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문제 정의
- 석고 시용으로 토양 염도가 증가하였음에도 불구하고 이와 같은 결과가 나타난 것은, 석고 시용에 의한 염도 증가의 부정적 영향 보다는 석고에 의해 공급된 칼슘이 토양 내 나트륨의 비율을 낮추는 긍정적인 효과가 배추의 생육 증가에 더 큰 영향을 주었음을 보여주었다. 따라서 본 연구는 간척지에서 밭작물을 재배하기 위해 토양의 염도 개선도 필요하겠지만 우선적으로 토양 내 나트륨의 비율을 낮추는 것이 고려되어야 함을 제시해 준다.
- 석고의 경우 무기 양분을 공급하고 나트륨성 토양을 개량할 수 있지만 다른 한편으로 토양염도를 증가시키는 부정적 측면도 있어, 석고의 상반되는 영향에 대한 평가가 필요하다. 본 연구는 간척지 토양에 배추를 재배하기 위해 유기 개량제로 퇴비를 처리하거나 화학 개량제로 석고 및 인산을 처리하여 각 개량제가 토양 화학성 개량 및 배추 생육 증대에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 배추는 국내에서 많이 재배 이용되기도 하지만 염도에 민감하여 간척지 재배에 어려움이 있는 작물 중에 하나이다.
제안 방법
- , 2013), 인산 추가 처리구는 인산을 P2O5 기준 156kg∙ ha-1로 추가 시용하였다. 각 처리별 비료 및 개량제를 토양에 골고루 섞은 후, 2주간 육묘한 배추(BrassicacampestrisL. cv. Gungjeonnorang)를 정식하였다. 시험구는 완전임의배치법 3반복으로 배치하여 2013년과 2014년에 2회 실시하였다.
- 채취한 배추는 증류수로 씻고 65℃에서 항량이 될 때까지 건조시킨 후 무게를 재었다. 건조한 시료는 곱게 분쇄한 후 H2SO4- HNO3-HClO4 혼합액으로 분해하여 원자흡광분광광도계(SpectrAA 220 FS, Varian, USA)로 Ca2+ , Mg2+, K+, Na+ 의 함량을 분석하였다. 토양은 풍건한 후 1:5 비율의 증류수로 침출한 용액에 대해 pH, EC를 측정하였고, Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+함량을 측정하였으며, 아래 식을 이용하여 나트륨흡착비(SAR1:5)를 구하였다:
- 시험구는 완전임의배치법 3반복으로 배치하여 2013년과 2014년에 2회 실시하였다. 배추 재배기간 동안 토양 수분은 최대 용수량의 50% 수준으로 유지하였고, 포트의 무게를 측정하여 부족한 수분을 1-3일 간격으로 보충하였다. 2013년에는 배추 정식 후 56일에, 2014년에는 정식 후 60일에 지상부 배추와 토양을 채취하여 분석에 이용하였다.
- Gungjeonnorang)를 정식하였다. 시험구는 완전임의배치법 3반복으로 배치하여 2013년과 2014년에 2회 실시하였다. 배추 재배기간 동안 토양 수분은 최대 용수량의 50% 수준으로 유지하였고, 포트의 무게를 측정하여 부족한 수분을 1-3일 간격으로 보충하였다.
- 포트재배 시험을 위해 채취한 토양을 5mm 체로 거른 후 포트(φ29cm, h26cm)당 12kg(건토 기준)씩 담았다. 토양개량제 처리는 표준시비 처리구(S), 표준시비에 퇴비 추가 처리구(S + C), 표준시비에 석고 추가 처리구(S + G), 표준시비에 인산 추가 처리구(S + P), 표준시비에 석고-인산 추가 처리구(S + GP) 등 5개의 처리구를 두었다. 관행적으로 퇴비는 30Mg∙ ha-1로 시용하였고, 질소, 인산, 칼륨은 요소, 인산이수소칼륨, 염화칼륨 비료를 이용하여 N 기준 320kg∙ ha-1 , P2O5 기준 156kg∙ ha-1 , K2O 기준 198kg∙ ha-1을 각각 시용하였다.
