Short communication

Korean Journal of Soil Science and Fertilizer. 31 August 2022. 246-250
https://doi.org/10.7745/KJSSF.2022.55.3.246

ABSTRACT


MAIN

  • Introduction

  • Materials and Methods

  •   재배방법

  •   조사 및 분석 방법

  •   통계분석

  • Results and Discussion

  •   상추 생육특성

  •   고추 생육특성

  •   비료장해

  • Conclusions

Introduction

온실가스 배출량이 많은 소, 돼지 등 기존 육류단백질을 대체하기 위한 방법으로 식물단백질 생산량을 늘릴 경우, 경작면적 확보에 따른 산림 훼손과 농경지 유기물의 분해, 비료시용 등으로 또 다른 온실가스가 발생함으로 식용곤충이 대안이 될 수 있다 (Macdiarmid and Whybrow, 2019). 국내 곤충산업 규모는 2021년에 446억 원으로 2020년 414억 원 보다 7.7% 증가하였고 식용곤충은 2021년에 전체의 51.8%를 차지하는 231억 원으로 2020년 보다 9% 증가하였다 (MAFRA, 2022). 식용곤충에서도 흰점박이꽃무지는 판매액이 166억 원으로 가장 많으며 기능성 식품과 화장품 등의 원료로 다양한 분야에 활용할 수 있는 생물자원으로 관련 산업의 규모가 지속해서 증가하고 있다 (Yoon et al., 2020; Lee et al., 2021; MAFRA, 2022). 식용곤충 산업의 발전으로 곤충부산물 연간 발생량은 흰점박이꽃무지분 1,705톤, 장수풍뎅이분 464톤, 갈색거저리분 130톤 정도이며 양분과 유기물 함량이 높다 (Kim et al., 2020). 장수풍뎅이분과 흰점박이꽃무지분은 먹이원이 같아서 성분이 비슷하고 갈색거저리분은 밀기울을 먹이원으로 사용하기 때문에 악취가 심하여 발효과정을 거쳐야 한다. 일반적인 가축분퇴비는 돈분, 우분, 계분 등의 가축분을 톱밥, 수피 등의 부재료와 혼합하여 일정기간 부숙과정을 거쳐 만들어지며 수분이 20% 내외에서 유기물 함량은 50% 내외이며 총질소, 총인산 및 총칼리의 평균 함량은 각각 1.91%, 2.40% 및 2.33% 정도이다 (Shim et al., 2022). 반면에 흰점박이꽃무지분은 유기물을 분해한 부산물이며 수분이 45%, 유기물 함량 50%, 총질소 함량 1.7% 이상으로 비료효과가 우수할 뿐만 아니라 가축분 퇴비에 비해 중금속 함량이 낮고 냄새가 나지 않아 고급비료로 활용 가능하다 (Wang et al., 2019; Joung et al., 2022).

본 연구는 흰점박이꽃무지분을 부산물비료 형태로 활용하기 위해 대표적인 엽채류인 상추와 과채류인 고추의 초기 생육에 미치는 비료효과와 비료장해를 검토하였다.

Materials and Methods

재배방법

흰점박이꽃무지분의 비해를 평가하기 위하여 상추와 고추를 대상으로 농촌진흥청 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에 준하여 시험하였다 (RDA, 2021). 새로운 비료로 등록하기 위해서는 이식작물 2종에 대하여 비효 및 비해 시험을 해야하기 때문에 엽채류와 과채류인 상추 (오향적치마) 및 고추 (PR강력한)를 선정하였다. 시험장소는 경남농업기술원 유용곤충연구소 노지 시험포장 (35°22'75"N, 128°12'47"E)의 토양을 이용하여 pot 재배방식으로 수행하였다. 시험에 사용된 토양은 미사가 74.9%, 모래가 19.6%인 미사질양토로 pH는 5.7, EC는 0.28 dS m-1, 유기물 함량은 11 g kg-1, 유효인산 함량은 591 mg kg-1, 교환성 양이온인 칼륨은 0.49 cmolc kg-1, 칼슘은 3.73 cmolc kg-1, 마그네슘은 0.65 cmolc kg-1으로 양분이 부족한 밭토양이었다. 준비된 토양에 석회고토를 170 kg 10a-1 처리한 후, 밑거름으로 상추는 질소 10.0 kg, 인산 5.9 kg, 칼리 6.48 kg을 처리하였고 고추는 질소 10.3 kg, 인산 11.2 kg, 칼리 9.1 kg을 처리하였다. 흰점박이꽃무지분은 Wagner pot (1/5000a size)에 무처리 (CF), 흰점박이꽃무지분 540 kg 10a-1 (CFP1)과 1,080 kg 10a-1 (CFP2) 등 3수준으로 시용하고 처리구마다 5 pot를 만들어 완전임의배치 3반복으로 수행하였다 (Chun et al., 2020). 상추는 2021년 4월 14일, 고추는 2021년 4월 1일에 파종하였으며, 두 작물 모두 본엽이 2 - 3매인 2021년 4월 30일에 pot에 이식하여 2021년 5월 21일에 수확하였다. 시험에 사용된 흰점박이꽃무지분은 질소 함량이 1.71%, 유기물 함량이 50%인 완전 부숙물로 중금속 함량은 납 0.10 mg kg-1, 구리 13.2 mg kg-1, 비소 0.39 mg kg-1, 수은 0.01 mg kg-1, 크롬 1.93 mg kg-1, 카드뮴 0.14 mg kg-1, 아연 16.9 mg kg-1, 니켈 1.47 mg kg-1 등으로 가축분퇴비에 비해 낮았다 (Lee et al., 2017).

