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문제 정의
- , 2013). 본 논문은 토마토 시설재배지에 녹비작물 재배가 토양에 미치는 영향을 알아보기 위해 두과의 해어리벳치와 화본과 호밀를 단파 및 혼파하여 토마토 연작재배지에서 녹비작물의 양분공급 특성, 녹비작물 토양환원 따른 토양의 이화학적 특성 및 토마토의 연작장해 경감효과를 구명하고자 한다.
제안 방법
- 각각의 시험구내 5곳으로부터 작토(깊이 0~20 ㎝)로부터 채 취한 토양은 식물 잔여물을 제거하고, 건조한 후에 2 ㎜ 체를 통 과한 것을 화학성분 분석에 사용하였다. 화학성분 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 분석법(NIAST, 2000)을 적용하여 pH와 EC는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 희석한 후 pH meter (Orion 520A pH meter, Orion Research Inc.
- 녹 비작물의 토양환원 전･후 토양의 이화학적 특성 조사는 녹비작 물 토양환원 전인 2010년 9월 20일에 채취한 토양과 2011년부터 2013년까지 매년 녹비작물 환원 후에 각 처리구별 토양을 채취하였으며, 토양 화학성의 경우는 pH, EC, OM, T-N, Avail, P2O5, 치환성양이온 및 무기성분 함량을 조사하였다. 녹비작물 토양 환원 후 토마토의 생육특성은 토마토 정식 2개월 후에 대조구(무처리), 관행처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구에서 토마토 생육 특성을 조사하였다.
- 토마토의 생육특성은 초장 및 줄기 직경, 생체중 및 건물중을 조사하였다. 녹비작물 토양 환원 후 토마토 재배 후 토양을 이용하여 토마토 시들음 병원균의 밀도는 대조구(무처리), 관행처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구로 구분하여 조사하였다.
- 녹 비작물의 토양환원 전･후 토양의 이화학적 특성 조사는 녹비작 물 토양환원 전인 2010년 9월 20일에 채취한 토양과 2011년부터 2013년까지 매년 녹비작물 환원 후에 각 처리구별 토양을 채취하였으며, 토양 화학성의 경우는 pH, EC, OM, T-N, Avail, P2O5, 치환성양이온 및 무기성분 함량을 조사하였다. 녹비작물 토양 환원 후 토마토의 생육특성은 토마토 정식 2개월 후에 대조구(무처리), 관행처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구에서 토마토 생육 특성을 조사하였다. 토마토의 생육특성은 초장 및 줄기 직경, 생체중 및 건물중을 조사하였다.
- 녹비작물의 양분공급량은 각 녹비작물의 T-N, T-P, K, Ca 및 Mg 함량과 생체중량을 고려하여 계산하였으며, 나온 결과를 N, P2O5, K2O, CaO 및 MgO의 비료공급 형태로 환산하였다. 녹 비작물의 토양환원 전･후 토양의 이화학적 특성 조사는 녹비작 물 토양환원 전인 2010년 9월 20일에 채취한 토양과 2011년부터 2013년까지 매년 녹비작물 환원 후에 각 처리구별 토양을 채취하였으며, 토양 화학성의 경우는 pH, EC, OM, T-N, Avail, P2O5, 치환성양이온 및 무기성분 함량을 조사하였다.
- 본 시험에 사용된 녹비작물의 파종은 헤어리베치 및 호밀을 단파 및 혼파로 구분하여 처리하였으며 처리구의 경우 대조구 (무처리), 관행 처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구로 설정하였다. 토마토 연작재배지에서 녹비작물 파종량은 단파의 경우 헤어리베치 및 호밀을 각각 10a당 9 ㎏되게 파종하였고, 혼파의 경우는 헤어리베치 및 호밀을 각각 10a당 4.
- , Kyoto, Japan)를 사용하였다. 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 ICP(DV-4300, Perkin-Elmer, Norwalk, USA)로 분석하였다. 식물체 분석은 습식분해법(H2SO4:HClO4=1:1)으로 전처리하여 T-Ne Kjeldahl 법(질소자동분석기, Gerhardt autosampler Vapodest 50 carouse, Germany)으로 분석하였고, T-P는 Vanado molybdate법(UV 2550PC, Perkinelmer)을 사용하였다.
