토양에서 유기자원의 무기화 특성을 구명하기 위하여 질소함량별로 볏짚, 우분퇴비, 균배양체, 유박, 아미노볼 등 총 5가지를 각각 처리하여 128일 동안 실내 항온배양실험을 실시하였으며, 이 분석결과를 질소 무기화 모형에 적용하여 유기자원의 질소 무기화 양상을 구명하였다. 항온배양 기간 동안 유기자원의 질소 순 무기화율은 질소함량이 가장 높은 아미노볼에서 가장 높았고, 질소함량이 가장 낮은 볏짚에서 가장 낮았다.잠재적 질소 무기화율은 전질소 함량과는 양의 상관관계(0.96)가 인정되었다. 무기화 속도상수 k는 유기자원의 유기물(-0.96) 및 탄소함량(-0.97)과 음의 상관관계가 인정되었다. 모형에 의해 추정된 1작기 동안의 질소 무기화율은 볏짚 6.6%, 우분퇴비 11.6%, 균배양체 30.9%, 유박 70.7%이었으며 아미노볼은 81.0%를 나타냈다. 질소 무기화율은 유기자원의 종류 또는 질소함량에 따라 다르게 나타나 질소 무기화율을 유기자원의 질소 공급 특성을 결정하는 지표로 사용할 수 있다. 질소함량이낮거나 발효과정을 거치는 퇴비 등의 유기자원은 퇴비화 과정에서 유기태 질소가 안정화되어 질소의 무기화율이 무발효 유기자원보다 낮으므로 시비량 결정시 양분공급의 목적보다는 토양 물리성 개량을 목적으로 사용하는 것이 바람직하다.
이 연구는 루브라참나무림과 레시노사소나무림의 질소 무기화율이 개벌후 어떤 변화를 보이는지에 관하여 조사한 결과이다. 토양상층부 15cm에서의 질소 무기화율이 비닐주머니에 토양을 배양하는 방법을 이용하여 1991년과 1992년 임목 생장 기간 동안(5월-10월) 조사되었다. 두 임목 생장 기간 동안 추정된 참나무림의 질소 무기화율은 개벌 처리구 67kg/ha, 무처리구 30kg/ha였고, 소나무림은 개벌 처리구 27kg/ha, 무처리구 13kg/ha였다. 총 질소 무기화율은 항상 참나무림이 소나무림보다 높았다. 배양전과 한달 배양후 토양으로부터 질산태 질소는 소나무림의 개벌 처리구에서 검출된 반면(두임목 생장 기간동안 평균 질산화율 : 3.3kg/ha), 두 임분의 무처리구와 참나무림의 개벌 처리구에서는 거의 검출되지 않았다. 연구 결과들은 두 임분내 이용 가능한 질소량에 상당한 증가가 개벌후 발생하였으며, 낮은 질산화율은 이 임분들에 질소 보유를 위한 중요한 작용일 가능성을 시사한다.
토양에 시용되는 각종 폐유기물들의 토양중 질소 무기화율을 알아보기 위하여 3종의 폐유기물(A:도시고형폐기물+하수슬러지, B:목재잔사, C:목재잔사+하수슬러지)를 토양에 처리한 뒤 12주 동안 $25^{\circ}C$ 호기조건에서 질소 무기화율을 조사한 결과, 초기 질산화율은 C 처리구가 다른 처리구에 비하여 높았다. 또한 무기화된 총질소량은 C 처리구에서 가장 많았으나 실험기간 동안의 질소 무기화율과 질산화율은 무처리구에서 높게 나타났다.
