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문제 정의
- 따라서 본 논문은 앞그루작물 재배 시 형성된 이랑을 재활용하여 다음 뒷그루 작물을 무경운으로 재배하는 ‘이랑을 재활용한 한국형 무경운 농업’의 제2편으로 무경운 토양의 입자와 입단의 변화 및 용적밀도, 고상율과 공극율 등 무경운 재배가 토양 물리성 변화에 미치는 영향을 구명하고 추진한 연구결과의 보고이다.
- 본 논문은 앞그루작물 재배 시 형성된 이랑을 재활용하여 다음 뒷그루작물을 무경운으로 재배할 경우 토양의 이화학성과 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하고자 추진한 연구 결과의 일부이다.
제안 방법
- 관수는 점적관수 라인을 설치하여 생육상태에 따라서 관수하였으며, 기타 재배관리는 농촌진흥청 표준재배법에 준하여 관리하였다. 2007년 12월에 경운한 무경운 3년차와(31개월 전 경운) 2008년 12월에 경운한 무경운 2년차(19개월 전 경운), 그리고 2009년 3월에 경운한(16개월 전 경운) 무경운 1년차, 2010년 3월 경운한 관행 경운토양에서 토양의 물리성 변화를 조사하였다.
- 토양 삼상과 용적밀도, 공극율의 표토와 심토의 편차를 구하여 토양 깊이에 따른 편차를 구하였다. 그리고 고상, 액상, 기상율 및 용적밀도와 공극율 각각의 상관관계를 분석하였다.
- 25 mm) 이용하였다. 먼저 토양시료 50 g을 골고루 펴 넣어 기포가 생기지 않도록 주의하여 하강시켜 물에 잠기도록 하였으며, 10분 동안 토양에 물이 스며들게 한 후 30 분간 분당 20회 상하운동을 시켰다. 사분된 토양입자를 105℃의 dry oven에서 24시간 건조한 후 2.
- 먼저 토양시료 50 g을 골고루 펴 넣어 기포가 생기지 않도록 주의하여 하강시켜 물에 잠기도록 하였으며, 10분 동안 토양에 물이 스며들게 한 후 30 분간 분당 20회 상하운동을 시켰다. 사분된 토양입자를 105℃의 dry oven에서 24시간 건조한 후 2.00, 1.00, 0.50, 0.25 mm 체에 들어있는 토양입자의 무게를 각각 칭량하여 백분율로 환산하였다.
- 유기질비료를(N – P2O5 – K2O – CaO = 8.47 – 4.62 – 1.58%, 유기물함량 : 81.1%) 경운 전에 ha 당 1,800 kg을 3월 2일 투입하였다.
- 중동통(jd)의(Table 1) 미사질양토의 분포 토양입자 토괴(土塊)분포 조사는 토양 표면으로 부터 12 cm까지 심토는 토양 표면으로부터 12~24 cm 깊이의 토양을 2010년 7월에 채취하였다. 채취된 시료는 음지에서 말리면서 토양의 물리성이 변화되지 않도록 조심스럽게 다루면서 4 mm, 2 mm, 1.4 mm 채를 이용하여 토양 입자의 크기 분포를 분류하였다.
- 토양 내수성 입단분석은 토양을 채취 후 음건하여 분석에 이용하였다. 입단분석은 습식 사별법을(Wet - sieving method : Model DIK - 2000, Daiki Rika Kogyo Co.
- 토양 삼상과 용적밀도, 공극율의 표토와 심토의 편차를 구하여 토양 깊이에 따른 편차를 구하였다. 그리고 고상, 액상, 기상율 및 용적밀도와 공극율 각각의 상관관계를 분석하였다.
- 토양 삼상은 중동통(jd)과 지산통(Ji)의(Table 2) 표토를 1 cm 정도 제거하고 100 mL 메탈링을 이용하여 표토는 토양표면에서 12 cm 깊이까지, 심토는 12~24 cm 깊이에서 Core를 채취하여 토양의 고상율, 액상율, 기상율을 Core법으로 조사하였다. 토양의 용적밀도는 채취된 토양의 건토 중량을 측정하여 그 중량을 토양전체(공극포함) 용적으로 나누었다.
