Abstract
Objective of this research was to evaluate the fate of nitrogen and phosphorous in hydroponic waste solution from the plastic film house cultivation applied to the upland soil by column leaching and field experiment. The pH and EC of leachate were decreased by the reaction with the upland soil in the column leaching experiment. The EC and concentrations of $H^+,\;K^+,\;and\;{NH_4}^+$ of leachate were decreased as the column length (soil depth) was increased. But these were increased as the amounts of the hydroponic waste solution were increased field experiment growing red pepper (Capsicum annum L.) to monitor the nutrients movement using ion exchange resin capsule demonstrated that the nutrient concentration of soil solution was increased in the orders of $PO_4-P. Nitrate concentration of resin capsule inserted into the soil was relatively higher than other nutrients $(NH_4-N\;and\;PO_4-P)$ at the 45 cm of soil depth. The overall results demonstrated that the hydroponic waste solution could be recycled as plant nutrients to enhance fertility of soils. But nitrate leaching was a major factor for safe use of the hydroponic waste solution in soil.
본 연구에서는 폐양액의 토양 처리에 따른 토양의 이화학적 특성 변화를 조사하고 혼합이온교환수지를 이용하여 토양 깊이에 따른 양분의 이동 및 농도 변화를 평가함으로써 폐양액이 토양에 미칠 수 있는 영향을 평가하고자 하였다. 폐양액을 토양에 처리한 경우 토양 중 $H^+$ 이온과 폐양액의 양이온이 교환되어 토양을 통과한 폐양액의 pH와 EC는 감소하였다. 컬럼 시험 결과 폐양액의 EC, 암모늄테 질소 및 $K^+$는 컬럼 길이가 길어질수록 감소하였고 관주 횟수가 증가할수록 제거율이 감소하였다. 이러한 현상은 폐양액 중의 양분이 토양층을 통과하며 양이온교환용량을 포화시켰기 때문이며 따라서 토양의 양이온교환용량과 염기포화도는 폐양액의 처리 효율과 처리용량을 결정하는 주요인으로 판단되었다. 질산태 질소의 경우 초기 폐양액 농도의 약 2/3 정도가 감소하였고 컬럼 길이보다는 관주 회수에 더 큰 영향을 받았다. 인산의 경우 제거효율이 높았으며 대부분이 고정화 혹은 침전 반응에 의한 것으로 판단되었다. 고추재배 포장에 폐양액을 처리한 경우 질소 및 인은 $NO_3-N>NH_4-N>PO_4-P$ 순으로 토양 용액에 존재하는 것으로 조사되었고 질산태 질소의 경우 45 cm 깊이에서도 농도가 높게 나타나 지하수로의 이동 가능성을 확인할 수 있었다. 따라서 질산태 질소의 경우 폐양액의 토양 처리를 제한할 수 있는 주요한 인자로 작용하는 것으로 사료된다. 인산의 경우 30 cm와 45 cm 모두에서 농도가 낮게 나타나 표층에서 대부분이 제거되는 것으로 확인되어 인산 이온이 지하수로 유입될 가능성은 매우 낮을 것으로 판단되었다.