- 토마토 연작재배지에서 녹비작물 파종량은 단파의 경우 헤어리베치 및 호밀을 각각 10a당 9 ㎏되게 파종하였고, 혼파의 경우는 헤어리베치 및 호밀을 각각 10a당 4.5 ㎏씩 1:1의 비율로 혼합하여 파종하였다(Table 2).
- 녹비작물 토양 환원 후 토마토의 생육특성은 토마토 정식 2개월 후에 대조구(무처리), 관행처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구에서 토마토 생육 특성을 조사하였다. 토마토의 생육특성은 초장 및 줄기 직경, 생체중 및 건물중을 조사하였다. 녹비작물 토양 환원 후 토마토 재배 후 토양을 이용하여 토마토 시들음 병원균의 밀도는 대조구(무처리), 관행처리구, 녹비작물 단파 및 혼파 처리구로 구분하여 조사하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2010년부터 2013년까지 4년간 경기도 일죽면에 위치한 토마토 시설재배지를 선정하였고, 크기는 가로 6.7 m, 세로 100 m로 총면적은 670 ㎡이었으며, 시험토양의 이화학적 특 성은 Table 1과 같다. 시험토양은 pH 6.
- 98 cmolc㎏-1의 분포를 보였다. 시험 토양의 토성은 미사질 양토였다.
이론/모형
- , Boston, USA)로 측정하였다. T-Ne Kjeldhal 법으로, NH4-N 은 건토 5g을 0.5M K2SO4 50 ㎖로 용액으로 침출 후 MgO로 알 카리화하여 증류법으로 정량하였으며, NO3-Ne NH4-N을 정 류 후 devarda’s alloy를 가하여 NO3-N을 NH4-N로 전환시켜 증류법으로 정량, 유기물은 Tyurin법으로 측정하였으며, 유효 인산은 Lancaster법으로 비색계(UV-1650PC, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하였다. 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 ICP(DV-4300, Perkin-Elmer, Norwalk, USA)로 분석하였다.
- 식물체 분석은 습식분해법(H2SO4:HClO4=1:1)으로 전처리하여 T-Ne Kjeldahl 법(질소자동분석기, Gerhardt autosampler Vapodest 50 carouse, Germany)으로 분석하였고, T-P는 Vanado molybdate법(UV 2550PC, Perkinelmer)을 사용하였다. 무기성분 함량은 습식분해법으로 분해된 용액을 ICP (DV-4300, Perkinelmer)를 사용하여 각각 분석하였다(NIAST, 2000). 또한 분석된 토양 화학성은 SAS 프로그램 9.
- 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 ICP(DV-4300, Perkin-Elmer, Norwalk, USA)로 분석하였다. 식물체 분석은 습식분해법(H2SO4:HClO4=1:1)으로 전처리하여 T-Ne Kjeldahl 법(질소자동분석기, Gerhardt autosampler Vapodest 50 carouse, Germany)으로 분석하였고, T-P는 Vanado molybdate법(UV 2550PC, Perkinelmer)을 사용하였다. 무기성분 함량은 습식분해법으로 분해된 용액을 ICP (DV-4300, Perkinelmer)를 사용하여 각각 분석하였다(NIAST, 2000).
- 과한 것을 화학성분 분석에 사용하였다. 화학성분 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 분석법(NIAST, 2000)을 적용하여 pH와 EC는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 희석한 후 pH meter (Orion 520A pH meter, Orion Research Inc., Boston, USA) 와, EC meter (Orion 3STAR EC meter, Orion Research Inc., Boston, USA)로 측정하였다. T-Ne Kjeldhal 법으로, NH4-N 은 건토 5g을 0.
성능/효과
- 2 g/kg) 순이었다. T-N 함량은 녹비를 토양에 환원한 후 모든 녹비 처리구가 처리 전 토양 (대조구)에 비해 증가하는 경향을 보였다(Table 7). 녹비작물 중에서 두과 녹비는 공중질소를 고정하는 능력이 있어 토양에 환 원시킨 후에 분해속도가 화본과 녹비에 비해 질소함량이 증가 한다고 알려져 있다(Sung etal.