화학비료를 이용할 수 없는 유기농업에서의 양분관리를 위해서 녹비, 퇴비, 유박 등을 주 원료로 하는 유기질비료 등 다양한 유기물이 농경지에 투입되고 있다. 그러나 다양한 성분 및 탄소/질소비로 이루어진 유기물은 토양 중에서 분해되는 속도가 다르고, 토양수분함량, 통기성, 온도 등과 같은 토양조건에 따라서도 분해속도가 크게 차이가 난다. 본 실험에서는 유기농업에서 시비원으로 자주 이용하는 퇴비, 유박비료, 녹비조건의 알팔파 등을 이용하여 무기화율 및 양분이용률을 화학비료와 비교하였다. 농경지 투입시 유기물은 질소양분양(21kg N/10a)을 동일하게 투입하였으며 화학비료는 기비(전체량의 1/3)만을 투입하였는데 알팔파, 유박비료의 경우 노지조건에서 토양처리 후 1달 내에 가장 높은 무기화율을 보였으며 수분조건이 제한된 무기화통내에서의 무기화도 2개월 내에 대부분 이루어지는 것으로 나타났다. 수딘그라스를 2개월 재배한 결과 화학비료 질소 양분이용율은 70%, 탄질비가 낮은 유박 및 알팔파는 40%내외, 탄질비가 높고 분해가 어려운 가축분 왕겨퇴비는 10%에 불과했다. 즉 화학비료 대비 유기물 양분(질소)의 비효화 율은 알팔파는 60%, 유박비료는 54%, 퇴비는 14% 였다. 또한 화학비료(100%) 대비 인산 이용률(유박: 296%, 알팔파: 660%, 퇴비: 36%로, 인산의 이용율이 높은 것은 유기물로 투입된 인산의 량이 화학비료보다 낮아 상대적으로 유기물질에 의한 작물의 인산이용율이 높고, 화학비료는 토양중 고정화가 작물생육 초기에 일어나는데 비하여 유기물질은 서서히 분해되면서 작물에 흡수되어 인산이용율이 높은 것으로 추정된다. 수단그라스 1차수확 후 포장침수로 인한 생육불량으로 전 생육 과정을 통한 양분흡수율은 측정할 수 없었다.
우리나라에서 농가단위 경축순환농업 모델에 대한 조사와 농장내 순환구조에서 양분수지를 조사한 사례도는 미미한 실정이다. 이에 경축연계 자원순환 유기농업농가의 실천사례 발굴하고, 실천모델별 축산형태 및 경종형태를 조사하여 경종부분의 양분순환과 양분수지를 조사하고자 하였다. 발굴된 농가단위 경축순환농업 사례는 3가지 형태로 모두 한우를 11~21두 범위에서 사육하는 동시에 $15,510m^2$의 밭농사를 수행하는 농가, $8,019m^2$의 밭농사와 $8,250m^2$ 논농사를 동시에 수행하는 농가, $26,400m^2$의 논농사만 수행하는 농가들이었다. 각 모델에서 배합사료는 모두 외부에서 구입하고 있었으며 조사료의 자급율은 25 ~ 100%인 것으로 조사되었다. 특히, 한우 20두와 논농사 $26,400m^2$를 경영하는 농가에서 조사료(볏짚)의 100%를 자급하였고 동시에 한우사육과정에서 발생한 자급퇴비를 전량 논농사에 사용하여 유기농 벼농사를 유지하고 있었다. 밭농사를 함께 수행하는 농가에서는 자급퇴비 외에 외부로부터 유박비료 및 발효유기질비료를 구입하여 양분을 충당하고 있었다. 각 농가의 토양이화학성을 분석한 결과 pH는 5.49~7.61, 유기물 함량은 1.37~1.40%, 유효인산 함량 253.32~329.63 mg/kg, 칼륨 0.24~0.3, 칼슘 3.97~10.1, 마그네슘 0.89~1.77 $Cmol^+$/kg, CEC는 7.92~11 $Cmol^+$/kg 이었므며 토양내 잔류농약은 검출되지 않았다. 농가별로 발생한 우분퇴비의 성분 분석결과는 전질소 0.68 ~ 0.73%, 전인산 0.68 ~ 0.86%, 칼륨 0.70~0.78% 수준이었다. 각 사례농가별 투입한 실제시비량, 토양분석결과와 사용된 자재의 성분 분석결과를 이용한 시비처방법에 따른 시비량 및 표준시비법에 따른 시비량을 산출하여 3요소의 양분수지를 계산하였다. 