혐기소화발효액비의 벼 생육 및 수량에 미치는 영향과 적정 시용량 Effect of Different Liquid Manure Anaerobic Digestates on the Growth and Yield of Rice and the Optimum Application Concentration원문보기
본 시험은 혐기소화액을 후처리로 호기처리를 한 후 발생한 액비를 벼 재배 시 시용함으로써 벼 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 벼 재배 시 사용한 액비는 혐기소화 후 배출된 혐기소화액을 후처리로 폭기처리(1 ㎥당 0.1 ㎥/air/min)를 한 후 생산한 액비로 돈분 액비(Liquid Swine manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)이며, 액비를 농도별(100%, 120%, 140%)로 처리구를 두었고 대조구로 화학비료를 처리구로 두었다. 발효액비 및 화학비료의 시용량은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량의 두배의 양을 시용량으로 설정하였으며, 발효액비는 질소를 기준으로 시용하였다. 1. 벼의 주당 수수는 화학비료 처리구가 15개로 가장 많았으나 수당 립수는 화학비료 처리구보다 발효액비 처리구들이 많았다. 천립중도 화학비료 처리구보다 발효액비 처리구들이 무거웠으며, 발효액비 시용량별 큰 차이는 없었다. 등숙률은 화학비료 처리구와 발효액비 처리구들과 차이를 보이지 않았다. 2. 벼의 수확량은 수치로 보면 화학비료 처리구가 782.8 kg/10a로 가장 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈·우분 액비(LSCM)의 경우 시용량과 관계없이 화학비료 처리구와 차이가 없었고, 돈분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우는 140% 처리구만 화학비료 처리구와 유의한 차이가 없었다. 3. 치환성 칼리는 시험 전 토양보다 모든 발효액비 처리구의 토양에서 시용량과 관계없이 증가하는 경향을 보였으며, 수치상으로 시용량이 많을수록 증가하는 경향을 보였다. 벼 재배 시 혐기소화발효액비를 시용할 경우 벼의 생산량과 시용 전 후 토양의 화학성을 종합해 볼 때 벼의 생산량은 모든 발효액비가 시용량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 벼의 생산 지수는 화학비료 처리구와 발효액비 처리구들과 차이를 보이지 않았다. 토양의 화학성 중 치환성 칼리는 시용량과 관계없이 시용 전보다 증가하는 경향을 보였으며, 시용량이 많을수록 수치상 증가하는 경향을 보였다. 따라서 혐기소화발효액비는 화학비료를 대체할 수 있을 것으로 보이며, 토양의 환경을 고려하여 발효액비를 과시용하는 것보다는 100%를 시용하는 것이 적정할 것으로 판단된다. 혐기소화 후 발생된 혐기소화액을 후처리 과정을 거쳐 발효액비를 생산해 작물 재배 시 시용한 연구가 많지 않으므로 농지에 시용하기 위해서는 추후 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
본 시험은 혐기소화액을 후처리로 호기처리를 한 후 발생한 액비를 벼 재배 시 시용함으로써 벼 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 벼 재배 시 사용한 액비는 혐기소화 후 배출된 혐기소화액을 후처리로 폭기처리(1 ㎥당 0.1 ㎥/air/min)를 한 후 생산한 액비로 돈분 액비(Liquid Swine manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)이며, 액비를 농도별(100%, 120%, 140%)로 처리구를 두었고 대조구로 화학비료를 처리구로 두었다. 발효액비 및 화학비료의 시용량은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량의 두배의 양을 시용량으로 설정하였으며, 발효액비는 질소를 기준으로 시용하였다. 1. 벼의 주당 수수는 화학비료 처리구가 15개로 가장 많았으나 수당 립수는 화학비료 처리구보다 발효액비 처리구들이 많았다. 천립중도 화학비료 처리구보다 발효액비 처리구들이 무거웠으며, 발효액비 시용량별 큰 차이는 없었다. 등숙률은 화학비료 처리구와 발효액비 처리구들과 차이를 보이지 않았다. 2. 벼의 수확량은 수치로 보면 화학비료 처리구가 782.8 kg/10a로 가장 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈·우분 액비(LSCM)의 경우 시용량과 관계없이 화학비료 처리구와 차이가 없었고, 돈분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우는 140% 처리구만 화학비료 처리구와 유의한 차이가 없었다. 3. 치환성 칼리는 시험 전 토양보다 모든 발효액비 처리구의 토양에서 시용량과 관계없이 증가하는 경향을 보였으며, 수치상으로 시용량이 많을수록 증가하는 경향을 보였다. 벼 재배 시 혐기소화발효액비를 시용할 경우 벼의 생산량과 시용 전 후 토양의 화학성을 종합해 볼 때 벼의 생산량은 모든 발효액비가 시용량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 벼의 생산 지수는 화학비료 처리구와 발효액비 처리구들과 차이를 보이지 않았다. 토양의 화학성 중 치환성 칼리는 시용량과 관계없이 시용 전보다 증가하는 경향을 보였으며, 시용량이 많을수록 수치상 증가하는 경향을 보였다. 따라서 혐기소화발효액비는 화학비료를 대체할 수 있을 것으로 보이며, 토양의 환경을 고려하여 발효액비를 과시용하는 것보다는 100%를 시용하는 것이 적정할 것으로 판단된다. 혐기소화 후 발생된 혐기소화액을 후처리 과정을 거쳐 발효액비를 생산해 작물 재배 시 시용한 연구가 많지 않으므로 농지에 시용하기 위해서는 추후 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
