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문제 정의
- 상기한 바와 같은 배경을 토대로 코이어 더스트와 팽연왕겨, 훈탄 또는 부숙 분쇄수피를 혼합하여 조제한 혼합상토에서 기비로 혼합된 용과린의 시비 수준 차이가 적축면 상추의 생장과 근권부 화학성 변화에 미치는 영향을 구명하여 인산 시비에 대한 기초 자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- Choi et al.(2009, 2011)의 보고내용을 고려하여 코이어 더스트(Coir-dust, 이하 CD, Imported from India, Shinsung Mineral Co., Ltd. Jincheon, Korea)를 주요 물질로 팽연왕겨(Expanded rice hull, 이하 ERH, Deawon GSI Co., Ltd. Chilgok, Korea), 훈탄(Carbonized rice hull, 이하 CRH, Deawon GSI Co., Ltd. Chilgok, Korea), 또는 부숙된 분쇄수피(ground and aged pine bark, 이하 GAPB, Gumjungwon root media Co., Ltd. Yeongi, Korea)를 수집하고 혼합비율을 각각 8:2(CD+ERH, v/v,), 6:4(CD+CRH, v/v) 그리고 8:2(CD+GAPB, v/v)로 조절하여 혼합상토를 조제하였다.
- CD+ERH, CD+CRH 그리고 CD+GAPB 혼합상토에 기비로 혼합된 용과린의 시비량을 변화시키면서 적축면 상추를 재배하고 생장을 조사하여 그 결과를 Table 1에 나타내었다. CD+ERH 혼합상토에서 기비로 혼합된 용과린의 시비수준이 높아질수록 적축면 상추의 초폭, 엽장 그리고 SPAD 값을 제외한 지상부 생장량이 증가하여 6.
- 각각의 혼합상토별로 인산질 비료인 용과린(Fused superphosphate, KG chemical Co., Ltd. Sungnam, Korea)의 시비수준을 0, 1.5, 3.0, 4.5, 및 6.0 g·L-1로 조절한 5처리를 두었고, 각각의 처리구는 5 반복을 두어 완전임의배치법으로 실험을 진행하였다.
- 기비로 혼합된 용과린의 시비수준 차이가 적축면 상추를 재배한 세 종류 혼합상토(CD+ERH, CD+CRH, CD+GAPB)의 토양 용액 내 무기이온 농도에 미치는 영향을 분석하고자 매주 1회 토양용액을 채취하여 분석하고 그 결과를 Fig. 3, 4 및 5에 나타냈다.
- 기비를 포함한 세 종류 상토를 용량이 300mL인 플라스틱 포트에 충진하였고, 생장상에서 발아한 후 본엽이 2매인 적축면 상추(Lactuca sativa L.)를 정식하였다. 작물 재배 중 상토 표면이 건조해지기 시작하면서 포트 전체의 무게가 용기용수량 상태 보다 40-50% 수준으로 가벼워진 시기에 증류수로 관수하였으며, 관수량을 포트당 150mL로 조절하여 두상살수 하였다.
- 뿌리가 활착되었다고 판단된 정식 1주 이후 매주 1회 질소기준 100mg·L-1의 농도로 조절한 중성비료(g·L-1; MgSO4 0.026, NH4NO3 0.023, Ca(NO3)2 0.03, KNO3 0.052, NH4H2PO4 0.007, 상기한 미량원소복합제 0.2)를 증류수에 용해시켜 150mL씩 관비하였고, 이 외에 관수가 필요한 시점에는 증류수를 관수하였다.
- 상토의 화학성을 분석하기 위해 매주 1회 관비용액을 처리하고 화학적 평형상태에 도달하였다고 판단한 2시간 후에 진공펌프(DOA-P704-AC, Gast manu- facturing, Inc. USA)를 사용하여 포트 하단부에서 약 15mL의 토양수를 추출하였다. 추출 후 시료의 화학적 변화를 막기 위해 phenylmercuric acetate 용액(55.
- 인산질 비료인 용과린 외에 모든 처리에서 동일한 농도로 필수원소가 포함되도록 비료의 종류 및 양을 조절하였으며 세 종류 상토에 기비로 포함된 비료는 다음과 같았다(g·L-1): CaSO4·2H2O 0.75, MgSO4·7H2O 0.15, Ca(NO3)2·4H2O 0.6, KNO3 0.6, 고토석회 3.0, Micronutrient mix(Nutrichem Kombi-F, NU3 N.V. Co., Inc. Grobbendonk, Belgium).
- )를 정식하였다. 작물 재배 중 상토 표면이 건조해지기 시작하면서 포트 전체의 무게가 용기용수량 상태 보다 40-50% 수준으로 가벼워진 시기에 증류수로 관수하였으며, 관수량을 포트당 150mL로 조절하여 두상살수 하였다. 뿌리가 활착되었다고 판단된 정식 1주 이후 매주 1회 질소기준 100mg·L-1의 농도로 조절한 중성비료(g·L-1; MgSO4 0.