이와 함께 유기질비료의 무기화율을 감안한 시비량도 산출하였다. 양분수지를 분석한 결과 3농가 모두 실제시비량은 3요소 모두 초과 되는 것으로 나타났으며, 특히 인산과 칼륨이 2배정도 초과되는 경향을 보였다. 그러나 투입된 자급퇴비 및 유기질비료의 무기화율을 감안한 시비량으로 환산할 경우에는 질소성분이 3농가 모두 부족한 것으로 산출되었으며, 인산과 가리 성분은 충분하거나 초과되는 것으로 계산되었다. 농장내 축산경영을 통해 발생하는 자급퇴비만을 이용할 경우에 경종부문의 양분수지를 산출한 결과를 보면 실제시비량 기준으로 질소는 56~186%, 인산은 90~346%, 칼륨은41~221%로 양분수지가 달라졌으며, 무기화를 감안한 기준으로는 질소는 16~53%, 인산은 52~197%, 칼륨은 41~221%로 양분수지가 달라졌다. 소규모 유기농가단위 경축연계 자원순환 모델 연구를 통해 유기경종농업이 유지될 수 있으나, 3요소별 양분수지의 불균형이 발생할 수 있는 것으로 조사되었으며, 유기질비료의 특성상 무기화율을 감안한 시비량을 적용할 경우에는 질소 성분의 부족과 동시에 인산, 칼륨 성분의 과다가 예측되었다. 따라서 이러한 성분의 불균형을 조정할 시비체계 연구가 필요한 것으로 판단되었다. 본 연구는 농촌진흥청의 "유기가축사양 및 유기 순환체계모델" 연구사업의 세부과제로 수행한 1년차 결과입니다.
유기농업에서 유기자원을 이용하여 적정량의 양분을 공급하기 위해서는 먼저 유기자원의 무기화특성을 고려하여야 한다. 토성, 기온, 재배형태 등 다양한 요인을 고려하면서 무기화모델을 이용하여 유기농업에서 많이 사용되고 있는 유기질비료와 작물잔사 등을 대상으로 잠재 무기화가능 질소량(PMN, Potentially mineralizabe nitrogen)을 추정하였다. 실험은 실내에서 항온 배양하여 유기자원별 질소 무기화 양상을 분석함으로서 대상 유기자원의 PMN 및 무기화 속도를 도출하였다. 실험재료는 팜박, 피마자박, 팽화왕겨, 토마토, 수박, 감자, 마늘 등 7종을 대상으로 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$ 조건에서 하였으며, 최대수분보유량의 60% 수준으로 하여 사양토 및 식양토 조건에서 실험하였다. 유기자원은 토양 100g에 질소 30kg/10a 해당량을 시용하여 112일까지 항온하였다. 토성별 무기화량은 식양토 보다 사양토에서 다소 높은 경향을 보였다. 또한 항온온도가 높을수록 무기화량이 증가하였다. 유기자원별로는 피마자박에서 높았고, 팽화왕겨는 낮은 경향이었다. 유기자원이 처리된 것에서 토양 자체의 무기화량을 뺀 순무기화량은 피마자박, 토마토잔사, 감자잔사가 항온초기부터 무기화가 진행되었으며, 수박잔사, 마늘잔사는 항온 초기에 음의 값을 가지는 유기화 과정을 거친 후 항온 60일에서 80일 사이에서 무기화가 진행되었고 팽화왕겨의 경우 항온 11일까지 유기화가 계속되었다. PMN 및 무기화속도를 추정하기 위하여 반응속도식을 이용하였으며, 모델의 적합도를 높이기 위하여 이중지수모형을 이용하여 매개변수를 결정하고 무기화경향을 예측한 결과 PMN은 피마자박>마늘잔사=팜박>수박잔사=토마토잔사>감자잔사의 순이었다. 또한 유기자원의 무기화량과 C/N율과는 부의 상관관계($r^2$=0.8653)를 나타내었다. 요소의 PMN(135.6mg/kg)에 대한 유기자원별 PMN의 상대적 비율은 피마자박이 100%, 팜박과 마늘잔사가 81%, 토마토, 수박 및 감자잔사가 28~65% 수준이었다.
