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문제 정의
- , 2004). 따라서 본 연구에서는 생강재배 시 생강 생육조건을 개선하기 위하여 친환경농자재로서 녹비보리, 헤어리베치, charcoal을 이용하였으며, 그 처리에 따라 토양특성 변화, 양분흡수 특성, 생강생육 특성을 조사하였다.
가설 설정
- 3) Plot 4-LC is a plot of 100 percentage of normal condition.
제안 방법
- 본 연구에서는 전라북도 익산시 왕궁면에 위치한 생강연작 재배지를 선정하여 생강재배 시험을 수행하였으며, 재배지는 점토함량 차이에 따라 LLC(low clay content)와 HCC(high clay content)로 구분하였다. 그리고, 모든 처리구에는 2,400kg 10a-1의 가축분부산물비료를 시비하였으며, 처리에 따라 Plot 1(control), Plot 2(녹비보리 8kg 10a-1), Plot 3(헤어리베치 12 kg 10a-1), Plot 4(녹비보리 8kg + charcoal 1,000kg 10a-1), Plot 5(헤어리베치 12kg + charcoal 1,000kg 10a-1)로 설정하였다. 시험 재배지 내의 각 plot 면적은 15m2(3×5m), 각 plot 사이의 간격은 60cm로 하였고, 생강 종강은 2주간 발아 시킨 후 5월 중순에 파종하여 11월 초에 수확하였다.
- 생강 작물체 분석을 위하여 수확기에 수확한 작물체를 증류수로 깨끗이 세척하고 지상부와 지하부로 구분하여 80℃에서 72시간 건조 후 분쇄하여 분석용 시료로 사용하였다. 식물체 분석은 NIAST(2000)의 식물체 분석법에 준하였으며, 식물체 중 질소(nitrogen, N) 함량은 Conc.
- 생강 지하부의 양분 흡수 특성은 다량원소와 미량원소로 구분하여 살펴보았다. 그 중 다량원소의 경우(Table 3), LCC(low clay content)-정상근(normal ginger)에서 질소(nitrogen, N)는 Plot 3(헤어리베치)이 9.
- 생강의 전체 수확량에서 병이 확인되지 않은 정상근을 생강의 생산량으로 하였으며, 병이 확인된 이병근을 전체 수확량 중 백분율로 환산하여 병발생률(%)을 산출하였다.
- P) 함량은 Lancaster법으로 발색 후 UV/Vis Spectro-photometer(DU 720, Beckman Coulter, USA)를 이용하여 720nm 파장에서 측정하였다. 치환성양이온(exchangeable cation)은 1.0N CH3COONH4(pH 7.0)으로 추출하여 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry(ICP-OES, Optima 7300DV, Perkin Elmer, USA)로 측정하였다.
- 토양시료는 시험 전과 생강 수확 후에 각 plot에서 10개 지점을 선정하여 zigzag 형태로 채취 후 잘 혼합하였고, 그 토양시료는 풍건 쇄토하여 2.0mm 토양체에 통과시킨 후 분석에 사용하였다. 토양특성 중 토성은 Gee and Bauder(1986)의 피펫침강법에 준하여 분석하였으며, 토양의 화학적 특성은 농촌진흥청 국립농업과학원의 토양화학분석법(NAAS, 2010b)에 준하여 실시하였다.
- 토양특성 중 토성은 Gee and Bauder(1986)의 피펫침강법에 준하여 분석하였으며, 토양의 화학적 특성은 농촌진흥청 국립농업과학원의 토양화학분석법(NAAS, 2010b)에 준하여 실시하였다. 토양의 pH와 전기전도도(electrical conductivity, EC)는 토양과 증류수를 1:5(w/v) 비율로 혼합 진탕하여 각각 pH meter(Orion 3 star, Thermo Scientific, USA)와 EC meter(Orion star A215, Thermo Scientific, USA)를 이용하여 측정하였다. 토양유기물(soil organic matter, SOM) 함량은 Tyurin’s법을 이용하였고, 전질소(total nitrogen, T-N) 함량은 Kjeldahl equipment(Vapodest 10s, Gerhardt, German)를 이용한 Kjeldahl 증류법을 적용하였으며, 유효인산(available phosphorus, avail.
대상 데이터
- 본 연구에서는 전라북도 익산시 왕궁면에 위치한 생강연작 재배지를 선정하여 생강재배 시험을 수행하였으며, 재배지는 점토함량 차이에 따라 LLC(low clay content)와 HCC(high clay content)로 구분하였다. 그리고, 모든 처리구에는 2,400kg 10a-1의 가축분부산물비료를 시비하였으며, 처리에 따라 Plot 1(control), Plot 2(녹비보리 8kg 10a-1), Plot 3(헤어리베치 12 kg 10a-1), Plot 4(녹비보리 8kg + charcoal 1,000kg 10a-1), Plot 5(헤어리베치 12kg + charcoal 1,000kg 10a-1)로 설정하였다.
- 76cmolc kg-1로서 권장기준보다 약간 부족하거나 적정기준이었다. 토성(soil texture)은 사질식양토(sandy clay loam, SCL), 식양토(clay loam, CL), 사질식토(sandy clay, SC)의 분포로서 권장 토성을 나타내었다.
