논토양에서 규산질비료 시용이 토양 환경에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 논 토양에서 규산질 비료의 성상이 다른 두 종의 규산질 비료의 토양 시비를 통한 토양의 화학적 특성 변화와 벼의 화학적 영양 성분을 평가하고자 수행하였다. 강원도 춘천시 소재 논 토양에서 두 종 (슬래그를 이용한 입상규산질 비료와 수용성 입상 규산질 비료)의 규산 처리 수준에 따른 토양환경 변화를 보기 위해 무처리와 관행시비, 처리 기준의 0, 1, 2, 4배 처리 후 토양 화학적 변화를 고찰하였다. 슬래그를 이용한 규산질 비료의 처리 시 토양 pH는 시험 전 토양 pH에 비하여 상승하였으나 수용성 규산염을 원료로 한 규산질 비료의 처리 시에는 pH의 변화가 나타나지 않았는데 이는 수용성 규산염의 처리 양이 적고 가수분해율이 적기 때문인 것으로 판단된다. 슬래그를 이용한 규산질 비료를 처리한 구의 토양 유효규산 함량은 15일과 35일까지는 슬래그를 이용한 모든 규산질 비료 처리 구에서 증가하였다. 하지만 처리 60일 후부터는 유효규산 함량이 감소하는 것으로 나타났으나 수용성 규산염을 원료로 한 규산질 비료의 경우에는 토양 유효규산 함량의 증가가 대조구와 비교하여 볼 때 매우 적게 증가한 것으로 나타났다. 슬래그를 이용한 규산질 비료 처리구에서는 처리량에 관계없이 무처리 구에 비해 치환성 칼슘과 유효 인산 함량이 증가하는 것으로 나타났으나 최고 수준 (4배)의 처리구에서의 유효 인산 함량은 비례적으로 증가하지는 않았다. 슬래그를 이용한 규산질 비료 처리구에서의 볏짚의 규산 함량은 무처리구와 관행 처리구에 비해 모두 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 규산질 비료를 처리함에 따라 규질비 (SiO₂/N)가 증가하였다. 관행 처리구와 슬래그를 이용한 규산질 비료 100% 처리시의 규질비는 각각 8.4와 11.5로 나타났다. 본 실험의 연구 결과를 통하여 슬래그를 이용한 규산질 비료의 토양시비는 토양의 화학적 성질 개선 및 수도 생육을 위해 바람직하나 수용성 규산질 비료의 경우에는 엽면 시비를 통한 액상 분무 등을 통하여 시비를 하는 것이 바람직하다고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Application of silicate fertilizers is typically practiced with several year’ interval to amend soil quality and improve rice productivity at the paddy field in Korea. Most of silicate fertilizers applied in Korea is slag-originated silicate fertilizer. Some water soluble silicate fertilizers are manufactured and commercially available. The objective of this study was to assess changes of soil chemical properties in paddy field by applying slag-originated silicate fertilizer and water soluble silicate fertilizer. Field experiment was conducted on a silt loam paddy soil, where four levels of each silicate fertilizer were applied in soil at the rate of 0, 1, 2, 4 times of the recommended levels. Application of slag-originated silicate fertilizer increased soil pH, while no significant pH increase occurred with the treatment of water soluble silicate fertilizers. Soil pH increased 0.4∼0.5 with the 1 time of recommended level of slag-originated silicate fertilizer. Available SiO₂ contents also significantly increased with the treatment of slag-originated silicate fertilizer at 15 and 35 days after treatment, while decreased after 60 days after treatment possibly due to rice uptake. Exchangeable Ca, Mg and available phosphate contents in soil increased with application of slag-originated silicate fertilizer, while a little increases for them were shown with the application of soluble silicate fertilizer. SiO₂/N ratios in rice straw for 1 time of recommended level of slag-originated silicate fertilizer was 11.5, while that of control was 8.4, which was much lower value. Throughout this study, soil application of slag-originated silicate fertilizer enhanced soil chemical properties, while water soluble silicate fertilizer application in soil needs further study resulting in a little effects on soil property.

