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문제 정의
- 311(CoHort Software, Monetery, Califonia, USA)을 사용하여 Duncan 다중검정방법으로 5% 수준에서 처리 간의 차이를 비교하였다. 또한 질소시비수준에 대한 생장반응을 1차 및 2차 회귀분석을 하여 경향을 판단하고자 하였다.
- 또한 질소시비 수준이 높아질수록 알칼리성 원소인 K, Ca 및 Mg의 식물체 내 함량이 낮아졌으며, 이는 상토의 양이온치환 부위에 양이온이 흡착될 때 발생하는 길항작용이 원인이라고 판단한다. 본 연구에서 질소 시비수준을 높이기 위해 NH4NO3의 시비량을 증가시켰다(Table 1). 시비 후 물에 용해되어 NH4+와NO3-가 생성된 후 NH4+가 상토의 양이온 치환부위를 점유하고, 흡착되지 못한 K, Ca 및 Mg이 관수 시 배수공을 통해 용탈되어 흡수량 감소의 원인이 되었다고 판단한다.
- 이와 같은 배경 하에 종이포트 제조용 상토의 개발과 시비체계를 확립하기 위한 연구를 본 실험실에서는 수행하고 있으며, 전체적인 연구 중 일부분으로서 상토에 기비로 혼합된 질소의 수준 차이가 두 종류 엽채류묘 생장에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 또한 이 추출용액으로 상토의 양이온농도를 원자흡광분석기(Atomic Absorption spectrophotometer AA-7000, Shimadzu Co., Japan)로 분석하였고(Hendershot 등, 1993), NH4-N(Chaney와 Marback, 1962), NO3-N(Cataldo 등, 1975) 및 P2O5(Chapman 등, 1961) 농도는 분광광도계(UV-VIS Spectrophotometer UVmini-1240, Shimadzu Co., Japan)로 비색 정량하였다.
- 상토 조제과정 중 질소를 0, 150, 250, 500 및 750mg·L-1로 농도를 조절한 5처리구를 두어 기비로 첨가하였고 질소를 제외한 나머지 필수원소 및 미량원소의 농도는 모두 동일하게 조절하였다.
- 식물체 내의 무기원소 함량을 분석하기 위하여 수확한 식물체를 증류수로 수세하여 잎 표면의 이물질을 제거하였다.
- 실험을 위해 2.84mm 이하(10mesh)의 입도 비율이 80~90%인 피트모스와 유통규격 1~3mm인 펄라이트를 7:3(v/v)의 비율로 혼합하여 상토를 조제하였다.
- 이후 3겹의 거즈로 싼 후 압력을 주어 생성된 추출 용액의 pH와 EC를 pH/EC meter(Multi meter CP-500L, Instek Co. Sungnam, Korea)로 측정하였고, 총 3반복으로 수행하였다.
- 이후 75°C에서 48시간 건조시켰으며, 0.9mm체(20mesh)를 통과하도록 분쇄한 후 전 질소(T-N) 및 기타 무기성분 함량 분석에 이용하였다.
- 정식하기에 적합한 크기로 생장하였다고 판단한 배추는 파종 21일 후, 청경채는 파종 20일 후 무작위로 15개체씩 식물체의 초장, 초폭, 엽장, 엽폭, 엽수 및 지상부 생체중을 조사하였고 엽록소 측정계(Cholorophyll meter Konica Minolta Sensing, INC., Japan)를 사용하여 SPAD값을 측정하였다.
- 조제된 상토에 기비를 혼합한 후 배추(Brassica campestris L. ssp. pekinensis) ‘춘명봄배추’와 청경채(Brassica campestris L. ssp. chinensis) ‘하녹청경채’ 종자를 파종하였다.
- 지상부 생체중을 측정한 후 75°C 건조기에서 48시간 동안 건조한 뒤 무게를 측정하여 건물중으로 삼았다.
- 파종한 종자는 약 28°C의 발아실에서 1~2일간 발아시킨 후 온실로 옮겨 육묘하였고, 파종 14일 후부터 13-2-13(N-P2O5-K2O) 비료를 질소 기준 120mg·L-1로 농도를 조절하여 2~3일 간격으로 두상관비 하였다.
대상 데이터
- 종이포트 묘는 Ellegaard사의 Ellepot system(T-H112, Denmark)으로 제작하여 40celltray에 안치하였으며, Ellepot(40-130-1400-Landscape FSC, Denmark) 종이를 사용하여 제조하였다.
데이터처리
- 본 실험은 완전임의배치법 3반복(각 반복당 25식물체)으로 수행하였으며, 식물 생육조사 및 무기원소 분석 결과는 CoStat 6.311(CoHort Software, Monetery, Califonia, USA)을 사용하여 Duncan 다중검정방법으로 5% 수준에서 처리 간의 차이를 비교하였다.
이론/모형
- 9mm체(20mesh)를 통과하도록 분쇄한 후 전 질소(T-N) 및 기타 무기성분 함량 분석에 이용하였다. 분석방법 및 기자재는 Lee(2015)의 방법에 준하였다.
성능/효과
- 파종 3주 후 모든 처리의 EC는 0.36~1.63dS·m-1범위로 측정되었고, 기비로 혼합된 질소의 시비수준이 높은 처리에서 EC가 높았다.