데이터처리
- 분석 자료의 통계분석은 SPSS(statistical package for the social sciences, ver. 18.0)를 사용하였으며, 처리구간 양분함량의 유의성을 알아보고자 Duncan’s Multiple Range Test를 실행하였고, 생강의 정상근과 이병근의 양분함량 차이 및 점토함량 차이에 따른 양분함량 차이의 유의성을 알아보고자 T-test를 실행하였다.
이론/모형
- 식물체 분석은 NIAST(2000)의 식물체 분석법에 준하였으며, 식물체 중 질소(nitrogen, N) 함량은 Conc. H2SO4로 습식분해 후 Kjeldahl 증류법(Vapodest 10s, Gerhardt, German)을 이용하였고, 식물체 중 인(phosphorus, P)과 양이온 분석은 HNO3-H2O2 습식분해 전처리하였다. 전처리 후 P는 Ammonium Vanadate법으로 발색하여 UV/Vis Spectrophotometer(DU 720, Beckman Coulter, USA)로 측정하였으며, 양이온은 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry(ICP-OES, Optima 7300DV, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 측정 후 정량하였다.
- H2SO4로 습식분해 후 Kjeldahl 증류법(Vapodest 10s, Gerhardt, German)을 이용하였고, 식물체 중 인(phosphorus, P)과 양이온 분석은 HNO3-H2O2 습식분해 전처리하였다. 전처리 후 P는 Ammonium Vanadate법으로 발색하여 UV/Vis Spectrophotometer(DU 720, Beckman Coulter, USA)로 측정하였으며, 양이온은 Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry(ICP-OES, Optima 7300DV, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 측정 후 정량하였다.
- 토양유기물(soil organic matter, SOM) 함량은 Tyurin’s법을 이용하였고, 전질소(total nitrogen, T-N) 함량은 Kjeldahl equipment(Vapodest 10s, Gerhardt, German)를 이용한 Kjeldahl 증류법을 적용하였으며, 유효인산(available phosphorus, avail. P) 함량은 Lancaster법으로 발색 후 UV/Vis Spectro-photometer(DU 720, Beckman Coulter, USA)를 이용하여 720nm 파장에서 측정하였다.
- 0mm 토양체에 통과시킨 후 분석에 사용하였다. 토양특성 중 토성은 Gee and Bauder(1986)의 피펫침강법에 준하여 분석하였으며, 토양의 화학적 특성은 농촌진흥청 국립농업과학원의 토양화학분석법(NAAS, 2010b)에 준하여 실시하였다. 토양의 pH와 전기전도도(electrical conductivity, EC)는 토양과 증류수를 1:5(w/v) 비율로 혼합 진탕하여 각각 pH meter(Orion 3 star, Thermo Scientific, USA)와 EC meter(Orion star A215, Thermo Scientific, USA)를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- Plot 2, Plot 3, Plot 4, Plot 5의 처리구가 Plot 1(control) 보다 생산량이 높고, 병발생률이 낮으며, 생육상태도 더욱 양호한 것으로 나타났다. 이는 녹비작물 및 charcoal 처리가 생강 생육에 긍정적인 영향을 준 것으로 판단된다.
- 뿌리썩음병의 발생으로 생강의 생육이 저하되는 것을 알 수 있다. Plot 4(헤어리베치+charcoal)에서 정상근 생산량은 100%로서 가장 높은 생산량을 보였고, 점토함량에 차이에 따른 생산량을 살펴보면, LCC는 58.3~100%, HCC는 6.7~23.3으로서 점토함량에 따른 토성 차이에 따라 생강의 생산량에 큰 차이가 나타났다.
- 이는 녹비작물 및 charcoal 처리가 생강 생육에 긍정적인 영향을 준 것으로 판단된다. 그러나 녹비작물 및 charcoal 처리보다 점토 함량의 차이에 따라 생강의 생산량, 병발생률, 생육 상태의 차이가 더 큰 것으로 보아 토성에 따른 수분보유율 등 물리적 특성이 생강생육에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다. Kim et al.
- (1996)은 양토보다 사양토에서 토양수분의 감소가 심하다고 하였는데, 이는 모래가 많은 사양토가 대공극의 비율이 높아 모세관현상과 배수로 인하여 토양수분의 감소율이 큰 반면, 미사와 점토의 비율이 높은 양토는 상대적으로 물빠짐이 나쁘고, 토양수분 보유력이 높기 때문이다. 본 연구에서도 모래의 비율이 낮고 점토함량이 높을수록 뿌리썩음병 발생률이 높았으며, 이는 모래의 비율이 높은 처리구에서 상대적으로 배수가 잘되었기 때문으로 판단된다.
