[논문]상토에 기비로 혼합된 NH4+:NO3- 비율에 따른 '녹광' 고추 플러그 묘의 생장

오상세; 박명선; 김현철; 최종명

doi:10.12791/ksbec.2019.28.2.110

상토에 기비로 혼합된 NH4+:NO3- 비율에 따른 '녹광' 고추 플러그 묘의 생장
Growth of 'Nokkwang' Hot Pepper Plug Seedlings as Influenced by Various Ratios of Pre-planting NH4+:NO3- in Root Substrate 원문보기

시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, v.28 no.2, 2019년, pp.110 - 116

오상세 (충남대학교 농업생명과학대학 원예학과) , 박명선 (충남대학교 농업생명과학대학 원예학과) , 김현철 (충남대학교 농업생명과학대학 원예학과) , 최종명 (충남대학교 농업생명과학대학 원예학과)

초록
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상토에 기비로 혼합된 질소의 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율이 '녹광' 고추의 생장에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 실험을 위해 코이어 더스트, 피트모스 및 펄라이트를 부피 기준 35:35:30%로 혼합한 상토를 조제하였으며, 상토원료 혼합과정에서 총 질소 농도가 $300mg{\cdot}L^{-1}$인 조건에서 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율을 0:100, 27:73, 50:50, 73:27 및 100:0으로 조절한 5처리를 두어 실험하였다. 질소 외에 다른 필수원소를 포함한 비료는 모든 처리에서 동일한 농도로 조절하였고, 비료를 포함한 상토를 50구 플러그 트레이에 충진한 뒤 고추 종자를 파종하였다. 파종 전과 파종 후 상토의 pH, EC 및 다량원소 농도를 분석하였으며, 파종 7주 후에는 지상부 생장조사와 식물체 무기원소 함량을 분석하였다. 파종 전 상토 pH는 질소 비율에 따른 차이가 뚜렷하지 않았으나 생장이 진행되면서 $NO_3{^-}$의 비율이 높은 처리의 상토 pH가 상승하였다. $NH_4{^+}$의 비율이 클수록 파종 전 상토의 EC가 높았으나 모든 처리의 EC가 파종 3주 후부터 급격히 낮아지는 경향을 보였다. 고추묘 생장이 진행됨에 따라 상토의 $NH_4{^+}$-N, $NO_3{^-}$-N 그리고 다른 종류의 다량원소 농도가 EC 변화와 유사한 경향을 보이며 낮아졌다. 파종 7주 후 고추의 지상부 생장을 조사한 결과 $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ 비율이 27:73과 50:50 처리구에서 전반적인 생장이 우수하였고, $NH_4{^+}$ 비율이 73% 이상일 경우 저조한 생장을 보였다. 또한 생장이 가장 우수하였던 50:50($NH_4{^+}:NO_3{^-}$) 처리구의 식물체내 T-N, K, Ca 및 Mg 등 다량 무기원소 함량이 가장 높았다. 이와 같은 결과를 고려할 때 '녹광' 고추의 플러그 묘 생장을 위해서는 상토에 기비로 혼합하는 전체 질소 중 $NH_4{^+}$의 비율을 27% 또는 50%로 조절하는 것이 묘 생장에 유리할 것으로 판단하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to determine the effects of a pre-planting fertilizers with various $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ ratios in a coir dust:peatmoss:perlite (3.5:3.5:3.0, v/v/v) medium on the growth of hot pepper (Capsicum annuum L. cv. Nokkwang) plug seedling. Nitrogen levels were fixed to $300mg{\cdot}L^{-1}$ and the $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ ratios were varied to 0:100, 27:73, 50:50, 73:27, and 100:0. The 50-cell trays were filled with treatment media containing pre-plant fertilizers, then seeds were sown. After seeds were germinated, the trays were moved to greenhouse and seedlings were feed with 13-2-13 and 20-9-20 fertilizers, alternatively. The changes in pH and EC were measured every week and soil solution for nutrient concentrations were analyzed in week 0, 3, and 7. The measurements of seedling growths as well as analysis of tissue nutrient contents were also conducted in week 7. The varied $NH_4{^+}:NO_3{^-}$ ratios did not influence on the pHs of root media after incorporation of pre-planting fertilizers, but the ECs were heightened as proportion of $NH_4{^+}$ to $NO_3{^-}$ were elevated. During the raising of seedlings, the pHs rose over time in the treatments of 0:100 and 27:73 ($NH_4{^+}:NO_3{^-}$). The concentrations of all macro-elements in root media decreased gradually as seedlings grew in all treatments. The seedling growths 7 weeks after seed sowing were the highest in the treatments of 27:73 and 50:50 ($NH_4{^+}:NO_3{^-}$) and those became worse in the treatments of higher $NH_4{^+}$ ratios than 73%. In terms of inorganic element contents based on the dry weight of above ground tissue, the treatment of 0:100 showed the lowest content of Ca, Mg, Na, Cu, Mn, and Zn. Based on the results, it is desired that $NH_4{^+}$ ratio in pre-planting fertilization is maintained to be 50% or less for the raising of hot pepper plug seedlings.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이상 설명한 바와 같은 배경하에 ‘녹광’ 고추를 대상으로 기비로 혼합된 암모늄태 질소(NH4+)와 질산태 질소(NO3-)의 비율이 상토 화학성 변화와 유묘 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다.

