Fertility Evaluation of Upland Fields by Combination of Landscape and Soil Survey Data with Chemical Properties in Soil

토양 화학성과 지형 및 토양 조사자료를 활용한 밭 토양의 비옥도 평가

Evaluation method of soil fertility by application of geographic information system (GIS) which includes landscape characteristics and soil map data was investigated from productivities of red pepper and tobacco grown on the fields with no fertilization. Total 131 fields experiments, 64 fields of red pepper and 67 fields of tobacco were conducted from 22 and 23 fields for red pepper and tobacco, respectively, located at Cheangweon and Eumseong counties in 1996, from 20 and 25 fields at Boeun and Goesan counties in 1997, and 22 and 19 fields at Jincheon and Chungju counties in 1998. All the experimental sites were selected on the basis of wide range of distribution in landscape and soil attributes. Dry weights and nutrients (N, P and K) uptakes by red pepper plant and tobacco leaves were considered as basic fertility of the soil (BFS). The BFS was estimated by twenty-five independent variables including 13 chemical properties and 12 GIS data. Twenty-five independent variables were classified by two groups, 15 quantitative variables and 10 qualitative variables, and were analyzed by multiple linear regression (MLR) of REG and GLM models of SAS. Dry weight of red pepper (DWRP) and dry weight of tobacco leaves (DWTL) every year showed high variations by five times in difference plots with minimum yield and maximum yield indicating the diverse soil fertility among the experimental fields. Evaluation for the BFS by the MLR including independent variables was better than that by simple regression showing gradual improvement by adding chemical properties, quantitative variables, and qualitative variables of the GIS. However the evaluation for the BFS by the MLR showed the better result for tobacco than red pepper. For example the variability in the DWTL by MLR was explained 34.2% by only chemical properties, 35.0% by adding quantitative variables, and 72.5% by adding both the quantitative and qualitative variables of the GIS compared with 21.7% by simple regression with $NO_3-N$ content in soil. Consequently, it is assumed that this approach by the MLR including both the quantitative and qualitative variables was available as an evaluation model of soil fertility for upland field.

무비구 고추 및 연초의 생산력 검정으로 밭 토양의 비옥도를 평가하기 위하여 토양의 화학성 이외에 지형 및 토양도 조사자료가 포함된 지리정보시스템의 활용 가능성이 검토되었다. 고추재배 포장 64개소(96년 22개, 97년 20개, 98년 22개)와 연초재배 포장 67개소(96년 23개, 97년 25개, 98년 19개)를 포함한 전체 131개 경작지에서 포장이 1996년부터 1998년까지 3년 동안 충북 청원군, 음성군, 보은군, 괴산군, 진천군, 충주시 등 6개 군에서 다양한 비옥도 특성을 갖도록 선정되어 고추와 연초 각각에 대한 포장시험이 수행되었다. 무비구 고추 건물중과 연초 건엽중 및 양분(질소, 인산, 칼륨) 흡수량은 토양의 비옥도로 고려하여 13개 화학성과 12개 지리정보시스템 자료를 포함한 25개 독립 변수들로 평가하였다. 25개 독립변수들은 15개의 정량적 변수들과 10개의 정성적 변수들로 구분하여 SAS의 REG와 GLM 모델에 의한 다중선형회귀분석으로 비옥도를 평가하였다. 매년 선정된 시험포장의 무비구 고추 건물중과 연초 건엽중은 최대치와 최소치가 약 5배의 차이를 보이며 다양한 비옥도를 나타냈다. 비옥도에 대한 다중선형회귀 평가는 단일 지표에 의한 평가 신뢰도보다 양호하였으며 화학적 지표들 이외에 정량적 및 정성적 GIS 지표들을 포함시킴에 따라 더욱 증진되었다. 그러나 고추와 연초 두 작물간의 다중선형회귀 분석에 의한 평가결과는 차이를 보였으며 고추보다 연초의 평가에서 양호하였다. 실례로 다중선형회귀에 의한 무비구 연초 건엽중의 변이성 예측은 화학성들에 의해 34.2%, 정량적 GIS 변수들의 추가의 35% 그리고 정량적 및 정성적 변수들의 추가로 72.5%까지 설명되어 단일지표 $NO_3-N$에 의한 21.7%에 비하여 크게 증가되었다. 따라서 정량적 및 정성적 변수 둘다를 평가에 포함할 수 있는 다중선형회귀 분석에 의한 비옥도 평가는 보다 신뢰성 있는 접근방법으로 확인되었다.