Introduction
Materials and Methods
유기물원으로서 파쇄 케나프 투입
시험지 토양 분석
작물로서 케나프 재배 및 연차별 생육과 수량분석
실험설계 및 통계조사
Results and Discussion
파쇄 케나프 투입에 따른 간척지 토양의 연차별 이화학성 변화
파쇄 케나프 유기물원 투입에 따른 새만금 간척지 재배작물 케나프 생육 및 수량
Conclusions
Introduction
간척지란 바다나 호수의 주위에 둑을 쌓고 그 안의 물을 빼내어 만든 땅을 말한다. 새만금을 포함한 우리나라 간척지 면적은 개발 중인 면적을 포함하여 총 13만 5,100 ha 정도로 (Sohn et al., 2007; Lee et al., 2015) 파악되고 있다. 우리나라 대부분 간척지가 바다에서 유래한 관계로 대부분이 염이 높고 비옥도가 매우 낮아 농지 활용을 위해 정밀한 토양관리가 필요하다. 국내 최대 간척지인 새만금은 모래 함량이 높아 제염이 빠르게 진행되는 반면, 토양 화학성 개량은 상대적으로 어렵다 (Kim et al., 2016). 실제로 새만금 간척지 노출 후 시간 경과 별 염농도와 토양 화학성을 조사한 결과 2008년 토양 염 농도 4.69 dS m-1 (= 0.3%) 이하로 작물 재배가 가능한 면적 15.5%가 10년 경과한 2017년에는 92.8%로 확대되어, 기간 경과에 따라 토양 염농도가 큰 폭으로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다 (Ryu et al., 2020). 반면 토양 화학성 중의 하나인 pH는 시간 경과 후에도 큰 변화가 없었고, 유효인산이나 총 질소, 유기물 함량은 강우에 따른 용탈과 휘산, 시간 경과에 따른 산화 등의 영향으로 오히려 감소하고 있어 (Ryu et al., 2020), 새만금 간척지의 경우 제염관리 보다는 이화학성 개선 및 비옥도 증진이 작물재배 활성화에 있어서 중요한 요소임을 확인할 수 있었다. 새만금 등 간척지 개발에 있어서 최근 들어 수질 오염과 같은 환경 문제가 발생되고 있다. 간척지 주변 축사 등에서 배출되는 축산 분뇨 및 영농활동 중에 발생한 가능성이 있는 비점 오염원 관리 등에 있어서 상당히 민감한 반응이 나오고 있으며 작물 재배에 있어서도 최소 비료량 투입을 위한 연구 등이 진행되고 있다 (Bae et al., 2021). 실질적인 영농 행위를 위해 화학 비료나 축분 함유 퇴비의 토양 투입이 지속적으로 필요한데, 환경에 민감한 주체들은 이러한 투입의 전면적 금지까지 주장하고 있다 (Lee, 2002). 그러나 서두에서 언급했듯이 간척지 특히 새만금은 유기물 투입이나 화학성이 작물 재배에 있어서 불완전한 상태이기 때문에 유기물원의 공급이나 화학성을 높이기 위한 대안을 지속적으로 찾아야 하며 이 부분이 새만금에서 성공적인 농업 개발을 안착시킬 수 있는 중요한 요인으로 작용하고 있다. 케나프는 새만금 간척지에서도 ha 당 평균 20,000 kg 이상의 바이오매스 생산이 가능하며 80% 이하의 수량을 나타내는 토양 염농도가 4.2 dS m-1 정도로 중상 수준 이상의 내염성을 가지고 있는 것으로 확인되고 있다 (Kang et al., 2014). 간척지 토양의 효율적인 개량과 정상적인 작물 재배를 위해 유기물원의 투입이 필수인 상황에서, 환경 오염을 일으킬 수 있는 축분성 퇴비 대신 천연 유기물원으로서 충분한 바이오매스 투입량 확보가 가능한 케나프의 간척지 토양 개량 가능성을 확인할 필요가 있다. 이에 새만금 간척지에서 케나프를 직접 재배하고 이를 파쇄하여 토양에 투입한 후 토양의 물리 ‧ 화학성 변화와 작물 생육에 미치는 효과를 연차별로 분석하였다.
