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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.27 No.2 pp.226-230
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2015.27.2.226

Effect of Fertigation by Soil Testing Application Level on the Growth of Young Jujube Tree and Soil Chemical Properties on Sprinkler Type Irrigation

Gyeong-Ja Lee†, Bo-Goo King, Ki-Sik Kim
Jujube Research institute, Chungbuk Agricultural Research and Extension Services, Boeun 376-872, Korea
Corresponding author: (Phone) +82-10-6424-1653 gyeongja@korea.kr
October 17, 2014 May 27, 2015 May 27, 2015

Abstract

This study was carried out to evaluate the effect of fertigation cultivation by soil testing using sprinkler type irrigation on the jujube young tree growth and soil chemical properties. The one year old jujube tree was planted at field in 2012. The experiment was performed from 2012 to 2013. The experiment treatments were designed as the fertigation 50%, 75%, 100%, 125%, 150% and solid fertilizer 100%, based on the recommended application level of soil testing. The stem length and stem diameter of young jujube tree were the highest in fertigation 125% and 150% plot. The contents of T-N, P, K, Ca and Mg of jujube tree leaves collected in August were 21.7 ~ 25.5 g/kg, 1.97 ~ 2.10 g/kg, 26.8 ~ 30.5 g/ kg, 7.64 ~ 8.71 g/kg and 2.31 ~ 3.05 g/kg, respectively. The contents of total nitrate, phosphate, potassium and magnesium in the jujube leaves were higher in collected leaves in August than in October. In collected soil after experiment in 2013, pH value were lower than that before experiment. whereas, electrical conductivity, nitrate nitrogen and exchangeable potassium were higher.


스프링클러 관개시 토양검정시비량에 의한 관비재배가 대추 유목의 생육과 토양 화학적 특성에 미치는 영향

이 경자†, 강 보구, 김 기식
충청북도농업기술원 대추연구소

초록


    Rural Development Administration
    PJ00883001

    최근 대추는 생과로 판매되면서 고소득 과수로 각광을 받 고 있다. 2012년 우리나라 대추 생산량은 9,509 톤으로 2007 년 대비 23% 증가하였고, 생산액은 764억원으로 2007년 대비 22% 증가하였다(KFS, 2012). 과거에 대추는 약리재료나 식품 의 보조자재로 건대추로 유통되었으나, 최근에는 생대추가 과 실로 유통되면서 소비자에게 많은 관심을 받고 있다. 그러나 대추는 다른 원예 과수에 비하여 재배법에 관한 연구가 거의 이루어지지 않았다. 지금까지 대추에 관한 연구는 품종선발에 관한 연구(Kim et al., 1980; Kim et al., 1981; Kim et al., 1988), 병해충 방제에 관한 연구(Bak and La, 1993; Jee et al., 1998) 및 재배 실태 조사에 관한 연구(Kim et al., 1989; Lee et al., 2014)가 일부 수행 되었다. 보은 지역 대추재배농 가는 대부분 생과로 생산하여 직거래 판매로 고소득을 올리고 있다. 과실의 품질을 높이기 위하여 비가림 하우스 시설 뿐 만 아니라 스프링클러 관수시설을 설치하여 재배하고 있다. 특히 관개를 위한 스프링클러 시설은 하우스 재배 뿐 만 아니라 노 지재배에서도 대부분 설치되어 있으나 물을 주입하는 관개용 으로만 이용하고 있는 실정이다. 관수 시설을 이용하여 관개와 시비를 동시에 할 수 있다면 시설의 효율성을 증가 시키고 작 물이 필요로 하는 시기에 양분과 수분을 동시에 공급함으로서 양분의 이용 효율을 높일 수 있다(Hanson et al., 2006; Kang et al., 2003; Park et al., 2002). 그러나 관비를 과잉 공급할 경우 작물이 흡수하고 남은 양분은 토양에 축적되거나 지하로 용탈되어 지하수를 오염시킬 수 있다(Jung et al., 1996; Lee et al., 2005; Lee et al., 2006; Yun et al., 1993). 우리나라 에서 관비에 관한 연구는 과채류에 관한 연구(Jung et al., 2010; Lee et al., 2007)와 과수(Kang et al., 2010; Kang et al., 2011; Park et al., 2004)에 관한 연구가 일부 수행되어져 있는데, 이들 연구는 모두 점적관수 라인을 이용한 관비 연구 이다. 관비는 시설의 활용도를 높이면서 물과 양분을 동시에 공급할 수 있어 노동력을 절감시킬 수 있는 방법이 될 수 있 다. 대추재배농가 대부분은 스프링클러 방식의 관수시설이 설 치되어 있으나, 관비 효율성 연구가 수행되어 있지 않다. 다른 작물에서는 주로 점적관수 방식을 이용하여 물관리를 하고 있 는데, 점적관수 방식과 스프링클러 관수 방식은 물의 퍼짐 정 도가 완전히 다르기 때문에 관비로 시비할 경우에 효율성이 다르게 나타날 수도 있을 것이다. 따라서 본 연구는 스프링클 러가 설치되어 있는 대추 재배 포장에서 대추 유목에 대한 적 절한 관비 수준을 설정하는데 기초자료를 얻고자 토양검정 시 비량을 기준으로 관비수준을 달리하여 대추 유목에 대한 수체 생육 및 토양 화학성에 미치는 영향을 조사하였다.

