유기질비료의 사용기간과 사용량에 따른 토양화학성변화와 벼의 수량구성요소에 미치는 영향 The Effect of Organic Fertilizer According to the Duration and Amount of Soil Chemical Changes on Yield Components of Rice원문보기
벼 재배를 위하여 유기질비료를 이용할 경우 토양의 화학성변화와 수량구성요소의 변화를 확인하여 합리적인 유기질비료의 시비방법과 효과를 규명하기 위하여 본 시험을 진행하였다. 토양의 화학성 변화에서는 3년간 벼 재배에 유기질비료를 지속적으로 사용한 토양에서는 대조구에 비하여 유기질비료를 사용한 시험구들에서 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 확인되었다. 수량구성요소 측면에서도 영화수와 천립중의 증가가 확인되었으며 수확량도 3년간 대조구에 비하여 시험구들의 증가가 확인되었다. 벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합하여 볼 때 유기질비료를 장기간 사용하였을 경우에는 토양의 화학성을 개선하고 수량면에서도 관행적인 시비법보다 증수되며 합리적인 시비방법은 유기질비료의 질소성분을 12 kg/10a수준으로 시비하는 것으로 확인되었다.
벼 재배를 위하여 유기질비료를 이용할 경우 토양의 화학성변화와 수량구성요소의 변화를 확인하여 합리적인 유기질비료의 시비방법과 효과를 규명하기 위하여 본 시험을 진행하였다. 토양의 화학성 변화에서는 3년간 벼 재배에 유기질비료를 지속적으로 사용한 토양에서는 대조구에 비하여 유기질비료를 사용한 시험구들에서 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 확인되었다. 수량구성요소 측면에서도 영화수와 천립중의 증가가 확인되었으며 수확량도 3년간 대조구에 비하여 시험구들의 증가가 확인되었다. 벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합하여 볼 때 유기질비료를 장기간 사용하였을 경우에는 토양의 화학성을 개선하고 수량면에서도 관행적인 시비법보다 증수되며 합리적인 시비방법은 유기질비료의 질소성분을 12 kg/10a수준으로 시비하는 것으로 확인되었다.
The purpose of this study is identify chemical changes in yield components of soil using organic fertilizer for cultivating rice and establish reasonable methods of fertilization. In chemical change, comparing the control plot, the soil using organic fertilizer consistently for three years for culti...
The purpose of this study is identify chemical changes in yield components of soil using organic fertilizer for cultivating rice and establish reasonable methods of fertilization. In chemical change, comparing the control plot, the soil using organic fertilizer consistently for three years for cultivating rice showed an increase in pH and available phosphate in the experiment plots provided by the organic fertilizer, increase in spikelet number and 1000 grain weight in terms of yield components, and increase in yield in the three-year experiment plots. As for the quality of brown rice, the rate of head rice showed no difference when compared to that of the control plots. As for protein content, it was difficult to identify a statistical significance between the control plots and the experiment plots in 2009, but since 2010, the protein content of the experiment plots has been lower than that of the control plot, indicating that fertilization of organic fertilizer was effective in terms of rice quality. In conclusion, long-term use of organic fertilizer improved the chemical properties of soil and increased yield when compared to practical fertilization. Reasonable fertilization was identified to fertilize the nitrogen component of organic fertilizer to be a level of 12kg/10a.
The purpose of this study is identify chemical changes in yield components of soil using organic fertilizer for cultivating rice and establish reasonable methods of fertilization. In chemical change, comparing the control plot, the soil using organic fertilizer consistently for three years for cultivating rice showed an increase in pH and available phosphate in the experiment plots provided by the organic fertilizer, increase in spikelet number and 1000 grain weight in terms of yield components, and increase in yield in the three-year experiment plots. As for the quality of brown rice, the rate of head rice showed no difference when compared to that of the control plots. As for protein content, it was difficult to identify a statistical significance between the control plots and the experiment plots in 2009, but since 2010, the protein content of the experiment plots has been lower than that of the control plot, indicating that fertilization of organic fertilizer was effective in terms of rice quality. In conclusion, long-term use of organic fertilizer improved the chemical properties of soil and increased yield when compared to practical fertilization. Reasonable fertilization was identified to fertilize the nitrogen component of organic fertilizer to be a level of 12kg/10a.