Materials and Methods
유기물원으로서 파쇄 케나프 투입
시험은 새만금 노출지인 김제시 광활면 간척지 시험포장에서 2019년부터 2021년까지 3년 동안 수행하였다. 간척지 토양환경 개선 및 작물 생육에 미치는 효과를 확인하기 위하여 시험 1년차인 2019년에 케나프를 간척지에서 직접 재배한 후 재배된 케나프를 트랙터 부착 파쇄기를 이용하여 간척지 포장에 직접 파쇄 투입하여 유기물을 공급하였다. 파쇄 투입 후 2 - 3년차에는 추가 투입 없이 유기물 투입이 토양 환경에 미치는 영향을 토양과 작물 생육 조사를 통하여 분석하였다. 케나프 파종을 위하여 4월에 플로우를 이용하여 시험포장을 2회 심경하고, 파종 1주일 전 토양 살충제를 살포한 후 경운 하였으며 트랙터를 이용하여 너비 120 cm, 배수로 30 cm의 이랑을 조성하였다. 파종은 5월 1일에 트랙터 부착 다목적 파종기 (BG-1500 BC5, Bulls Ltd., Korea)를 사용하여 줄뿌림 하였는데 줄 간을 20 cm로 하였고 파종량을 10 a당 3 kg으로 하였다. 품종은 다수성 만생종인 ‘홍마300’을 사용하였다. 간척지 초지 경작지에서의 수량을 확보하기 위하여 케나프 표준시비량인 N-P2O5-K2O = 12.0-11.8-10.2 kg 10a-1를 투입하였다. 표준재배 기술에 따라 재배한 후 11월 상순에 투입량을 확인하기 위하여 바이오매스 양을 산출하였는데 건물 3,018 kg 10a-1로 유기물원 투입량은 10 a 당 약 3,000 kg 정도였다. 유기물 투입은 전용 수확기가 없어 옥수수 자주식 베일러 (Kemper C3000, Anker Machinery Co., Ltd., Germany) 수확기를 대용하였는데 트랙터에 부착하고 수확기에 의해 분쇄된 수확물을 바로 포장에 살포하였다 (Fig. 1).
시험지 토양 분석
유기물로서 파쇄 케나프 투입 후 1년차 (2020년), 2년차 (2021년) 경과 시점에 토양 이화학성을 분석하였다. 시료는 한 개의 시험구 내에서 균일하게 10개소를 지정하여 측정하였는데 국립농업과학원의 토양화학분석법 (NIAST, 2000; NAS, 2010)에 기준하여 분석하였다. 토양시료는 지표 1 - 2 cm를 걷어내고 표토와 심토로 구분하고 토양 채취기로 채취하였다. 채취한 토양은 고르게 혼합하여 그늘에서 건조시켜 체별하고 시료봉투에 담아 분석시료로 사용하였다. 토양 pH와 EC는 풍건 토양과 증류수를 1:5 (w/v)로 혼합하고 30분 진탕 후 pH meter (Orien3 star, Thermo Scientific, USA)와 EC meter (ORION SYRT A212, Thermo Scientific, USA)로 각각 측정하였다. 토양 유기물 측정은 Tyurin법에 따랐으며 유효인산은 Lancaster법으로 측정하였다. 교환성 양이온 (K+, Ca2+, Mg2+, Na+)은 1 N CH3COONH4 (pH 7.0)으로 치환 추출하여 원자흡광분광광도계 (Atomic absorption spectrophotometer, Avanta PM, GBC Scientific Equipment Pty Ltd., Australia)로 분석하였다. 토양 중금속 (Cd, Cu, Pb, As, Zn, Ni, Cr)은 왕수 환류냉각 분해법으로 추출한 다음 ICP (Integra XL DUAL, GBC Scientific Equipment, USA)로 측정하였다. 토양 물리성은 토양경도, 토양공극, 작토심 등을 측정하였다. 측정은 작토심을 기준으로 A구역인 표토를 분석하였는데 지표 1 - 2 cm를 걷어내고 100 cm3 코어를 이용하여 5반복으로 채취하였다. 현장에서 작토심과 경도를 측정하였는데 작토층 깊이는 탐침봉을 이용하였고 디지털관입식경도계 (Eijelkamp, NL-19.33, Netherlands)를 이용하여 경도를 측정하였다. 토성은 비중계법 (hydrometer)으로 용적밀도, 삼상과 중량수분함량은 코어 측정법 (NIAST, 2000; NAS, 2010) 으로 5반복 분석하였다.