This research examined the effects of different liquid manure based anaerobic digestate on the growth and yield of rice compared to chemical fertilizer. The liquid manure was produced by aerobic fermentation from swine with cow or apple pomace anaerobic digestate and treated at different concentrati...
This research examined the effects of different liquid manure based anaerobic digestate on the growth and yield of rice compared to chemical fertilizer. The liquid manure was produced by aerobic fermentation from swine with cow or apple pomace anaerobic digestate and treated at different concentrations. The number of grains per panicle increased in both the liquid manure-treated and chemical fertilizer treated rice. The yield index did not vary significantly between the liquid manure and chemical fertilizer. An increased concentration of liquid manure did not correlate with increases in unhulled rice. However, pH and exchangeable K in the soil increased with an increase in liquid manure. In summary, we suggest a properly applied 100% liquid manure fertilizer can replace chemical fertilizer to reduce our excessive use of inorganic fertilizer.
This research examined the effects of different liquid manure based anaerobic digestate on the growth and yield of rice compared to chemical fertilizer. The liquid manure was produced by aerobic fermentation from swine with cow or apple pomace anaerobic digestate and treated at different concentrations. The number of grains per panicle increased in both the liquid manure-treated and chemical fertilizer treated rice. The yield index did not vary significantly between the liquid manure and chemical fertilizer. An increased concentration of liquid manure did not correlate with increases in unhulled rice. However, pH and exchangeable K in the soil increased with an increase in liquid manure. In summary, we suggest a properly applied 100% liquid manure fertilizer can replace chemical fertilizer to reduce our excessive use of inorganic fertilizer.
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문제 정의
본 시험은 혐기소화액을 후처리로 호기처리를 한 후 발생한 액비를 벼 재배 시 시용함으로써 벼 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 벼 재배 시 사용한 액비는 혐기소화 후 배출된 혐기소화액을 후처리로 폭기처리 (1 m3당 0.
본 시험은 혐기소화액을 후처리로 호기처리를 한 후 발생한 혐기소화발효액비의 시용량이 벼 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다.
제안 방법
대조 구인 화학비료와 발효액비의 처리구들은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량(N-P-K=9:4.5:5.7 kg/10a)의 두 배의 양(N-P-K=18:9:11.4 kg/10a)을 시용량으로 설정하였다. 화학비료 처리구는 요소, 용성인비, 염화가리를 시용량에 맞춰서 시용하였으며, 처리구별 발효액비는 설정한 시용량의질소기준으로 100%, 120%, 140%에 해당하는 양을 시용하였다.
Samkwang) 이였으며, 유묘를 이앙하기 4일 전 처리구별로 설정한 량의기비를 시용하였다. 모든 처리구는 5반복씩 난괴법으로 무작위로 배치하였으며, 기비 4일 후 5월 28일에 삼광벼의 유묘를 이앙하였고 31일 후 분얼비, 58일 후 수비 시용하였다. 벼의 수확은 10월 21일에 실시하였다.
