Abstract
BACKGROUND: About 81% of nitrous oxide ($N_2O$) emissions from agricultural land to the atmosphere is due to nitrogen (N) fertilizer application. Mitigation of $N_2O$ emissions can be more effective in controlling biochemical processes such as nitrification and denitrification in the soil rather than decreasing fertilizer application. The use of urease inhibitors is an effective way to improve N fertilizer efficiency and reduce $N_2O$ emissions. Several compounds act as urease inhibitors, but N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) has been used worldwide. METHODS AND RESULTS: Hot pepper and chinese cabbage were cultivated in five treatments: standard fertilizer of nitrogen-phosphorus-potassium(N-P-K, $N-P_2O_5-K_2O$: 22.5-11.2-14.9 kg/ha for hot pepper and $N-P_2O_5-K_2O$: 32.0-7.8-19.8 kg/ha for chinese cabbage), no fertilizer, and NBPT-treated fertilizer of 0.5, 1.0, and 2.0 times of nitrogen basal application rate of the standard fertilizer, respectively in Gyeonggi-do Hwaseong-si for 2 years(2015-2016). According to application of NBPT-treated fertilizer in hot pepper and chinese cabbage, $N_2O$ emission decreased by 19-20% compared to that of the standard fertilizer plot. CONCLUSION: NBPT-treated fertilizer proved that $N_2O$ emissions decreased statistically significant in the same growth conditions as the standard fertilization in the hot pepper and chinese cabbage cultivated fields. It means that NBPT-treated fertilizer can be applied for N fertilizer efficiency and $N_2O$ emissions reduction.
본 연구는 고추와 배추 재배 시 요소분해효소 억제제 NBPT가 함유된 원예용 비료 시용에 따른 온실가스 저감 효과 구명을 위하여 경기도농업기술원 시험포장에서 2년간(2015~2016년) 수행하였다. 고추 재배기간 중 $N_2O$ 배출량은 연도별 기상환경에 따라 배출양상과 배출량에는 차이가 있었으나 처리별 저감효과는 통계적으로 유의하게 나타났으며, 3요소 표준시비(대조)에 비해 질소 표준시비 기비량 0.5배, 1.0배 해당량 NBPT 함유 원예용 비료 처리에서 각각 43%, 20% 적게 발생되었다. 고추 생육(초장과 줄기직경) 및 건고추 수량은 3요소 표준시비와 NBPT 함유 비료 NF0.5, NF1.0 처리구에서 대등한 경향으로 나타났다. 고추 정식 후 60일 토양화학성 중 질산태질소는 3요소 표준시비에 비해 온실가스 발생량이 적었던 NF0.5 처리구에서 적은 경향이었으며, 유효인산과 치환성칼륨은 NBPT 함유 비료 처리구와 3요소 표준시비 처리구가 대등한 경향이었다. 배추 재배지에서 발생하는 온실 가스 또한 재배기간 중 기상환경에 따라 $N_2O$ 배출양상과 배출량에는 차이가 있었으나 처리별 저감효과는 통계적으로 유의하게 나타났으며, 3요소 표준시비에 비해 질소 표준시비 기비량 0.5배, 1.0배 해당량 NBPT 함유 비료 처리에서 온실가스가 각각 58%, 19% 적게 발생되었다. 배추 정식 후 60일의 토양 중 화학성 변화에서 질산태질소와 전기전도도는 3요소 표준시비에 비해 온실가스 발생량이 적었던 질소 표준시비기비량 0.5배 해당량 NBPT 함유 비료 처리에서 적은 경향이었으며, 유효인산과 치환성칼륨은 NF0.5, NF1.0 처리구에서 적은 경향이었다. 배추 식물체 질소 이용효율은 처리간 유의한 차이가 없었으며, 배추 수량은 3요소 표준시비 7,936 kg/10a와 질소 표준시비 기비량 1.0배 해당량 NBPT 함유 비료 처리에서 대등하게 나타났다. 이와 같이 고추와 배추 재배지에서 요소분해효소 억제제 NBPT 함유 비료를 시용하면 표준시비와 같은 생육상황에서 온실가스 저감효과를 볼 수 있는 것으로 분석되었다.
