Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science (한국초지조사료학회지)

The Korean Society of Grassland and Forage Science (한국초지조사료학회)
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Effects of Application of Fermented Swine Manure with Additional Nitrogen Fertilizer on Productivity of Corn and Leaching of Nitrogen and Phosphorous in Corn Cultivation Soil

돈분발효 퇴액비 시용과 첨가적인 질소비료 시용이 옥수수의 생산성과 질소 및 인의 용탈에 미치는 영향

  • 최기춘 (농촌진흥청 축산과학원) ;
  • 조남철 (농촌진흥청 축산과학원) ;
  • 정민웅 (농촌진흥청 축산과학원) ;
  • 육완방 (건국대학교 동물생명과학대학)
  • Received : 2009.12.02
  • Accepted : 2010.01.15
  • Published : 2010.03.31
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Abstract

This study was conducted to investigate the effects of swine manure (SM) application with additional nitrogen (N) fertilizer on productivity of corn and environmental pollution in com cultivation soil. The experiment was conformed in lysimeter which was constructed with 30 cm diameter, and 100 cm height. Swine manures used in this study were the compost of swine manure fermented with sawdust (SMFWS) and soft rice hulls treated with high temperature and high pressure (SRH), and swine slurry (SS). The application rates of the additional N, as urea, with swine manure were 50 and 100 kgN/ha on each plot. This study was arranged in completely randomized design with three replication. DM yields in SM treatments with mineral N were increased significantly compared to those in SM treatment without mineral N (zero-mineral N) (P<0.05) and increased as the rate of mineral N application increased (P<0.05). DM yields in SMFWS and SS treatments with mineral 100 kgN/ha showed trends similar to those of chemical fertilizer (control) but higher than those of 50 kg N/ha. DM yields tended to be higher in SMFWS and SS treatments than in SRH treatment. Total N contents in SMFWS, SRH and SS treatments with mineral N were increased, compared with SM treatment without mineral N. N contents in SM treatments with mineral N were lower than those of chemical fertilizer treatment, but N content of chemical fertilizer treatment showed trends similar to that of SS treatments with mineral 100 kgN/ha. $NO_3$-N concentration in SM treatments with mineral N were increased significantly, compared to those in SM treatment without mineral N and in chemical fertilizer (P<0.05). $NH_4$-N concentrations in SMFWS and SS treatments with mineral 100 kgN/ha showed trends similar to those of chemical fertilizer, but higher than those of 50 kg N/ha. $PO_4$-P concentration in SM treatments with mineral N were increased significantly, compared to those in SM treatment without mineral N (P<0.05). $PO_4$-P concentration in chemical fertilizer treatment showed trends similar to that of SS treatments with mineral 100 kgN/ha. The concentrations of $NO_3$-N $NH_4$-N and $PO_4$-P increased as the rate of mineral N application increased (P<0.05). The concentrations of $NO_3$-N $NH_4$-N and $PO_4$-P were highly elevated in the concentrated rainy season in the early stage among experimental period. The maximum $NO_3$-N $NH_4$-N and $PO_4$-P concentrations in the leaching water were 3.46 mg/L, 1.11 mg/L and 0.14 mg/L, respectively.

본 연구는 돈분의 발효 형태에 따른 추가적인 화학비료가 옥수수의 생산성과 이에 의한 환경오염에 미치는 영향에 대한 연구로서 lysimeter에서 옥수수에 대한 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분 단독시용 및 추가적인 요소의 시용수준에 따라 $NO_3$-N $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 용탈에 의한 환경오염에 미치는 영향을 정확히 규명하여 가축분뇨의 자원화는 물론 가축분뇨에 의한 환경오염 방지대책 수립을 하고자 수행하였다. 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 첨가에 따른 옥수수의 건물수량은 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분 단독시용구보다 유의적으로 증가하였으며 추가적인 요소시용수준의 증가에 따라 증가하는 경향이었다. 톱밥발효돈분 및 액상발효돈분에 요소 100 kgN/ha 시용했을때의 건물수량은 화학비료 시용구와 비슷한 경향을 보였으며 50 kgN/ha 시용했을때 보다는 현저하게 높았다. 톱밥발효돈분 및 액상발효돈분 단독시용했을때의 건물수량은 팽연왕겨발효돈분 단독시용구보다 현저하게 증가하였다. 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 첨가에 따른 옥수수내 전질소 함량은 돈분뇨의 단독시용구보다 현저하게 증가하였다. 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 첨가에 따른 전질소함량은 화학비료처리구 보다 낮았으나 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 100 kgN/ha 첨가구는 화학비료 처리구와 비슷한 경향을 나타냈다. 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 첨가에 따른 용탈수에서 $NO_3$-N 농도는 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분 단독처리구와 화학비료 처리구의 보다 유의적으로 증가하였다. 톱밥발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 100 kgN/ha 첨가에 따른 용탈수에서 $NH_4$-N 농도는 화학비료처리구와 비슷한 경향을 보였으나 추가적인 요소의 50 kgN/ ha 처리구보다 증가하였다. 톱밥발효돈분, 팽연왕겨발효돈분 및 액상발효돈분에 각각 추가적인 요소의 첨가에 따른 용탈수에서 $PO_4$-P 농도는 돈분뇨 단독처리구보다 증가하였다 그리고 화학비료 처리구와 액상발효돈분에 추가적인 요소 100 kgN/ha 처리구는 비슷한 경향을 보였다. 그리고 $NO_3$-N $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 농도는 추가적인 요소시용수준이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며 시험기간동안 최고 $NO_3$-N $NH_4$-N 및 $PO_4$-P 농도 각각 3.46 mg/L, 1.11 mg/L and 0.14 mg/L를 나타냈다.