- 토양 삼상은 중동통(jd)과 지산통(Ji)의(Table 2) 표토를 1 cm 정도 제거하고 100 mL 메탈링을 이용하여 표토는 토양표면에서 12 cm 깊이까지, 심토는 12~24 cm 깊이에서 Core를 채취하여 토양의 고상율, 액상율, 기상율을 Core법으로 조사하였다. 토양의 용적밀도는 채취된 토양의 건토 중량을 측정하여 그 중량을 토양전체(공극포함) 용적으로 나누었다.
- , Tokyo, Japan) 따랐다. 항온 20℃ 사각수조에서 실시하였으며, oder - type의 입단분석용 채 4종을(2.00, 1.00, 0.50, 0.25 mm) 이용하였다. 먼저 토양시료 50 g을 골고루 펴 넣어 기포가 생기지 않도록 주의하여 하강시켜 물에 잠기도록 하였으며, 10분 동안 토양에 물이 스며들게 한 후 30 분간 분당 20회 상하운동을 시켰다.
대상 데이터
- 본 시험은 1984년부터 2016년 현재까지 약 30년간을 시설 채소를 재배하고 있는 전남 나주시 남평읍 평사리 지석강 인근 무농약 인증 토양에서(N 35°03.0'02.0.3"와 126°59.5'02.0", 해발 23 m) 시험을 수행하였다.
- 중동통(jd)의(Table 1) 미사질양토의 분포 토양입자 토괴(土塊)분포 조사는 토양 표면으로 부터 12 cm까지 심토는 토양 표면으로부터 12~24 cm 깊이의 토양을 2010년 7월에 채취하였다. 채취된 시료는 음지에서 말리면서 토양의 물리성이 변화되지 않도록 조심스럽게 다루면서 4 mm, 2 mm, 1.
- 0", 해발 23 m) 시험을 수행하였다. 토양관리는 2009년 3월부터 경운하지 않고 무경운으로 관리한 토양과 관행 경운 미사질양토(중동통(jd), 미사 30.3%, 점토 14.7%, 모래 55.0%) 비닐온실에서 유기재배에 준하여 시험을 수행하였다.
이론/모형
- 토양 내수성 입단분석은 토양을 채취 후 음건하여 분석에 이용하였다. 입단분석은 습식 사별법을(Wet - sieving method : Model DIK - 2000, Daiki Rika Kogyo Co. Ltd., Tokyo, Japan) 따랐다. 항온 20℃ 사각수조에서 실시하였으며, oder - type의 입단분석용 채 4종을(2.
성능/효과
- 4) 0.1 mm 이상 0.25 mm 이하의 소입단은 경운 표토 4.2%에 비하여 무경운 1년차는 5.7%, 2년차는 7.3%로 유의성 있게(p<0.05) 증가되었다.
- 경운 방법에 따른 표토의 용적밀도는(Table 3) 관행 경운 토양 1.10 MG m3이 무경운 1년 차에서는 1.30 MG m3으로 0.2 MG m3가 증가되었으나, 무경운 2년차는 1.14 MG m3 , 무경운 3년차는 1.03 MG m3으로 용적밀도가 감소되었다(P<0.05).
- 경운 후 기간의 경과에 따른 용적밀도와 고상율은 무경운 2년차와 3년차가 관행경운과 무경운 1년차에 비하여 감소되었다(P<0.05).
- 공극율과 정(+)의 상관관계가 있는 기상율은 관행경운 토양에 비하여 무경운 1년차는 감소되었으나, 무경운 2년차와 3년차에서는 증가되었다. 그리고 기상과 함께 공극율을 결정 하는 액상율은 경운 표토 24.
- 공극율에 영향을 미치는 기상과 액상율 중 기상율의 표토와 심토 편차는 관행 경운 토양 9.3%가 무경운 1년차는 2.0%로 감소된 후, 무경운 2년차는 7%, 무경운 3년차는 8.7%로 증가되었다. 그리고 액상율 편차는 관행 경운 토양 2.