제안 방법

01N HCl 용액으로 수세하여 잎 표면의 이물질을 제거하고 75°C 건조기에서 24시간 건조시켰다. 건조된 식물체는 20mesh 스크린을 통과하도록 분쇄한 후 건물중에 기초하여 분쇄된 식물체의 무기원소 함량을 분석하였다. 식물체의 지상부 생장은 파종 7주 후에 무작위로 수집한 15개체를 Choi 등(1997)의 방법에 따라 조사하였으며, 주요 조사항목은 초장, 초폭, 엽장, 엽폭, 엽수, 경직경, SPAD, 생체중 및 건물중이었다.
상토 구성재료를 혼합하는 과정에서 기비를 첨가하였으며 총질소의 농도를 300mg·L-1로 동일하게 조절한 조건에서 암모늄태 질소와 질산태 질소의 비율(NH4+:NO3-)을 0:100, 27:73, 50:50, 73:27, 100:0으로 변화시켰다.
상토의 pH 및 EC 변화는 매주 상토를 채취하여 측정하였다. 상토의 다량원소 농도 변화를 확인하기 위해 혼합상토 조제과정에서 기비를 혼합한 상토 시료를 고추종자 파종 3주 및 7주 후에 채취하여 분석하였다.
상토의 pH 및 EC 변화는 매주 상토를 채취하여 측정하였다. 상토의 다량원소 농도 변화를 확인하기 위해 혼합상토 조제과정에서 기비를 혼합한 상토 시료를 고추종자 파종 3주 및 7주 후에 채취하여 분석하였다. 식물체의 무기원소 함량 분석을 위해 파종 7주 후에 식물체 지상부를 수확한 후 0.
식물체의 무기원소 함량 분석을 위해 파종 7주 후에 식물체 지상부를 수확한 후 0.01N HCl 용액으로 수세하여 잎 표면의 이물질을 제거하고 75°C 건조기에서 24시간 건조시켰다.
연구를 수행하기 위해 코이어 더스트:피트모스:펄라이트를 35:35:30%(v/v/v) 비율로 혼합한 상토를 조제하였다. 조제된 상토의 물리적 특성을 측정한 결과 공극률 82.
육묘기간 동안 매주 상토 시료를 채취하여 pH와 EC의 변화를 측정하였고, 그 결과를 Fig. 2와 3에 나타내었다. 파종 전 상토의 pH를 측정한 결과 질소비율에 따른 처리간 차이가 뚜렷하지 않았으나 고추묘의 생장이 진전되면서 처리간 차이가 커지는 경향이었다.
질소 외에 모든 필수원소를 포함한 상태의 혼합상토를 50구 플러그 트레이에 충전하고 ㈜ 동부팜흥농의 ‘녹광’(Capsicum annuum L. cv. Nokkwang) 고추 종자를 파종하였다.
)을 0:100, 27:73, 50:50, 73:27, 100:0으로 변화시켰다. 질소질 비료와 필수원소를 포함한 비료를 기비로 첨가하였고, 혼합한 비료의 종류와 양은 Sung 등(2016)의 조성과 동일하게 하였다(Table 1).
파종 20일 후부터 추비를 시작하였고, 7~10일 간격으로 13-2-13과 20-9-20(N-P2O5-K2O, Sunshine Technigro, USA) 비료를 질소 기준 120mg·L-1로 농도를 조절하여 두상관비하였으며, 필요시 지하수를 두상관수 하였다.
파종한 플러그 트레이를 28~29°C로 온도를 조절한 발아실에 위치시켰고, 3일 뒤 종자가 발아된 후 즉시 플러그 트레이를 유리온실로 옮긴 후 육묘하였다.