- 건조한 시료는 곱게 분쇄한 후 H2SO4- HNO3-HClO4 혼합액으로 분해하여 원자흡광분광광도계(SpectrAA 220 FS, Varian, USA)로 Ca2+ , Mg2+, K+, Na+ 의 함량을 분석하였다. 토양은 풍건한 후 1:5 비율의 증류수로 침출한 용액에 대해 pH, EC를 측정하였고, Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+함량을 측정하였으며, 아래 식을 이용하여 나트륨흡착비(SAR1:5)를 구하였다:
- 관행적으로 퇴비는 30Mg∙ ha-1로 시용하였고, 질소, 인산, 칼륨은 요소, 인산이수소칼륨, 염화칼륨 비료를 이용하여 N 기준 320kg∙ ha-1 , P2O5 기준 156kg∙ ha-1 , K2O 기준 198kg∙ ha-1을 각각 시용하였다. 퇴비 추가 처리구는 퇴비 30Mg∙ ha-1을 추가 시용하였고, 석고 추가 처리구는 석고 요구도에 따라 계산하여 4.95Mg∙ ha-1시용하였으며(Rasouli et al., 2013), 인산 추가 처리구는 인산을 P2O5 기준 156kg∙ ha-1로 추가 시용하였다. 각 처리별 비료 및 개량제를 토양에 골고루 섞은 후, 2주간 육묘한 배추(BrassicacampestrisL.
- 포트재배 시험을 위해 채취한 토양을 5mm 체로 거른 후 포트(φ29cm, h26cm)당 12kg(건토 기준)씩 담았다.
대상 데이터
- 2013년에 계화도에 인접한 새만금 간척지의 사양토(문포통; coarse loamy, mixed, nonacid, mesic family of Typic Fluvaquents)를 20cm 깊이로 채취하여 실험에 이용하였다(Lee and Yun, 2014). 토양을 1:5 비율의 증류수로 진탕한 후 측정한 pH1:5는 8.
- 배추 재배기간 동안 토양 수분은 최대 용수량의 50% 수준으로 유지하였고, 포트의 무게를 측정하여 부족한 수분을 1-3일 간격으로 보충하였다. 2013년에는 배추 정식 후 56일에, 2014년에는 정식 후 60일에 지상부 배추와 토양을 채취하여 분석에 이용하였다.
- 토양개량제 처리는 표준시비 처리구(S), 표준시비에 퇴비 추가 처리구(S + C), 표준시비에 석고 추가 처리구(S + G), 표준시비에 인산 추가 처리구(S + P), 표준시비에 석고-인산 추가 처리구(S + GP) 등 5개의 처리구를 두었다. 관행적으로 퇴비는 30Mg∙ ha-1로 시용하였고, 질소, 인산, 칼륨은 요소, 인산이수소칼륨, 염화칼륨 비료를 이용하여 N 기준 320kg∙ ha-1 , P2O5 기준 156kg∙ ha-1 , K2O 기준 198kg∙ ha-1을 각각 시용하였다. 퇴비 추가 처리구는 퇴비 30Mg∙ ha-1을 추가 시용하였고, 석고 추가 처리구는 석고 요구도에 따라 계산하여 4.
데이터처리
- 실험 결과에 대한 통계 분석은 SAS 프로그램(SAS 9.1, SAS Institute, USA)을 이용하여 완전임의배치법에 의한 처리 간 차이를 분석하였고, 처리 간 차이의 유의성 비교는 최소유의차(LSD) 검정을 실시하였다.
성능/효과
- (y)과의 상관성을 분석한 결과, 유의적인 부의 상관관계를 보여 (y = -75.2x+78.9, r2= 0.953, p < 0.01), Na 비율이 감소함에 따라 건물중이 증가하는 경향을 보였다.
- 2013년과 2014년 모두 토양 pH는 퇴비 또는 인산의 추가 처리시 표준시비 처리와 비교하여 유의적인 차이가 없었으나(p > 0.05), 석고를 처리하였을 경우 다른 처리구에 비해 유의적으로 (p < 0.05) 낮았다(Table 3).
- 간척지의 염류-나트륨성 토양에 재배한 배추의 건물중은 대체로 가벼웠고, 건물중의 변화는 토양 화학성과 상관되는 양상을 보였다. 2013년 배추의 건물중(14.
- 결론적으로 간척지 토양에 석고를 처리하였을 경우 배추의 건물중이 유의적으로(p < 0.05) 증가하였다.
- 일반 토양에서 재배한 배추의 무기성분 함량과 비교하였을 때(Yun and Shin, 2001), 본 연구의 배추 내 Ca, Mg, K 함량은 낮았지만 Na 함량은 평균 9배에 달하여 Na이 식물체에 과다하게 축적되어 있음을 알 수 있다(Table 2). 그러나 석고를 시용하였을 때 식물체 중 Na의 농도가 일반 조건의 7배 수준으로 감소하였고 식물체의 양이온 중 Na의 비율도 낮았다. 2014년 상추 건물중(y)이 Na 비율(x)과 유의적인 부의 상관성을 보여주어(y = -75.