    재료 및 방법

    재배방법

    본 연구는 충청북도 보은군에 소재한 대추연구소 연구포장 에서 수행하였다. 시험포장의 토양통은 제천통이고, 미사식 양 질토양이었으며, 경사가 3 ~ 4% 정도로 경사가 심하지 않으며, 유효토심이 낮고 배수등급은 약간 양호한 토양이었다. 시험전 토양의 화학적 특성은 Table 1과 같았다. 시험전 토양은 한국 토양정보시스템(NAAS, 2012)에서 추천하는 대추나무 재배토 양의 적정함량(pH 6.0 ~ 6.5, OM 25 ~ 35 g/kg, Av.P2O5 300 ~ 400mg/kg, K 0.40 ~ 0.80 cmolc/kg, Ca 4.0 ~ 7.0 cmolc/kg, Mg 1.0 ~ 2.0 cmolc/kg)에 비하여 양분함량이 다소 적은 토양이었 다. 대추나무는 보은지역 대추재배농가에서 구입한 복조 품종 1년생으로 2012년 4월 20일에 재식거리 4 ×2m 간격으로 식 재하였다. 식재한 대추나무는 지표에서 2~ 3개 눈만을 남겨두 고 자른 후 발아된 가지 중 하나만 주지로 선택하여 유목으로 키웠고, 나머지는 제거 하였다. 2012년 6월에 관개를 위한 스 프링클러를 설치하여 시험에 이용하였다. 스프링클러시설은 묘 목을 지지하기 위해 설치된 2m 50cm 정도 되는 지주대의 상 단에 관수라인을 설치하고, 주간 사이에 1개씩의 클러를 설치하 여 지상에서 30 cm 내외의 높이에서 물이 분사되도록 하였다. 시 험 처리구는 질소, 인산 및 칼리의 비료를 토양검정 시비량을 기 준으로 관비 50%(Fertigation(F)50), 관비 75%(Fertigation(F)75), 관비 100%(Fertigation(F)100),관비 125%(Fertigation(F)125) 및 150%(Fertigaton(F)150)와 고형비료 100%(Solid Fertilizer(S)100) 를 두고 시험을 수행하였다. 관비 처리구에서 인산비료는 토 양검정 추천 시비량을 고형비료 형태로 기비로 전량 시용하였 고, 질소 및 칼리비료는 관비 형태로 6월 초순에 60%, 7월 하순에 40% 시용하였다. 대조구인 고형비료 100% 처리구에 서는 질소, 인산 및 칼리에 대한 토양검정 추천 시비량을 기 준으로 하여 고형비료 형태로 시용하였다. 인산비료는 기비로 전량 시용하였고, 질소 및 칼리비료는 6월 초순과, 7월 하순에 각각 60% 및 40%를 시용하였다. 인산비료는 용과린을 사용 하였고, 질소 비료는 요소, 칼리비료는 황산가리를 사용하였다. 퇴비는 시중에 유통되는 부숙유기질 비료를 구입하여 4월 10 일에 시용하였다. 부숙유기질 비료의 주된 원료는 코코피트, 피트모스, 미강, 유박 등이었고 가축분이 혼합되지 않은 퇴비 였다. 투입량은 제조사에서 추천하는 과수 유목에 대한 투입 량을 기준하여 나무 한 그루당 7 kg씩 나무주변에 뿌리고 흙 과 골고루 섞어 주었다. 퇴비의 화학적 함량은 Table 2와 같다.

