[논문]보리-헤어리베치 단파 및 혼파가 벼 수량에 미치는 영향

김태영; 김송엽; 파리둘; 이용복

doi:10.5338/kjea.2013.32.4.268

초록
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본 연구는 보리-헤어리베치 단파 및 혼파가 녹비생산량과 벼 재배시 무기질 비료 대체 효과를 평가하기 위해 실시되었다. 보리-헤어리베치 혼파를 통한 녹비생산량은 보리 75% + 헤어리베치 25% 혼파구에서 8.07 Mg/ha로 가장 높게 나타났다. 그리고 녹비생산을 통한 질소 축적량도 녹비 생산량이 가장 높은 보리 75% + 헤어리베치 25% 처리구에서 131 kg/ha로 가장 높게 나타났다. 혼파처리구의 전체 biomass 생산량 중에서 헤어리베치가 차지하는 비율이 증가할수록 보리 중 질소 함량은 증가되었다. 녹비재배 후 전량을 토양에 환원 후 벼 재배를 실시한 결과 혼파구(B75H25, B50H50, B25H75)의 벼 수량은 큰 차이가 없었으며 이는 관행구(NPK) 보다 약 7%의 증수 효과가 있었다. 따라서 보리와 헤어리베치 혼파는 무기질 비료 무시용에 의한 벼 재배가 가능할 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND: The mixtures of legumes and non legumes can be an efficient tool to combine the benefit of the single species in the cover crop practice. However, there is a lack of information on how the species proportion may affect N accumulation and how this can influence the nitrogen use of subsequ...

BACKGROUND: The mixtures of legumes and non legumes can be an efficient tool to combine the benefit of the single species in the cover crop practice. However, there is a lack of information on how the species proportion may affect N accumulation and how this can influence the nitrogen use of subsequent rice production. METHODS AND RESULTS: In this study barley and hairy vetch was selected as a green manure. The pure stands or mixtures with different seeding ratios was tested on green manure N accumulation and its following rice cultivation. Total aboveground biomass and N accumulation of mixture were higher compared to that of pure barley and hairy vetch. Among the mixtures, the highest aboveground biomass (8.07 Mg/ha) and N accumulation (131 kg/ha) was observed in B75H25 (barley 75% + hairy vetch 25%). The N accumulation of the mixture ranged from 99 kg/ha to 131 kg/ha which was much higher than amount of recommended (90 kg/ha) for rice. All mixture (barley 75%+hairy vetch 25%, barley 50%+hairy vetch 50%, barley 25%+hairy vetch 50%) produced 7-8% more rice yield than the conventional cultivation (NPK). The rice yield of in barley monocrop was 4% less than that of NPK. COLCLUSION(S): Adopting mixtures of barley and hairy vetch could be efficient strategy for rice production as an alternative of nitrogen fertilizer.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

하지만 벼 재배시 보리－헤어리베치 혼파 비율에 따른 녹비작물의 생산성에 관한 연구는 아직까지 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 보리－헤어리베치 혼파 비율에 따른 녹비생산성과 벼 재배시 무기질 비료 대체 효과를 평가하기 위하여 수행되어졌다.

제안 방법

대조구(NPK)인 관행구는 녹비재배 없이 표준시비량(NP₂O₅-K₂O, 90-45-58 kg/ha)을 시용하였으며 모든 시험은 완전임의 배치법 3반복으로 수행하였다. 녹비수량은 처리구당 1 m² (1m x 1m)를 수확하여 보리와 헤어리베치를 나누어 계산하였고, 벼는 2012년 10월 15일 3.3 m²를 수확하여 볏짚과 정조를 분리하였다. 녹비와 볏짚의 건물중은 수확후 72℃에서 2일간 건조후 측정하였고, 이후 분쇄하여 분석용 시료로 이용하였다.
그리고 녹비작물은 2012년 5월 25일 수확하여 전량 환원 후 2012년 6월 4일 무기질 비료 시용 없이 동진벼를 손이앙(재식거리, 15*30cm) 하였다. 대조구(NPK)인 관행구는 녹비재배 없이 표준시비량(NP₂O₅-K₂O, 90-45-58 kg/ha)을 시용하였으며 모든 시험은 완전임의 배치법 3반복으로 수행하였다. 녹비수량은 처리구당 1 m² (1m x 1m)를 수확하여 보리와 헤어리베치를 나누어 계산하였고, 벼는 2012년 10월 15일 3.