- 관행 경운 토양이 무경운 토양에 비하여 표토의 고상율이 높고 공극율이 낮았으나, 심토는 무경운 4년차에서 고상율은 경운토양에 비하여 2.1%가 낮았으며, 심토의 공극율은 증가되었다(Fig. 6B) 이는 무경운 토양이 경운의 생략으로 트랙터 등 대형농기구에 의한 답압이 생략된 결과로 추정되었다. 특히 무경운 토양에서 고상율과 공극율의 표토와 심토의 편차가 0.
- 3%에 비하여 유의성 있게 증가되었다. 그리고 4 mm 이하 2 mm 이상 토양 입자의 분포는 무경운 토양이(무경운 표토는 19.2%, 심토는 19.9%, 경운 표토 17.3%, 심토 19.5%) 경운 토양에 비하여 심토는 증가되었으나, 표토는 유의적인 차이가 없었다. 따라서 2 mm 이상의 토양 입자 분포는 무경운 표토와 심토 공히 경운 토양에 비하여 증가되었으나, 1.
- 05) 증가되었다. 그리고 경운과 무경운 1년차 토양에서 내수성입단 0.25 mm 이상 0.5 mm 이하는 4.5~4.6%, 0.5 mm 이상 1 mm 이하는 1.0~1.1%, 1 mm 이상은 0.7~0.9% 수준으로 유의적인 차이가 없었으나, 무경운 2년차에서는 입단의 크기별로 각각 8.2%, 4.5%, 1.7%로 경운과 무경운 1년차에 비하여 유의적인 증가를 보였다.
- 공극율과 정(+)의 상관관계가 있는 기상율은 관행경운 토양에 비하여 무경운 1년차는 감소되었으나, 무경운 2년차와 3년차에서는 증가되었다. 그리고 기상과 함께 공극율을 결정 하는 액상율은 경운 표토 24.2%가 무경운 1년차는 28.3%로 증가되었으나, 무경운 2년차는 23.4%, 무경운 3년차는 18.3%로 현저하게 감소되었으며, 심토도 같은 경향이었으나, 심토의 액상율은 표토에 비하여 증가되었다.
- 무경운 토양의 입자 크기 2 mm 이상의 분포는 무경운 토양이 경운 토양에 비하여 표토와 심토 공히 증가 되었다. 그리고 내수성입단 0.25 mm 이상 0.5 mm 이하와 0.5 mm 이상 1 mm 이하, 1 mm 이상의 대입단 분포는 경운과 무경운 1년차 토양에서 유의적인 차이가 없었으나, 무경운 2년차에서는 입단의 크기별로 각각 8.2%, 4.5%, 1.7%로 경운과 무경운 1년차에 비하여 유의적인 증가를 보였다.
- 7%로 증가되었다. 그리고 액상율 편차는 관행 경운 토양 2.1%, 무경운 1년차는 1.6%, 무경운 2년차는 2.8%, 무경운 3년차는 3%로 기상율에 비하여 편차가 감소되었다.
- 5%) 경운 토양에 비하여 심토는 증가되었으나, 표토는 유의적인 차이가 없었다. 따라서 2 mm 이상의 토양 입자 분포는 무경운 표토와 심토 공히 경운 토양에 비하여 증가되었으나, 1.4 mm 이하는 감소되었다. 이와 같이 이랑을 재활용하는 무경운 재배 토양에서 2 mm 이상 토양 입자가 경운 토양에 비하여 증가된 원인은(Fig.
- 05). 따라서 경운을 생략한 무경운 토양이 관행경운토양에 비하여 표토와 심토 공히 용적밀도, 관입저항, 내수성입단이 증가되어 기상과 공극율의 증가와 액상과 고상율이 감소되는 등, 토양 물리성 개선 효과를 보였다. 따라서 무경운으로 토양을 관리하게 되면 다량의 유기물 시용과 심경에 의한 토양 물리성을 개선을 대체 할 수 있는 저탄소 농업기술로 생각되었다(Lee et al.