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문제 정의
벼 재배를 위하여 유기질비료를 이용할 경우 토양의 화학성변화와 수량구성요소의 변화를 확인하여 합리적인 유기질비료의 시비방법과 효과를 규명하기 위하여 본 시험을 진행하였다. 토양의 화학성 변화에서는 3년간 벼 재배에 유기질비료를 지속적으로 사용한 토양에서는 대조구에 비하여 유기질비료를 사용한 시험구들에서 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 확인되었다.
이에 본 연구는 유기질비료를 장기간 이용하여 벼를 재배한 후에 토양의 특성변화와 벼의 생육특성 변화를 조사하여 벼 재배에 대하여 유기질비료의 활용가능성과 토양의 화학성개선효과를 규명하여 수도작에 대한 유기질비료의 사용법을 확립하고자 수행하였다.
제안 방법
대조구는 N(요소)-P(용성인비)-K(황산칼리) = 10-5-6 kg/10a를 시비하였으며 질소는 요소로 기비-분얼비-수비 = 50-20-30%로 3회로 분시하였으며, 인산은 용성인비를 전량기비, 칼리는 황산칼리로 기비-수비 = 70-30%로 2회 분시하였고 수비는 출수 20일전에 사용하였다.
벼의 재배는 표준영농재배에 준하여 재배하였고 생육 및 수량조사는 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사기준에 의하여 조사하였다. 벼의 단백질분석은 RN-500 (Kett, Japan)으로 현미 및 쌀의 품위는 근적외선분석기인 AN-700 (Kett, Japan)으로 하였다.
시험구 1과 2의 시비는 유기질비료 이외의 질소시비량은 요소를 기비-수비 = 50-50%로 2회 분시하였다. 시험구 1과 2는 인산과 칼리는 유기질비료중에 함유된 성분을 고려하여 가감시비량을 인산은 용성인비를 2.5 kg/10a, 칼리는 황산칼리를 3 kg/10a로 기비-수비 = 50-50%로 2회에 분시하였고 시험구3, 4는 유기질비료만을 질소기준으로 10,12 kg/10a으로 환산하여 전량 기비로 시비하였다.
대상 데이터
시험재료로 이용한 유기질비료는 (주)한국바이오텍발효산업의 혼합유박(상표명 : 토력이)를 사용하였다. 유기질비료의 구성비율은 2009년과 2010년에는 피마자박은 45%이었으며 채종박은 35%이었고 미강박은 20%이었으며 2011년에는 피마자박은 55%이었으며 미강박은 20%이었으며 채종박은 25%으로 식물체를 이용하고 남은 부산물을 원료로 제조된 유기질비료임을 확인할 수 있었고 화학적특성은 Table 1과 같다.
유기질비료의 사용에 따른 벼의 수량구성요소와 토양의 화학적특성변화를 조사하기 위하여 충남 당진시에 위치한 영농농가에서 본 시험을 진행하였으며 2009년부터 2011년까지 3년간 호품벼를 재배하였고 각 시험구별로 25 m2의 시험구를 조성하여 1모씩 매년 5월25일전후에 손이앙하였으며 시험구별 시비법은 아래 Table 1과 같이 시비하였다.
데이터처리
* : Means followed by the same letter are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
시험구별 통계분석은 SAS (ver 8.0)을 이용하여 5%유의 수준에서 분산분석으로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
3년동안 매년 벼를 수확한 후에 토양시료를 채취하여 질소, 유효인산, 유기물함량, pH 및 무기성분을 분석하였는데 pH는 증류수 1 : 5비율로 희석하여 측정하였고, 유기물함량은 Walkley-Black법으로, 총질소는 환원철법으로 분석하였고, 유효인산은 Lancancaster법으로 1 : 10( w /v )추출하여 분광기(UV-2100, Shmadzu)로 분석하였다. 치환성양이온은 1N-NH4OAc (pH7.