- NH4+-N와 NO3--N의 농도는파종 3주 후 급격하게 낮아져서 500 및 750mg·L-1 처리구를 제외한 처리구에서 매우 낮은 농도로 분석되었다.
- 기비로 상토에 혼합된 질소 수준이 높아질수록 식물체 인산 함량이 감소하였다(Table 3).
- 두 작물을 파종하기 전 상토의 NH4+-N와 NO3--N 농도를 분석한 결과(Fig. 3), 질소 무시비구에서 NH4+-N와 NO3--N의 농도는 약 12 및 33mg·kg-1였으며, 질소 시비수준이 가장 높은 750mg·L-1 처리구에서는 각각 152 및300mg·kg-1로 분석되었다.
- 따라서 종이포트를 사용하여 품질이 우수한 배추묘를 생산할 때 기비 수준을 196∼250mg·L-1의 범위로 조절하는 것이 적합할 것으로 판단하였다.
- 또한 모든 시비구에서 질소를 제외한 다량원소의 기비량을 동일하게 조절하였는데 질소 750mg·L-1 처리구에서 상토 K, Ca 및 Mg 농도가 가장 높았으며, 이는 질소 농도의 차이를 위해 다량으로 시비한 NH4NO3 비료(Table 1)로 인해 상토의 pH가 산성으로 변한 것이 원인이라고 판단한다.
- 또한 청경채의 식물체 내 질소함량이 배추보다 약 1% 높은 결과는 작물 생장의 건물중 생산과 연관지어 판단할 수 있다.
- 배추 파종 21일 후에 지상부 식물체의 무기원소 함량을 분석한 결과(Table 3), 질소 시비수준이 높아질수록 T-N함량이 상승하였고 처리간 통계적인 차이가 인정되었다. 지상부 생장이 가장 우수하였던 질소 250mg·L-1 처리구의 T-N 함량이 6.
- 배추는 생장이 가장 우수한 250mg·L-1 질소 시비구의 건물중이 식물체당 0.40g이었고(Table 2), 최대 건물중의 90%에 해당하는 건물중은 식물체당 0.36g이다.
- 종자 파종 3주 후 상토의 다량원소 농도를 분석한 결과 Ca, Mg, K 및 P는 배추 육묘시 17.6, 43.5, 40.5 및 4.0mg·kg-1였고, 청경채 육묘시 26.4, 74.2, 84.2 및 9.2mg·kg-1였다.
- 지상부 생장이 가장 우수하였던 질소 250mg·L-1 처리구의 T-N 함량이 6.03%로 분석되었다.
- 질소 250mg·L-1 시비구의 식물체당 지상부 생체중이 7.80g로 가장 무거웠고 500mg·L-1보다 시비농도가 낮거나 높을 때 생체중이 가벼워져 질소시비수준에 따른 2차 곡선회귀가 뚜렷하게 성립하였다.
- 질소 기비 수준과 건물중의 회귀관계를 분석한 결과 y=-0.0036x2+0.0021x+0.0635(R2=0.9826)의 방정식이 성립하였고, 건물중 0.36g에서의 질소 기비 수준은 196mg·L-1으로 계산된다.
- 질소 시비 수준에 따른 청경채의 생체중과 건물중 생산을 비교할 때 5% 수준의 통계적 차이가 인정되었고, 2차 곡선회귀가 0.1%수준에서 성립하여 경향이 뚜렷함을 나타내고 있다(Table 2).
- 질소 시비수준에 따른 청경채 묘의 충실도(지상부건물중/초장)를 나타낸 결과 250mg·L-1 처리구에서 가장 충실한 묘가 생산되었다.
- 청경채는 생장이 가장 우수했던 처리구의 건물중인 0.16g의 90%는 0.144g이며 질소 기비 수준과 건물 중의 회귀관계를 분석한 결과 y=-0.16x2+0.0009x+0.032 (R2=0.991)의 회귀관계가 성립하였고, 건물중 0.144g에서의 질소 기비 수준은 187mg·L-1으로 계산된다.
- 청경채는 파종 20일 후의 지상부 생장이 질소 250mg·L-1 시비구에서 가장 우수하였고, 이 처리의 지상부 생체중과 건물중이 식물체당 7.80g 및 0.40g으로 조사되었다.
- 청경채를 육묘한 상토의 pH 경향은 배추와 유사하였으나 파종 3주 후 상토의 pH가 배추는 5.3~5.9의 범위로 측정되었고 청경채는 4.93∼5.39의 범위로 측정되어청경채를 육묘한 상토의 pH가 낮았다.
- 청경채의 파종 20일 후 식물체 무기원소 함량을 분석한 결과도 배추와 유사한 경향을 보였고, 지상부 생장이 가장 우수하였던 250mg·L-1 시비구의 T-N 함량이 6.49%였다.
- 파종 21일 후 배추의 지상부 생장을 조사한 결과(Table 2), 질소 무시비구의 지상부 생장이 가장 저조하여 초장, 지상부 생체중 또는 건물중이 가장 작거나 가벼웠다. 질소 250mg·L-1 시비구의 식물체당 지상부 생체중이 7.
- 파종 전 상토의 pH는 4.3~4.45의 범위 내로 측정되었으며, 질소 750mg·L-1 처리구에서 pH가 가장 낮았다.
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