[논문]관행 논과 유기 재배 논의 토양 종자은행과 토양 특성 비교

방정환; 박종호; 이영미; 장철이; 홍성준

doi:10.17663/jwr.2023.25.4.237

관행 논과 유기 재배 논의 토양 종자은행과 토양 특성 비교
Comparison of Soil seed bank and Soil characteristics in Conventional Paddy field and Organic Paddy field 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.25 no.4, 2023년, pp.237 - 247

방정환 (국립농업과학원 유기농업과) , 박종호 (국립농업과학원 유기농업과) , 이영미 (국립농업과학원 유기농업과) , 장철이 (국립농업과학원 유기농업과) , 홍성준 (국립농업과학원 유기농업과)

초록
AI-Helper

논은 다양한 생태계 서비스를 제공할 뿐만 아니라 생물다양성 보전에 중요한 서식지이며, 최근 생태학적 가치와 중요성이 점점 강조되고 있다. 따라서 본 연구는 영농 방식이 서로 다른 관행 논(Conventional Paddy field, CP)과 유기 재배 논(Organic Paddy field, OP)을 대상으로 토양 종자은행의 특성을 파악하고 토양 환경 요인과의 상관관계를 분석하였다. 연구결과 관행 논의 식생은 단순하여 종자은행의 식물 다양성이 낮은 반면에, 유기 논의 식생은 상대적으로 다양하여 종자은행의 식물 다양성이 높게 나타났다. 또한 토양 환경 특성도 유기 논 (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↓) 과 관행 논(K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↑)의 명확한 차이를 보였다. 이러한 결과는 벼 재배 방식에 대한 영농 활동의 차이가 식생과 토양 종자은행의 구조와 다양성에 영향을 주었고 또한 토양 환경 요인에도 직간접적으로 영향을 준 것으로 판단된다. 본 연구결과는 농업생태계 생물다양성 보전과 생태계 복원 그리고 생태적 가치를 평가하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Paddy fields not only provide a variety of ecosystem services but also serve as crucial habitats for biodiversity conservation. Recently, their ecological value and significance have been increasingly emphasized. Therefore, this study aimed to investigate the characteristics of soil seed banks and analyze their correlation with soil environmental factors in Conventional Paddy field (CP) and Organic Paddy field (OP) with different farming practices. Our results revealed that the vegetation in CP was simple, resulting in low plant diversity in the soil seed banks. On the other hand, the vegetation in OP was relatively diverse, leading to higher plant diversity in the soil seed banks. Additionally, distinct differences in soil environmental characteristics were observed between OP (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↓) and CP (K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, B↑). These results suggest that variations in agricultural practices for rice cultivation have influenced the structure and diversity of vegetation and soil seed banks. Furthermore, these agricultural practices have had both direct and indirect effects on soil environmental factors. Our findings can serve as fundamental data for evaluating biodiversity conservation in agricultural ecosystems, ecosystem restoration, and ecological value assessment.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. A map of the study site in Jindo. Conventional Paddy field (CP), Organic Paddy field (OP).
그림 Fig. 2. Vegetation structure in CP and OP. (A) Plant coverage (%), (B) Plant biomass (g 0.25 m^-2), (C) Relative abundance (%). Conventional Paddy field (CP), Organic Paddy field (OP).
표 Table 1. Vegetation survey results in CP and OP.
표 Table 2. Comparison of soil seed bank in CP and OP.
표 Table 3. Soil seed bank density of paddy fields by plant lifespan category.
표 Table 4. Comparison of soil seed bank by habitat type in CP and OP.
그림 Fig. 3. Species diversity indices of soil seed banks by habitat type in CP and OP. (A) Diversity Index, (B) Evenness Index, (C) Richness Index. CP_R, Rice paddy area (R) in Conventional Paddy field (CP); OP_R, Rice paddy area (R) in Organic Paddy field (OP); CP_F, Footpath area (F) in Conventional Paddy field (CP); OP_F, Footpath area (F) in Organic Paddy field (OP). Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (P < 0.05).
표 Table 5. Soil seed bank density of paddy fields by plant lifespan category and habitat type.
그림 Fig. 4. Cluster Analysis of soil properties for habitat types at the rice paddies in South Korea. CP_R, Rice paddy area (R) in Conventional Paddy field (CP); OP_R, Rice paddy area (R) in Organic Paddy field (OP); CP_F, Footpath area (F) in Conventional Paddy field (CP); OP_F, Footpath area (F) in Organic Paddy field (OP).
표 Table 6. Physico-chemical properties of soils by paddy habitat type.
그림 Fig. 5. Principal Component Analysis of soil properties for habitat types at the rice paddies in South Korea. CP_R, Rice paddy area (R) in Conventional Paddy field (CP); OP_R, Rice paddy area (R) in Organic Paddy field (OP); CP_F, Footpath area (F) in Conventional Paddy field (CP); OP_F, Footpath area (F) in Organic Paddy field (OP).