작물로서 케나프 재배 및 연차별 생육과 수량분석
간척지 내에서 유기물 투입 효과를 확인하기 위하여 작물을 재배하고 생육 및 수량을 측정하였다. 대상 작물은 중상 수준 이상의 내염성으로 간척지 적응성이 높아 유기물 처리에 의한 생육 및 수량 비교가 용이한 케나프로 하였다. 파종일은 5월 1일, 재식간격은 주간 20 cm, 조간 20 cm이었으며 기타 파종방법은 유기물원 확보를 위한 케나프 파종과 동일하였다. 처리내용은 비료나 유기물원을 투입하지 않는 무처리, 시비량 N-P2O5-K2O = 12.0-11.8-10.2 kg 10a-1를 처리하는 표준시비 처리, 표준시비의 절반을 투입하는 1/2 표준시비 그리고 비료 투입 없이 파쇄 케나프를 약 3,000 kg 10a-1 투입하는 천연 유기물원 투입의 4처리로 하였다. 시험은 2019년부터 2021년 까지 3년에 걸쳐 수행하였는데 천연 유기물원인 파쇄 케나프는 시험 1년차인 2019년 투입하고 2년에 걸쳐 생육 및 수량을 조사하였으며, 표준 및 1/2 표준시비는 토양 잔류량을 보정하여 매년 보강 투입하고 케나프를 재배하였다. 생육은 초장, 분지수, 줄기직경, 엽수, 엽장, 엽폭 등을 조사하였고 수량은 2 m2의 면적을 4반복으로 수확하여 생체 및 건물중을 측정한 후 1,000 m2로 환산하여 제시하였다. 또한 수확물의 품질을 평가하기 위하여 수확 전 식물체의 경도를 경도계를 이용하여 측정하였다.
실험설계 및 통계조사
포장시험은 난괴법으로 처리당 4반복으로 하였고 시험에서 얻은 자료는 SAS package program (ver 8.1)을 이용하여 분산 분석을 실시하였으며 처리 간의 평균 비교는 Duncan의 다중 검정으로 처리 간의 유의성 (p < 0.05)을 검정하였다.
Results and Discussion
파쇄 케나프 투입에 따른 간척지 토양의 연차별 이화학성 변화
시험에 사용된 파쇄 케나프의 무기성분 함량은 T-C 43.9%, T-N 2.49%로 탄질율 17.63이었다. P2O5는 0.31%이었고 K2O는 1.72%로 다소 높았으며 CaO 0.42%, MgO 0.24%를 함유하고 있었다 (Table 1). 유기물원으로서 파쇄 케나프 투입에 따른 간척지 토양 환경 개선 효과를 확인하기 위하여 토양의 이화학성 변화를 분석하였다. 토양 화학성은 유기물원으로서 파쇄 케나프 투입에 따라 연차별로 약간씩 개선되는 경향이 나타났다. 파쇄 케나프 투입 전 7.9였던 토양산도 (pH)는 투입 1년차 (2020년)에 7.2로 올라갔으며 투입 2년차 (2021년)에는 6.7까지 안정화되었다. 토양 pH가 높을 경우 토양 중 인산이 Ca2+와 결합하여 흡수할 수 없는 형태로 변하는 인산 불용화 (Lee et al., 2012a)나 질소비료가 N2 가스로 변환되는 탈질화 (Lee et al., 2012b)가 발생할 수 있기 때문에 토양 산도를 중성으로 유지함으로서 비료 투입의 역가 저하에 대한 우려가 상당부분 감소되었다. 토양 염농도도 점차 감소되는 경향이 나타났는데 유기물 투입 효과와 작물 재배에 의한 토양환경 개선 효과가 작용하여 투입 전 2.04 dS m-1이었던 염농도 (EC)가 1.22 dS m-1를 거쳐 투입 2년차에는 0.56 dS m-1까지 떨어져 재배 한계 염농도를 4.2 dS m-1로 보는 케나프 (Kang et al., 2014)에 있어서는 재배에 충분한 염농도가 유지되었다 (Table 2). 토양 유기물 농도도 상당히 빠른 속도로 증가하였는데, 몸체가 다공성 기질로 구성되어 분해에 필요한 공기나 수분을 보유하는 능력이 높아 토양 내에서의 분해가 빠른 케나프의 특성 (Lee et al., 2008)이 반영되었으며, 작물 재배가 이루어짐에 따라 재배 후 남겨진 잔여물 들이 분해되어 유기물화되는 작물 재배의 영향 (Han et al., 2011)도 반영된 것으로 판단된다. 