1 m3/air/min)를 한 후 생산한 액비로 돈분 액비 (Liquid Swine manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)이며, 액비를 농도별(100%, 120%, 140%)로 처리구를 두었고 대조구로 화학비료를 처리구로 두었다. 발효액비 및 화학비료의 시용량은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량의 두배의 양을 시용량으로 설정하였으며, 발효액비는 질소를 기준으로 시용하였다.
화학비료 처리구는 요소, 용성인비, 염화가리를 시용량에 맞춰서 시용하였으며, 처리구별 발효액비는 설정한 시용량의질소기준으로 100%, 120%, 140%에 해당하는 양을 시용하였다. 발효액비는 설정한 시용량의 질소를 기준으로 기비 50%, 분얼비 20%, 수비 30%로 나누어 주었으며, 대조 구인 화학비료 처리구에 질소는 요소, 인산은 용성인비, 가리는 염화가리를 이용하여 기비 때 질소 50% 인산 100% 가리 100% 시용하였고 분얼비 때 질소 20%, 수비 때 질소 30% 를 시용하였다.
발효액비와 화학비료를 시용한 후 약 일주일간 유실을 방지하기 위해 와그너 포트 하단부에 있는 구멍을 마개로 막았으며, 2차로 비닐을 이용하여 하단부위를 감쌌다. 또한 우천 시 빗물 튐에 의해 액비와 비료의 유실을 방지하고자 일주일간 비닐 차단막을 덮어주었다.
벼 생육에서 화학비료와 발효액비의 구별되는 영향을 평가하기 위하여 다른 시용량(100%, 120%, 140%)의 발효 액비와 대조구로써 화학비료를 식물 재배 시 처리하였다. 대조 구인 화학비료와 발효액비의 처리구들은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량(N-P-K=9:4.
영향을 알아보기 위해 실시하였다. 벼 재배 시 사용한 액비는 혐기소화 후 배출된 혐기소화액을 후처리로 폭기처리 (1 m3당 0.1 m3/air/min)를 한 후 생산한 액비로 돈분 액비 (Liquid Swine manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)이며, 액비를 농도별(100%, 120%, 140%)로 처리구를 두었고 대조구로 화학비료를 처리구로 두었다. 발효액비 및 화학비료의 시용량은 와그너포트(1/5000a) 환경을 고려하여 표준시비량의 두배의 양을 시용량으로 설정하였으며, 발효액비는 질소를 기준으로 시용하였다.
벼의 생육에 대한 발효액비의 영향을 평가하기 위하여 이앙 후 유수분화기(Panicle differentiation stage), 수잉기 (Booting stage), 출수기(Heading stage)에 초장과 분얼수, 엽록소 함량(SPAD)을 측정하였다(Table 2). 이앙 후 유수분화기에 100% 돈분 액비(100% LSM), 140% 돈 분·사과착즙박 액비(140% LSAM)를 제외한 나머지 7개의 발효 액비처리 구(78%)보다 대조구인 화학비료 처리구가 유의하게 긴 초장(53 cm)을 보였다.
3개의 개체를 사용하였다. 벼의 수량구성요소 및 수량 조사는 처리구별 주당 수수, 수당 립수, 등숙률, 천립중, 정조수량을 조사하였으며, Yield index는 화학비료 처리 구의 정조수량을 100으로 하였을 때 발효액비의 지수를 산출하였다. 정조수량은 포트 당 임실종자무게를 이용하여 환산하였으며, 포트당 임실종자의 무게는 포트 당 전체 종자에서 임실종자를 분류한 후 정밀저울(EPG413C, OHAUS, U.
벼의 수량성과 관련한 발효액비의 영향을 평가하기 위하여 주당 수수(Panicles per hill), 수당 립수(Grains per panicle), 등숙률(Percent ripening), 천립중(Thousand grain weight), 정조수량(Unhulled rice), 생산지수(Yield index)를 조사하였다(Table 3). 주당 수수는 화학비료 처리구가 15개로 발효 액비 처리구들보다 많았으며, 수당 립수는 화학비료 처리 구가 42.
본 시험에서 돈분(100% 돈분), 돈·우분(70% 돈분, 30% 우분), 돈분·사과착즙박(70% 돈분, 30% 사과착즙박)을 혐기소화하여 발생한 혐기소화액에 공기량을 1 m3당 0.1 m3/air/min 을 30분 주입, 15분 미주입이 반복되도록 설정하여 폭기 처리하였다. 이를 통하여 생산한 돈분 액비(Liquid Swine Manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)는 벼의 생육에 대한 영향 평가를 위하여 사용하였다.
