보고서 정보
주관연구기관 |
국립식량과학원 National Institute of Crop Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-03 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201500010449 |
과제고유번호 |
1395036325 |
사업명 |
작물시험연구 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010449 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
제1절. 간척지 밭토양 지하배수 시설의 제염효율 증진기술 개발
본 연구는 새만금 간척지에 제염효율을 증진시키고자 농수산 부산물을 활용한 토양 개량제를 토양에 혼합하여 토양의 물리적 특성 개선 효과와 지하배수 시설을 활용한 제염특성을 구명하고자 수행하였다. 새만금 간척지에 토양개량제 종류별 토양 물리적 특성 및 염농도 변화에 차이를 보였으며, 굴패각의 처리 시 토양의 침투율이 향상되고, 토양 경도가 가장 좋아지는 것으로 나타났다.또한 주성분인 Ca의 분해로 인해 옥수수 재배시간 동안 토양 염농도를 낮게 유
Ⅳ. 연구개발결과
제1절. 간척지 밭토양 지하배수 시설의 제염효율 증진기술 개발
본 연구는 새만금 간척지에 제염효율을 증진시키고자 농수산 부산물을 활용한 토양 개량제를 토양에 혼합하여 토양의 물리적 특성 개선 효과와 지하배수 시설을 활용한 제염특성을 구명하고자 수행하였다. 새만금 간척지에 토양개량제 종류별 토양 물리적 특성 및 염농도 변화에 차이를 보였으며, 굴패각의 처리 시 토양의 침투율이 향상되고, 토양 경도가 가장 좋아지는 것으로 나타났다.또한 주성분인 Ca의 분해로 인해 옥수수 재배시간 동안 토양 염농도를 낮게 유지 시켜주는데 효과적인 것으로 나타났다. 하지만, 굴패각의 처리는 토양 pH가 높아지는 것으로 나타나 추후 이 부분에 대한 개선이 필요할 것으로 판단된다. 지하배수 시설은 지하수의 평균 수위가 무처리구보다 최대 23cm 감소하는 것으로 나타나 지하수위 저감효과가 기대되었다. 또한 토양 염농도는 지하배수관에서 가까운 위치에서 수분 및 염농도가 낮아지는 효과를 나타내 지하배수관을 좁게 설치하는 것이 유리할 것으로 판단되었다. 지하배수 시설은 지표에서 가까운 곳에서 더 효과적으로 토양은 수용성 Na의 함량 감소에 따른 토양 염농도가 낮아지는 효과를 나타내 지하배수 시설을 5m 간격으로 설치한 SL5 처리구에서 토양 염농도가 가장 낮았다.
그에 따른 옥수수 식물체내 Na함량이 감소하고, 옥수수 생육은 고사율이 감소하여 작물의 수량이 증대되었다. 지하배수 시설에 의한 옥수수의 뿌리/줄기 비율도 무처리구에 비해 높았다.
이상의 결과를 종합해 보면, 사양질 간척지에 5m 간격의 지하배수관을 설치하면 간척지 토양의 염농도를 낮추는 제염이 효과적으로 일어나 밭작물 재배 시 수량증대에 따른 소득증대로 이어질 것으로 판단된다.
제2절. 간척지 관개시설을 활용한 밭작물 염해경감 기술 개발
본 연구는 새만금 간척지에 밭작물 재배시 염해경감을 위한 관개시설 도입효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 간척지 밭작물 재배시 점적관개를 적용하였을 때 밭작물의 물이용효율 증진 및 제염효과가 양호한 것으로 나타났다. 또한 간척지 토양 및 농업여건을 고려하였을 때 고랑과 살수관개는 토양침식과 불균일한 수분공급으로 인하여 관개효과와 염해경감효과가 미흡 할 것으로 판단되었다. 작물재배시 관개시기 설정은 토양수분상태와 기사여건을 고려하여 선정 할 필요가 있다. 본연구에서는 잦은 관개는 과습 및 양분손실의 우려가 높아 점적관개를 기준으로 최소 10일 간격 관수가 양호할 것으로 판단되었다.
제3절. 간척지 염분상승 억제기술 개발
본 연구는 새만금 간척지에서 밭작물 재배시 재염화 현상에 의한 토양 염류 집적에 의한 염해 피해를 저감시키고자 토양 하부에 모세관 차단층을 위한 산업 및 농수산 부산물을 매설하여 간척지 토양의 재염화 억제를 위한 소재 탐색과 염류피해 저감효과를 구명하고자 수행하였다. 시험기간 동안 무처리구의 토양 염농도는 증가하는 경향을 보였지만, 모세관 차단층의 처리는 염농도를 일정한 수준으로 유지시켜주는데 효과적이었으며, 대조구에 비해 낮은 토양 염농도를 나타냈다. 모세관 차단층 물질별로 재염화 억제효과는 차이를 보이고 있었으며, 굴패각을 이용한 모세관 차단층 처리구에서 가장 좋은 재염화 억제효과를 나타냈다. 모세관 차단층 처리에 의한 작물생육은 차단층 처리 첫해에는 작물생육에 영향을 미치지 못했지만, 그 이후에는 차단층 처리구에서 옥수수의 고사율이 낮아지고, 작물수량이 대조구에 비해 향상되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면, 간척지에서 밭작물 재배시 굴패각을 이용한 모세관 차단층의 형성을 통해 재염화에 의한 토양 염농도 집적을 방지하고 작물의 수량증대에 영향을 미칠 것으로 판단되며 염농도 변이에 대한 지속적인 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.