- 그러나, 처리구별로 양분 함량의 차이가 나타났다. 정상근 지상부의 다량원소 함량을 점토함량 별로 비교하였을 때(Table 7), 대부분의 처리구에서 토양의 점토함량이 높을수록 다량원소 함량도 높았으며, Plot 3의 N, Plot 1의 Ca, Plot 3과 Plot 4의 Mg는 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다. Plot 1은 P, K, Plot 3은 K, Ca, Plot 4는 N, P, Ca, Plot 5는 P, Ca에서 점토함량이 낮은 토양에서 그 함량이 낮게 나타났다.
- 정상근 지하부에서 다량원소 함량을 점토함량 별로 차이를 조사한 결과(Table 7), N, P, K, Ca, Mg는 대체적으로 토양의 점토함량에 따라 생강 지하부 내 양분 함량이 유의적 차이가 있는 것으로 나타났고, Plot 5의 Mg은 유의성이 없는 것으로 나타났다. 그러나, 처리구별로 양분 함량의 차이가 나타났다.
- 43g kg-1)에서 높은 함량을 보였다. 정상근과 이병근의 다량원소 흡수량에 대한 차이를 조사한 결과, Plot 3-HCC의 Mg을 제외하고는 모두 유의적 차이가 있는 것으로 나타났고, N, Ca, Mg는 이병근에서 그 함량이 높은 반면, P, K는 정상근에서 그 함량이 높게 나타났다.
- 52g kg-1), Mg는 Plot 1, 4, 5에서 높은 함량을 보였다. 정상근과 이병근의 다량원소 흡수량에 대한 차이를 조사한 결과, Plot 5-LC와 Plot 3-LC를 제외하고 모든 처리구에서 유의적 차이가 있는 것으로 나타났다. N과 P는 대체적으로 정상근이 이병근보다 높은 함량을 보였으나, K, Ca, Mg는 처리구별로 다소 차이가 있었다.
- 0mg kg-1)에서 높게 나타났다. 정상근과 이병근의 미량원소 흡수량에 대한 차이를 조사한 결과, 모든 처리구에서 유의성을 보였고, Fe, Mn, Cu, Zn은 이병근에서 그 함량이 높았으며, Ni은 처리구간 차이가 있었다.
- Plot 1은 P, K, Plot 3은 K, Ca, Plot 4는 N, P, Ca, Plot 5는 P, Ca에서 점토함량이 낮은 토양에서 그 함량이 낮게 나타났다. 정상근의 지하부와 지상부에서 미량원소 함량을 점토 함량 별로 차이를 조사한 결과, 지상부 Plot 4의 Cu를 제외한 모든 처리구에서 유의성 있는 차이가 나타났다. 토양의 점토함량이 높을수록 식물체 중 미량원소의 함량이 대체적으로 높게 나타났으나, Root-Plot 1의 Fe, Mn, Cu, Ni, Zn, Root-Plot 3의 Zn, Root-Plot 5의 Mn, Shoot-Plot 1의 Mn, Zn, Shoot-Plot 2의 Ni, Shoot-Plot 4의 Mn, Ni, Zn 등과 같이 점토함량이 적은 토양에서 지상부와 지하부 별 특정 원소의 흡수량이 높게 나타났다.
- 2g kg-1)에서 약간의 증가를 보였는데, 이는 퇴비 시용, 녹비작물 환원, charcoal 시용에 기인한 것으로 보인다. 총질소 함량은 시험 전 토양에서 0.81~1.62g kg-1 , 수확 후 토양에서 1.11~2.23g kg-1로서 모든 처리구에서 증가하였으나, 수확 후 토양의 유효인산 함량은 Plot 2(녹비보리)-HCC와 Plot 5(헤어리베치+charcoal)-HCC를 제외한 처리구에서 약간 감소하였다. 치환성칼륨 함량은 시험 전 토양에 비하여 수확 후 Plot 3(헤어리베치)-HCC와 Plot 5(헤어리베치+charcoal)-HCC를 제외한 처리구에서 감소하였다.
- 수확 후 생강 중 칼륨 함량이 높았는데, 생강의 높은 칼륨 흡수로 인하여 수확 후 토양의 치환성칼륨 함량이 감소한 것으로 보인다. 치환성칼슘 함량은 수확 후 Plot 4(녹비보리+charcoal)-HCC를 제외한 모든 처리구에서 증가하였으며, 치환성마그네슘 함량은 수확 후 Plot 2(녹비 보리)-LCC(low clay content)와 Plot 4(녹비보리+charcoal)-HCC를 제외한 처리구에서 약간 증가하였다.
- 정상근의 지하부와 지상부에서 미량원소 함량을 점토 함량 별로 차이를 조사한 결과, 지상부 Plot 4의 Cu를 제외한 모든 처리구에서 유의성 있는 차이가 나타났다. 토양의 점토함량이 높을수록 식물체 중 미량원소의 함량이 대체적으로 높게 나타났으나, Root-Plot 1의 Fe, Mn, Cu, Ni, Zn, Root-Plot 3의 Zn, Root-Plot 5의 Mn, Shoot-Plot 1의 Mn, Zn, Shoot-Plot 2의 Ni, Shoot-Plot 4의 Mn, Ni, Zn 등과 같이 점토함량이 적은 토양에서 지상부와 지하부 별 특정 원소의 흡수량이 높게 나타났다.
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