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구는 영농 방식이 서로 다른 관행 논과 유기논을 대상으로 토양 종자은행의 규모와 다양성을 파악하고 토양 환경 요인과의 상관관계를 분석하고자 한다. 이를 통해 농업생태계의 생물다양성 보전과 환경‧생태적 측면에서 지속 가능한 농업을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

대상 데이터

연구 대상 지역은 전남 진도군 의신면에 위치한 논으로 관행 재배 논(관행 논)과 유기 재배 논(유기 논)이 단지화되어 있는 농경지 (약 60 ha)이다. 현재 관행 논은 화학비료와 농약을 사용하고 유기 논은 합성 화학 물질을 사용하지 않고 생물학적 (왕우렁이 활용) 방제와 물리적 (잡초 뽑기나 예초기 사용) 방제를 통해 잡초를 관리하고 있어, 영농 방식이 다른 관행 논과 유기 논을 비교하기에 적합하다고 판단하여 본 연구의 대상 지역으로 선정하였다 (Fig.

성능/효과

따라서 관행 논 서식지에서는 제초제의 영향으로 종자은행의 밀도가 상대적으로 낮게 출현한 것으로 보이며 출현식물 종의 구성이 비슷한 이유는 제초제 저항성이 있는 식물이 오랜 기간 살아남은 결과로 인해 식생의 구조가 단순화 되어가는 과정으로 보인다. 반면에 유기 논 서식지에서는 제초제의 영향이 없으므로 토양 종자은행 속에 있는 다양한 식물들이 출현 가능하며 유기 농업을 장기간 실천함에 따라 식물 다양성이 높아지는 방향으로 식물 군집이 형성될 것으로 보인다.
본 연구는 영농 방식이 다른 관행 논과 유기 논을 대상으로 식생조사와 토양 종자은행 실험을 수행한 결과, 관행 논의 식생은 단순화되어 종자은행의 식물 다양성이 낮은 반면에, 유기 논의 식생의 구조는 상대적으로 복잡하여 종자은행의 식물 다양성이 높게 나타났다. 이러한 결과는 벼 재배 농가에서 유기농업을 오랫동안 실천한 결과가 반영된 것으로 보인다.
이러한 결과는 벼 재배 농가에서 유기농업을 오랫동안 실천한 결과가 반영된 것으로 보인다. 토양 특성도 유기 논과 관행 논의 명확한 차이를 보였으며 이러한 결과는 벼 재배 방식에 대한 영농활동의 차이가 식생과 토양 종자은행의 구조와 다양성에 영향을 주었고 또한 토양 특성에도 영향을 준 것으로 판단된다.