벼 유기재배시 토양양분공급용으로 이용되고 있는 유기자재(금수강산골드)를 대조로 하고 식물성유기 자재(쌀겨팰렛), 동물성유기자재, 식물성과 동물성이 혼합된 유기자재를 질소 성분량(7kg/10a)을 기준으로 하여 이앙 20일전에 전량 기비로 시비하고 경운한 다음 동진1호를 시험품종으로 하여 2년연속 유기 자재와 벼를 재배하면서 일어나는 토양의 이화학적 특성과 벼 생육 및 특성의 변화를 시기별로 조사하였다. 시험 전 토양의 화학성은 전반적으로 유기물은 높고 인산함량은 매우 낮은 조건의 토양이었다. 관행유기자재(금수강산골드)는 20일경에 50% 무기화율을 보였으나, 식물성자재 40~60일경, 동물성자재와 혼합자재(식물성+동물성)는 60~80일경에 47~52% 무기화 정도를 나타내 식물성 자재의 무기화 속도가약 20일정도 빨랐다. 토양 중의 유기물 잔존함량은 식물성자재 > 혼합자재 > 동물성자재 > 관행 순이었으며, 토양 중의 전 질소 잔존함량의 경우 관행유기자재는 처리초기부터 빠르게 감소하는 특성을 보이나, 식물성자재와 혼합 자재는 시비초기와 거의 비슷한 수준을 유지하였고, 동물성 자재는 서서히 감소되는 경향이었다. 토양 물리성은 액상과 공극율 다소 증가되는 경향이었으며 식물성과 혼합유기자재처리구가 컸으며, 토양 유효 입단 형성력에 있어서도 유사한 경향이었다. 벼 수량 특성은 관행유기자재보다 1년차에는 3~9%의 낮았으나, 2년 연속처리를 할 경우 관행유기자재를 처리할 때와 동일한 생산성을 기대할 수 있었다. PME와 $\beta$-Glucosidase의 효소활성은 관행유기자재 < 식물성자재 < 동물성자재 < 혼합유기자재의 순으로 높은 경향을 볼 수 있었다.
경기도 양평지역의 유사한 토양 위에 조성되어 있는 41년생 리기다소나무와 낙엽송 조림지를 대상으로 질소 및 인 시비가 표토층(0~20cm)의 질소무기화에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 비닐주머니 매설법을 이용하여 질소무기화율을 측정하였으며, 시비수준은 대조구 (control), 저수준 시비구 [200 N kg/ha+25 P kg/ha(LNP)], 고수준 시비구 [400 N kg/ha+50 P kg/ha(HNP)] 등 세 처리 수준으로 하였다. 조사기간은 1996년 6윌 5일부터 1997년 6월 4일까지 1년간이었으며, 45일 간격으로 6회 배양을 실시하였다. 본 연구로부터 얻어진 결과들을 종합하면 다음과 같다. 배양초기 토양함수율은 리기다소나무 임분의 경우, 대조구가 32%, LNP 처리구가 28%, 그리고 HNP 처리구가 26%였으며, 낙엽송 임분의 경우 대조구가 31% LNP 처리구가 31% 그리고 HNP 처리구가 33%이었다. 조사기간동안의 평균 질소 무기화율은 두 수종 모두 배양시기간과 처리간에 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났으며, 대조구에 비해 시비처리구에서 무기화율이 높았다. 토양시료 배양기간 동안의 연간 질소 무기화량과 질산화량은 수종간 그리고 처리간에 통계적으로 유의적인 차이가 있었다. 