[논문]한국의 국가관리 간척지 토양의 화학성 변동: 4년 모니터링 결과

류진희; 이수환; 오양열; 이정태

doi:10.5338/kjea.2019.38.4.37

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BACKGROUND: The reclaimed lands for agricultural use managed by the Korean government is consisted of 17,145 hectares of lands under construction and 13,384 hectares of completed lands. In order to utilize these reclaimed lands as competitive agricultural complexes, the government is preparing to de...

BACKGROUND: The reclaimed lands for agricultural use managed by the Korean government is consisted of 17,145 hectares of lands under construction and 13,384 hectares of completed lands. In order to utilize these reclaimed lands as competitive agricultural complexes, the government is preparing to develop comprehensive development plans for multiple purposes. For rational land-use planning and soil management, information of the soil chemical properties is necessary. METHODS AND RESULTS: From 2013 to 2016, soil samples were collected from 85 representative sampling sites of the reclaimed lands and analyzed for soil chemical properties including electric conductivity (EC), pH, soil organic matter (SOM), and nutrients. The annual mean soil EC ranged from 5.1 to 8.3 dS m-1 and have continued to decrease over the years (estimation equation with EC as dependent and year as independent variable was y =0.0736x2 - 1.4985x + 9.8305, R2 = 0.9753). The pH ranged from 7.3 to 7.6, which was higher than the optimum range (5.5~7.0) for agricultural soils. Soil organic matter (8 to 11 g kg-1) was lower level than the optimum range (20~30 kg-1). Available silicate (Av.SiO2) ranged from 169 to 229 mg kg-1, which was close to the minimum content (≥157 mg kg-1) for rice paddy field. Available phosphate (Av.P2O5) content (24~39 mg kg-1) was lower than the optimum range (80~120 mg kg-1) for rice paddy field. CONCLUSION: For efficient agricultural use of reclaimed lands under government management, our results suggest that the application of organic matter and supplying deficient nutrients as well as desalinization is required.

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문제 정의

새로 조성된 간척지의 합리적인 농경지 활용을 위해서는 작물 생육의 측면에서 염농도 외에도 유기물, 양분, 양이온 조성 등 토양 이화학성에 대한 다각적인 고려가 중요하지만, 지금까지 대부분의 연구는 토양 염농도를 중심으로 연구되어 왔기 때문에 간척지 토양 이화학성에 대한 종합적인 이해가 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 국가에서 관리하고 있는 11개 간척지를 대상으로 합리적인 토양 및 양분관리 방안 제시와 장기적인 간척지 이용 방안 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 85개의 대표지점을 정하고 토양의 이화학성을 조사하였다.

대상 데이터

국가관리 간척지 11개 지구에 간척지구별로 토양특성, 배수 및 입지여건 등을 고려하여 총 85개소의 대표지점을 선정하고 이들 조사지점을 대상으로 2013~2016년까지 토양시료를 채취하여 토양 이화학성을 조사하였다. 간척지구별 조사지점은 Fig.
토양시료는 매년 3~4월 표토(0~20 ㎝)와 심토(20~40 ㎝)를 채취하여 음건한 후 2 ㎜ 체를 통과한 것을 이화학성 분석에 사용하였다. 토양 이화학성 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법(National Institute of Agricultural Sciences, 2010)에 준하여 분석하였다.

이론/모형

토양시료는 매년 3~4월 표토(0~20 ㎝)와 심토(20~40 ㎝)를 채취하여 음건한 후 2 ㎜ 체를 통과한 것을 이화학성 분석에 사용하였다. 토양 이화학성 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법(National Institute of Agricultural Sciences, 2010)에 준하여 분석하였다. 토양화학성 분석은 pH와 EC(electric conductivity)는 증류수 1:5 침출법, 유효인산(Av.
토양 이화학성 분석은 농촌진흥청의 토양화학분석법(National Institute of Agricultural Sciences, 2010)에 준하여 분석하였다. 토양화학성 분석은 pH와 EC(electric conductivity)는 증류수 1:5 침출법, 유효인산(Av. P₂O₅)은 Lancaster법으로 분석하였고 유효규산은 1N NaOAc (pH4.0) 침출법, 치환성양이온(Ex. Ca, K, Mg, Na)은 1N-NH₄OAC (pH 7.0)로 침출하여 ICP (Varian Vista-MPX, Varian Inc., USA)로 분석하였으며 토양유기물(OM)은 원소분석기(Vario Max CNS, element analyser systeme GmbH, Germany)를 사용하여 분석하였다.