파쇄 케나프 투입 전 4.6 g kg-1이었던 유기물 농도가 투입 1년차 작물 재배 후 토양에서 10.4 g kg-1으로 높아졌으며 투입 2년 경과 후에는 14.2 g kg-1으로 우리나라 일반 밭 토양 평균 유기물 농도 27.3 - 29.2 g kg-1 (Lee et al., 2021)에는 미치지 못했지만 상당히 빠르고 큰 폭으로 증가하고 있음을 확인할 수 있었다 (Table 2). 유효인산도 연차별로 증가하는 경향을 나타내고 있는데 투입 전 24 mg kg-1에서 투입 2년차 작물 재배 후에는 86 mg kg-1까지 증가하였다. 양이온 성분 중 K는 투입 2년차까지 간척지 토양 내 농도가 점차적으로 증가하는 경향을 보였고, Ca는 1년차에는 간척지 토양 내에서 증가하였으나 2년차에는 감소하는 경향으로 바뀌었다. 반면 Mg과 Na 등은 토양 물리성 개선에 따른 토양 배출이 증가하여 큰 폭으로 감소하였다 (Table 2). 이는 새만금과 이집트 간척지에서 유기물 투입시 Na 등이 감소한다는 보고와 일치하였다 (El-Shakweer et al., 1998; Bae et al., 2018). 유기물원으로서 파쇄 케나프 투입 후 연차별로 토양 물리성 변화를 조사하였다. 유기물이 토양 내에서 분해되는 비율이 점차 증가함에 따라 토양경도가 큰 폭으로 감소하였는데 유기물 투입 전 (2019년) 24.5 kg cm-2이었던 토양경도가 무투입 처리에서 작물 재배의 영향으로 약간 감소하기는 하였으나 그 폭이 크지 않았던 반면 파쇄 케나프 투입 처리에서는 투입 1년차 (2020년)에 19.6 kg cm-2로 20% 감소하였으며 2년차 (2021년)에도 19.1 kg cm-2로 투입 후 2년 연속 감소하였다. 이는 액비와 녹비작물 투입 후 수수 × 수단그라스 재배에서 간척지 토양물리성이 개선되는 경향과 유사하였다 (Choi et al., 2011; Yang et al., 2012). 유기물 투입 없이 표준시비한 처리에서는 토양 경도가 1년차 22.6 kg cm-2와 2년차 22.1 kg cm-2로 감소하기는 하였으나 역시 천연유기물원 처리에 비해서는 감소폭이 유의하게 적었다 (Fig. 2). 간척지 토양공극도 비슷한 양상으로 변화하였는데 토양공극이 처리 후 크게 증가한 처리는 역시 파쇄 케나프 투입 처리로서 투입 후 1년차 (2020년)에 투입 전에 비해 10.5%p 증가한 43%의 공극률을 보였다가 2년 차에는 유기물 분해가 촉진됨에 따라 투입 전에 비해 24.4%p 증가한 48.4%이었다. 이는 새만금 간척지에서 볏짚 시용에 따른 연차적 토양 변화가 큰 폭으로 개선된 보고와 일치하는 결과였다 (Lee et al., 2014). 작물 재배가 이루어짐에 따라 재배 후 잔여물이 토양 속에서 유기물로 분해되어 토양공극이 일부 증가하는 효과가 무투입 처리나 표준시비 처리에서도 나타나기는 하였으나 다량의 파쇄 케나프가 유기물원으로 투입된 파쇄 케나프 투입 처리에 비해서는 토양 공극율 증가가 유의하게 크지 않았다 (Fig. 3). 파쇄 케나프 투입에 따라 작토층도 큰 폭으로 변화하였는데 투입 후 1년차 경과 시 (2020년) 작토층이 22.2 cm로 투입 전 17.8 cm에 비해 24.7% 깊어 졌고 2년차 (2021년)에는 1년차에 비해서도 11.7% 증가한 24.8 cm이었다 (Fig. 4). 처리 간 비교에서는 무투입이 19.9 cm, 표준시비 처리가 21.9 cm로 파쇄 케나프 처리에 비하여 각각 19.8%, 11.7% 유의하게 적었다 (Fig. 4).