벼의 재배는 표준영농재배에 준하여 재배하였고 생육 및 수량조사는 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사기준에 의하여 조사하였다. 벼의 단백질분석은 RN-500 (Kett, Japan)으로 현미 및 쌀의 품위는 근적외선분석기인 AN-700 (Kett, Japan)으로 하였다.
3년동안 매년 벼를 수확한 후에 토양시료를 채취하여 질소, 유효인산, 유기물함량, pH 및 무기성분을 분석하였는데 pH는 증류수 1 : 5비율로 희석하여 측정하였고, 유기물함량은 Walkley-Black법으로, 총질소는 환원철법으로 분석하였고, 유효인산은 Lancancaster법으로 1 : 10( w /v )추출하여 분광기(UV-2100, Shmadzu)로 분석하였다. 치환성양이온은 1N-NH4OAc (pH7.0)로 침출한후 유도결합플라즈마(OPTIMA-5300 DV, USA)을 이용하여 토양화학분석법에 준하여 분석하였다.
성능/효과
2009년 5월부터 2011년까지 3년간 동일한 포장에서 유기질비료의 사용에 따른 토양의 화학성 변화를 조사한 결과에서는 유기질비료의 사용여부에 따라 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 통계적으로 확인되고 있으므로 유기질비료의 사용이 토양의 화학성 개선에 효과적으로 작용한다고 판단된다.
대조구의 경우에는 유효인산이 감소하는 경향을 보이고 있는데 2011년도에는 95 mg/kg으로 가장 낮은 것으로 조사되었다. 그러나 시험구들은 유효인산이 증가하는 경향을 나타내고 있으며 시험구3의 경우에는 3년간 벼 재배 후 토양의 잔존 유효인산이 161 mg/kg으로 가장 높게 확인되었다.
pH의 경우에는 대조구와 시험구들간에 차이가 뚜렷하게 나타나고 있다. 대조구의 경우에는 2011년 시험종료 후에도 5.6으로 2009년도와 비슷한 수준이었으나 유기질비료가 시비된 시험구들은 시험 시작 전에 5.3이었던 pH수준이 5.8이상으로 증가한 것이 통계적으로 확인되고 있으며 유기질비료가 시비된 시험구별 pH의 변화의 경우에는 시험구들간에 큰 차이는 없는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 볼 때 유기질비료를 사용하면 토양내에서 pH는 유기질비료 시비량과 관계없이 증가하는 것으로 판단된다.
9 cmol+/kg로 가장 높았다. 마그네슘도 유기질비료를 시비한 시험구들은 1.3-1.5 cmol+/kg수준으로 대조구 1.1 cmol+/kg보다 높은 수준으로 확인되었다. 치환성 양이온은 대조구에 비하여 시험구들이 높은 경향을 나타내고 있는데 이는 토양에 유기물의 투입량이 증가함에 따라 치환성염기의 함량이 토양에 영향을 미친 것으로 판단되며 양이온 치환 용량은 유기물투입량에 따라 증가한다라는 Yamashit (1967)의 연구결과와도 일치하고 있다.
수량구성요소 측면에서도 영화수와 천립중의 증가가 확인되었으며 수확량도 3년간 대조구에 비하여 시험구들의 증가가 확인되었다. 벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합하여 볼 때 유기질비료를 장기간 사용하였을 경우에는 토양의 화학성을 개선하고 수량면에서도 관행적인 시비법보다 증수되며 합리적인 시비방법은 유기질비료의 질소성분을 12 kg/10a수준으로 시비하는 것으로 확인되었다.
상기와 같이 유기질비료를 이용하여 3년간 벼를 재배한 결과 벼의 외관적특성과 미질에서는 대조구와 비교하여 차이가 크지 않은 것이 확인되어 유기질비료를 사용하여도 미질측면에서는 문제가 없는 것이 확인되었다.
벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합하여 볼 때 유기질비료를 장기간 사용하였을 경우에는 토양의 화학성을 개선하고 수량면에서도 관행적인 시비법보다 증수되며 합리적인 시비방법은 유기질비료의 질소성분을 12 kg/10a수준으로 시비하는 것으로 확인되었다.
토양의 화학성 변화에서는 3년간 벼 재배에 유기질비료를 지속적으로 사용한 토양에서는 대조구에 비하여 유기질비료를 사용한 시험구들에서 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 확인되었다. 수량구성요소 측면에서도 영화수와 천립중의 증가가 확인되었으며 수확량도 3년간 대조구에 비하여 시험구들의 증가가 확인되었다. 벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다.
이번 시험에서도 기존 연구결과와 비슷한 결과가 나타나고 있는데 2009년도에는 수확량이 시험구4가 538 kg/10a로 가장 높았으며 대조구와 시험구들간에 수확량 및 생육특성에서 통계적인 유의차가 크지 않았으나 2010년도 수확량 및 생육특성에서는 차이가 확인되었다. 수확량에서 대조구가 541 kg/10a로써 가장 낮은 수확량이었고 유기질비료만을 시비한 시험구3과4가 가장 높은 수확량을 나타내고 있으며 이러한 경향은 2011년도에도 나타나 유기질비료를 시비한 시험구들은 10a당 520 kg이상의 수확량을 보이는 반면 대조구는 514 kg/10a로써 가장 낮은 수확량이 확인되었으며 벼의 충실도를 나타내는 천립중도 가장 낮은 수준이었다.
유기질비료를 사용한 결과 토양의 pH와 유기물함량 및 유효인산의 함량의 변화와 상관관계를 확인할 수 있었는데 pH와 유기물함량은 5% 유의수준에서 통계적 유의성이 인정되고 있으며 유효인산의 경우에는 r=0.66이었으며 1%수준에서 높은 통계적 유의차가 확인되었다. 그리고 유기질비료 시비량의 차이로 인한 토양의 유기물함량의 변화는 다른 특성에 미치는 변화가 높은데 토양내 유기물함량은 대부분의 토양특성과 벼의 생육특성과 높은 상관관계를 나타내고 있다.
시험재료로 이용한 유기질비료는 (주)한국바이오텍발효산업의 혼합유박(상표명 : 토력이)를 사용하였다. 유기질비료의 구성비율은 2009년과 2010년에는 피마자박은 45%이었으며 채종박은 35%이었고 미강박은 20%이었으며 2011년에는 피마자박은 55%이었으며 미강박은 20%이었으며 채종박은 25%으로 식물체를 이용하고 남은 부산물을 원료로 제조된 유기질비료임을 확인할 수 있었고 화학적특성은 Table 1과 같다.
92로 1%수준에서 통계적 유의차가 확인되었고 천립중과 수확량도 1%수준에서 높은 통계적 유의성이 인정되고 있다. 이러한 결과는 유기질비료의 투입량이 증가함에 따라 토양의 유기물함량과 유효인산이 증가하였고 그 결과 벼의 생육량도 증가한 것으로 판단된다.
8이상으로 증가한 것이 통계적으로 확인되고 있으며 유기질비료가 시비된 시험구별 pH의 변화의 경우에는 시험구들간에 큰 차이는 없는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 볼 때 유기질비료를 사용하면 토양내에서 pH는 유기질비료 시비량과 관계없이 증가하는 것으로 판단된다. 유기물함량도 pH와 유사한 결과를 나타내 유기질비료의 시비량보다는 사용여부에 따른 차이가 크게 나타나고 있다.
이러한 유효인산의 증가는 유기질비료 시비량이 증가함에 따라 Eh의 감소로 Fe2+이온이 증가하여 활성철에 흡착된 인산철의 가용화에 의해 용출되었거나 유기물함량의 증가로 인하여 토양미생물의 활동을 촉진하여 증가한 것으로 판단되며 결과적으로 유기질비료가 시비된 시험구들의 유효인산증가로 작물의 재배에 적합한 토양환경을 조성한다고 판단된다.