성능/효과

간척지구별 2013~2016년까지 4년간 평균 유효규산 함량은 121~267 mg kg^-1 의 범위에 있었으며 석문, 새만금, 보전간척지는 논토양 적정기준(157 mg kg^-1 이상)보다 부족하였고 시화, 화옹, 이원, 남포, 영산강, 군내, 삼산, 고흥간척지는 기준치를 상회하였다. 간척지구간 평균 유효규산 함량은 연차별로 169~229 mg kg^-1 의 범위를 나타내 었고 연차 경과에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 유효규산 함량의 증가 경향은 그간 국가의 토양개량제 공급 사업에 따라 주기적으로 규산질 비료를 시용해왔기 때문으로 판단된다.
간척지구별 2013~2016년까지 4년간 평균 유효인산 함량은 13~47 mg kg^-1 의 범위에 있었고 군내간척지가 13 mg kg^-1 으로 가장 낮았고 화옹, 삼산간척지가 47 mg kg^-1 로 가장 높았다. 간척지구간 평균 유효인산은 연차별로 24~39 mg kg -1 의 범위를 나타내었고 연차 간 증가 또는 감소의 경향은 보이지 않았으며 유효인산의 논토양 적정기준 (80~120 mg kg^-1 )과 밭토양 적정기준(150~350 mg kg -1 )보다 크게 부족하였다. Cho 등(2006)은 우리나라 간척지 및간석지 토양 중 총인의 함량은 일반농지에서의 총인 함량과 유사한 수준으로 평가하였고 Son 등(2009)은 새만금간척지의 광활, 계화, 만경, 옥구지구를 대상으로 조사한 결과, 총인의 농도만을 기준으로 할 때 작물 생육에 큰 문제가 없을 것으로 판단하였다.
4와 같았다. 간척지구별 연차 간 평균 유기물 함량은 2~15g kg^-1 의 범위를 나타내었고 새만금간척 지가 2 g kg^-1 로 가장 낮았고 시화, 화옹, 석문, 이원 간척지가 6~9 g kg^-1 의 범위를 나타내었으며 남포, 영산강, 군내, 보전, 삼산, 고흥간척지가 10~15 g kg -1 의 범위를 나타내었다. 간척지구별 유기물함량은 간척지 조성 후 경과 연차가 오래될수록 더 높은 경향을 보였는데 연차 경과(x)에 따른 토양 유기물 함량(y)은 추세식 y = 4.
0) 보다 높았으며 조사 기간 중에 연차 경과에 따라 일정한 경향을 나타내지는 않았다. 간척지구별 토양 pH는 남포간척지가 pH 6.1로 적정범위 안에 있어 적정하였고 석문, 영산강, 군내 간척지는 pH 7.1~7.3의 범위를 나타내어 적정범위에 근접하였다. 반면, 시화, 화옹, 이원, 새만금, 보전, 삼산, 고흥간척지는 pH 7.
8% 감소하여 타 지구에 비해 크게 감소하는 결과를 나타내었다. 간척지들 간 평균 치환성 Na 함량은 연차별로 3.7~4.7 cmol c ㎏ -1 의 범위를 나타내었으며 전체적으로 볼 때, 간척지 11지구의 연도별 평균 치환성 Na 은 조사기간 중 토양 EC와 같은 패턴으로 지속적으로 감소 추세에 있었다.
3의 범위를 나타내어 적정범위에 근접하였다. 반면, 시화, 화옹, 이원, 새만금, 보전, 삼산, 고흥간척지는 pH 7.5~ 8.4의 범위를 나타내어 적적범위보다 높았다. pH는 토양 중양분의 유효도에 미치는 영향이 크다.
이와 같은 유기물 증가 경향은 간척 초기에 토양 중 유기물이 매우 낮은 상태에서 작물을 재배함에 따라 작물의 뿌리 생육과 더불어 작물 부산물이 투입되고 그간 유기물 시용의 중요성에 대한 인식이 확산됨에 따라 퇴비, 녹비 활용의 증가에 따른 것으로 생각된다. 연차 경과에 따라 국가관리 간척지 11지구간의 연차별 평균 토양 유기물(OM) 함량은 8~11 g kg^-1 의 범위를 나타내었고 대체로 연차 경과에 따라 증가하는 경향을 보였다. 그러나 유기물 함량은 토양 적정기준 (20~30 g kg^-1 ) 보다 크게 부족한 상황으로 간척지의 효율적인 농지활용을 위해 서는 볏짚, 퇴비, 녹비 등 다량의 유기물 시용이 필요할 것으로 생각된다.

후속연구

국가관리 간척지들은 연차 경과에 따른 제염의 진행으로 적정범위보다 높은 치환성 K, Mg, Na 함량은 지속적으로 감소될 것으로 판단된다. 다만, 치환성 Ca 함량이 적정기준보다 부족한 시화, 화옹, 석문, 이원, 남포, 새만금 간척지는 석고와 같은 토양개량제의 투입을 통해 적정수준으로 관리해 주어야 할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	간척지 토양의 중심토성은 어떤 계통인가?	간척지 토양은 다양한 토성을 나타내지만 중심토성은 미사질 계통이고 퇴적의 연대, 표고 및 유로와의 거리 등에 따라 다양
	다량의 유기물 시용이 필요할 것이라 생각되는 이유는 무엇인가?	연차 경과에 따라 국가관리 간척지 11지구간의 연차별 평균 토양 유기물(OM) 함량은 8~11 g kg -1 의 범위를 나타내었고 대체로 연차 경과에 따라 증가하는 경향을 보였다. 그러나 유기물 함량은 토양 적정기준 (20~30 g kg -1 ) 보다 크게 부족한 상황으로 간척지의 효율적인 농지활용을 위해 서는 볏짚, 퇴비, 녹비 등 다량의 유기물 시용이 필요할 것으로 생각된다. 토양 중 유기물의 분해과정에서 유출되는 무기태 질소는 상당량이 미생물에 의해 이용되며 C/N 율이 25 이상인 유기물의 투입은 유기물 분해에 필요한 질소의 부족으로 미생물이 질소의 일부를 토양으로부터 이용하기 때문에 식물 과의 질소 경쟁이 발생한다(Mueller et al.
	토양 pH를 적정한 범위로 유지하도록 토양관리가 필요한 이유는 무엇인가?	pH는 토양 중양분의 유효도에 미치는 영향이 크다. 간척지 토양은 일반적으로 높은 염분 농도로 인해 pH가 높은 데, 높은 pH에서는 인과 철, 망간, 아연, 구리, 코발트 등 미량원소의 유효도가 감소한다(Brady, N. C.

참고문헌 (18)

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