Abstract
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1. 간척지 밭토양 지하배수 시설의 제염효율 증진기술 개발
Soil salinity and poor physical properties are the most critical problem at reclaimed tidal land. Therefore, it is important to ameliorate soil physical properties to improve the efficiency of desalination. The subsurface drainage systems is recognized as a powerf
1. 간척지 밭토양 지하배수 시설의 제염효율 증진기술 개발
Soil salinity and poor physical properties are the most critical problem at reclaimed tidal land. Therefore, it is important to ameliorate soil physical properties to improve the efficiency of desalination. The subsurface drainage systems is recognized as a powerful tool for the process of desalinization in salt-affected soil. The objectives of this study were; 1) to evaluate the changes of soil properties with various soil amendments, and 2) to investigate the effects of subsurface drainage system on soil salinity and corn development at reclaimed tidal saline soil. Field experiment was conducted at Saemangeum reclaimed tidal land in Korea and the dominant soil series was Munpo series (coarse loamy, mixed, nonacid, Mesic, Typic, Fluvaquents). As soil amendments, woodchips, crushed-stone, oyster shell, coal bottom ash, and rice hull were added and mixed into surface soil to improve soil physical properties. For another study, subsurface drainage was installed with four designs: SL5 drain spacing of 5m; SL10 drain spacing 10m; DL double layer with drain spacing 5m and 10m; and the control without subsurface drainage treatment. For study 1, there was large variability in soil hardness, but oyster shell treatment was significantly lower soil hardness at surface layer, but it was not significant difference below 15 cm depth.
Infiltration rate was also significantly greater at oyster shell treatment. This may be due to the leaching from Ca ions from oyster shell and improved soil properties. However, there was no statistical significant difference on soil bulk density, moisture content, and porosity. Improved physical properties increased desalinization rate in soil and retarded the resalinization rate when evapotranspiration rate was increasing. Although soil salinity was significantly decreased with oyster shell amendment, soil pH was increased that should be made up as a soil amendment. For study 2, the levels of water table were reduced with the installation of subsurface drainage system. Soil salinity was significantly reduced by subsurface drainage system, especially in surface layer. Water soluble cations were significantly greater compared to exchangeable forms and soluble Na contents were greatly reduced in surface layer with the installation of subsurface drainage system. Corn had the greater biomass yield compared to the untreated control and withering rate were also improved with subsurface drainage system. Thus, the biomass yield of corn was improved and the shoot growth was much more affected by salinity than was the root growth. The economical returns to growers at reclaimed tidal land was the highest by the installation of subsurface drainage system with 5m drain intervals. Our results indicated that oyster shell application increased infiltration rate and improved soil hardness, and thus oyster shell could be used to improve soil salinity level and the installation of subsurface drainage system with drain space of 5m interval would be a best management practice to control soil salinity at reclaimed tidal saline soil.
2. 간척지 관개시설을 활용한 밭작물 염해경감 기술 개발
Soil salinity and poor physical properties are the most critical problem at reclaimed tidal land. Therefore, it is important to ameliorate soil physical properties to improve the efficiency of desalination. The irrigation and water management is recognized as a powerful tool for the process of desalinization in salt-affected soil. The objectives of this study were; 1) to evaluate the optimum desalinization for reclaimed land for upland crop cultivation with various irrigation practices such as drip irrigation, furrow irrigation and sprinkler irrigation and 2) to investigate the effects of irrigation system on soil salinity and crop development at reclaimed tidal saline soil. Field experiment was conducted at Saemangeum reclaimed tidal land in Korea and the dominant soil series was Munpo series (coarse loamy, mixed, nonacid, Mesic, Typic, Fluvaquents).
In this study, Drip irrgation was successful irrigation practices to apply to reclaimed saline land considering water use efficiency, desalinization efficiency and soil disturbance. for furrow irrigation, the practice is fast and cost-effective but faciliate soil erosion and abrupt salt accumulation, which affected soil environment severely. On selecting irrigation scheduling, Soil moisture condition and weather should considered. In conclusion, frequent irrigation lead to excessive moisture content and nutrient loss in root zone. Drip irrigation with adequate scheduling such as 10 days interval is feasible for water supply and dealinization in reclaimed land
3. 간척지 염분상승 억제기술 개발
Salt accumulation at soil surface is one of the most detrimental factors for crop production in reclaimed tidal land. This study was conducted to investigate the effect of capillary barriers beneath the soil surface on dynamics of soil salts at coarse-textured reclaimed tidal land. A field experiment was conducted at Saemangeum reclaimed tidal land for two years (2012-2014). Capillary barriers were treated into 42 m2 (3.5x12m) with crushed-stone, oyster shell waste, coal briquette ash, coal bottom ash, rice hull and woodchip at 40-60cm depth from soil surface. Silage corn (Zea mays var. Kwangpyeongok) was cultivated during the experimental period and soil salinity was monitored periodically. Soil salinity was significantly reduced with capillary barrier compared to that of control. Oyster shell waste was one of the most effective capillary barrier materials to control soil salinity at Saemangeum reclaimed tidal land. At the first growing season capillary barrier did not influence on corn growth regardless of types of the material, but plant biomass and withering rate of corn were significantly improved with capillary barrier at the second and the third growing season. The results of this study showed that capillary barrier was effective on the control of soil salinity and improvement of corn growth, which indicated that capillary barrier treatment can be considered one of the best management practices for stable crop production at Saemangeum reclaimed tidal land.
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