가축액비의 영양성분 중 질소(N)는 환경적인 면과 사초수량을 고려했을 때 잠재력이 가장 높다. 본 연구는 추파용 연맥에 가축액비의 N 함량을 기준으로 시용수준을 달리하여 시용했을 때 추파용 연맥(Avena saliva L.)의 무기물 함량 및 질산태질소 함량 그리고 토양화학성분 변화를 구명하고자 7처리(화학비료표준구 $120kg\;N\;ha^{-1}$, 우분액비구 120, 240, $360kg\;N\;ha^{-1}$ 돈분액비구 120, 240, $360kg\;N\;ha^{-1}$)를 난괴법 3반복으로 배치하여 1997년 수원에서 수행하였다. 대조구와 비교하여 추파용 연맥의 무기물 함량은 액상분뇨의 시용량이 증가됨에 따라 증가되는 경향을 보였다. 추파용 연맥의 질산태질소 함량은 $1,881-2,605mg\;kg^{-1}$의 범위를 보였으며, 금비구>우분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$구>돈분액비 $240kg\;N\;ha^{-1}$구 순이었다. 액상분뇨의 시용량이 증가될 수록 토양중 치환성 양이온 함량이 높아지는 경향을 보였다. 토양중 전질소 및 무기태질소량은 액상분뇨 시용량에 따라 달랐는데 그 중에서도 돈분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$ 구에서 가장 높았다. 토양침투수중 질산태질소 농도는 시험기간중 심한 변이를 나타내지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 토양중 질소량은 돈분액비 $360kg\;N\;ha^{-1}$구, 돈분액비 $240kg\;N\;ha^{-1}$ 순이었다.
적절한 양분 관리와 식물 생육 증진을 위해 토양의 양분 수준을 반영하는 토양 센서가 요구된다. 토양의 양분을 모니터링할 수 있는 센서가 없으므로 전기전도도(EC) 센서를 토양의 양분 수준을 평가 하는데 사용할 수 있다. 센서 EC 값과 토양 온도, 수분 함량과 양분 함량과의 관계를 파악하면 EC 센서를 활용한 토양 양분 관리가 가능할 것이다. 그러나 센서 EC 값과 식물이 이용할 수 있는 양분의 관계는 구명되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 고추와 브로콜리의 생육 기간동안 요소 비료 처리가 토양 센서 EC 값에 미치는 영향을 평가하고 토양에 존재하는 식물 유효태 양분 함량을 예측하는 것이다. 재배기간동안 주기적으로 토양을 채취하여 pH, EC를 측정하고 유효태 양분 함량을 분석하였다. 센서 EC 값은 수분 함량이 높아질수록 증가하였고 비료부족 처리구의 EC 값이 가장 낮게 나타났다. 센서 EC와 실제 토양 양분 함량과의 상관관계를 파악하기 위해 주성분 분석을 실시하였다. 센서 EC는 질산태질소와 유효태 칼슘과 강한 양의 상관관계를 보였다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 인, 황, 질소와 같은 유효태 양분을 합한 값은 센서 EC 값과 관련이 있었다. 따라서 노지에서 EC 센서를 이용하여 양분 함량을 예측함으로써 적절한 양분 관리를 할 수 있을 것이다.
본 연구에서는 밭토양에서 녹비작물을 이용한 화학비료 대체기술을 개발하고자 2006년 가을부터 2007년 6월까지 농촌진흥청 국립식량과학원 환경포장에서 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 녹비작물 헤어리베치의 생초량은 5월 중순, 호밀은 4월 중.하순에 최대 생산성을 보였고 혼파비율에 따라서는 두과의 혼파 비율은 높은 혼파 3:1에서 전생육기간 동안 가장 높은 생산성을 보였다. 2. 건물중은 생초중과 유사한 경향으로 4월 중순부터 혼파 2:1과 3:1에서 호밀단파 수량보다 지속적으로 높았다. 3. 질소함량은 모든 처리에서 시기가 경과함에 따라서 낮아지는 경향으로 헤어리베치는 전 시험 기간 동안 3%이상을 나타내었고 호밀은 출수 후인 5월 상순부터는 급격히 감소하였으나 혼파구는 헤어리베치의 파종량이 많은 처리구에서는 5월 하순까지 2.2%이상의 질소함량을 나타내었다. 4. 헤어리베치의 질소생산성은 5월 상순경에 최대 생산성을 보였고 호밀은 4월 하순에 최대생산량을 보였다. 혼파 3 : 1에서는 4월 중순에 질소생산성을 10a 당 21.7 kg을 생산하여 옥수수 등의 후작의 화학비료 대체 가능성을 보였다. 5. 헤어리베치는 전 시험 기간동안 C/N율이 15이하였으나 호밀은 5월 상순부터 59로 급격히 높아졌다. 혼파 3:1은 높은 생산을 나타냈지만 모두 30 이하의 낮은 C/N율을 보였다. 6. 헤어리베치 단파구와 혼파구에서 유기물의 함량과 질산태질소의 함량이 증가하는 경향이었고 호밀구에서 반대경향을 나타내어 혼파는 유기물 증가와 질산태질소의 유실 경감에 기여한 것으로 생각되었다.