Table 1.
The mineral nutrients content of crushed kenaf as green manure crop.
| Mineral nutrients (%) | T-C | T-N | C/N | P2O5 | K2O | CaO | MgO |
| Crushed kenaf | 43.9 | 2.49 | 17.63 | 0.31 | 1.72 | 0.42 | 0.24 |
Table 2.
The annual change of soil chemical properties following crushed kenaf input as an organic material in reclaimed land.
| Division |
pH (1:5) |
EC (dS m-1) |
OM (g kg-1) |
Avail. P2O5 (mg kg-1) | Exch. cations (cmolc kg-1) | ||||
| K | Ca | Mg | Na | ||||||
| 2019 (before input) | 7.9 a† | 2.04 a | 4.6 c | 24 c | 0.74 c | 1.42 b | 5.06 a | 0.68 a | |
|
After input | 2020 | 7.2 b | 1.22 b | 10.4 b | 67 b | 0.94 b | 1.86 a | 4.88 b | 0.28 b |
| 2021 | 6.7 c | 0.56 c | 14.2 a | 86 a | 1.14 a | 1.72 ab | 3.81 c | 0.19 c | |
Fig. 2.
The annual change of soil hardness when returning of grown kenaf as an organic matter in reclaimed land among non-input, input crushed kenaf and standard fertilization treatment. Error bars indicate standard deviation. Different letters above bars indicate significant difference at 5% level significance by DMRT. (*All statistical processing only focused on expressing continuous changes after organic matter input, so annual differences were ignored.)
Fig. 3.
The annual change of porosity of soil when returning of grown kenaf as an organic matter in reclaimed land among non-input, input crushed kenaf and standard fertilization. Error bars indicate standard deviation. Different letters above bars indicate significant difference at 5% level significance by DMRT.
Fig. 4.
The annual change of soil plow layer when returning of grown kenaf as an organic matter in reclaimed land among non-input, input crushed kenaf and standard fertilization. Error bars indicate standard deviation. Different letters above bars indicate significant difference at 5% level significance by DMRT.
파쇄 케나프 유기물원 투입에 따른 새만금 간척지 재배작물 케나프 생육 및 수량