- 그림 1에서 2013년과 2014년을 종합 하여 배추 건물중(Fig. 1)과 토양 화학성 인자들에 대해 상관성 분석을 한 결과, 배추 건물중 변화는 ESP(y = -0.20x + 84.6, r2= 0.952, p < 0.001, n = 10)뿐만 아니라 SAR(y = -4.42x + 96.8, r2= 0.863, p 0.05, n = 10)은 유의적이지 않았다.
- 배추 내 양이온 함량은 다른 처리구와 비교하여 석고 처리구에서 뚜렷한 차이를 보였다(Table 2). 석고 추가 처리에서 배추 내 Ca 함량은 뚜렷하게(p < 0.
- 배추 재배 후 토양의 EC와 ESP는 배추재배 전 토양의 수준과 비슷하였다(Tables 1 and 3). 배추재배를 위해 모든 처리구에 시용한 퇴비로부터 양이온이 무기화되어 공급될 경우 ESP 값이 변화될 수 있지만, 토양의 염농도가 높아 유기물의 무기화 반응이 느리게 일어날 수 있고(Setia et al., 2011), 또한 퇴비 처리 후 기간이 60일 이하로 짧아서 무기화를 통해 생성된 양이온의 양이 토양에 기존 존재하던 양에 비해 적어 본 연구에서 ESP 값이 크게 변화되지 않았다고 판단된다(Tables 1 and 3). 그러나 토양의 SAR은 배추 재배 전 56에 비해 배추 재배 후 16-18의 범위로 크게 감소하였다.
- 본 연구에서 배추 건물중이 SAR과 높은 상관성(r2= 0.91, p < 0.05)을 가진다는 것이 이를 잘 반영해 주고 있다(Fig. 2D and 2H).
- 05) 증가하였다. 석고 시용으로 토양 염도가 증가하였음에도 불구하고 이와 같은 결과가 나타난 것은, 석고 시용에 의한 염도 증가의 부정적 영향 보다는 석고에 의해 공급된 칼슘이 토양 내 나트륨의 비율을 낮추는 긍정적인 효과가 배추의 생육 증가에 더 큰 영향을 주었음을 보여주었다. 따라서 본 연구는 간척지에서 밭작물을 재배하기 위해 토양의 염도 개선도 필요하겠지만 우선적으로 토양 내 나트륨의 비율을 낮추는 것이 고려되어야 함을 제시해 준다.
- 석고 추가 처리에서 배추 내 Ca 함량은 뚜렷하게(p < 0.05) 증가하였고 반대로 Na 함량은 뚜렷하게(p < 0.05) 감소하였다.
- 2014년 토양 EC는 2013년과 비슷하였지만, ESP는 145-210%로 크게 감소하였을 뿐만 아니라 SAR도 8-14로 크게 낮아졌다(Table 3). 이와 같은 결과는 토양 염도가 높더라도 개량제를 처리하여 토양 중 특정 이온, 즉 나트륨의 비율을 낮춤으로써 작물 스트레스 및 독성을 줄여 작물의 생장량을 증대시킬 수 있다는 것을 보여준다. 그림 1에서 2013년과 2014년을 종합 하여 배추 건물중(Fig.
- 즉 SAR이 감소함에 따라 배추 건물중이 증가하였고, 2013년에 91.0%, 2014년에 91.3%의 유의한(p < 0.05) 설명력을 가졌다.
- 토양 내 침출성 양이온 중에서 나트륨의 비율을 나타내는 ESP와 SAR은 년 수에 따른 감소가 뚜렷했고, 개량제의 처리에 따른 차이도 분명하게 나타났다(Table 3). ESP는 2013년에 298% 이상으로 높았으나, 개량제 종류에 따른 차이는 나타나지 않았다.
- 토양 전기전도도(EC)는 2013년과 2014년에 비슷한 값을 보였고, 처리에 따른 차이는 개량제의 종류에 따라 다르게 나타났다(Table 3). 표준시비 처리와 비교하여 퇴비 또는 인산을 처리하였을 때 유의적인 변화는 없었으나 석고를 처리하였을 때 유의적으로(p < 0.
- 2E) pH가 낮아짐에 따라 건물중이 증가하였다. 토양 전기전도도는 2014년에만 유의적인 음의 상관성을 보여(Fig. 2F) 토양 전기전도도가 낮아짐에 따라 오히려 건물중이 감소하였다. 토양 ESP는 2013년과 2014년 모두 유의적인 상관성이 없었다(Fig.
- 토양의 pH, 전기전도도, 나트륨도가 배추 건물중에 미치는 영향에 대해 회귀분석을 한 결과 2013년과 2014년 모두 SAR의 영향에 대한 모형의 결정계수(설명력)가 가장 높았다(Fig. 2). 즉 SAR이 감소함에 따라 배추 건물중이 증가하였고, 2013년에 91.
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