후속연구

따라서 논습지에서 유기농업의 실천은 제한된 자원을 순환하고 생태적인 관리를 통해 생물다양성이 보전되어 건강한 생태계를 조성하여 미래 세대들이 직면한 환경 문제들을 해결할 수 있는 방안이 될 수 있다. 본 연구결과는 농업생태계 생물다양성 보전과 생태계 복원 그리고 환경‧생태적 가치를 평가하기 위한 기초자료로 활용 가능하다.
따라서 본 연구는 영농 방식이 서로 다른 관행 논과 유기논을 대상으로 토양 종자은행의 규모와 다양성을 파악하고 토양 환경 요인과의 상관관계를 분석하고자 한다. 이를 통해 농업생태계의 생물다양성 보전과 환경‧생태적 측면에서 지속 가능한 농업을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

참고문헌 (41)

Bang, J. H., and Lee, E. J. (2019). Differences in crab？burrowing and halophyte growth by habitat types in？a Korean salt marsh. Ecological Indicators, 98, pp. 599-607. [https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.11.029]？

상세보기
Bang, J. H., Joo, S., Lee, E. J., Kim, M. S., Jeong, S., and？Park, S. (2020). Diet of the mud-flat crab Helice？tientsinensis in a Korean salt marsh. Wetlands, 40, pp.？311-319. [https://doi.org/10.1007/s13157-019-01193-4]？

상세보기
Bang, J. H., Kim, M. K., Choi, S. K., Eo, J., Yeob, S. J.,？and Kim, M. H. (2022). Fish fauna and characteristics？of Misgurnus anguillicaudatus and Aphyocypris？chinensis populations in environmentally friendly and？conventional paddy fields. Korean Journal of？Environmental Biology, 40(2), pp. 138-147.？[https://doi.org/10.11626/KJEB.2022.40.2.138]？

원문보기 상세보기
Baumgartner, S. (2007). The insurance value of biodiversity？in the provision of ecosystem services. Natural Resource？Modeling, 20(1), pp. 87-127. [https://doi.org/10.1111/j.1939-7445.2007.tb00202.x]？

상세보기
Benton, T. G., Vickery, J. A., and Wilson, J. D. (2003).？Farmland biodiversity: is habitat heterogeneity the key?？Trends in ecology & evolution, 18(4), pp. 182-188.？[https://doi.org/10.1016/S0169-5347(03)00011-9]？

상세보기
Bigwood, D. W., and Inouye, D. W. (1988). Spatial pattern？analysis of seed banks: an improved method and？optimized sampling. Ecology, 69(2), pp. 497-507.？[https://doi.org/10.2307/1940448]？

상세보기
Brock, M. A., and Rogers, K. H. (1998). The regeneration？potential of the seed bank of an ephemeral floodplain？in South Africa. Aquatic Botany, 61(2), pp. 123-135.？[https://doi.org/10.1016/S0304-3770(98)00062-X]？

상세보기
Bulla, L. (1994). An index of evenness and its associated？diversity measure. Oikos, 70, pp. 167-171.？[https://doi.org/10.2307/3545713]？

상세보기
Chappell, M. J., and LaValle, L. A. (2011). Food security？and biodiversity: can we have both? An agroecological？analysis. Agriculture and human values, 28, pp. 3-26.？[https://doi.org/10.1007/s10460-009-9251-4]？

상세보기
Chemini, C., and Rizzoli, A. (2003). Land use change and？biodiversity conservation in the Alps. Journal of？Mountain Ecology, 7(1), pp. 1-7.？
Chesson, P., and Huntly, N. (1997). The Roles of Harsh？and Fluctuating Conditions in the Dynamics of？Ecological Communities. The American Naturalist,？150(5), pp. 519-553. [https://doi.org/10.1086/286080]？

상세보기
Choi, S. H., Nam, H. K., and Yoo, J. C. (2014).？Characteristics of population dynamics and habitat use？of shorebirds in rice fields during spring migration.？Korean Journal of Environmental Agriculture, 33(4),？pp. 334-343. [http://dx.doi.org/10.5338/KJEA.2014.33.4.334]？

원문보기 상세보기
Choi, Y. S., and Kim, J. G. (2022). Seed bank has potential？for the restoration of insectivorous plants in Janggun？montane wetland. Ecological Engineering, 182, p.？106728. [https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2022.106728]？