데이터처리

파종 7주 후에 각 처리별 15개체를 무작위로 선발하여 3반복으로 조사한 지상부 생장과 상토 및 식물체의 무기원소 함량 분석 결과는 CoStat 프로그램(Monterey, California, USA)으로 처리간 평균을 p ≤ 0.05 수준에서 비교하였고, 1차 및 2차항 회귀분석을 하여 NH4+:NO3- 비율 변화에 따른 경향을 파악하였다.

이론/모형

식물체의 지상부 생장은 파종 7주 후에 무작위로 수집한 15개체를 Choi 등(1997)의 방법에 따라 조사하였으며, 주요 조사항목은 초장, 초폭, 엽장, 엽폭, 엽수, 경직경, SPAD, 생체중 및 건물중이었다. 상토 및 식물체 무기원소 분석은 국립농업과학원표준법(NIAST, 2000)에 준하여 실시하였으며, 방법과 분석을 위해 사용한 기자재는 Sung 등(2016)과 동일하였다.
건조된 식물체는 20mesh 스크린을 통과하도록 분쇄한 후 건물중에 기초하여 분쇄된 식물체의 무기원소 함량을 분석하였다. 식물체의 지상부 생장은 파종 7주 후에 무작위로 수집한 15개체를 Choi 등(1997)의 방법에 따라 조사하였으며, 주요 조사항목은 초장, 초폭, 엽장, 엽폭, 엽수, 경직경, SPAD, 생체중 및 건물중이었다. 상토 및 식물체 무기원소 분석은 국립농업과학원표준법(NIAST, 2000)에 준하여 실시하였으며, 방법과 분석을 위해 사용한 기자재는 Sung 등(2016)과 동일하였다.