대상 데이터

0 kg/10a, H100)를 선발 하였다. 본 시험에 이용된 보리는 영양보리, 헤어리베치는 H1 (중국 수입종)이었다. 그리고 녹비작물은 2012년 5월 25일 수확하여 전량 환원 후 2012년 6월 4일 무기질 비료 시용 없이 동진벼를 손이앙(재식거리, 15*30cm) 하였다.

이론/모형

2 g/kg 이었다(Table 1). 녹비작물은 2011년 11월 11일 산파하였고, 이때 화본과 두과 작물 혼파 비율은 Tosti 등(2012)이 제시한 방법에 따라서 보리 100% (18kg/10a, B100), 보리 75% + 헤어리베치 25% (13.5+2.3 kg/10a, B75H25), 보리 50% + 헤어리베치 50% (9.0+4.5 kg/10a, B50H50), 보리 25% + 헤어리베치 75% (4.6+6.8 kg/10a, B25H75), 헤어리베치 100% (9.0 kg/10a, H100)를 선발 하였다. 본 시험에 이용된 보리는 영양보리, 헤어리베치는 H1 (중국 수입종)이었다.
식물체 중 질소 함량은 분쇄한 시료를 CNS2000(Leco, USA)를 이용하여 분석하였다. 식물체 인산은 산가수분해 후 ammonium metavanadate 법으로 측정하였다. 그 외 조사 및 분석은 농촌진흥청 농사시험연구 기준에 따라 분석하였다(RDA, 2003)

성능/효과

이와 같은 현상은 헤어리베치는 흡수한 질소의 약 70%를 공중질소 고정하므로 토양내 질소이용은 크게 경쟁하지 않지만(Papastylianou, 1988), 보리의 경우 대부분의 질소를 토양내 질소를 이용하므로 파종 밀도 증가에 따른 질소 이용에 대한 경쟁이 높아졌기 때문으로 생각된다. 그리고 전체 biomas 생산량 중 헤어리베치가 차지하는 비율이 증가 할수록 보리 중 질소 농도 유의한 증가를 나타내었다(Fig. 1). 이는 Tosti 등(2012)과 동일한 결과로서 헤어리베치와 영양보리는 토양 중 질소이용에 대해 경쟁관계가 아닌 것을 설명하고 있다.
따라서 본 시험에서 헤어리베치 50% (45 kg/ha) 이상 혼파구에서 헤어리베치 100% 보다 높은 헤어리베치 수량을 나타낸 것으로 생각된다. 그리고 혼파로 인한 최고 수량은 B75H25에서 8.07 Mg/ha로 나타났다. 이는 Jeon 등(2009)이 보고한 밭에서 헤어리베치와 호밀의 경우 단일 파종보다는 혼파가 높은 녹비작물 생산성을 나타낸 것과 동일한 결과이다.
따라서 보리와 헤어리베치 혼파는 무기질비료 무시용에 의한 벼 재배가 가능하며 더불어 수량 증수효과도 있는 것으로 평가되었다.
보리－헤어리베치 혼파에 의한 질소 및 인산 생산량은 B75H25에서 각각 131, 67 kg/ha로 가장 높았다. 그리고 혼파 파종구 B75H25, B50H50, B25H75의 질소와 인산 생산량은 농촌진흥청에서 벼 재배시 권장하는 질소(90 kg N/ha)와 인산(19.

후속연구

하지만 지속적인 동절기 녹비재배-무기질비료 무시용 벼재배 작부 체계는 인산의 유출이 발생되므로 이에 대한 대책 수립을 위한 시비체계 개선이 필요한 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	헤어리베치의 질소생산 능력은?	, 2003). 헤어리베치는 ha 당 질소를 90-200 kg 까지 생산 할 수 있는 것으로 알려져 있다(Ebelhar et al., 1984; Jeon et al, 2009).
	두과 녹비작물이 가진 능력은?	두과 녹비작물은 공중질소를 고정, 축적하여 많은 양의 질소를 후작물에 공급하는 능력을 지니고 있다(Campiglia et al., 2010; Cazzato et al.
	농경지 단위면적 당 무기질 비료 사용으로 인한 환경오염 감소 방안 중 적용성이 가장 높은 것은?	우리나라는 OECD 회원국 중에서 농경지 단위면적 당 무기질 비료를 가장 많이 사용하는 국가로 분류되고 있으며 이로 인한 환경오염을 줄이기 위해 다각적인 정책이 추진되고 있다(농진청, 2007). 녹비는 벼 재배시 화학비료 절감 또는 대체 방안 중 가장 적용성 높은 것으로 평가되고 있다(Jeon et al., 2009; Jeon et al.