상세보기
Gamage, A., Gangahagedara, R., Gamage, J., Jayasinghe,？N., Kodikara, N., Suraweera, P., and Merah, O. (2023).？Role of organic farming for achieving sustainability in？agriculture. Farming System, 1(1), p. 100005.？[https://doi.org/10.1016/j.farsys.2023.100005]？
Gomes, M. P., da Silva Cruz, F. V., Bicalho, E. M., Borges,？F. V., Fonseca, M. B., Juneau, P., and Garcia, Q. S.？(2017). Effects of glyphosate acid and the？glyphosate-commercial formulation (Roundup) on？Dimorphandra wilsonii seed germination: Interference？of seed respiratory metabolism. Environmental？Pollution, 220, pp. 452-459. [https://doi.org/10.1016/j.envpol.2016.09.087]？

상세보기
Gomes, M. P., Richardi, V. S., Bicalho, E. M., da Rocha,？D. C., Navarro-Silva, M. A., Soffiatti, P., ... and？Sant'Anna-Santos, B. F. (2019). Effects of Ciprofloxacin？and Roundup on seed germination and root？development of maize. Science of the Total Environment,？651, pp. 2671-2678. [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.365]？

상세보기
Harwell, M. C., and Havens, K. E. (2003). Experimental？studies on the recovery potential of submerged aquatic？vegetation after flooding and desiccation in a large？subtropical lake. Aquatic Botany, 77(2), pp. 135-151.？[https://doi.org/10.1016/S0304-3770(03)00101-3]？

상세보기
Helander, M., Pauna, A., Saikkonen, K., and Saloniemi,？I. (2019). Glyphosate residues in soil affect crop plant？germination and growth. Scientific reports, 9(1), p.？19653. [https://doi.org/10.1038/s41598-019-56195-3]？

상세보기
Kang, C. K., Lee, S. B., Lee, B. M., Nam, H. S., Lee, Y.？K., Jee, H. J., ... and Choi, J. S. (2011). Herbicidal？Activity of Natural Compound Chrysophanic Acid？Under the Greenhouse Condition. Korean Journal of？Weed Science, 31(1), pp. 112-117.？
Klein, A. M., Vaissiere, B. E., Cane, J. H., Steffan-Dewenter,？I., Cunningham, S. A., Kremen, C., and Tscharntke,？T. (2007). Importance of pollinators in changing？landscapes for world crops. Proceedings of the royal？society B: biological sciences, 274(1608), pp. 303-313.？[https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3721]？

상세보기
Kong, M., An, P., Jung, J., Lee, C., Lee, S., and An, N.？(2020). The effect of organic materials application on？soil chemical properties and yield of corn in organic？upland soil. Journal of Environmental Science？International, 29(12), pp. 1239-1248.？
Kong, R. K. (2017). A Study on Improving the Regulations？for Conservation and Wise use in Rice Fields. Journal？of Fisheries and Marine Sciences Education, 29(1), pp.？51-63. [http://doi.org/10.13000/JFMSE.2017.29.1.51]？

원문보기 상세보기
Korea National Arboretum. (2020). Checklist of Vascular？Plants in Korea (Native plants). Korea National？Arboretum. Pocheon, Korea, p. 1006.？
Kremer, R. J., Yamada, T., de Camargo e Castro, P. R.,？and Wood, B. W. (2009). Glyphosate interactions with？physiology, nutrition, and diseases of plants: Threat？to agricultural sustainability? European journal of？Agronomy, 31(3), pp. 111-176. [https://doi.org/10.1016/j.eja.2009.06.004]？

상세보기
Lee, H., Alday, J. G., Cho, K. H., Lee, E. J., and Marrs,？R. H. (2014). Effects of flooding on the seed bank and？soil properties in a conservation area on the Han River,？South Korea. Ecological engineering, 70, pp. 102-113.？[https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2014.04.014]？

상세보기
Lockwood, J. A. (1999). Agriculture and biodiversity:？Finding our place in this world. Agriculture and Human？Values, 16, pp. 365-379. [https://doi.org/10.1023/A:1007699717401]？

상세보기
Luo, Y., Fu, H., and Traore, S. (2014). Biodiversity？conservation in rice paddies in China: toward ecological？sustainability. Sustainability, 6(9), pp. 6107-6124.？[https://doi.org/10.3390/su6096107]？