성능/효과

2018년 2월 26일 파종 후 2018년 4월 17일까지 육묘하는 동안 온실의 평균 주/야간 온도는 28/16°C였으며, 평균 광도는 약 370μmol·m-2·s-1(오후 2시 기준)였다.
1에 나타내었다. NH₄⁺:NO₃^-비율이 50:50인 처리구에서 지상부 식물체의 생체중과 건물중이 가장 무거웠으며, NH₄⁺:NO₃^-비율이 27:73, 0:100으로 NO₃^- 비율이 늘어난 경우 50:50 처리에 비한 감소 정도가 크지않았다. 그러나 NH₄⁺:NO₃^-비율이 73:27 또는 100:0으로 조절하여 NH₄⁺ 비율이 높아질 때 생장이 심하게 저조하였고, NH₄^+:NO₃^-비율에 따른 생체중 및 건물중 변화에서 직선 및 2차곡선회귀가 성립하여 경향이 뚜렷함을 나타내고 있다.
그는 담체를 통해 양이온이 흡수될 때 H⁺가 배출되는 역수송이 발생하고, 음이온이 흡수될 때는 H⁺가 세포 안쪽으로 흡수되는 동반 수송 또는 OH^-가 세포 밖으로 이동하는 역수송이 일어난다고 하였다. 따라서 본 연구의 NO₃^-의 시비 비율이 높아짐에 따라 상토의 H⁺가 감소하거나 OH^-가 증가하여 상토 pH가 상승하였다고 판단한다. NH₄⁺:NO₃^- 비율에 따른 상토의 pH 변화는 Choi(2007)가 매리골드를 대상으로 수행한 연구 그리고 Choi 등(2008)의 ‘매향’ 딸기를 대상으로 수행한 연구에서도 유사한 경과가 보고된 바 있다.
파종 7주 후의 지상부의 무기원소 함량을 분석한 결과를 보면(Table 3), P을 제외한 다른 원소에서는 처리간 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 T-N은 NH₄⁺NO₃^- 비율이 50:50인 처리에서 가장 높고 이 보다 NH₄⁺ 비율이 높거나 낮을 때 식물체내 함량이 감소하였고, P 함량은 73:27 처리에서 가장 높고 이 보다 NH₄⁺ 비율이 높거나 낮을 때 감소하여, 두 원소 모두 0.05% 수준의 직선 및 2차곡선회귀가 성립하였으며 식물체내 함량이 뚜렷한 경향을 보이며 변화됨을 알 수 있었다. Yi 등 (2013)은 식물체내 질소 함량이 NH₄⁺가 높은 처리에서많았던 이유로 NH₄⁺가 NO₃^-에 비해 빨리 흡수되고, 유기질소로의 전환도 빠르기 때문에 식물체내 질소 축적량이 많아진다고 보고하였다.
5에 나타내었다. 모든 처리에서 정도의 차이가 있었을 뿐 파종 후부터 급격히 농도가 낮아졌고, 파종 7주후 K과 P 농도는 모든 처리에서 매우 유사한 농도로 분석되었다. 그러나 NO₃^- 시비 비율이 높은 처리에서 상토의 Ca과 Mg 농도가 낮았으며 이는 Fig.
작물 생장과 관련하여 Sonneveld와 Voogt(2009) 또한 NH₄⁺ 비율을 30% 이내로 조절할 때 작물 생장에 유리하다고 보고한 바 있다. 본 연구에서는 100:0 처리구를 제외한 다른 처리간에는 지상부 생장의 통계적인 차이가 인정되지 않았지만 토양 pH나 EC 변화와 지상부 생장을 고려할 때 NH₄⁺ 비율을 50% 이하로 유지하는 것이 바람직하다고 판단하였다.
이상의 결과를 고려할 때 고추 플러그묘 생산을 위해 서는 NH₄⁺와 NO₃^-를 혼합하여 상토에 기비로 처리할때 NH₄⁺의 비율이 50%를 넘지 않도록 조절하는 것이 바람직하며, 그 이상의 비율에서는 독성이 발현될 수 있다고 판단된다.
연구를 수행하기 위해 코이어 더스트:피트모스:펄라이트를 35:35:30%(v/v/v) 비율로 혼합한 상토를 조제하였다. 조제된 상토의 물리적 특성을 측정한 결과 공극률 82.4%, 용기용수량 62.7%, 기상률 19.7%였고, 1~4.98kPa의 수분 장력하에 존재하는 식물이 쉽게 흡수할 수 있는 수분이 19.5% 그리고 4.98~9.96kPa의 장력하에 존재하는 완충 수가 5.5%로 측정되었다.
4에 나타내었다. 종자 파종 전 분석한 경우 NH₄⁺ 시비 비율이 높을수록 상토의 NH₄⁺-N 농도가 높은 경향이었고 처리간 차이가 뚜렷하였다. 그러나 파종 3주 후 모든 처리의 NH₄⁺-N 농도가 낮아졌고 처리간 차이도 적어지는 경향을 보였으며, 파종 7주 후에는 모든 처리에서 매우 낮은 농도로 분석되었을 뿐만 아니라 처리간 차이도 없었다.
파종 7주 후의 지상부의 무기원소 함량을 분석한 결과를 보면(Table 3), P을 제외한 다른 원소에서는 처리간 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 T-N은 NH₄⁺NO₃^- 비율이 50:50인 처리에서 가장 높고 이 보다 NH₄⁺ 비율이 높거나 낮을 때 식물체내 함량이 감소하였고, P 함량은 73:27 처리에서 가장 높고 이 보다 NH₄⁺ 비율이 높거나 낮을 때 감소하여, 두 원소 모두 0.