1 m3/air/min 을 30분 주입, 15분 미주입이 반복되도록 설정하여 폭기 처리하였다. 이를 통하여 생산한 돈분 액비(Liquid Swine Manure; LSM), 돈·우분 액비(Liquid Swine/Cow Manure; LSCM), 돈분·사과착즙박 액비(Liquid Swine/Apple pomace Manure; LSAM)는 벼의 생육에 대한 영향 평가를 위하여 사용하였다.
이앙 후 53일부터 약 한 달간 2주에 한번(이앙 후 53일, 67일, 81일) 생육조사(초장, 분얼수)를 실시하였고, 수확 후 수량 구성요소 조사와 수량조사를 실시하였으며, 조사 시 독립된 3개의 개체를 사용하였다. 벼의 수량구성요소 및 수량 조사는 처리구별 주당 수수, 수당 립수, 등숙률, 천립중, 정조수량을 조사하였으며, Yield index는 화학비료 처리 구의 정조수량을 100으로 하였을 때 발효액비의 지수를 산출하였다.
또한 우천 시 빗물 튐에 의해 액비와 비료의 유실을 방지하고자 일주일간 비닐 차단막을 덮어주었다. 이앙 후 매일 수분 관리를 실시하였으며, 8월 말경 병해충을 막기 위해 약제(후치왕, 엠브이피, 파단)를 살포하였다.
벼의 수량구성요소 및 수량 조사는 처리구별 주당 수수, 수당 립수, 등숙률, 천립중, 정조수량을 조사하였으며, Yield index는 화학비료 처리 구의 정조수량을 100으로 하였을 때 발효액비의 지수를 산출하였다. 정조수량은 포트 당 임실종자무게를 이용하여 환산하였으며, 포트당 임실종자의 무게는 포트 당 전체 종자에서 임실종자를 분류한 후 정밀저울(EPG413C, OHAUS, U.S.A.)을 이용하여 측정하였다.
토양의 화학적 특성이 벼의 수량구성요소(주당 수수, 수당 립수, 등숙률, 천립중) 및 수량과 관련해 생육에 미치는 상관관계(r)를 분석하였다(Table 5). 치환성 칼리와 천립중 사이의 상관관계(r)는 0.
4 kg/10a)을 시용량으로 설정하였다. 화학비료 처리구는 요소, 용성인비, 염화가리를 시용량에 맞춰서 시용하였으며, 처리구별 발효액비는 설정한 시용량의질소기준으로 100%, 120%, 140%에 해당하는 양을 시용하였다. 발효액비는 설정한 시용량의 질소를 기준으로 기비 50%, 분얼비 20%, 수비 30%로 나누어 주었으며, 대조 구인 화학비료 처리구에 질소는 요소, 인산은 용성인비, 가리는 염화가리를 이용하여 기비 때 질소 50% 인산 100% 가리 100% 시용하였고 분얼비 때 질소 20%, 수비 때 질소 30% 를 시용하였다.
화학비료와 발효액비가 토양에 미치는 영향을 분석하기 위하여 처리 전과 후의 화학적 특성을 분석하였다(Table 4). 토양의 pH는 시험 전 pH 6.
대상 데이터
공시품종은 삼광벼(Oryza sativa L. Samkwang) 이였으며, 유묘를 이앙하기 4일 전 처리구별로 설정한 량의기비를 시용하였다. 모든 처리구는 5반복씩 난괴법으로 무작위로 배치하였으며, 기비 4일 후 5월 28일에 삼광벼의 유묘를 이앙하였고 31일 후 분얼비, 58일 후 수비 시용하였다.
본 시험을 실시하기 전 논흙(사양토)을 약 1주일가량 자연 건조를 시킨 후 체거름망(7 mm×12 mm)을 통해 선별하였으며, 와그너포트(1/5,000a) 밑 부분을 마개로 막고 선별된 논흙을 약 15 cm가량 담은 다음 물을 약 450 mL 넣고 잘 혼합시켰다. 공시품종은 삼광벼(Oryza sativa L.