Keywords

References

  1. 농촌진흥청. 2001. 2001년 가축분뇨 자원화 및 이용에 관한 시험연구 과제 년말평가 및 결과 활용 자료.
  2. 나훈찬, 정민웅, 최연식, 최기춘, 육완방. 2006. 우분액비 및 톱밥발효돈분 시용이 사일리지용 옥수수 생산성 및 양분용탈에 미치는 영향. 한초지 26(4):177-186. https://doi.org/10.5333/KGFS.2006.26.4.177
  3. 신동은. 1999. 축종별 액상분뇨와 질소시용량이 양질조사료의 수량, 샤료가치 및토양특성에 미치는 영향. 서울대학교 박사학위논문.
  4. 최기춘, 육완방. 2000. 발효돈분 및 화학비료 시용이 사일리지용 옥수수의 생산성과 사료가치에 미치는 영향. 한국초지조사료학회지 20(1):41-48.
  5. 최기춘, 육완방, 윤창. 2008. 영년초지에서 돈분뇨의 시용형태가 목초생산, 토양성분 및 용탈수의 성분에 미치는 영향. 한국초지조사료학회지 28(4):331-340 https://doi.org/10.5333/KGFS.2008.28.4.331
  6. 임영철, 윤세형, 김종근, 김원호, 신재순, 육완방. 2005. 돈분액비 사용방법이 사료용 옥수수의 수량 및 $NO_3-N$의 용탈에 미치는 영향. 한국초지학회 학술발표회 심포지엄 pp. 202-203.
  7. AOAC. 1990. Official methods of ana1ysis(15th ed.). Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC.
  8. Campbell. C.M., M. Schnitzer, W.B. Stewart, J.V.O. Biederbeck and F. Selles. 1986. Effect of manure and fertilizer on properties of a Black Chemozem in southern Saskatchewan. Can. J. Soil Sci. 66:601-613. https://doi.org/10.4141/cjss86-060
  9. Daliparthy, J., S.J. Hervert, and P.L.M. Veneman. 1994. Dairy manure application to alfalfa; Crop response, soil nitrate, and nitrate in soil water. Agron. J. 86(6):927-933. https://doi.org/10.2134/agronj1994.00021962008600060001x
  10. Harmsen, G.W. 1961. $Einflu\beta$ von Witterung, Dungung und Vegetaton. auf den Stickstonffgehalt des Bodens. Landw. Forschung, Sh. 15, 61-74.
  11. Long, F.N.J. and H.I. Gracey. 1990a. Herbage production and nitrogen recovery from slurry injection and fertilizer nitrogen application. Grass Forage Sci. 45: 77-82. https://doi.org/10.1111/j.1365-2494.1990.tb02184.x
  12. Long, F.N.J. and H.I. Gracey. 1990b. Effect of fertilizer nitrogen source and cattle slurry on herbage production an nitrogen utilization. Grass Forage Sci. 45:431-442. https://doi.org/10.1111/j.1365-2494.1990.tb01968.x
  13. Li S. and S. Li. 2000. Leaching loss of nitrate from semiarid area agroecosystem. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao. 11(2):240-242.
  14. Macduff, J.H., S.C. Jarvis and D.H. Roberts. 1993. Nitrate leaching from grazed grassland systems. Paris, Nov. 1990.
  15. Madison, R.J. and J.O. Brunett. 1984. Overview of the occurrence of nitrate in ground water of the United States. pp. 93-105. In National water summary 1984. Hydrological events, selected water quality trends, and ground water resources. U.S. Geological Survey Water-Supply Paper 2275. U.S. Gov. Print. Office, Washington, DC.
  16. Power, J.F. and J.S. Schepers. 1989. Nitrate contamination of groundwater in North America. Agric. Ecosyst. Environ. 26:165-187. https://doi.org/10.1016/0167-8809(89)90012-1
  17. Rees, Y.J., B.F. Pain, V.R. Phillips and T.H. Misselrook. 1993. The influence of surface and sub-surface application methods for pig slurry on herbage yields and nitrogen recovery. Grass Forage Sci. 48:38-44. https://doi.org/10.1111/j.1365-2494.1993.tb01834.x
  18. Ruppert, W.M. Stichlmair, J. Bauchben, H.M. Blendl, A. Haisch, K. Hammer, U. hege, R. Juli, L. Melian, W. Number, J. Rieder, P. Rintelen, K. Rutzmoser, W. Weber, A Wurzinger and H. Zeisig. 1985. Daten und Impormationen zum Gulleeninsatz in der Landwirtschaft. Sond. Bayer. Landw. Jahrbuch 62. 8:899-966.
  19. Sommerfeldt, T.G., C. Chang and T. Entz. 1988. . Soil Sci. Soc. Am J. 52:1667-1672.