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라이시미터를 활용한 조생종 벼 재배시 이앙시기에 따른 물수지 비교
옥정훈(Jung-hun Ok),오부영(Bu-yeong Oh),황선아(Seon-ah Hwang),손정우(Jeong-woo Son) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
본 연구는 라이시미터를 활용하여 조생종 벼 이앙시기 변화에 따른 물수지를 산정하고 비교하였으며, 물이용효율을 평가하였다. 국립농업과학원(전라북도 완주군)에 설치된 라이시미터(UGT, Germany)는 표면적 1 m², 깊이 1.5 m의 원통코어형으로 토양구조 파괴없이 논토양을 채취하였으며 토성은 식질과 사양질을 사용하였다. 물수지 분석을 위하여 물의 증감(강수량, 증발산량, 관개량 등)은 무게 변화(로드셀)로 측정하였으며, 지하유출량은 티핑카운터(tipping counter)로 1시간단위 평균 데이터로 측정하였다. 라이시미터 위에서 흘러나간 유거수는 60L통에 받아 물량 무게를 직접 측정하였다. 기상데이터는 라이시미터 시설 인근에 직접 설치한 기상대에서 시간별 기온과 강수량 등의 데이터를 수집하였다. 조생종 벼는 라이시미터 상부에서 표준재배법으로 재배하였으며 이앙시기는 5월20일(적기재배구)과 7월10일(만기재배구)로 시기를 달리하여 이앙하였다. 물관리는 수심 5 cm를 유지하도록 관개를 실시하였으며 물이용효율은 증발산량과 물소모량 기준으로 벼 수확량을 반영하여 산정하였다. 조생종 벼 재배 동안 물수지 분석 결과, 이앙시기에 따른 물수지 비교에서는 만기재배구와 비교하여 적기재배구가 상대적으로 총유입(강우와 관개량)과 총유출(증발산량과 지하유출) 모두 높게 나타났다. 생육단계별 증발산량은 식질과 사양질 모두 등숙기에 높게 나타났으며 적기재배구(식질)에서 가장 높은 누적 증발산량을 보였다. 지하유출량은 식질과 사양질에서 모두 활착기∼분얼기에 높게 나타났으며 사양질 토양이 식질과 비교하여 높게 나타났다. 물소모량 기준 벼의 물 이용효율(kg/10a/mm)은 적기재배구(식질) 0.9, 적기재배구(사양질) 0.6, 만기재배구(식질) 0.8, 만기재배구(사양질) 0.5로 각각 나타났으며, 식질 토양에서 상대적으로 높은 물이용효율을 보였다. 이는 사양질 토양이 식질토양에 비해 지하유출량이 많은 것에서 기인한 것으로 생각된다.
라이시미터 연구 : 청보리 재배시 밭토양 특성에 따른 물수지 비교
옥정훈(Jung-hun Ok),오부영(Bu-yeong Oh),황선아(Seon-ah Hwang),손정우(Jeong-woo Son) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
본 연구는 밭토양 라이시미터에서 청보리 재배시 토양특성에 따른 물수지를 산정하고 비교하였으며, 생육단계별 물 필요량을 산정하고 평년(1991∼2020) 자료와 비교하였다. 국립농업과학원(전라북도 완주군)에 설치된 라이시미터(UGT, Germany)는 표면적 1 m2, 깊이 1.5 m의 원통코어형으로 설치시 토양구조를 파괴하지 않은 비교란 밭토양이며 물의 증감(강수량, 증발산량, 관개량 등)은 무게 변화(로드셀)로 측정하여 물수지를 산정하였다. 지하유출량은 티핑카운터(tipping counter)로 1시간단위 평균 데이터로 측정하였으며 유거수량은 발생한 물량의 무게를 직접 측정하였다. 기상데이터는 라이시미터 시설 인근에 기상대를 설치하여 시간별 기온과 강수량 등의 데이터를 수집하였다. 청보리는 라이시미터 베셀 상부에 표준재배법으로 재배하였으며, 토성은 식질(식양토)과 사양질(사양토)의 처리구로, 물관리는 무관개와 적습관개 처리구를 두어 비교하였다. 실증발산량 분석하여 생육단계별 작물계수를 산정하고 기준증발산량을 반영하여 적정 물 필요량을 산정하였다. 청보리 재배기간(2020.10.∼2021.4.) 동안 물수지 분석 결과, 두 토성간 비교에서 총유입량(강수량+관개량)은 뚜렷한 차이는 나타나지 않았으며, 지하유출량은 식질(식양토) 처리구에서, 증발산량은 생육이 다소 좋았던 사양질(사양토) 처리구에서 높게 나타났다. 청보리 생육단계별(유묘기-분얼기-생육재생기-신장기-등숙기)의 작물계수는 0.80-1.00-1.00-1.30-1.17로 산정되었으며 총 물 필요량은 평년 319.5 mm, 2020∼2021년 348.9 mm로 산정되었다. 하지만 본 연구의 청보리 작물계수 및 물 필요량 산정값은 1년간의 연구결과로 다년간의 반복적인 시험을 통하여 보정할 필요가 있는 것으로 생각된다.