연간 질소 무기화량의 경우, 리기다소나무 임분은 대조구가 10.6 kg/ha/year, LNP 처리구가 23.3 kg/ha/year, 그리고 HNP 처리구가 6.6 kg/ha/year였으며, 낙엽송 임분은 대조구가 2.0 kg/ha/year, LNP 처리구가 12.1 kg/ha/year, 그리고 HNP 처리구가 16.7 kg/ha/year 이었다. 연간 질산화량의 경우, 리기다소나무 임분은 대조구가 2.8 kg/ha/year, LNP 처리구가 7.6 kg/ha/year, 그러고 HNP 처리구가 4.3 kg/ha/year 였으며, 낙엽송 임분은 대조구가 4.3 kg/ha/year, LNP 처리구가 14.8 kg/ha/year, 그리고 HNP 처리구가 6.6 kg/ha/year 이었다. 조사기간 동안의 질소무기화량 가운데 질산화량이 차지하는 비율은 리기다소나무의 경우, 대조구가 26%, LNP 처리구가 33%, HNP 처리구가 65%였으며, 낙엽송은 대조구와 LNP 처리구가 >100%, 그리고 HNP 처리구에서 40%를 나타내어 낙엽송 임분에서 질산화가 더 많이 이루어진 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과는 산림생태계 내 유사한 환경하에서의 질소무기화 정도는 우점종이나 시비 등과 같은 산림시업에 의해서도 달라질 수 있다는 것을 암시하는 것이다.
토양검정에 의한 유기자원 시비처방 효과를 구명하기 위하여 양배추를 대상으로 처리별로 유기자원 시비량을 달리하여 포장시험을 실시하였다. 유기자원 시비량은 유기자원의 질소, 인산, 칼륨 성분함량에 무기화율을 적용하였다. 화학비료구와 비교하여 처리 1, 2구의 초장은 차이가 없었지만 엽색도는 처리 1구에서 높았다. 구고, 구폭, 구중은 처리 1구에서 화학비료구보다 높았고, 화학비료구는 무처리구보다 높았다. 양배추의 전질소, 전칼륨 함량은 화학비료구보다 처리 1, 2구에서 높았고, 전인산 함량은 처리 1구가 화학비료구보다 높았다. 건물중은 크기가 작은 무처리구에서 높았다. 질소의 양분이용효율은 20% 내외로 처리간 차이가 없었다. 인산의 이용효율은 화학비료구보다 처리 1, 2구에서 높았고, 칼륨의 이용효율은 처리 1구에서 화학비료구보다 높았다. 양배추 수확 후 토양의 양이온 칼륨의 함량은 유기자원을 시용한 처리 1, 2구에서 화학비료구보다 낮아졌지만 유기물, 질산태질소 및 전기전도도는 화학비료구보다 높아졌다. 인산과 칼륨의 토양 고정력은 화학비료 처리구에서 높았고, 양분이용효율은 유기자원 및 광물질을 처리한 구에서 높아 인산과 칼륨의 공급원으로 유기자원 및 광물질을 활용하는 것이 유리하다. 결론적으로 유기자원으로 시비한 처리 1, 2구에서 엽색도, 구고, 구폭, 구중 및 양분이용효율과 수확 후 토양 유기물, 질산태질소 및 전기전도도가 화학비료 대비 비슷하거나 오히려 높아졌다. 따라서 유기자원의 질소, 인산, 칼륨 성분함량에 무기화율을 적용하여 화학비료대비 질소는 180~200%, 인산은 100~130%, 칼륨은 185~250%를 사용한 처리 1과 처리 2는 양배추의 유기자원 시비 처방법으로 활용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.