Reduction of Nutrient Infiltration by Supplement of Organic Matter in Paddy Soil

유기물 시용에 의한 벼논에서의 양분 유출경감

To establish the best rice cultivating system in the aspects of environment-loving agriculture, the amounts and patterns of nitrogen leached in the paddy soil were investigated with 7 treatments; Recommendation(R), Farmer's usual practice(FUP), Straw compost+chemical fertilizers reduced(SCF), Fresh straw+recommendation(FSC), Fresh cow manure(FCM), Cow manure compost(CMC), and no fertilization as Control(C). And SCF, FCM and CMC were applied with same amounts of total nitrogen to R. The infiltrated water samples were collected in ceramic porous cups which were buried at 60cm depth from the top. Concentrations of nitrate-N in irrigated water were $1.3mg\;l^{-1}$ on rice transplanting season when nutrients began to elute from paddy soil, and $0.4mg\;l^{-1}$ after breaking off irrigation. But it was $4-6mg\;l^{-1}$ in rice growing period. The maximum concentration of nitrate-N in leachate was not more than $7mg\;l^{-1}$ during rice cultivation. The amounts of nitrogen leached in R, FUP, SCF, FSR, FCM, CMC and C were 59, 63, 25, 41, 24, 27, $17kg\;ha^{-1}y^{-1}$ respectively. Nitrogen leaching was decreased to about 30% by supplement of fresh rice straw(FSC) to R. Furthermore, it was possible to reduce to over 50% of nitrogen leaching by reducing chemical fertilizer application(CF), or by substituting of chemical fertilizers with fresh cow manure(FCM) or cow manure compost(CMC). In added organic fertilizer treatments, the amounts of infiltrated nitrogen were less $13-46kg\;ha^{-1}y^{-1}$ than that of input by irrigation. This experiment showed that nutrients leaching was minimized by substitution of chemical fertilizers with organic fertilizer or by application of straw with chemical fertilizers in rice paddy soil and rice cultivation with suitable fertilizer management can work as a purifier rather than contaminator of water.

상수원 보호지역내 하상충적토, 사력질의 벼 재배 논에서 표준시비, 농가관행시비, 우분, 우분퇴비, 볏짚퇴비+화학비료감비, 볏짚환원+표준시비 그리고 무비구의 7 처리를 하여 벼 재배 과정 동안 비료성분의 지하 용탈특성을 조사, 분석한 결과는 다음과 같다. 관정수중의 질산태 질소의 농도는 인근 농경지로부터 시비질소의 유입이 시작된 이앙일에는 $1.3mg\;l^{-1}$, 물떼기 이후에는 $0.4mg\;l^{-1}$로 낮았으나 벼생육기에는 $4{\sim}6mg\;l^{-1}$로서 상대적으로 높은 농도를 유지하였다. 벼 재배기간 동안 침출수 중 질산태 질소의 농도는 농가관행구가 가장 높았으나 최고 농도는 $7.1mg\;l^{-1}$로서 음용수의 질산태 질소 한계농도인 $10mg\;l^{-1}$보다 낮았다. 표준시비, 농가관행, 퇴비+화학비료 감비, 볏짚환원+표준시비, 우분, 우분퇴비, 무비구의 벼 재배기간중 질소의 총 투입량은 각각 163, 202, 181, 224, 147, 153, $44kg\;ha^{-1}$이었으며 처리별 질소의 지하 용탈량은 각각 59, 63, 25, 41, 24, 27, $17kg\;ha^{-1}$로서 퇴비+화학비료 감비나 우분이나 우분퇴비로서 화학비료를 대체한 처리는 표준시비나 농가관행 시비구에 비교하여 질소의 지하 용탈을 50%나 줄일 수 있었으며 볏짚환원+표준시비구는 화학비료만 시용한 표준시비구에 비교하여 투입된 질소의 양은 많았지만 지하 용탈량은 30%나 적었다. 또한 화학비료만 사용한 표준시비구나 농가관행구를 제외한 나머지 유기물 시용구에서는 관개수로 논에 곰급된 질소의 양보다 논으로부터 지하로 용탈된 질소양이 $13-46kg\;ha^{-1}y^{-1}$나 적어 화학비료와 함께 유기물을 투입하거나 우분이나 우분퇴비로서 질소비료를 대체한 경우 벼농사는 수질 오염보다는 오히려 질소성분을 $13-46kg\;ha^{-1}y^{-1}$나 정화하는 공익적 기능이 있는 것으로 조사되었다. 조사기간 동안 전처리구의 침출수와 관정수에서 인산은 검출되지 않았으며, 칼리는 화학비료 시용량이 많은 추천시비구에서 공급량의 약 57%가 용탈되었고 유기물 처리에 의해 칼리의 용탈량을 크게 감소시킬 수 있었다. 이상의 결과를 통해 벼 재배기간 중 기존의 화학비료 위주의 시비체계에서 축산분뇨등을 효율적으로 이용함으로서 화학비료의 사용량을 줄이거나, 볏짚등 유기자원의 환원을 통해 양분의 지하용탈에 의한 수계오염 가능성을 크게 줄일 수 있을 것으로 조사되었다.