데이터처리
생육조사 및 수량조사의 측정값은 R package Agricolae을이용하여 Duncan의 다중범위검정법(Duncan’s new multiple rage test)을 통해 평균제곱오차를 고려하여 평균값을 5% 유의수준에서 비교하였으며, 벼의 수량구성요소 및 수량과 토양의 화학적 특성의 상관관계는 Pearson’s correlation coefficients으로 상관계수(r)에 대한 통계적 유의성은 n-2 자유도의 normal t-test로 분석하였다.
이론/모형
엽록소는 모를 이앙 한 후 유수분화기(이앙 후 53일), 수잉기(이앙 후 67일), 출수기(이앙 후 81일)에 Chlorophyll meter (SPAD-502, KONICA MINOLTA, Japan)를 이용하여 엽록소 함량을 측정하였으며, 토양의 화학적 특성은 토양 및 식물체 분석법(NIAST, 2000)에 준하여 분석하였다.
성능/효과
1. 벼의 주당 수수는 화학비료 처리구가 15개로 가장 많았으나 수당 립수는 화학비료 처리구보다 발효액비 처리 구들이 많았다. 천립중도 화학비료 처리구보다 발효 액비처리 구들이 무거웠으며, 발효액비 시용량별 큰 차이는 없었다.
P2O5)이 가장 많았을 뿐만 아니라 적정수준이였다. 120% 돈분 액비(120% LSM)토양도 화학비료 처리구 토양보다 유효인산(Avail. P2O5)이 적었으나 적정수준으로 나타났으며, 이를 제외한 시험 전 토양을 포함한 발효액비 처리구들의 토양은 80~120 ㎎/㎏보다 낮았다.
2. 벼의 수확량은 수치로 보면 화학비료 처리구가 782.8 kg/10a로 가장 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈·우분 액비(LSCM)의 경우 시용량과 관계없이 화학비료 처리 구와 차이가 없었고, 돈분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우는 140% 처리구만 화학비료 처리구와 유의한 차이가 없었다.
3. 치환성 칼리는 시험 전 토양보다 모든 발효액비 처리 구의 토양에서 시용량과 관계없이 증가하는 경향을 보였으며, 수치상으로 시용량이 많을수록 증가하는 경향을 보였다.
3개로 나타났다. 동일한 시기에 화학비료의 분얼수(21.0개)에 비하여 모든 발효액비 시용 시 유의하게 적은 분얼수를 나타냈으며 발효 액비 내에서 돈분·사과착즙박 액비(LSAM) 시용 시 돈 분 액비(LSM)와 비교하여 유의하게 적은 분얼수를 보였다. 화학비료와 비교한 발효액비의 유의하게 적은 분얼수는 유수분화기 뿐만 아니라 수잉기와 출수기에도 유사하게 관찰되었다.
토양의 화학성 중 치환성 칼리는 시용량과 관계없이 시용 전보다 증가하는 경향을 보였으며, 시용량이 많을수록 수치상 증가하는 경향을 보였다. 따라서 혐기소화발효액비는 화학비료를 대체할 수 있을 것으로 보이며, 토양의 환경을 고려하여 발효액 비를 과시용 하는 것보다는 100%를 시용하는 것이 적정할 것으로 판단된다. 혐기소화 후 발생된 혐기소화액을 후처리 과정을 거쳐 발효액비를 생산해 작물 재배 시 시용한 연구가 많지 않으므로 농지에 시용하기 위해서는 추후 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
cation Mg) 함량은 모든 토양에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 반면에 치환성 칼리(Ex. cation K) 함량은 화학비료 처리 토양이 처리 전 토양보다 낮았으며, 100% 돈분·사과착즙박 액비(100% LSAM)는 처리 전 토양과 유의한 차이가 없었으나 8개의 발효 액비 처리구(89%)에서는 유의하게 증가된 수치를 보였다. Lee et al.
0개로 6개의 발효액비 처리구(67%)와 비교하여 유의하게 적었다. 발효액비 처리구들은 수치로 보면 140% 처리구에서 수당 립수가 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈 분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우 시용량에 따라 유의한 차이가 없었고, 돈·우분 액비(LSCM)는 120%와 140%는 유의한 차이가 없었다. Ryoo(2014)의 연구에서도 돈분 액비 시용량이 많을수록 수당 립수가 증가하였으며, 100%와 130%시용구가 화학비료 처리구와 유의한 차이가 없었고 160% 시용구는 화학비료 처리구보다 수당 립수가 많았다 (Ryoo, 2014).