- 적축면 상추를 정식하고 5주 후에 지상부 생장을 조사하였다. 조사 항목은 초장, 초폭, 엽수, 엽장, 엽폭, 지상부 생체중, 그리고 지상부 건물중이었고, 엽록소 측정계(chlorophyll meter, Konica Minolta Sensing, INC.
- 적축면 상추를 정식하고 5주 후에 지상부 생장을 조사하였다. 조사 항목은 초장, 초폭, 엽수, 엽장, 엽폭, 지상부 생체중, 그리고 지상부 건물중이었고, 엽록소 측정계(chlorophyll meter, Konica Minolta Sensing, INC., Japan)를 사용한 SPAD 값을 측정하였다.
- 추출 후 시료의 화학적 변화를 막기 위해 phenylmercuric acetate 용액(55.5g·L-1)을 1μL 첨가하였고, 시료의 pH 및 EC(Multi meter CP-500L, Insteck Co. Sungnam, Korea)를 측정하였다(Choi et al., 2015).
대상 데이터
- 충남대학교 태양광 이용형 식물공장에서 본 연구를 수행하였고, 재배 기간 중 환경조건은 주간 평균온도 26°C, 야간평균온도 19℃, 상대습도 60-80%, 주간 평균 광합성 유효광양자속(photosynhetic photon flux)은 230μmol·m-2·s-1로 조절되었다.
데이터처리
- 05 수준에서 인산 시비 수준에 따른 처리별 LSD를 검정하였고, 1 및 2차항 회귀분석을 하여 시비 수준에 따른 생장의 변화하는 경향을 파악하고자 하였다. 또한 세 종류 상토에 영향을 받은 식물 생장 차이는 F-검정을 하여 비교하였고 그 결과를 표에 나타내었다.
- 생장 및 토양용액 분석 결과는 CoStat(Monetery, Califonia, USA) 프로그램을 사용하여 p ≤ 0.05 수준에서 인산 시비 수준에 따른 처리별 LSD를 검정하였고, 1 및 2차항 회귀분석을 하여 시비 수준에 따른 생장의 변화하는 경향을 파악하고자 하였다.
이론/모형
- 또한 Ion chromatography(Waters 432 conductivity, Younglin, Seoul, Korea)를 사용하여 채취한 시료의 다량원소 이온 농도를 분석하였으며 분석방법 역시 Choi et al.(2015)의 방법을 따랐다.
- , 2015). 또한 Ion chromatography(Waters 432 conductivity, Younglin, Seoul, Korea)를 사용하여 채취한 시료의 다량원소 이온 농도를 분석하였으며 분석방법 역시 Choi et al.(2015)의 방법을 따랐다.
성능/효과
- CD+CRH 혼합상토에서 재배된 적축면 상추는 용과린 무 시비구부터 4.5g·L-1까지 시비수준이 증가함에 따라 처리간 유의한 차이를 보이면서 생체중 및 건물중 등 지상부 생장량이 증가하였으나, 6.0g·L-1로 시비한 처리는 4.5g·L-1처리보다 지상부 생장량이 감소하였다.
- CD+ERH 상토에 용과린 시비수준을 변화시킨 결과 정식 2주 후 까지는 모든 처리에서 pH가 상승하였지만 정식 2주 후 부터 용과린 시비 수준이 낮았던 0과 1.5g·L-1 시비구의 pH가 낮아졌다.
- CD+ERH 혼합상토에서 기비로 혼합된 용과린의 시비수준이 높아질수록 적축면 상추의 초폭, 엽장 그리고 SPAD 값을 제외한 지상부 생장량이 증가하여 6.0g·L-1으로 시비한 처리에서 생체중 15.7g, 건물중 0.75g으로 가장 우수하였다.
- 0g·L-1였다. CD+ERH와 CD+GAPB 혼합상토의 pH는 작물 재배기간 동안 적절한 범위인 5.5-6.5를 유지하였지만 CD+CRH에서 지속적으로 낮아졌고, 정식 1-2주 후 CD+ERH나 CD+CRH의 EC가 CD+GAPB 보다 높았다.
- CD+GAPB 혼합상토에서 재배된 적축면 상추는 CD+ERH와 유사하게 용과린 시비수준이 높아질수록 처리간 유의한 차이를 보이며 지상부 생장량이 많아졌다. 초폭, 엽수 그리고 SPAD 값을 제외한 지상부 생장 조사 항목에서 직선 및 2차 곡선회귀가 성립하여 경향이 뚜렷하였고, 6.