- 6B). 따라서 고상율과 부(-)의 상관관계인 공극율은 무경운 4년차 표토는 53.3%, 심토는 53.1%로 관행 경운표토 58.4%에 비하여 5.1% 감소되었고, 심토의 공극율은 53.1%로 관행 경운 토양 51.0%보다 2.1% 증가되었다.
- 한편 Yang 등(2014)은 본 시험과 같은 미사질양토에서 관행 경운과 무경운 1년차의 표토와 심토의 용적밀도, 고상율, 공극율의 편차를 구하여 본 결과 관행 경운토양에 비하여 감소되었다며 토양의 표토와 심토의 편차가 감소된 원인은 토양의 물리성이 양호하게 변하기 때문이라고 하였다. 따라서 본 논문의 무경운 1년차의 결과와는 같은 경향이었으나, 무경운 2년차와 3년차에서는 편차가 증가되어 다른 결과를 보였다. 이와 같이 무경운 2년차와 3년차에서 편차가 증가된 원인은 쟁기 바닥층위에 놓여 있는 경운토양 표토의 가루상태의 토양 입자가 작물재배의 생육과정에서 시간이 경과됨에 따라 토양이 가라앉아 무경운 1년차 표토와 심토의 물리성이 유사하게 변화되어 표토와 심토의 편차가 적어지게 된 것으로 추정되었다(Yang et al.
- 1, 2, 3). 따라서 용적밀도와 고상율은 감소되며 기상율과 공극율은 증가되어 물리성 개선이 늦게 진행되는 심토와 표토의 편차가 발생되어 무경운 2년차와 3년차에서 물리성의 편차가 증가된 원인으로 추정되었다.
- 03 MG m3으로 용적밀도가 감소되었으며, 심토도 같은 경향이었다. 따라서 용적밀도와 정(+)의 상관이 있는 고상율은 표토와 심토 공히 무경운 1년차에서 관행 경운 토양에 비하여 증가되었으나, 무경운 2년차와 3년차는 감소되었다.
- 18 MG m3로 감소되었다. 따라서 용적밀도와 정(+)의 상관이 있는 고상율은(Fig. 5 A-B) 관행 경운 표토 41.5%가 무경운 1년차는 49%로 8.5%가 증가되었으나, 무경운 2년차는 43.1%, 무경운 3년차는 38.8%로 감소되었다. 그리고 관행 경운 심토의 고상율은 48.
- 6A). 무경운 4년차 표토의 고상율은 46.7%, 심토는 46.9%로 관행경운 표토 41.6%, 심토 49.0%에 비하여 표토의 고상율은 5.1% 증가되었으나, 심토는 2.1 % 감소되었다(Fig. 6B). 따라서 고상율과 부(-)의 상관관계인 공극율은 무경운 4년차 표토는 53.
- 용적밀도와 부(-)의 상관관계인 고상율과 정(+)의 상관관계인 공극율의 표토와 심토 편차는 공히 관행 경운 토양 7.19%가 무경운 1년차는 0.51%로 감소된 후 무경운 2년차는 4.66%, 무경운 3년차는 5.67%로 증가되었다.
- 전체 토층의 내수성입단의 분포비율은 경운 토양 10.5%, 무경운 1년차는 12.2%, 무경운 2년차는 21.7%로 경운 후 기간이 경과됨에 따라 유의적인 증가를 보였다.
- 지산통(ji)의 미사질식양토 시설재배 무경운 4년차 토양의 용적밀도는 표토와 심토에서 공히 1.24로 관행 표토의 1.10에 비하여 높은 경향이었으나, 관행 경운 심토의 용적밀도에 비하여 현저하게 낮았다(Fig. 6A). 무경운 4년차 표토의 고상율은 46.
- 6B) 이는 무경운 토양이 경운의 생략으로 트랙터 등 대형농기구에 의한 답압이 생략된 결과로 추정되었다. 특히 무경운 토양에서 고상율과 공극율의 표토와 심토의 편차가 0.2%에 불과한 점은 경운토양 고상율의 표토와 심토의 편차 7.4%와 비교하면 무경운 토양의 물리성이 개선된 결과로 지산통(ji)도 중동통(jd)과 같은 결과를 보였다.
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