벼 재배 시 혐기소화발효액비를 시용할 경우 벼의 생산량과 시용 전 후 토양의 화학성을 종합해 볼 때 벼의 생산량은 모든 발효액비가 시용량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으며, 벼의 생산 지수는 화학비료 처리구와 발효액비 처리 구들과 차이를 보이지 않았다. 토양의 화학성 중 치환성 칼리는 시용량과 관계없이 시용 전보다 증가하는 경향을 보였으며, 시용량이 많을수록 수치상 증가하는 경향을 보였다.
벼의 정조수량은 화학비료 처리구가 782.8 kg/10a로 가장 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈·우분 액비(LSCM)는 시용량과 관계없이 유의한 차이가 없었으며, 돈 분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우에는 140% 처리구만 유의한 차이가 없었다. Kim et al.
Ryoo (2007)의 연구에서는 유수분화기와 유사한 시기에 1년, 3년 시용구는 화학비료 시용구의 초장보다 짧았으며, 5년 시용구에서는 화학비료 시용구와 유의한 차이가 없었다(Ryoo, 2007). 수잉기에는 화학비료 처리구보다 6개의 발효액비 처리구(67%)에서 유의하게 긴 초장을 보였으며, 출수기에는 4개의 발효액비 처리구 (44%)에서 화학비료 처리구보다 유의하게 초장이 길었다. 특히 출수기에 돈분 액비(LSM)와 돈분·사과착즙박 액비 (LSAM)의 경우 시용량이 늘어날수록 초장이 길어지는 경향을 보였다.
유기물(Organic matter; O.M.) 함량은 시험 전 토양(15.1 g/kg)보다 140% 돈·우분 액비(140% LSCM)와 120% 돈 분·사과착즙박 액비(120% LSAM)를 시용한 토양에서 유의적으로 증가하였으나 화학비료 처리 토양과 7개의 발효 액비 처리구 토양에서는 유의한 차이를 관찰할 수 없었다. 유기물 함량의 적정수준은 25~30 g/kg인데(Ryoo, 2009) 시험 전 토양의 유기물 함량보다 증가한 140% 돈·우분 액비 (140% LSCM)처리구의 토양과 120% 돈분·사과착즙박 액비(120% LSAM)처리구의 토양도 적정수준인 25~30 g/kg 보다 낮은 함량을 보였다.
유수분화기의 평균 분얼수는 돈분 액비(LSM)은 14.3개에서 14.7개, 돈·우분 액비(LSCM)은 13.7개에서 14.0개, 돈 분·사과착즙박 액비(LSAM)은 10.7개에서 12.3개로 나타났다. 동일한 시기에 화학비료의 분얼수(21.
73으로 관찰되었다. 이러한 결과는 토양 내 치환성 칼리의 함량이 높으면 벼 종실의 무게가 증가하며, 토양 내 잔류하는 유효인산(Avail. P2O5)의 함량이 높으면 식물이 흡수한 인산의 양이 상대적으로 적은 것을 나타내므로 벼의 유수형성과 종자의 무게가 감소한다는 것을 의미한다.
함량(SPAD)을 측정하였다(Table 2). 이앙 후 유수분화기에 100% 돈분 액비(100% LSM), 140% 돈 분·사과착즙박 액비(140% LSAM)를 제외한 나머지 7개의 발효 액비처리 구(78%)보다 대조구인 화학비료 처리구가 유의하게 긴 초장(53 cm)을 보였다. Ryoo (2007)의 연구에서는 유수분화기와 유사한 시기에 1년, 3년 시용구는 화학비료 시용구의 초장보다 짧았으며, 5년 시용구에서는 화학비료 시용구와 유의한 차이가 없었다(Ryoo, 2007).
전기전도도(EC)는 시험 전 토양과 화학비료 처리 토양과 비교하여 4개의 발효액비 처리 토양에서 유의하게 증가된수치를 보였으며, 유효규산(Avail. SiO2)의 함량은 8개의 발효 액비 처리 토양에서 유의하게 증가된 수치를 보였다. 치환성 칼리와 유효규산(Avail.