- CD+GAPB 혼합상토의 토양용액 pH 변화는 용과린 시비 수준에 따른 차이가 뚜렷하지 않았으며 정도의 차이가 있지만 CD+ERH 상토의 pH 변화와 매우 유사한 경향으로 변화하였고, 동일한 이유에 기인하였다고 생각한다(Fig. 1C).
- 3)와 유사한 경향을 보이며 변하였다. 그러나 정식 3, 4 및 5주 후 용과린 시비수준이 높았던 처리에서 토양용액 내 PO4-P 농도가 높게 유지되었고, 동일한 수준으로 용과린을 시비하였던 CD+ERH 혼합상토보다 높은 농도로 분석되었다. 토양용액 내 Ca2+과 Mg2+ 농도도 CD+ERH 상토와 다른 경향을 보여 Ca2+은 정식 4주 후까지, Mg2+은 정식 3주 후까지 농도가 높아진 후 다시 낮아졌다.
- 5g·L-1 시비구보다 생장량이 적었다. 또한 세 종류 상토에 용과린 시비량을 동일하게 조절한 후 적축면 상추를 정식하고, 5주 후 지상부 생장량을 조사하여 비교한 결과 CD+ERH, CD+GAPB 그리고 CD+CRH 상토 순으로 생장이 저조해지는 경향이었다. 정식 5주 후 조사한 각각의 생육조사 항목 중 엽수를 제외한 초장, 초폭, 엽장, 엽폭 생체중 및 건물중에서 F-검정의 p ≤ 0.
- 또한 과린산석회와 용성인비는 인광석을 가공하여 속효성 인산 함량이 높도록 조제되지만 인광석에는 많은 양의 CaO과 MgO이 함유되어 있으며, 인산을 시비할 목적으로 용과린을 처리하면 속효성인산 비료인 과린산석회에 포함된 인산, 칼슘, 마그네슘 및 황이 정식 후 비교적 빠른 시기에 용출되어 토양 농도를 높인다(Lim, 2005). 본 연구에서도 정식 1주 및 2주 후 용과린의 시비수준이 높아질수록 토양용액 내 Ca2+, Mg2+, PO4-P 및 SO42- 농도가 높았으며, 용과린 비료의 성분 조성에 영향을 받았음을 알 수 있다. 그러나 NO3-N 농도의 변화는 다른 접근이 필요하다.
- 75g으로 가장 우수하였다. 생체중 및 건물중은 용과린 시비수준에 대한 처리간 통계적인 차이가 인정되었고, 직선 및 2차 곡선회귀가 성립하여 경향이 뚜렷함을 알 수 있었다.
- 엽수, 엽폭, 생체중, 그리고 건물중은 직선 및 2차 곡선회귀적인 변화를 보이면서 경향이 뚜렷하였으며, 4.5g·L-1 시비구에서는 생체중 및 건물중이 식물체당 10.4g 및 0.63g으로 조사되어 모든 처리 중 가장 무거웠다.
- 0g·L-1에서 가장 높았고, 전 기간 동안 용과린 시비수준이 낮은 처리들에서 토양 용액 내 농도도 낮은 경향이었다. 음이온인 NO3-N 농도는 모든 처리에서 2주에 유사한 농도로 분석되었지만 3주 후 급상승하였고, 높아진 농도가 5주 후 까지 유지되는 경향이었다. 그러나 처리간 다소간의 차이가 있었음에도 통계적인 차이는 인정되지 않았다.
- 이상과 같이 CD+ERH나 CD+GAPB 혼합상토에서는 용과린의 시비수준이 높아질수록 적축면 상추의 지상부 생장량이 증가하였지만, CD+CRH 상토에서는 4.5g·L-1 시비구에서 가장 우수하였고 6.0g·L-1 시비구에서 4.5g·L-1 시비구보다 생장량이 적었다.
- 정식 5주 후 조사한 각각의 생육조사 항목 중 엽수를 제외한 초장, 초폭, 엽장, 엽폭 생체중 및 건물중에서 F-검정의 p ≤ 0.001 수준의 차이가 인정되었다.
- 정식 후 세 혼합상토 토양용액의 EC 변화(Fig. 2)는 정식 직후 용과린 시비수준에 따라 통계적으로 유의한 차이를 나타냈으나 두상살수 과정에서 용탈로 인해 정식 2주차까지 감소하였고 2주 후부터는 안정화 되어 시비수준에 따른 토양용액의 EC차이가 뚜렷하지 않았다. Choi et al.
- 초폭, 엽수 그리고 SPAD 값을 제외한 지상부 생장 조사 항목에서 직선 및 2차 곡선회귀가 성립하여 경향이 뚜렷하였고, 6.0g·L-1 시비구에서 생체중 13.5g, 건물중 0.73g으로 다른 처리들 보다 무거웠다.
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