- 같다. 각 처리구별 생체중 및 건물중 함량은 헤어리베치의 경우는 46.0 및 4.8 g plant-1이었으며, 호밀은 16.8 및 3.2 g plant-1로 헤어리 베치가 높은 경향이었다. 단작 및 혼작에 따른 녹비 1주당 생체중 및 건물중은 단작의 헤어리베치가 가장 높게 나타났고, 그 밖의 처리구에서 거의 유사한 결과를 얻었다.
- 혼파의 경우 2, 169 ㎏ 10a-1로 단일처리 인 헤어리베치 및 호밀과 유사성을 보였다. 건물중 면에서 볼 때 단파처리구의 헤어리베치와 호밀이 각각 515 ㎏ 10a-1, 509 ㎏ 10a-1로 나타났으며, 혼파처리에서 405 ㎏ 10a-1로 나타나 단일 재배지가 높은 biomass량을 보였다(Table 5). 흔히 두과인 콩과 화본과인 헤어리베치를 여름과 겨울철에 파종하여 실험했을 때, 겨울철에는 두 녹비작물 간에 별 다른 차이 없이 비슷한 biomass 량을 보였으나, 여름철에 콩은 4 ㎏/ha였으며, 헤어리 베치는 7.
- 녹비작물의 토양환원 후에 토마토 시 들음 병원균의 변화를 조사한 결과는 Table 10과 같다. 단파의 헤어리베치구와 호밀구에서 처리 전 시들음 병원균의 밀도는 각각3.1 X 105 CFU/g과 3.7 X 105 CFU/g이었으나 녹비작물을 혼입한 후 그 밀도는 각각 2.6 X 104 CFU/g와 2.9 X 104 CFU/g 으로 현저하게 감소하는 경향을 보였다. 또한 혼파처리에서도 유사한 결과을 얻었다.
- (2011)의 보고와 일치하였다. 또한 녹비작물 수확 후 미량원소 Fe, Mn, Cu 및 Zn 함량은 단작 및 혼작에 따라 거의 유사한 결과를 얻었다. 또한 녹비작물 수확 후 미량원소 Fe, Mn, Cu 및 Zn 함량은 단작 및 혼작에 따라거의 유사한 결과를 얻었다.
- (2011)의 보고와 일치하였다. 또한 녹비작물 수확 후 미량원소 Fe, Mn, Cu 및 Zn 함량은 단작 및 혼작에 따라 거의 유사한 결과를 얻었다. 또한 녹비작물 수확 후 미량원소 Fe, Mn, Cu 및 Zn 함량은 단작 및 혼작에 따라거의 유사한 결과를 얻었다.
- 토양의 EC는 염류가 집적되기 쉬 운 시설재배지에서 대체로 높은 경향을 보이기 때문에 뿌리에서 토양수 이용률을 저하시키고(Bernstein, 1975), 이온의 불균 형과 과다 이온의 존재에 의한 이온 독성 빌현과 타 유효 이온의 흡수를 저해하여 작물의 생육장해를 유발할 수 있다고 보고된 바 있는데(Chang and Drenge, 1955； Cho etal, 2006), 토마토 시설재배지의 연작장해 경감을 위해 헤어리베치 및 호밀과 같은 녹비작물의 시용이 토양의 EC를 경감시킬 수 있는 방안이라 판단된다. 또한 유기물의 함량은 녹비작물 단파 및 혼파 처리구 가 처리전 토양(대조구)에 비해 약간 증가하는 경향이었으며, 녹비작물 처리구별 유기물 함량의 증가량은 혼파처리(0.7 g/kg) > 호밀 (0.5 g/kg) > 헤어리베치 (0.2 g/kg) 순이었다. T-N 함량은 녹비를 토양에 환원한 후 모든 녹비 처리구가 처리 전 토양 (대조구)에 비해 증가하는 경향을 보였다(Table 7).
