토양개량제(PAM) 사용이 간척지 토양 물리성에 미치는 영향 = Effect of polyacrylamide on physical properties of soils from reclaimed land

국문 초록 (Abstract)

우리나라 간척지는 13세기부터 부족한 농경지 확보를 위해 조성되기 시작하여, 현재도 간척사업이 진행 중이다. 우리나라 경지면적의 약 9%는 간척지에서 이루어지고 있지만, 토양 내 높은 염분함량과 물리성 불량과 같은 특성들로 인해 작물재배에 어려움을 겪는다. 이러한 문제점의 개선방법으로는 전면 또는 부분객토, 관개를 이용한 제염, 토양개량제 사용 등이 있다.
본 연구는 토양개량제 중 polyacrylamide(PAM)의 사용이 간척지토양의 특성을 개선시키기에 적합한지 확인하기 위해 수행되었다. 연구를 위해 서해안 간척지인 서산시 석문면과 김제시 새만금지역에서 채취한 토양에 PAM을 0.2%, 0.4%, 0.6% (w/w)처리하였고 석고를 각 토양의 추천 시용량인 2140 kg ha-1, 4280 kg ha-1을 두 토양에 각각 처리하여 상추와 케일을 재배하였다.
내수성 입단화율은 두 토양에서 모두 control에 비해 PAM 처리구에서 높게 나타났으며, 농도별 유의차는 없었다. 석고처리 시 석문간척지 토양은 2140 kg ha-1, 새만금간척지 토양은 4280 kg ha-1 처리구에서 가장 높은 입단화율을 보였지만 PAM 처리가 이루어진 토양은 내수성 입단화율이 모두 80% 이상으로 큰 차이를 보이지 않았다.
물분산성 점토함량은 두 토양에서 모두 control에 비해 PAM 처리구에서 적게 나타났고, PAM 농도가 증가할수록 적어졌다. 석고처리 시 물분산성 점토함량은 석문간척지 토양은 2140 kg ha-1 처리구에서 감소, 4280 kg ha-1 처리구에서는 증가하였다. 새만금간척지 토양은 PAM 0.6%에 4280 kg ha-1 처리구를 제외한 모든 처리구에서 석고처리량이 증가할수록 물분산성 점토함량은 감소하였다.
석문간척지 토양에서 재배된 상추와 케일은 처리구별 건중량에서 비슷한 양상을 보였다. PAM 농도가 증가할수록 건중량이 증가하였으며 석고처리구에서는 2140 kg ha-1 처리구에서 증가하고, 4280 kg ha-1 처리구에서는 감소하였다. 새만금 간척지 토양에서 재배된 상추는 PAM 함량이 증가할수록 건중량이 늘어났으며, 석고처리에 대한 유의차는 없었다. 케일은 PAM 처리량이 증가할수록 건중량이 증가하였고, 석고처리구에서는 처리구별 유의차가 없거나 처리량이 늘어날수록 건중량이 증가하였다. 건중량과 내수성입단화율은 양의 상관관계를 나타냈고, 이 항목들과 교환성나트륨함량, 물분산성 점토함량은 음의 상관관계를 나타내었다. 결과적으로 PAM 처리가 두 토양의 물리적 성질을 개량하였고, 이로 인하여 식물생육을 증진시킨 것으로 판단되며, 토양에 PAM 0.6%와 적당량의 석고를 처리하는 것이 토양과 작물에 가장 효과적일 것이라 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Reclaimed lands have been prepared in order to make agriculture lands since 13th century in Korea. About 9% of the whole arable lands in Korea is reclaimed lands which have difficulties for crop cultivation due to high salt contents and poor physical properties. Partial or complete soil dressing, desalinization by irrigation and application of soil conditioners can solve some of these problems to some degree.
This study was conducted to identify the possibility of using polyacrylamide (PAM) as a soil conditioner in reclaimed lands. For that a pot experiment was carried out with soils from Seongmun and Saemangeum reclaimed land. Lettuce (Lactuca sativa L.) and kale (Brassica oleracea L, var. acephala) were cultivated with soils treated with PAM (0.2%, 0.4%, 0.6%) and gypsum (2140 kg ha-1, 4280 kg ha-1) for 5 weeks after transplanting. After harvest, lettuce and kale were washed, dried at 60℃ in the oven, ground, and analyzed for dry weight (DW) and total nutrient contents. Soil samples were also analyzed for general physicochemical characteristics, water stable aggregate (WSA) content, and water dispersible clay (WDC) content.
DW of lettuce and kale cultivated in the soils from Seongmun and Saemangeum reclaimed land increased with increased PAM content. DW also increased with increasing WSA content whereas it decreased with increasing exchangeable sodium and WDC contents.
WSA contents were higher with PAM treatment compared to control for both soils with no significant difference among PAM concentrations. WDC content decreased with increasing PAM concentration for both soils as expected.
These results showed that physical properties of soils from reclaimed land and plant growth were improved by PAM treatment. The most effective treatment was 0.6% PAM plus adequate amount of gypsum.

목차 (Table of Contents)

• 1장. 서언 1
• 2장. 연구사 3
• 2.1. 간척지 3
• 2.2. Polyacrylamide (PAM) 7
• 3장. 재료 및 방법 12
• 3.1. 공시토양 12
• 3.2. 공시작물 13
• 3.3. 개량제 처리 15
• 3.4. 토양 분석 16
• 3.5. 식물체 분석 19
• 3.6. 통계처리 19
• 4장. 결과 및 고찰 20
• 4.1. 간척지 토양의 이화학적 특성 20
• 4.2. 상추, 케일의 생육 실험 결과 22
• 4.2.1. 토양분석결과 22
• 4.2.2. 식물생육결과 38
• 5장. 요약 52
• 인용문헌 54
• Abstract 64