    조사 및 분석

    대추 유목에 대한 생육 상황을 파악하기 위하여 유목의 줄 기의 길이와 직경을 2012년 및 2013년 각각 과실비대기인 8 월 24일 및 8월 26일에 조사하였다. 대추 잎의 양분함량은 2013년에 과실비대기인 8월 26일과 수확기인 10월 16일에 나 무의 3 ~ 5번째 가지에 달려 있는 잎줄기의 잎을 채취하여 분 석에 이용하였다. 대추나무의 엽록소는 8월 26일과 10월 16일 에 Chlorophyll meter (SPAD-502Plus, Minolta, Japan)을 이 용하여 잎줄기의 중간 부분 잎에 대한 엽색도를 측정하였다. 시험전 토양의 화학적 특성은 2012년 4월 18일에 채취하여 분석하였고, 시험후 토양은 2012년과 2013년 각각 10월 29일 및 10월 21일에 채취하여 분석하였다. 토양 화학성 분석은 농 업과학기술원 토양 분석법에 준하여 실시하였다(NIAST, 2000). 토양의 pH와 EC는 풍건토양과 증류수를 1 : 5 (W/V) 의 비율로 혼합하여 30분간 진탕한 후, pH는 pH meter (Orion 3 Star, Thermo, USA)로 측정하였고, EC는 Conductivity meter (YSI-3200, YSI Incorporated yellow springs, USA)로 측정하여 5배한 값으로 나타내었으며, 유효인산은 Lancaster법 으로 비색측정 하였다(Cary 100, Agilent Tech., Australia). 질산태 질소는 Kjeldahl 법으로 측정하였고, 양이온인 K는 1 N ammonium acetate로 침출하여 원자흡광광도계(AU/AA240, Agilent Tech., Australia)로 분석하였다. 식물체는 70°C 건조 후 분쇄된 시료를 산분해 용액(HClO4 : H2SO4 = 10 : 1)으로 습식 분해하여 전 질소는 Kjeldahl법으로, 인산은 Vanadate 법 으로 그리고 K, Ca, Mg는 원자흡광광도계(AU/AA240, Agilent Tech., Australia)로 분석하였다.

    자료분석은 SPSS (SPSS version 12.0, SPSS Korea Inc.) 프로그램을 이용하여 95% 신뢰 수준에서 Duncan’s multiple range test로 수행하였다.