중량식 라이시미터 활용 참깨 재배시 토양특성에 따른 양분 유출량 평가
이찬욱(Chan-Wook Lee),이예진(Ye-Jin Lee),이슬비(Seul-Bi Lee),현병근(Byung-Keun Hyun),김양민(Yangmin Kim),조송래(Song-Rae Cho),송요성(Yo-Sung Song),오택근(Taek-Keun Oh) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
작물 생육에 필요한 필수 영양소가 농경지에서 유출되어 수계로 들어가면 오염을 유발하는 원인물질이 될 수 있기 때문에 작물생육에 요구되는 양 만큼만 공급하는 양분관리가 중요시 되고 있다. 본 연구에서는 투입된 비료 성분의 이동을 파악하기 위해 중량식 라이시미터에서 참깨 재배 시 토양 특성에 따른 양분 유출량을 산정하였다. 중량식 라이시미터는 국립농업과학원 토양수분이동 실험동에 위치하고 있으며 깊이 1.5m, 면적 1.0m² 의 스테인레스 재질의 원통이다. 시험 토양의 토성은 점토함량 18% 이상(식질), 점토함량 18% 미만(사양질)이었고, 식질 토양에 비해 사양질이 양분함량이 더 높은 토양이었다. 참깨(건백)는 2020년 5월 25일 정식하여 8월 24일 수확하였으며, 비료는 표준사용량(N-P₂O<SUB>5</SUB>-K₂O=2.9-3.1-3.2 kg 10a<SUP>-1</SUP>)을 시용하였다. 재배기간 동안 지표면 1.5m 아래로 배수된 물량을 tipping counter 를 통하여 측정하였고, 이 값에 양분 농도 분석치를 곱하여 양분 유출량을 산정하였다. 수확 후 참깨의 종자 중량은 식질에서 66.7 g m<SUP>-2</SUP>, 사양질에서 59.8 g m<SUP>-2</SUP>였으며, 종자를 제외한 지상부의 건중은 각각 351.1 g m<SUP>-2</SUP>, 321.8 g m<SUP>-2</SUP> 으로 식질 토양에서의 작물 생육이 양호하였다. 참깨 재배기간 중 식질에서의 양분 지하유출량(kg 10a<SUP>-1</SUP>)은 N, P, K 각각 5.64, 0.02, 0.41이었으며, 사양질의 경우 10.70, 0.02, 8.07 로 사양질에서 더 많았다. 동일한 비료량을 투입하였을 때, 토양 특성에 따라 양분유출 특성에 차이가 있는 것을 확인하였다. 따라서 토양의 시비관리는 토양의 비옥도와 유출에 미치는 물리적 특성을 고려할 필요가 있다고 판단된다.