파종 전 상토 분석 결과에서 NH₄⁺ 비율이 높을수록 상토의 EC가 높았다(Fig. 3). 이는 NH₄⁺ 비율을 높게 조절하는 과정에서 Cl^-이나 SO₄^-2 등 NH₄⁺와 결합된 상대 이온의 농도가 증가한 것이 주요 원인이라고 생각하며 Table 1에 나타낸 기비 조성에 그 내용을 나타내었다.
2와 3에 나타내었다. 파종 전 상토의 pH를 측정한 결과 질소비율에 따른 처리간 차이가 뚜렷하지 않았으나 고추묘의 생장이 진전되면서 처리간 차이가 커지는 경향이었다. NH₄⁺:NO₃^- 비율이 100:0, 73:27 또는 50:50인 처리들은 파종 7주 후의 pH가 약 6 정도였지만 27:73 또는 0:100인 처리의 pH가 점차 상승하여 파종 7주 후 0:100인 처리는 7.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	혼합상토를 구성하는 원료의 직경에 따른 표면적의 변화는 어떠한가?	005mm인 미사토보다 직경이 1,000배~2,500배 큰 것이다. 혼합상토를 구성하는 원료의 직경이 클 경우 표면적이 감소하고, 표면적 감소가 원인이 되어 입자 표면에 형성되는 음전하가 감소(통상 양이온치환용량으로 표현됨.)하며, 그리고 음전하량 감소가 토양의 물리·화학적 완충력이 낮아지는 원인이 된다 (Choi 등, 2000). 물리·화학적 완충력이 낮으면 수분 및양분의 과부족에 대하여 식물이 민감하게 반응하고 식물 생육이 저조해지는 경우가 자주 발생한다.
	플러그 육묘의 특성은 무엇인가?	플러그 육묘의 경우 플러그 트레이에 상토를 충전하고 종자를 파종하여 발아시키며, 발아된 종자를 이식 전까지 육묘한다. 이 때 충전되는 대부분의 상토는 조제과정 에서 일정량의 비료를 첨가하고, 비효가 부족할 시기에 추비를 하고 있다.
	혼합상토은 어떻게 이용해야 하는가?	원예작물 용기재배를 위해 이용하는 혼합상토는 용기의 높이 등 형태에 적합하도록 물리 및 화학적 특성을 조절하여 작물 재배에 이용한다. 용기의 특성을 고려하여 노지토양보다 공극률을 높이고, 대공극 비율이 높은 상태로 물리적 특성을 조절하며, 이를 위해 직경이 큰펄라이트, 버미큘라이트, 피트모스 및 코이어 더스트 등의 혼합비율을 높여서 조제한다(Choi 등, 2000).

참고문헌 (5)

Houdusse, Fabrice, Garnica, Maria, Zamarreño, Angel M., Yvin, Jean Claude, García-Mina, Josemaria. Possible mechanism of the nitrate action regulating free-putrescine accumulation in ammonium fed plants. Plant science, vol.175, no.5, 731-739.

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오상세, 김윤섭, 박명선, 김현철, 최종명. 상토 조제과정에서 혼합된 질소 시비 수준 차이가 고추 플러그 묘 생장과 상토 및 식물체 무기염 농도 변화에 미치는 영향. 시설원예ㆍ식물공장 = Protected horticulture and plant factory, vol.27, no.2, 173-179.

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10.1007/978-90-481-2532-6
성좌경, 이누리, 최종명. 혼합상토에 기비로 혼합된 NO₃:NH₄ 비율이 토마토 플러그 묘 생장에 미치는 영향. 원예과학기술지 = Korean journal of horticultural science & technology, vol.34, no.5, 727-735.

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이호진, 최종명, 장성완, 정석기. 배지경 포트재배에서 비료용액의 NO₃^-:NH₄⁺ 비율이 고추의 생장 및 수량에 미치는 영향. 원예과학기술지 = Korean journal of horticultural science & technology, vol.31, no.1, 65-71.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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