저온 조건하에서 추파 청예작물의 의한 질산태 질소 흡수 및 이용에 대한 대사기전을 규명하기 위해 호밀과 사초용 유채의 생육온도를 $5^{\circ}C$ 및 $25^{\circ}C$로 처리 후 뿌리를 양분하여 $14^N$과 $15^N$을 각각 공급하여 $15^N$의 식물체내 이동을 추적하였다. $5^{\circ}C$에서 9일간 호밀과 유채에 의해 흡수된 질산태 질소의 함량은 $25^{\circ}C$ 처리구에 비해 각각 59.3% 및 27.1%가 감소하였다. $25^{\circ}C$ 조건하에서 9일간 호밀 및 유채에 있어 흡수된 질산태 질소의 약 2.5% 및 7.6%가 뿌리로 전이되었고, $5^{\circ}C$ 조건하에서는 뿌리로 전이된 질산태 함량은 각각 3.8% 및 10.9%로 증가하였다. 목부를 통해 잎으로 전이된 질소의 함량은 $25^{\circ}C$ 조건하의 호밀 및 유채에서 개체당 각각 55.9 및 54.4 mg N이었으며, $5^{\circ}C$ 에서는 각각 22.1 및 38.8 mg N으로 저온 처리에 의해 목부를 통한 전이된 질소 함량은 각각 60.4% 및 28.8%가 감소되었음을 보여 주었다. 호밀과 유채 공히 체관부를 통해 잎에서 뿌리로 전이된 질소의 함량은 다른 경로를 통한 질소 전이량에 비해 가장 낮았으며, 저온 처리에 따른 전이량의 변화폭 역시 가장 낮았다. $25^{\circ}C$ 조건하에서 호밀 및 유채에 있어 총 흡수된 질소의 2.5% 및 0.5%이었으며, $5^{\circ}C$ 조건하에서 이 비율은 각각 5.2% 및 0.9%로 증가하였다.
알팔파 방목형 품종 Victoria와 건초형 품종 Vernal을 공시하여 실산태 새소 농도 0,2,4,8, 12mM의 다섯 수준으로 급여하여 파종 6주후 초기 생육시기에 지상부 부위별과 뿌리혹 건물증, 엽중 질산태 질소 환원 능력 및 축적 정도를 조사하였으며, 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. $NO_3$ ̄ 수준이 높아짐에 따라 지상부 건물중이 증가하였으나 NO($NO_3$)  ̄ 의 8mM과 12mM간의 차이는 없었다. 2. 두 품종 모두 8mM 이상의 NO$_3$ ̄ 수준에서 뿌리혹 착생이 현저히 억제되었다. 3. 엽 생체중당 nitrate reductase 활성은 $NO_3$ ̄ 수준이 증가함에 따라 높아졌으나 4mM이상에서는 차이가 크지 않았다. 4. 엽중 질산태 질소축적은$NO_3$ ̄ 의 12mM 처리시 크게 증가하였다.
본 시험은 질소다비에 의한 수단그라스계 교잡종중 Xtragraze II 품종과 비출수 품종인 Civa 1990 품종의 수량 및 질산염 함량을 조사하여 반추가축의 질산염중독 발생 가능성과 적정 질소시비수준에 대한 정보를 얻기 위하여 수단그라스계 교잡종 1번초를 공시하여 1995년 6월부터 9월까지 익산대학 동물사육장 시험포에서 실시하였다. 질소시비수준은 ha당 200kg-N, 400kg-N 및 600kg-N으로 하고, 인산과 칼리비료는 200kg씩 시용하였다. Xtragraze II 품종의 질산태질소 함량은 생육시기의 진전에 따라 감소한 반면에 Civa 1990은 거의 일정한 수준을 유지하고 있었으며, 두 품종 모두 200kg-N 수준에서는 전생육기 동안 안전수준을 유지하고 있었다. 400kg-N 이상에서는 중독 위험수준을 상회하고 있었으나 Xtragraze II는 출수 후 안전수준까지 감소한 반면, Civa 1990은 거의 일정한 수준으로 중독 위험수준을 상회하여 Xtragraze II 품종에 비해 Civa 1990 품종이 질산염 축적 정도가 더 높은 것으로 나타났다. 질산염 중독으로 부터 비교적 안전한 질소시비수준은 두 품종 모두 200kg-N 이하로 나타났다. 년간 질소 400kg 이상을 시용할 경우는 질산염이 중독 위험수준이상으로 축적될 수 있으므로 급여시에는 주의를 요한다.
액상 폐기물의 자원화 처리 방법의 하나로서 공해방지와 지력증강을 위하여 액상유우 분뇨의 호기성 처리기술을 실용화하는데 기초자료가 되는 액상유우 분뇨의 화학적 특성 분석 결과는 다음과 같다. 1)고액 분리하지 않은 액상유우 분뇨의 고형물 농도(TS)는 7.54(%wb), 산도(pH)는 6.92, 유기물 농도(TS)는 79.34(%TS), 화학적 산소 요구량(COD)은 81,300~96,500(mg/$\ell$), 암모니아태 질소(NH$_3$-N)는 1,690~2,300(mgfe), 및 질산태 질소(NO,-Pf)는 36.0-40.0(mg/$\ell$) 이었다. 2) 고액분리된 액상유우 분뇨의 화학적 특성은 우사형식, 분뇨배출방식, 고액분리기 종류 등에 따라 상이하며 고형물 농도는 4.43~7.95(%wb), 산도(pH)는 7.31, 유기물 농도(VS)는 74.57~79.93(%TS), 화학적 산소 요구량(COD)은 52,400~73,700(mg/$\ell$), 암모니아태 질소(NH$_3$-N)는 2,035~2,960(mg/$\ell$), 질산태 질소(NO$_3$-N)는 19.0~30.0(mg/$\ell$) 의 범위를 나타내고 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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