- , 2011). 본 연구에서도 두과인 헤어리베치가 화본과인 호밀보다도 질소 함량이 높게 나타났다. 또한 토마토 시설재배지에서 녹비작물의 토양 환원 전후 토양의 양이온 함량 및 무기성분 함량은 Table 8과 같다.
- 7 m, 세로 100 m로 총면적은 670 ㎡이었으며, 시험토양의 이화학적 특 성은 Table 1과 같다. 시험토양은 pH 6.6~6.7, 전기전도도 (electrical conductivity, EC) 2.52~2.83 dS m-1, 토양유기물 (organic matter, OM) 함량 22.1~23.8 g ㎏-1, 총 질소(total- nitrogen) 함량 1.72~1.74 g㎏-1, 유효인산(available phosphorus) 함량 1464~1519㎎ ㎏-1, 치환성 칼륨(exchangeable potassium) 함량 1.42~1.46 cmolc㎏-1, 치환성 칼슘(exchangeable calcium) 함량 5.59~5.91 cmolc㎏-1, 치환성 마그네슘(exchangeable magnesium) 함량 1.85~1.98 cmolc㎏-1의 분포를 보였다. 시험 토양의 토성은 미사질 양토였다.
- 또한 토마토 시설재배지에서 녹비작물의 토양 환원 전후 토양의 양이온 함량 및 무기성분 함량은 Table 8과 같다. 양이온 중 K의 함량은 호밀이 포함된 처리구의 경우는 약간 증가하는 경향이었고, 헤어리베치는 감소하는 경향이 었다. 무기성분 함량은 전반적으로 녹비작물 처리 전(대조구)에 비해 약간 증가하는 경향이었다.
- 토마토 시설재배지에서 녹비작물의 양분 흡수 비율은 단작의 경우 헤어리베치의 질소 함량은 3.29%, 호밀의 질소함량은 1.67%였으며, 혼작의 경우 헤어리베치 질소는 3.02%, 호밀의 질소는 1.35%로서 헤어리베치의 질소가 호밀 보다 높았다 (Table 4). 헤어리베치는 호밀에 비해 식물체내 질소함량 및 기타 무기물 함량이 높고, C/N율이 낮아서 포장에서 분해가 빠르다.
- 토마토 시설재배지에서 녹비작물의 토양 환원 전•후 토양의 pH 및 EC는 녹비작물을 토양에 환원한 후 모든 처리에서 약간 씩 감소하는 경향을 보였으며, 특히 호밀을 토양에 환원한 처리구에서 가장 낮았다(Table 7). 토양의 EC는 염류가 집적되기 쉬 운 시설재배지에서 대체로 높은 경향을 보이기 때문에 뿌리에서 토양수 이용률을 저하시키고(Bernstein, 1975), 이온의 불균 형과 과다 이온의 존재에 의한 이온 독성 빌현과 타 유효 이온의 흡수를 저해하여 작물의 생육장해를 유발할 수 있다고 보고된 바 있는데(Chang and Drenge, 1955； Cho etal, 2006), 토마토 시설재배지의 연작장해 경감을 위해 헤어리베치 및 호밀과 같은 녹비작물의 시용이 토양의 EC를 경감시킬 수 있는 방안이라 판단된다.
후속연구
- , 2011, 2012). 본 연구에서도 헤어리베치와 호밀의 예취높이 및 혼파비율을 설정한다면 양분 공급효과는 증대될 수 있을 것으로 판단되며, 과잉으로 공급되는 K와 같은 성분들을 감소할 수 있을 것으로 판단된다.
- 녹비작물 처리는 대조에 비해서는 우수한 생육 을 보였으나, 관행처리와는 비슷한 생육을 보였다. 이와 같이 녹비작물의 시용만으로도 토마토의 생육에 일정부분 양분공급 이 가능할 것으로 판단되며, 화학비료와 적절히 혼합 한다면 토 마토의 높은 생산성과 화학비료의 절감효과를 동시에 만족할 수 있을 것으로 사료된다. 녹비작물의 토양환원 후에 토마토 시 들음 병원균의 변화를 조사한 결과는 Table 10과 같다.
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