조사 및 분석 방법

흰점박이꽃무지분의 처리에 따른 엽의 반점, 엽의 변색, 생장지연 등의 육안조사는 pot 이식 후 7일부터 1주일 간격으로 3회에 걸쳐 하였다. 작물의 초기 지상부 및 지하부 생육은 마지막 조사시기에 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준에 따라 전체 pot를 조사하였다 (RDA, 2012).

통계분석

상추와 고추의 생육조사 결과는 SAS 프로그램 9.4 버전을 사용하여 Duncan’s multiple range test로 통계처리 하였다 (SAS, 2021).

Results and Discussion

상추 생육특성

흰점박이꽃무지분 처리에 따른 상추의 초기 생육특성은 Table 1과 같다. CFP2 처리구에서 엽장은 10.8 cm, 엽폭은 9.0 cm로 무처리인 CF 처리구에 비해 유의적으로 길었으며 (P < 0.05), 엽수는 흰점박이꽃무지분을 공급한 CFP2, CFP1 처리구가 무처리인 CF 보다 많았으나 유의적인 차이는 없었다. 상추의 생체중은 CFP2 처리구가 25.9 g plant-1으로 가장 무거웠고 CFP1 22.0 g plant-1, CF 16.7 g plant-1 순이었다 (P < 0.05). 상추의 지하부 생육으로 근장은 CFP2 처리구가 12.0 cm로 가장 길었으며 CFP1 11.1 cm, CF 10.7 cm를 나타냈다 (P < 0.05). 근중은 CFP2 2.8 g plant-1, CFP1 2.1 g plant-1, CF 1.7 g plant-1 순이었으나 유의적인 차이는 없었다. Alromian (2020)은 가축분퇴비를 토양에 1% 수준 이상으로 시용할 경우 상추의 수량이 감소한다고 하였는데 본 연구에서도 흰점박이꽃무지분 1% 수준과 유사한 CFP2처리구의 생육이 가장 좋았다.

Table 1.

Effect of Protaetia brevitarsis larvae manure application on lettuce growth.

Treatments Leaf length
(cm)
Leaf width
(cm)
Leaf number
(no. plant-1)
Fresh weight
(g plant-1)
Root length
(cm)
Root weight
(g plant-1)
CF 9.3 b 7.9 b 9.2 a 16.7 c 10.7 b 1.7 a
CFP1 10.3 a 8.2 b 9.3 a 22.0 b 11.1 ab 2.1 a
CFP2 10.8 a 9.0 a 10.0 a 25.9 a 12.0 a 2.8 a

CF, chemical fertilizer; CFP1, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 540 kg 10a-1; CFP2, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 1,080 kg 10a-1.

Means followed by different letters within the same row are significantly different at significance level α = 0.05 according to Duncan’s multiple range test.