3). 주당 수수는 화학비료 처리구가 15개로 발효 액비 처리구들보다 많았으며, 수당 립수는 화학비료 처리 구가 42.0개로 6개의 발효액비 처리구(67%)와 비교하여 유의하게 적었다. 발효액비 처리구들은 수치로 보면 140% 처리구에서 수당 립수가 많았으나 돈분 액비(LSM)와 돈 분·사과착즙박 액비(LSAM)의 경우 시용량에 따라 유의한 차이가 없었고, 돈·우분 액비(LSCM)는 120%와 140%는 유의한 차이가 없었다.
분석하였다(Table 5). 치환성 칼리와 천립중 사이의 상관관계(r)는 0.77의 유의한 양의 상관관계를 보였고 이외에도 유의한 음의 상관관계는 유효인산(Avail. P2O5) 과 수당 립수(Grain number per panicle) 사이에서 -0.82, 유효인산(Avail. P2O5)과 천립중(Thousand grain weight)에서 -0.73으로 관찰되었다. 이러한 결과는 토양 내 치환성 칼리의 함량이 높으면 벼 종실의 무게가 증가하며, 토양 내 잔류하는 유효인산(Avail.
치환성 칼슘(Ex. cation Ca)는 140% 돈분 액비(LSM 140%) 의 토양이 4.4 cmol+/kg로 화학비료 처리구의 토양보다 많았으나 토양의 치환성 칼슘 함량은 8개의 발효액비 처리구 (89%)과 화학비료 및 시험 전 토양 사이에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 치환성 마그네슘(Ex.
011% 였다. 칼륨(potassium; K)는 돈분 액비(LSM)가 0.30%로 발효액비 중 함량이 가장 높았으며, 돈분·사과착즙박 액비 (LSAM)가 0.25%로 상대적으로 낮은 함량을 보였다.
4). 토양의 pH는 시험 전 pH 6.2보다 시험 후에 120% 돈·우분액비(120% LSCM)처리구 토양을 제외하고 화학비료 처리 구 토양을 포함한 나머지 처리구의 토양에서 유의하게 높아졌다. 특히 돈분·사과착즙박 액비(LSAM)처리구의 토양은 시용량과 관계없이 100%, 120%, 140% 토양에서 상대적으로 가장 높은 pH를 관찰할 수 있었다.
차이를 보이지 않았다. 토양의 화학성 중 치환성 칼리는 시용량과 관계없이 시용 전보다 증가하는 경향을 보였으며, 시용량이 많을수록 수치상 증가하는 경향을 보였다. 따라서 혐기소화발효액비는 화학비료를 대체할 수 있을 것으로 보이며, 토양의 환경을 고려하여 발효액 비를 과시용 하는 것보다는 100%를 시용하는 것이 적정할 것으로 판단된다.
2보다 시험 후에 120% 돈·우분액비(120% LSCM)처리구 토양을 제외하고 화학비료 처리 구 토양을 포함한 나머지 처리구의 토양에서 유의하게 높아졌다. 특히 돈분·사과착즙박 액비(LSAM)처리구의 토양은 시용량과 관계없이 100%, 120%, 140% 토양에서 상대적으로 가장 높은 pH를 관찰할 수 있었다. 시험 전 토양보다 발효액비 처리구의 토양에서 pH가 높아진 것은 시험에 사용한 발효액비들이 약알칼리성이였기 때문으로 판단된다.
이와 유사하게 Ryoo (2007)의 연구에서도 본 시험과 같이 생육 초기에 가축분뇨 액비 1년 시용구보다 화학비료 처리구가 높은 결과를 보였다(Ryoo, 2007). 하지만 수잉기에는 120%와 140% 돈분 액비(LSM), 140% 돈·우분 액비(LSCM), 140% 돈분·사과착즙박 액비(LSAM) 처리시 화학비료보다 유의하게 높은 엽록소 양을 나타내었다. 출수기의 평균 엽록소 측정치는 화학비료(26.
후속연구
따라서 혐기소화발효액비는 화학비료를 대체할 수 있을 것으로 보이며, 토양의 환경을 고려하여 발효액 비를 과시용 하는 것보다는 100%를 시용하는 것이 적정할 것으로 판단된다. 혐기소화 후 발생된 혐기소화액을 후처리 과정을 거쳐 발효액비를 생산해 작물 재배 시 시용한 연구가 많지 않으므로 농지에 시용하기 위해서는 추후 많은 연구가 필요할 것으로 보인다.
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