유기물로서 파쇄 케나프 연차별 투입 효과를 확인하기 위하여 작물로서 케나프를 재배하면서 무투입, 표준시비, 1/2 표준시비 처리를 대조로 하고 파쇄 케나프 투입 시 생육과 수량 등을 조사하였다. 투입 1년차 (2020년) 초장은 파쇄 케나프를 유기물원으로 투입 시 생육이 향상되어 무투입에 비해 13.4% 커진 219.5 cm이었으며 이는 1/2 표준시비 처리와 비슷한 생육이었다. 투입 2년차에서는 경향은 비슷하였으나 파쇄 케나프 투입 처리 초장이 320.9 cm로 표준시비의 95.9% 수준으로 1년차 93%에 비해 표준시비 처리에 근접하였다. 연차 별 비교에서는 파쇄 케나프 투입 시 2년차 초장이 1년차 대비 증가율 46.2%로 표준시비 증가율 41.8%에 비하여 증가 폭이 커서 생육 향상 효과가 좀 더 뚜렷함이 확인되었다 (Fig. 5). 투입된 유기물원이 분해되는 시간이 충분히 확보되어 토양 개량 촉진 효과가 좀 더 크게 나타난 것으로 보이는데, 증가폭이 표준시비 보다 큰 점은 간척지 작물의 생육에 미치는 영향이 단기 화학비료 투입보다 클 수 있음을 나타내는 것으로 이는 천연 유기물 원으로서 오염 염려가 적은 친환경 유기물원 소재로 활용할 수 있다는 점에서 의미가 있다. 초장 이외의 생육도 비슷한 양상이었는데 분지수나 줄기 직경, 엽수 등에서 파쇄 케나프 투입 효과가 1차년도에는 1/2 표준시비와 비슷하거나 약간 낮은 상태였다가 2차년도에는 생육 향상 폭이 커서 대체적으로 표준시비와 비슷하거나 더 향상된 양상을 보였다 (Table 3). 이는 유기물로서 볏짚 투입이 간척지 맥류 재배 시 생육 향상에 미치는 효과와 유사하였다 (Lee et al., 2013, 2014). 파쇄 케나프 투입 후 연차별 수량변화를 측정하였다. 투입 1년차 (2020년)에는 작물로서의 케나프 수량이 생체 3,215 kg 10a-1로 무투입 대비 14.7% 증가하였다. 그러나 표준시비량 처리에 비해서는 16.1% 적었으며 1/2표준시비와 비슷한 수량이었다. 작물 재배 효과 등이 부수적으로 반영된 2년차 (2021년)에서는 처리별로 수량 증가 양상이 다르게 나타났다. 1년차에서는 1/2표준시비와 표준시비에 비하여 적었던 파쇄 케나프 처리 수량이 2년차 재배에서는 1/2표준시비 뿐만 아니라 표준시비 처리의 5,108 kg 10a-1 비해서도 15.8% 높은 5,916 kg 10a-1이었다. 이는 표준시비 처리의 1년차 대비 2년차 수량 증가율 33.3% 보다도 50.7% 높은 84%로 처리 중 가장 높은 수량 증가율이었다 (Fig. 6, Fig. 7). 이는 앞서 생육 상황 분석에서 언급하였던 바와 같이 간척지 토양 투입 후 유기물원으로서 케나프가 분해되는데 충분한 시간이 확보되어 간척지 토양 화학성 및 물리성 개선에 의한 생육환경 변화가 두드러지게 나타난 결과로 판단되었다. 유기물원 투입에 따른 작물의 품질 변화를 건물율 및 경도 측정을 통하여 분석하였다. 이는 간척지 수분 조절 등을 통한 생육환경 개선 시 여름 사료작물의 건물율이 높아진 보고 (Shin et al., 2004)와 스마트 ICT 정밀 물 관리 시스템 도입 시 케나프 건물율 및 경도가 증가한 결과 (Kang et al., 2021)에서 보듯이 유기물을 투입할 경우 간척지 토양환경이 개선되어 케나프 품질에 영향을 미치는지 여부를 확인하기 위한 것이었는데, 건물을 주 이용 목적으로 하는 케나프 특성상 높은 건물율과 식물체 경도를 유지하는 것이 산업 이용 면에서는 유리하였다. 건물율 및 식물 경도 분석 결과 무투입 처리에 비하여 파쇄 케나프 투입이나 표준시비, 1/2표준시비에서 건물율 및 경도가 증가하였는데 증가 폭은 표준시비 처리가 무투입에 비하여 건물율 9.6%, 경도 13.7%로 가장 컸고, 파쇄 케나프 투입이 무투입 대비 건물률 증가율 8.3%, 경도 증가율 11.3%로 1/2표준시비와 비슷하였으나 파쇄 케나프 투입과 표준시비, 1/2표준시비 처리간 유의적 차이는 없었다 (Fig. 8).
Fig. 5.
The annual change of plant height when returning of grown kenaf as an organic matter in reclaimed land among non-input, input crushed kenaf and standard fertilization. Error bars indicate standard deviation. Different letters above bars indicate significant difference at 5% level significance by DMRT.
Table 3.