고추 생육특성

흰점박이꽃무지분 처리에 따른 고추의 초기 생육특성은 Table 2와 같다. CFP2 처리구는 초장 16.4 cm, 엽장 16.0 cm, 엽폭 15.3 cm로 CFP1와 CF 처리구에 비해 길었으나 유의적인 차이는 없었다. 주당 엽수는 CFP2와 CF가 10.4로 CFP1 10.0개 보다 많았으나 유의적인 차이는 없었다. 지하부 생육에서 근장은 CFP2가 13.1 cm, CF 12.9 cm, CFP1 12.6 cm로 유의적인 차이가 없었다. 반면에 근중은 CFP2 처리구가 1.3 g plant-1로 CF 처리구의 1.0 g plant-1 보다 무거운 것으로 나타났다 (P < 0.05). 이러한 결과는 Park et al. (2018)이 보고한 바와 같이 10년간의 포장시험에서 고추의 수량은 화학비료만 시용한 것 보다 퇴비만 시용한 처리구와 퇴비를 추가로 투입한 구에서 유의적으로 수량이 증가한다는 결과와 일치하였다.

Table 2.

Effect of Protaetia brevitarsis larvae manure application on red pepper growth.

Treatments Plant height
(cm)
Leaf length
(cm)
Leaf width
(cm)
Leaf number
(no. plant-1)
Root length
(cm)
Root weight
(g plant-1)
CF 15.3 a 7.4 a 3.6 a 10.4 a 12.9 a 1.0 b
CFP1 16.0 a 7.6 a 3.9 a 10.0 a 12.6 a 1.2 ab
CFP2 16.4 a 7.8 a 4.0 a 10.4 a 13.1 a 1.3 a

CF, chemical fertilizer; CFP1, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 540 kg 10a-1; CFP2, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 1,080 kg 10a-1.

Means followed by different letters within the same row are significantly different at significance level α = 0.05 according to Duncan’s multiple range test.

비료장해

흰점박이꽃무지분은 Fig. 1과 같이 펠렛 형태로 되어 있어 일반 퇴비와 달리 손으로 만져도 묻어나는 것이 적으며, 냄새가 나지 않는다는 장점이 있다. 농촌진흥청 비료의 품질검사방법 및 시료채취기준에서 비료의 장해 판단은 육안관찰로 결정한다 (RDA, 2021). 본 연구에서 상추와 고추에 흰점박이꽃무지분을 시용한 결과, Fig. 1과 같이 모든 처리구에서 엽의 반점, 엽의 변색 및 뿌리의 장해 등 생육에 영향이 없고 피해가 보이지 않았다. 완숙된 퇴비의 유기물은 미생물에 의한 분해가 천천히 일어나고 작물생육 후기까지 무기태 질소를 서서히 공급하면서 아산화질소 배출량도 감소시킬 수 있다 (Choi et al., 2022). 탄소중립과 미래 식량부족 문제를 해결하기 위한 대체 단백질의 하나로 흰점박이꽃무지는 완숙된 유기물을 먹이로 사용하기 때문에 부산물인 흰점박이꽃무지분은 상대적으로 가축분퇴비에 비해 온실가스 발생도 낮을 것으로 판단된다 (Macdiarmid and Whybrow, 2019). 따라서 향후 흰점박이꽃무지분을 시용하였을 때 토양 이화학적 변화와 작물 생육 및 수량의 변화 그리고 온실가스 발생에 미치는 영향을 추가적으로 검토할 필요가 있다.

https://static.apub.kr/journalsite/sites/ksssf/2022-055-03/N0230550308/images/ksssf_55_03_08_F1.jpg
Fig. 1

Protaetia brevitarsis larvae manure (PM) and effect of Protaetia brevitarsis larvae manure application on lettuce and red pepper. (left) Protaetia brevitarsis larvae manure; (middle) Fertilizer injury degree of lettuce; (right) Fertilizer injury degree of red pepper. CF, chemical fertilizer; CFP1, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 540 kg 10a-1; CFP2, CF + Protaetia brevitarsis larvae manure 1,080 kg 10a-1.

Conclusions

흰점박이꽃무지분은 유기물 함량과 총질소 함량이 높으며 납, 구리, 비소 등의 유해중금속 함량이 낮아 비료로써 가치가 크다. 본 연구는 상추와 고추를 대상으로 흰점박이꽃무지분 시용에 따른 초기 생육변화를 검토하였다. 상추와 고추 두 작물 모두 흰점박이꽃무지분 시용량이 증가됨에 따라 엽장, 엽폭 등의 지상부 생육과 근장, 근중 등의 지하부 생육이 증가되었다. 그리고 엽의 반점, 엽의 변색 및 뿌리 등에 비료장해는 발생하지 않았다. 이러한 결과는 흰점박이꽃무지분이 작물의 생육에 도움을 줄 뿐 아니라 비료로 사용함에 있어 장해를 초래하지 않아 부산물비료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

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