 무기화가 빠른 화학비료는 반대의 양상이 관찰되었다.
후속연구
5∼2배 정도로 시비해주어야 할 것으로 판단된다. 하지만 강수량이 심한 차이가 있을 경우에는(2009년 또는 2011년) 시용된 유기자재에 의한 질소이용률이 달라지는 것을 고려하여 유기자재를 선택하여야 할 것으로 사료되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
유기자재의 분해에 의한 양분공급능력은 무엇에 영향을 받는가?
유기자재의 분해에 의한 양분공급능력은 유기자재의 탄소:질소비(탄질비)와 외부의 온도 또는 수분에 영향을 받는다(Gale 등, 2006). 유기자재 중 화본과 작물은 탄질비가 20∼30으로 토양 중에서 양분공급이 서서히 이루어지며, 이보다 낮은 탄질비인 콩과류 식물이나 동물사체는 빠른 속도로 토양에서 분해된다.
질소비에 따른 유기자재의 차이점은?
유기자재의 분해에 의한 양분공급능력은 유기자재의 탄소:질소비(탄질비)와 외부의 온도 또는 수분에 영향을 받는다(Gale 등, 2006). 유기자재 중 화본과 작물은 탄질비가 20∼30으로 토양 중에서 양분공급이 서서히 이루어지며, 이보다 낮은 탄질비인 콩과류 식물이나 동물사체는 빠른 속도로 토양에서 분해된다. 반면에 탄질비가 30 이상인 옥수수대나 밀짚 또는 낙엽 등은 질소의 고정화(N-immobilization)가 시작되어 질소 기아 상태에 이르게 된다. 유기재배 농가에서 대표적으로 이용하고 있는 유기자재는 유기물과 질소 함량 및 무기성분이 풍부한 축분 퇴비, 유박, 그리고 녹비작물 등이 있다.
시험구 배치는 어떤 방식으로 했는가?
유기자재 양분 시용량은 국립농업과학원 표준시비량에 준하여 질소 210kg/ha 해당량을 매해 5월 하순에 전량 기비로 시용하였다. 시험구 배치는 5처리 3반복의 난괴법 배치로 하였으며, 처리구는 화학비료(chemical fertilizer), 축분퇴비(compost), 채종유박(oilcake), 알팔파 건초(alfalfa), 무비(대조구, control) 등 5처리를 두었다. 화학비료구는 요소, 용성인비, 염화가리로 시비 하였으며, 인산과 칼리는 각각 150과 180kg/ha로 시비하였다.
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