    결과 및 고찰

    유목 생육

    유목의 생육 현황을 파악하기 위하여 과실 비대기인 8월에 유목에 대한 줄기의 길이와 직경을 조사한 결과는 Table 3와 같다. 2012년의 줄기의 길이는 59~ 67 cm범위에 있었고, 직경 은 11.1~ 12.3 mm 범위로 관비 100%에서 가장 좋았으나 처 리 간 유의적 차이는 없었다. 2013년에 조사한 줄기의 길이는 136~ 163 cm범위에 있었고, 직경은 13.6~ 17.4mm범위로 비료 의 수준이 높은 관비 125%를 처리한 F125 및 관비 150% 처리한 F150구에서 다른 처리구에 비하여 좋았다. 동일양의 비료가 투입된 관비 100% 처리(F100)와 고형비료 100% (S100) 처리에서는 관비 100% 처리에서 고형비료 100% 처리 에 비하여 더 좋았다. 노지포도 점적 관수 재배에서 기비를 토양 표면에 처리한 후 추비를 관비로 시용할 경우 질소는 토 양검정시비량의 25% 수준, 칼륨은 토양검정시비량의 50% 수 준이 가장 좋았다는 보고(Kang et al., 2010; Kang et al., 2011)가 있다. 이것은 본 연구의 스프링클러 관개 시설에서 시 비량 전량을 관비로 처리한 것과는 달리 점적호수식 관개 시 설에서 기비는 고형비료로 토양 표면 처리하고 추비를 관비수 준별로 시용한 것으로 결과가 다르게 나왔을 것이라고 생각된 다. 스프링클러 관개방식은 살수 반경이 크고, 물의 수평적 이 동이 많아 동일 시간 내에 필요한 물의 양은 점적관수에 비하 여 많다. 따라서 근권의 반경이 작은 유목에 스프링클러 방식 으로 관비를 할 경우에는 나무 근권 주변으로 비료의 투입량 이 적게 되어 비료의 손실이 클 것이라고 생각된다. 그러므로 스프링클러 관개 방식에서는 관비 재배시 좀 더 많은 양의 비 료가 필요 할 수도 있을 것이라는 생각이다. 현재 보은지역 대추재배지에 관수 시설로 설치되어 있는 것은 스프링클러 방 식으로 점적호수 방식은 거의 없는 실정이다. 따라서 대추 재 배지에 관비재배를 적용하기 위해서는 스프링클러 방식을 활 용한 연구가 필요하다고 생각된다. 또한 대추에 대한 토양검 정 시비 추천량은 대추재배지 토양을 검정하여 만들어진 추정 치로서 실증 연구를 할 필요가 있다고 생각된다. 본 연구의 결과로 스프링클러방식의 관수시스템으로 유목기인 1 ~ 2년생 대추나무를 재배할 경우 토양검정 추천량의 125 ~ 150%의 관 비를 시용하는 것이 관행적으로 재배하는 고형비료 100% 처 리와 비교하여 생육이 더 좋았음을 알 수 있었다.

    대추 잎의 양분함량

    8월과 10월에 조사한 대추 잎의 양분함량은 Table 4와 Table 5와 같다. 과실 비대기인 8월 채취 잎의 양분함량은 TN 21.7~ 25.5 g/kg, P 1.97~ 2.10 g/kg, K 26.8~ 30.5 g/kg, Ca 7.64~ 8.71 g/kg, Mg 2.31~ 3.05 g/kg 이었다(Table 4). 8월에 채취한 대추 잎의 T-N, P, K 및 Mg 함량은 10월에 채취한 잎(Table 5)에 비하여 많았다. 평균값으로 비교시 관비 농도가 높은 관비 125%(F125) 처리 및 관비 150%(F150) 처리에서 양분함량이 다소 많은 경향 이었으나 유의적 차이는 없었다. Kim 등(2011)은 대추 잎의 영양성분을 분석한 결과 대추 잎 에 들어있는 주요 무기성분으로는 K, Ca 및 P이고 특히 K와 Ca 및 항산화성 물질이 다량 함유되어 있어 건강기능성 식품 재료가 될 수 있을 것이라고 보고하였다. 그러나 위의 연구결 과와 같이 대추 잎의 양분함량도 채취시기에 따라 달라지므로 식품재료로 활용할 경우에는 시기별로 잎의 영양성분 및 기능 성 물질을 좀 더 파악하고, 잎의 제거로 생길 수 있는 과실 품질 평가 등 좀 더 구체적 연구를 수행할 필요가 있다고 생 각된다. 잎에 대한 엽록소 함량을 알아보기 위하여 측정한 SPAD 값은 과실비대기인 8월에 38.2~ 39.3 범위에 있었고 (Table 4), 수확기인 10월에는 38.3~ 40.6 범위(Table 5)로 차 이가 없었다.