참고문헌 (16)

Caballero, R., Goicoechea, E.L., 1986. Utilization of winter cereals as companion crops for common vetch and hairy vetch, in: Barba, F.M., Abreu, J.M. (Eds), Grasslands Facing The Energy Crisis, Proceeding of the 11th General Meeting of the European Grassland Federation, pp. 379-384.
Caballero, R., Goicoechea, E.L., Hernaiz, P.J., 1995. Forage yields and quality of common vetch and oat sown at varying seeding ratios and seeding rates of vetch, Field Crops Research 41, 135-140.

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Campiglia, E., Caporali, F., Radicetti, E., Mancinelli, R., 2010. Hairy vetch (Vicia villosa Roth) cover crop residue management for imporving weed control and yield in no-tillage tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) production, European Journal of Agronomy 33, 94-102.

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Cazzato, E., Annese, v., Corleto, A., 2003. $N_2$ Fixation of annual fodder legumes in Mediterranean environment. 1. Estimation of $N_2$ fixation by isotope dilution, Rivista di Agronomia 37, 57-61.
Constantin, J., Beaudoin, N., Laurent, F., Cohan, J.P., Duyme, F., Mary, B., 2011. Cumulative effects of catch crops on nitrogen uptake, leaching and net mineralization, Plant Soil 341, 137-154.

상세보기
Crews, T.E., Peoples, M.B., 2005. Can the synchrony of nitrogen supply and crop demand be improved in legume and fertilizer-based agroecosystems? A review, Nutrient Cycling in Agroecosystems 72, 101-120.

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Ebelhar, S.A., Frye, W.W., Blevins, R.L., 1984. Nitrogen form legume cover crops for no-tillage corn, Agron. J. 76, 51-55.

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Jeon, W.T., Seong, K.Y., Kim, M.T., Oh, G.J., Oh, I.S., Kang, U.G., 2010. Changes of soil physical properties by glomalin concentration and rice yield using different green manure crops in paddy, Korean J. Soil Sci. Fert. 43(2), 119-123.
Jeon, W.T., Seong, K.Y., Lee, J.K., Kim, M.T., Cho, H.S., 2009. Effects of seeding rate on hairy vetch (Vicia villosa) - rye (Secale cereale) mixtures for green manure production in upland soil, Korean J. Crop Sci. 54(3), 327-331.
Jeon, W.T., Seong, K.Y., Oh, G.J., Kim, M.T., Lee, Y.H., Kang, U.G., Lee, H.B., Kang, H.W., 2012. Changes of biomass of green manure and rice growth and yield using leguminous crops an barley mixtures by cutting heights at paddy, Korean J. Soil Sci. Fert. 45(2), 192-197.

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Kim, C.G., Seo, J.H., Cho, H.S., Choi, S.H., Kim, S.J., 2002. Effect of hairy vetch as green manure on rice cultivation, Korean J. Soil Sci. Fert. 35(3), 169-174.
Lee, H.J., Lee, J.S., 2001. Decomposition and 15N fate of rice straw and hairy vetch in paddy soil, Korean J. Crop Sci. 46(1), 46-47.
Macdonald, A.J., Poulton, P.R., Howe, M.T., Goulding, K.W.T., Powlson, D.S., 2005. The use of cover crops in cereal-based cropping systems to control nitrate leaching in SE England, Plant and Soil 273, 355-3733.

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Papastylianou, I., 1988. The 15N methodology in estimating $N_2$ fixation by vetch and pea grown in pure stand or in mixtures with oat, Pant and Soil, 107, 183-188.

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RDA, 2003. Standard methods for agricultural experiments, Rural Development Administration, Suwon, Korea.
Tosti, G., Benincasa, P., Farneselli, M., Pace, R., Tei, T., Guiducci, M., Thorup-Kristensen, K., 2012. Green manuring effect of pure and mixed barley - hairy vetch winter cover crops on maize and processing tomato N nutrition, Europ. J. Agronomy 43, 136-146.

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