Abstract
Organic farming in Korea has mainly focused on producing vegetables in plastic film house and cereals in paddy field. For high productivity of vegetables and cereals, most Korean farmers have not applied crop rotation in the cropping system. Thus, this study was carried out to evaluate the effects of crop rotation on the yield of red pepper and green onion, the changes in soil fertility and the potential as green manure of rye and hairy vetch. Rye and hairy vetch were cultivated for winter season every year, and directly incorporated into the soil. The yield of red pepper fruits in organic farming using crop rotation (OFCR) decreased 23 to 36% compared with conventional farming system (CFS). Whereas, green onion showed the increased yield of about 13%. In OFCR, total carbon content of soil was higher, however available phosphate content lower than conventional farming. As a result of measuring the bulk density of soil, OFCR and CFS were 1.26 to $1.35Mg/m^3$ and 1.37 to $1.42Mg/m^3$, respectively. Carbon and nitrogen contents of microbial biomass in OFCR were obviously higher compared with the CFS. In the plot cultivated rye for winter season, the weed germination was strongly reduced (about 52 %). Balance of macro nutrient elements, nitrogen and phosphate, in the application of rye and hairy vetch had a minus value. For potassium, the output value was higher than the input one, therefore organic farming under red pepper-rye or hairy vetch systems requires applying additional potassium input. Also, we selected two hairy vetch varieties of cv. Hungvillosa and Ostsaat which can be adapt at Korea climate. In order to estimate a yield of green manures, the weight of shoot and root was measured. The ratio of shoot and root between rye and hairy vetch showed 0.88 and 1.91, respectively. The potential levels of nitrogen, phosphate and potassium which could be supplied from rye were 7.7, 7.8 and 21.9 kg/10a and from hairy vetch were 17.0, 8.6 and 22.9 kg/10a, respectively. So we recommend that cultivating hairy vetch, as a nutrient supplier, and rye, as an amendment to enhance the soil physical property, for winter season be practical method in Korea organic farming system.
유기농업 고추 및 파 재배를 위하여 겨울철 휴작기에 호밀 및 헤어리베치를 윤작하고 수량 및 토양비옥도, 녹비작물의 양분공급능력을 평가한 결과를 요약하면 다음과 같다. 유기농업 체계에 윤작을 도입하여 고추를 재배한 경우 수량은 관행농업 연작처리구 대비 유기농업 윤작처리구에서 64~77%로 나타났으며, 호밀을 환원한 처리구에서 수량이 감소하였으나 파 재배의 경우 유기농업 윤작처리구에서 13% 증수하였다. 토양이화학성 및 생물학적 특성 변화는 관행농업 연작처리구보다 유기농업 윤작처리구에서 토양탄소함량이 증가하였으며, 인산의 함량은 감소하여 인산이 집적된 토양에서 윤작을 도입하는 것이 바람직하였다. 또한 용적밀도는 관행농업구가 $1.37{\sim}1.42Mg/m^3$이었으나 유기농업구는 $1.26{\sim}1.35Mg/m^3$으로 물리적 성질이 개선되었다. 미생물체 탄소 및 질소량은 관행농업 연작처리구에 비해 윤작을 도입한 유기농업구에서 높았다. 호밀을 토양에 환원하지 않은 처리구에 비해 호밀을 환원하였을 경우 잡초발생량을 52% 경감시켰으며, 어저귀, 참방동사니, 바랭이와 같은 초종에서 발생억제효과가 뚜렷하였다. 고추재배시 유기농업 처리구에서 응애류의 밀도가 높았으며, 미소동물의 종다양성 지수도 관행농업 0.681에 비해 윤작처리한 유기농업구에서 0.961~1.901로 높게 나타났다. 녹비작물 윤작시 질소 및 인산 수지는 고추의 거의 0에 근접하였으나 칼리는 대체로 투입량에 비해 탈취량이 많아 별도의 칼리관리가 필요하였다. 녹비작물인 헤어리베치와 호밀의 지하부에 대한 지상부 비율을 조사한 결과 각각 1.91, 0.88로 호밀의 지하부 건물량이 높았다. 녹비작물의 양분공급 가능량은 질소, 인산, 칼리 각각 호밀은 7.7, 7.8, 21.9kg/10a, 헤어리베치는 17.0, 8.6, 22.9kg/10a이었다. 따라서 양분공급을 위해서는 헤어리베치를 윤작하고, 토양의 물리성을 개선하기 위해서는 호밀을 윤작하는 것이 바람직하였다. 헤어리베치 품종 중 겨울철 월동후 생존율 및 지상부 수량성이 좋은 Hungvillosa 및 Ostsaat 가 녹비작물로서 가치가 높았다.