    시험후 토양의 화학적 특성 변화

    2012년과 2013년 각각 시험 후 토양의 화학적 특성은 Table 6과 같다. 2012년 시험후 토양의 화학적 특성은 시험전 토양에 비하여 pH 및 유효인산은 높아지고, EC와 질산태 질 소 및 치환성 칼륨은 낮아졌다. 2013년 시험후 토양은 시험전 토양에 비하여 pH는 낮아지고 EC, 질산태 질소 및 치환성 칼 륨은 다소 높아지는 경향을 보였다. 2013년 토양의 pH 및 유 효인산은 2012년 토양에 비하여 낮아지고, EC, 질산태질소 및 치환성 칼륨은 높아졌다. 처리 간에는 유의적 차이는 없었으 나, 단순 평균값으로 비교할 경우 관비 150%에서 가장 높은 것으로 나타났다. Lee 등(2006)은 점적호수에 의한 관개 방식 에서 양분함량이 서로 다른 토양에서 관비의 EC 수준을 N, P, K로 조절하여 토마토를 재배한 결과 양분함량이 낮은 토양 에서는 관비의 EC 농도가 높아도 토양중 양분함량이 축적되 지 않았으나, 양분함량이 높은 토양에서는 관비의 농도가 높 으면 토양중 양분함량이 크게 증가하기 때문에 토양에 따라 관비농도가 달라야 한다고 보고하였다. 본 연구에서는 Lee 등 (2006)의 주장과는 달리 시험전 토양의 비옥도가 다소 낮은 토 양이었음에도 불구하고 2013년에 관비농도가 적은 처리에서 시험전 토양에 비하여 EC 농도가 높아졌다. 이러한 결과는 시 용된 유기물 퇴비의 양분 함량에 의한 영향 뿐 만 아니라, 재 배 작목 및 작목의 양분 흡수량 차이 등 여러 가지 요인이 작용으로 달라 질수 있다. 또한 관개 방식 즉, 스프링클러 혹 은 점적관수에 따라 달라질 수도 있으므로 추후 좀 더 연구를 추진해야 할 것이라 생각된다.

    적 요

    본 연구는 스프링클러식 관개에서 관비재배가 대추 유목의 생육 및 토양 화학적 특성에 미치는 영향에 대하여 알아보고 자 수행하였다. 2012년에 1년생 대추나무를 시험포장에 식재 하고 2012년부터 2013년까지 시험을 수행하였다. 시험처리는 토양검정 추천 시비량을 기준으로 관비 50%, 관비 75%, 관비 100%, 관비 125%, 관비 150%와 고형 비료 100%처리를 두 었다. 대추나무의 줄기 길이 및 줄기 직경은 관비 125% 및 150%에서 가장 좋았다. 8월에 채취된 대추나무 잎의 T-N, P, K, Ca 및 Mg의 함량은 각각 21.7~ 25.5 g/kg, 1.97~ 2.10 g/ kg, 26.8~ 30.5 g/kg, 7.64~ 8.71 g/kg, 2.31~ 3.05 g/kg 범위 에 있었다. T-N, P, K 및 Mg함량은 8월에 채취된 잎에서 10 월에 채취된 잎 보다 많았다. 2013년 시험후 토양은 시험전 토양에 비하여 pH는 낮아지고 EC, 질산태 질소 및 치환성 칼 륨은 다소 높아졌다.

    Figure

    Table

    Chemical properties of the soil used in the experiment

    Chemical properties of the by-product compost used in the experiment

    Length and diameter of stem of young jujube tree

    †F, Fertigation; S, Solid Fertilizer
    ‡Values within the same column with same letters are not significantly different at level 5%

    Nutrient contents and SPAD value in leaves of jujube tree at fruit enlargements stage

    †F, Fertigation; S, Solid Fertilizer
    ‡Values within the same column with same letters are not significantly different at level 5%

    Nutrient contents and SPAD value in leaves of jujube tree at harvest stage

    †F, Fertigation; S, Solid Fertilizer
    ‡Values within the same column with same letters are not significantly different at level 5%

    Chemical properties of soil of after experiment

    †F, Fertigation; S, Solid Fertilizer; EC, Electrical Conductivity
    ‡Values within the same column with same letters are not significantly different at level 5%

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