상세보기
Myers, J. P., Antoniou, M. N., Blumberg, B., Carroll, L.,？Colborn, T., Everett, L. G., ... and Benbrook, C. M.？(2016). Concerns over use of glyphosate-based？herbicides and risks associated with exposures: a consensus statement. Environmental Health, 15(1), pp.？1-13. [https://doi.org/10.1186/s12940-016-0117-0]？

상세보기
Nam, H. K., Choi, S. H., Choi, Y. S., and Yoo, J. C. (2012).？Patterns of waterbirds abundance and habitat use in？rice fields. Korean Journal of Environmental？Agriculture, 31(4), pp. 359-367. [http://dx.doi.org/10.5338/KJEA.2012.31.4.359]？

원문보기 상세보기
NIAS. (2000). Methods of analysis of soil and plant. National？Institute of Agricultural Science, RDA, Suwon, Korea？
NRDC. (2022). Grow Organic: The climate, health and？economic case for expanding organic agriculture. Nat.？Resour. Defence Council., pp. 1-68, USA.？
Ollerton, J., Winfree, R., and Tarrant, S. (2011). How many？flowering plants are pollinated by animals? Oikos,？120(3), pp. 321-326. [https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2010.18644.x]？

상세보기
Qi, Y., Li, J., Yan, B., Deng, Z., and Fu, G. (2016). Impact？of herbicides on wild plant diversity in agro-ecosystems:？a review. Biodiversity Science, 24(2), pp. 228-236.？[https://doi.org/10.17520/biods.2015208]？
Rasche, L., and Steinhauser, J. (2022). How will an increase？in organic agricultural area affect land use in Germany?？Organic Agriculture, 12(4), pp. 513-530.？[https://doi.org/10.1007/s13165-022-00405-2]？

상세보기
Ratnadass, A., Fernandes, P., Avelino, J., and Habib, R.？(2012). Plant species diversity for sustainable？management of crop pests and diseases in？agroecosystems: a review. Agronomy for sustainable？development, 32, pp. 273-303. [https://doi.org/10.1007/s13593-011-0022-4]？

상세보기
Sollie, S., and Verhoeven, J. T. (2008). Nutrient cycling？and retention along a littoral gradient in a Dutch shallow？lake in relation to water level regime. Water, air, and？soil pollution, 193, pp. 107-121. [https://doi.org/10.1007/s11270-008-9671-6]？

상세보기
Sousa, A. I., Lillebo, A. I., Pardal, M. A., and Cacador,？I. (2010). Productivity and nutrient cycling in salt？marshes: contribution to ecosystem health. Estuarine,？Coastal and Shelf Science, 87(4), pp. 640-646.？[https://doi.org/10.1016/j.ecss.2010.03.007]？

상세보기
Swift, M. J., Izac, A. M., and Van Noordwijk, M. (2004).？Biodiversity and ecosystem services in agricultural？landscapes-are we asking the right questions?？Agriculture, ecosystems & environment, 104(1), pp. 113-134. [https://doi.org/10.1016/j.agee.2004.01.013]？

상세보기
Tilman, D., Fargione, J., Wolff, B., D'antonio, C., Dobson,？A., Howarth, R., ... and Swackhamer, D. (2001).？Forecasting agriculturally driven global environmental？change. Science, 292(5515), pp. 281-284.？[https://doi.org/10.1126/science.1057544]？

상세보기
Yang, X., Baskin, C. C., Baskin, J. M., Pakeman, R. J.,？Huang, Z., Gao, R., and Cornelissen, J. H. (2021).？Global patterns of potential future plant diversity hidden？in soil seed banks. Nature Communications, 12(1), p.？7023. [https://doi.org/10.1038/s41467-021-27379-1]？

상세보기
Zhao, Y., Wang, G., Zhao, M., Wang, M., and Jiang, M.？(2022). Direct and indirect effects of soil salinization？on soil seed banks in salinizing wetlands in the Songnen？Plain, China. Science of the Total Environment, 819, p.？152035. [https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152035]？

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증