밭토양에서 작물 재배 여부에 따른 양분 유출과 양분수지
조송래(Song-rae Cho),이예진(Ye-Jin Lee),이찬욱(Chan-Wook Lee),이슬비(Seul-Bi Lee),현병근(Byeong-Geun Hyun),김양민(Yang-min Kim),송요성(Yo-Sung Song),류철현(Chul-Hyun Ryu) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
지속적으로 경작을 유지한 농경지는 퇴비나 비료의 지속적인 공급으로 인해 양분이 집적될 수 있다. 집적된 양분이 환경으로 유출되면 수질오염 등 환경 부하를 높일 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 오랜 기간 경작하여 양분이 집적된 토양에서 작물 재배 여부에 따른 양분수지의 변화를 확인하였다. 실험을 위해 비교란 중량식 라이시미터를 이용하였으며, 토성은 양토이고, 토심 30cm 깊이에 경반층이 형성되어 있는 토양으로 인산이 집적된 상태였다. 라이시미터는 면적 1.0㎡ 높이 1.5m 크기의 원통형이며, 토양 내 양분 유동을 확인하고자 토양 깊이별로 토양용액 채취 장비를 갖추어 국립농업과학원 구내 시험포장에 설치하였다. 2019, 2020년 2년간 나지, 고추 2개의 처리를 하였으며, 고추 처리구는 비료 표준사용량을 화학비료로 처리하였다. 강수량은 기상청의 데이터를 활용하였다. 토양용액은 고추 재배 기간에 강우 후 처리구별로 채취하였으며, 용액 내 질소, 인, 칼리를 분석하였다. 양분수지는 토양으로의 양분 유입과 유출 값의 차이로 계산하였다. 시험 기간 중의 강수량은 2020년이 2019년에 비해 약 370mm 많았다. 유거수와 침출수에서는 나지가 고추보다 전반적으로 높은 유출 값을 보였으며, 양분수지에서는 2019년에는 고추가, 2020년에는 나지가 더 높게 나타났다. 평년 대비 강수량의 큰 차이가 나타나지 않았던 2019를 기준으로 작물 재배는 작물의 토양 양분흡수와 지표 피복으로 토양의 양분 유출을 줄이는 효과가 있었다. 농경지를 나지 상태로 유지하면 지속적으로 양분 유출이 일어날 수 있기에 작물 재배와 적정량의 양분공급으로 토양 양분이 순환될 수 있도록 관리가 필요할 것이다.
이태구(Tae-Gu, Lee),정하일(Ha-Il Jung),김명숙(Myung-Sook Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
조생종 벼는 목적에 따라 조기 이앙, 적기(보통기) 이앙, 만기 이앙 등 다양한 시기에 이앙하여 재배가 가능한 종이다. 이러한 조생종 벼에 대해 이앙시기에 따른 벼 특성에 관한 연구는 다수 있으나, 양분의 이동에 관한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에서는 조생종 벼 재배 시 이앙시기에 따른 양분 유출량을 측정하여 비교하였다. 연구에 사용한 벼 종자는 “조평(운봉42호)”를 사용하였고, 연구수행은 국립농업과학원 수분이동실험동에 설치된 중량식 라이시미터를 활용하여 수행하였다. 비료는 표준시비량을 기준으로 시비하였고, 담수는 연속관개를 통해 담수심 5 cm를 유지하도록 하였다. 연구기간은 2020년 5월부터 10월까지 수행하였고, 이앙 시기는 적기재배(5월 하순∼9월 상순)와 만기재배(7월 상순∼10월 중순)로 처리하였다. 재배기간 중 적기재배구의 유거수량은 806.8 mm 였고, 만기 재배구는 731.9 mm 였다. NH₄<SUP>+</SUP>-N의 유거유출량은 0.23 kg 10a<SUP>-1</SUP>(적기), 1.89 kg 10a<SUP>-1</SUP>(만기), NO₃<SUP>-</SUP>-N는 0.07 kg 10a<SUP>-1</SUP>(적기), 0.15 kg 10a<SUP>-1</SUP>(만기) 였다. 무기태 질소의 유거유출은 적기재배구보다 만기 재배구에서 많았으며 이는 작물의 활착이 잘 되지 않은 생육초기에 만기 재배구에서 유거유출량이 많았기 때문으로 판단된다. PO₄<SUP>3-</SUP>는 0.074 kg 10a<SUP>-1</SUP>(적기), 0.075 kg 10a<SUP>-1</SUP>(만기)로 처리에 따른 차이가 나타나지 않았다. 인산이온은 토양 내에서 흡착이 잘 되는 이온으로 이온의 형태로 유출되기보다는 대부분 토립자에 흡착된 상태로 유출이 일어나기 때문에 처리구간의 차이가 나타나지 않은 것으로 판단된다. 지하유출수량은 329.7 mm(적기), 27.5 mm(만기)로 처리구 간의 차이가 나타났다. NO₃<SUP>-</SUP>-N은 0.11 kg 10a<SUP>-1</SUP>(적기), 0.02 kg 10a<SUP>-1</SUP>(만기)로 적기 재배구에서 유출이 더 많이 일어났는데, 이는 지하유출수량에 따른 차이로 판단된다. 무기태 질소는 이앙시기에 따라 발생하는 유출량에 차이가 있었지만, 인산이온(PO₄<SUP>3-</SUP>)은 이앙시기에 따른 차이가 나타나지 않았다.