목차 (Table of Contents)

• 서언
• 재료 및 방법
• 결과 및 고찰
• 요약
• 인용문헌

참고문헌 (Reference)

1 송요성, "벼에 대한 규산질비료의 시용량 및 시용주기 결정" 한국토양비료학회 40 (40): 356-363, 2007

2 조현종, "밭토양에 처리된 규산질 비료의 유효화와 교정효과" 한국환경농학회 23 (23): 104-110, 2004

3 김필주, "논토양에서 규산질 비료 시용에 의한 질소 시비 저감수준 평가" 한국토양비료학회 38 (38): 194-201, 2005

4 김창배, "논토양개량이 벼의 양분함량과 쌀품질과의 관계" 한국토양비료학회 35 (35): 296-305, 2002

5 김창배, "규산질비료의 매년연용이 벼수량, 양분흡수 특성 및 토양화학성 변화에 관한 연구" 한국토양비료학회 35 (35): 280-289, 2002

6 Kang, Y.S, "Workshop on silicate fertilizer use and development" 23-35, 2001

7 Nelson, D.W, "Total carbon, organic carbon, and organic matter" Soil Science Society of America 539-579, 1982

8 Takahashi, E.J., "The possibility of silicon as an essential element for higher plants" 2 : 99-102, 1990

9 Ponnamperuma, F.N, "The chemistry of submergence soils" 24 : 29-88, 1973

10 Lim, S.K, "Study on increase of slag utilization" Research report of National Institute of Agricultural Science and Technology 9-36, 1981

11 Park, C.S, "Studies on the relation between available silica content and the effect of silicate, the distribution pattern of available silica content and requirement in Korea paddy top soil" 13 : 1-29, 1970

12 Sommer,A.H, "Studies concerning the essential nature of aluminum and silicon for plant growth" Univ. California Publ 5-57, 1926

13 Kang, Y.K, "Silicon influence on growth and some physiological activities of rice" 24 : 1-17, 1982

14 Yoshida, S.Y., "Role of silicon in rice nutrition" 5 : 23-, 1959

15 Jung, B.G., "Monitoring project on agri-environment quality in Korea" National Institute of Agricultural Science and Technology 14-55, 2003

16 Hallmark，C.T., "Methods of soil analysis, Part 2 Chemical and microbiological properties" Soil Science Society of America 263-273, 1982

17 Olsen, S.R, "Methods of soil analysis, Part 2 Chemical and microbiological properties" Soil Science Society of America 403-430, 1982

18 RDA, "Methods for soil and plant analysis" RDA 135-142, 2000

19 Kim, J.Y, "Manufacturing and applications of soluble silicates" Hallyim publisher 45-345, 2011

20 Lim, S.U, "Interaction between silicate and phosphate fertilizers applied in paddy soils" 16 (16): 325-332, 1983

21 RDA, "Fertilization standard of crop plant" National Institute of Agricultural Science and Technology 1999

22 Jung, K.Y., "Effects of rice straw and wollastonite application on the growth and yield of rice plant" 18 (18): 148-155, 1985

23 Kim, C.B, "Effects of application of slag as silicate material on rice yield in normal paddy soil" 27 (27): 41-40, 1985

24 Kim, S.B, "Effect of silicon fertilizer application on the paddy rice and soil physiochemcial properties" National University 2008

25 Yoon, S.K, "Effect of silicate fertilizer resources" National Institute of Agricultural Sciences 216-232, 1970

26 Kim, C.B, "Changes in rice yield and soil physicochemical properties as affected by annual application of silicate fertilizer to the paddy soil" 19 (19): 123-131, 1986

27 Miller, W.P, "A micro pipette method for soil mechanical analysis" 18 : 1-15, 1987