The stem distribution rate and leaf growth of kenaf among non-input, input of crushed kenaf, standard fertilization, 1/2 standard fertilization in reclaimed land.
| Division | Stem | Leaf | ||||
|
Diameter (mm) |
Branching No. (ea plant-1) |
No. (ea plant-1) |
Length (cm) |
Width (cm) | ||
| Non-input | 2020 | 14.2 d† | 68.9 e | 128.6 f | 14.8 b | 16.0 d |
| 2021 | 14.6 d | 72.4 e | 125.4 f | 14.6 b | 15.8 d | |
| Input crushed kenaf | 2020 | 15.9 c | 94.6 d | 142.9 d | 15.0 b | 17.4 ab |
| 2021 | 21.8 a | 156.8 a | 210.4 a | 16.4 a | 17.8 a | |
| Standard fertilization | 2020 | 17.7 b | 111.6 c | 168.4 c | 14.8 b | 16.4 c |
| 2021 | 21.4 a | 142.0 b | 206.0 a | 16.1 a | 16.9 c | |
| 1/2 standard fertilization | 2020 | 16.2 bc | 98.2 d | 138.4 e | 13.9 c | 17.1 c |
| 2021 | 21.0 a | 144.6 b | 188.6 b | 15.2 b | 17.3 b | |
Fig. 8.
The difference of dry weight ratio and plant hardness when returning of grown kenaf as an organic matter in reclaimed land among non-input, input of crushed kenaf, standard fertilization, 1/2 standard fertilization. Error bars indicate standard deviation. Different letters above bars indicate significant difference at 5% level significance by DMRT.
Conclusions
유기물원으로서 파쇄 케나프 투입에 따라 간척지 토양 화학성이 개선되었다. 토양 pH는 파쇄 케나프 투입 전 7.9였다가 투입 1년차에 7.2, 투입 2년차에는 6.7까지 안정화되었다. 토양 염농도는 투입 전 2.04 dS m-1에서 1년차 1.22 dS m-1, 투입 2년차에는 0.56 dS m-1까지 떨어졌다. 토양 유기물 농도는 빠른 속도로 증가하였는데 투입 전 4.6 g kg-1에서 투입 1년차 10.4 g kg-1, 투입 2년 경과 후에는 14.2 g kg-1으로 높아졌다. 유효인산도 증가하여 투입 전 24 mg kg-1에서 투입 2년차 작물 재배 후에는 86 mg kg-1까지 증가하였다. 파쇄 케나프 투입 후 토양 물리성도 큰 폭으로 개선되었는데 투입 전 24.5 kg cm-2이었던 토양경도가 투입 1년차에 19.6 kg cm-2로 2년차 19.1 kg cm-2로 감소하였다. 간척지 토양공극은 투입 후 1년차에 투입 전 대비 10.5%p 증가한 43%, 2년 차에는 유기물 분해가 촉진됨에 따라 투입 전 대비 24.4%p 증가한 48.4%이었다. 작토층도 큰 폭으로 변화하였는데 투입 후 1년차에 투입 전에 비해 24.7% 깊어졌고 2년차에는 1년차에 비해서도 11.7% 증가한 24.8 cm이었다. 유기물 원으로서 파쇄 케나프를 투입하고 작물로서 케나프 수량을 측정한 결과 파쇄 케나프 투입 1년차에는 케나프 수량이 생체 3,215 kg 10a-1로 무투입 대비 14.7% 컸으나 표준시비량 처리에 비해서는 16.1% 적었다. 그러나 유기물원으로서 분해되는데 충분한 시간이 확보된 2년차에는 파쇄 케나프 투입 처리 수량이 5,916 kg 10a-1로 표준시비 처리의 1년차 대비 2년차 수량 증가율 33.3% 보다 50.7% 높은 84%로 높은 수량 증가율이 나타났다. 유기물원 투입에 따른 작물의 품질 변화를 건물율 및 경도 측정을 통하여 분석한 결과 파쇄 케나프 투입이나 표준시비, 1/2표준시비 할 경우 무투입 처리에 비하여 전반적으로 건물율 및 경도가 증가하였는데 증가 폭은 표준시비 처리가 무투입에 비하여 건물율 9.6%, 경도 13.7%로 가장 컸고, 파쇄 케나프 투입이 무투입 대비 건물율 증가율 8.3%, 경도 증가율 11.3%로 1/2표준시비와 비슷하였다.
위와 같이 간척지 토양의 효율적인 개량과 정상적인 작물 재배를 위해 파쇄 케나프 투입이 효율적으로 작용할 수 있음이 확인되었으며, 간척지에서도 충분한 바이오매스 투입이 가능하면서도 천연 유기물원으로서 오염 염려가 적은 친환경 유기물원 소재로 케나프를 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다는 점에서 시험의 의미가 있다.