(2008)의 보고에서도 유기물 투입에 따라 벼의 생육이 증수되는 경향을 보이고 있다고 보고하였다. 이번 시험에서도 기존 연구결과와 비슷한 결과가 나타나고 있는데 2009년도에는 수확량이 시험구4가 538 kg/10a로 가장 높았으며 대조구와 시험구들간에 수확량 및 생육특성에서 통계적인 유의차가 크지 않았으나 2010년도 수확량 및 생육특성에서는 차이가 확인되었다. 수확량에서 대조구가 541 kg/10a로써 가장 낮은 수확량이었고 유기질비료만을 시비한 시험구3과4가 가장 높은 수확량을 나타내고 있으며 이러한 경향은 2011년도에도 나타나 유기질비료를 시비한 시험구들은 10a당 520 kg이상의 수확량을 보이는 반면 대조구는 514 kg/10a로써 가장 낮은 수확량이 확인되었으며 벼의 충실도를 나타내는 천립중도 가장 낮은 수준이었다.
치환성양이온함량 변화에서 나트륨은 대조구와 시험구들간에 통계적 유의차가 거의 없는 0.9-1.1 cmol+/kg수준으로 확인되었다. 칼륨의 경우에는 대조구가 0.
토양내 유기물함량의 변화는 토양내 유효인산과 r=0.92로 1%수준에서 통계적 유의차가 확인되었고 천립중과 수확량도 1%수준에서 높은 통계적 유의성이 인정되고 있다. 이러한 결과는 유기질비료의 투입량이 증가함에 따라 토양의 유기물함량과 유효인산이 증가하였고 그 결과 벼의 생육량도 증가한 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
2011년 국내 친환경농산물 인증량은 얼마나되는가?
우리나라는 2011년 현재 친환경농산물 인증량은 1,852천톤규모이며, 이는 전체 농산물 대비 10.6%에 해당되는 수준이고 현재의 농업 정책도 친환경농업 확대를 바탕으로 하는 다양한 시책을 시행하고 있다(Heo, 2013).
유기질비료의 특징은 무엇인가?
유기질비료는 무기양분이 많고 미생물에 의하여 분해과정에서 각종 아미노산을 비롯한 유기산, 핵산등이 생성되기 때문에 인위적인 부숙과정을 필요로 하지 않는 특징이 있다. 유기질비료는 천연자원의 부산물로 생산되는 경우가 많아 친환경농자재로 그 비중이 점차적으로 증대되고 있다.
벼 재배를 위하여 유기질비료를 이용할 경우 토양의 화학성변화와 수량구성요소의 변화를 확인하여 합리적인 유기질비료의 시비방법과 효과를 규명하기 위한 실험을 한 결과는?
벼 재배를 위하여 유기질비료를 이용할 경우 토양의 화학성변화와 수량구성요소의 변화를 확인하여 합리적인 유기질비료의 시비방법과 효과를 규명하기 위하여 본 시험을 진행하였다. 토양의 화학성 변화에서는 3년간 벼 재배에 유기질비료를 지속적으로 사용한 토양에서는 대조구에 비하여 유기질비료를 사용한 시험구들에서 pH와 유기물함량 그리고 유효인산의 증가가 확인되었다. 수량구성요소 측면에서도 영화수와 천립중의 증가가 확인되었으며 수확량도 3년간 대조구에 비하여 시험구들의 증가가 확인되었다. 벼의 현미품질에서도 완전립비율은 대조구와 비교하여 차이가 없었으며 단백질함량은 2009년도에는 대조구와 시험구들 간에 통계적인 유의차가 인정되지 않았으나 2010년도부터는 시험구들의 단백질함량이 대조구에 비하여 낮은 수준으로 미질측면에서는 유기질비료가 효과적인 것으로 확인되었다. 상기의 결과를 종합하여 볼 때 유기질비료를 장기간 사용하였을 경우에는 토양의 화학성을 개선하고 수량면에서도 관행적인 시비법보다 증수되며 합리적인 시비방법은 유기질비료의 질소성분을 12 kg/10a수준으로 시비하는 것으로 확인되었다.
참고문헌 (11)
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