Introduction
Materials and Methods
미나리 비료 처리 및 재배 방법
토양 이화학성 및 식물체 분석
비료이용률 및 회수율
통계분석
Results and Discussion
물 미나리 생육 및 수량
물 미나리의 양분 흡수 및 비료이용효율
Conclusions
Introduction
미나리 (Oenanthe stolonifera DC.)는 산형과의 다년생초본으로 우리나라 전역에 자생하고 있으며, 일본, 중국 및 아한대에서 열대까지 많은 나라에서 식용으로 이용되고 있다 (Kim et al., 2013; Kim et al., 2014). 미나리의 재배 방식은 담수 연화재배, 보통재배, 시설재배 등으로 다양하고, 생육 적온이 22 - 24°C로 물 요구도가 높아 보편적으로 담수재배 형태로 이루어진다 (Kim et al., 2007). 국내 미나리 생산량은 2019년 2만 5천톤에서 2023년에는 2만 9천톤으로 꾸준히 증가하고 있으며, 전라남도에서 27.8% (7,993톤) 정도로 가장 많이 생산되고 있다 (KOSIS, 2025).
우리나라는 농업농촌공익직불법이 시행됨에 따라 무기질 비료 사용기준 준수를 의무화하며, 농업인은 비료사용처방서에 따라 비료를 사용하여야 한다. 현재 재배면적이 큰 주요 작물에 대해서는 비료사용처방서가 제공되고 있으나, 소면적으로 재배하는 일부 작물에 대해서는 비료 사용 기준이 없어 비료의 적정량 사용에 어려움이 있는 실정이다 (NAQS, 2020). 미나리 표준 비료사용량은 시설재배 밭 미나리에 대하여 설정되어 있으나, 담수 형태로 재배되는 물 미나리는 적정 비료 사용량이 설정되어 있지 않아 농가 경험에 의존하여 비료를 사용하고 있다. 따라서 비료 사용에 의한 작물 생산량 향상 및 비료 사용에 의한 환경 영향을 최소화하기 위해 적정 비료 사용량 설정이 필요하다.
본 연구에서는 국내 생산량이 가장 많은 전남지역의 미나리 주산지에서 동계 작형으로 비닐하우스 내에서 미나리를 담수 형태로 재배했을 때 비료 수준에 따른 생산성과 비료 이용효율을 평가하였다.
Materials and Methods
미나리 비료 처리 및 재배 방법
본 실험은 전남 나주 소재의 미나리 재배 농가에서 1년차 (’23년 9월 - ’24년 3월)와 2년차(’24년 10월 - ’25년 3월)로 2년 동안 수행하였으며, 처리는 NPK 비료를 5수준 (0, 0.5, 1, 1.5와 2배)으로 전체 면적 724.5 m2를 15구로 나누어 단구제로 처리하였다. 시험포장의 유기물 공급을 위하여 혼합가축분퇴비 5,700 kg ha-1를 모든 처리구에 동일하게 시용하였다. 비료는 23년 농가 비료 사용량 조사 결과를 반영하여 평균값 N-P2O5-K2O = 320-140-150 kg ha-1를 1배구로 최대 2배구까지 처리하였다. 인산은 용성인비를 전량 밑거름으로 시용하였으며, 질소는 요소를 밑거름으로 40%를 시비하고, 웃거름으로 30%씩 2회 시비하였고, 칼륨은 염화칼륨을 밑거름으로 60%를 시비하고, 웃거름으로 20%씩 2회 시비하였다. 웃거름은 정식 후 8주차에 1차로 시용하였으며, 미나리를 12월 3주차에 수확한 후 1월 3주차에 2차 시용하였다.
물 미나리 재배는 국내 재래종 (Oenanthe javanica DC)을 가을에 정식하여 이듬해까지 봄까지 수확하는 동계작형으로 재배하였으며, 물의 이동을 차단하기 위하여 처리구별로 썬라이트를 설치하여 재배하였다. 생육 조사는 1년차와 2년차 모두 수확기인 월동 전 (’23년 12월 14일, ’24년 12월 17일)과 월동 후 (’24년 3월 6일, ’25년 3월 28일)에 초장 및 중간 잎의 엽색도 (SPAD-502, Minolta, Japan)를 한 식물체 당 3회 측정하여 평균값을 구하였다. 미나리는 각 처리구 별로 1 m2를 기준으로 3반복 수확하였으며, 12월과 3월 총 2회 수확한 것을 합산하여 10a 당 생산량으로 환산하였다.
토양 이화학성 및 식물체 분석
시험 전 토양은 토양시료채취기 (auger)를 이용하여 지표면으로부터 15 cm 깊이까지의 토양을 채취하여 풍건한 건토를 2 mm 체로 거른 다음 농촌진흥청 분석법에 준하여 분석하였다 (NAAS, 2010). 토양 pH와 EC는 토양과 증류수를 1:5의 비율로 진탕한 후 pH, EC meter로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 비색계 (UV Spectrometer, Hitachi, Japan)를 이용하여 분석하였다. 교환성 양이온은 1 M NH4OAc (pH 7.0)로 추출하여 유도결합플라즈마 분광광도계 (iCAP Pro ICP-OES, Thermo scientific, USA)로 분석하였다. 실험 포장의 표토 토성은 미사질양토, 용적밀도가 1.1 Mg m-3로 나타났다. 실험 전 토양의 화학성은 pH는 6.3 - 6.4, EC는 0.5 - 0.7 dS m-1, 유기물은 25 - 29 g kg-1, 유효 인산은 377 - 420 mg kg-1, 칼륨 이온은 0.15 - 0.31 cmol kg-1로 재배에 적합한 토양이었다 (Table 1).
Table 1
Physical and chemical properties of the soil before experimental soils.
| Year | Soil texture |
Bulk density (Mg m-3) |
pH (1:5) |
EC (dS m-1) |
OM (g kg-1) |
Av. P2O5 (mg kg-1) | Exch. Cations (cmolc kg-1) | ||
| K | Ca | Mg | |||||||
| ’23-’24 | Silt loam | 1.1 | 6.3 | 0.7 | 29 | 420 | 0.31 | 8.8 | 2.4 |
| ’24-’25 | 6.4 | 0.5 | 25 | 377 | 0.15 | 7.7 | 2.2 | ||
| Optimum range1 | 6.0 - 6.5 | <2.0 | 20 - 30 | 350 - 450 | 0.4 - 0.6 | 5.0 - 6.0 | 1.5 - 2.0 | ||
1Optimum ranges of chemical properties in the upland soils (Lee et al., 2022, Field dropwort standard of greenhouse).
식물체 성분 함량은 수확한 미나리를 80°C에서 건조하여 분쇄한 건조 시료를 T-N은 CN analyzer (Vario MAX CNS, elementar, Germany), P2O5는 Vanadate법, K2O는 유도결합플라즈마 분광광도계로 분석하였다 (Lee et al., 2017).
비료이용률 및 회수율
미나리의 비료 이용효율을 평가하기 위하여 다음 산식과 같이 계산하였다 (Baligar et al., 2001; Saleem et al., 2022; Lee et al., 2023).
(1) 비료부분요인생산성 (Fertilizer partial factor productivity; FPFP),
FPFP (kg kg-1) = crop yields (dry weight, kg ha-1) / fertilizer amount (kg ha-1)
(2) 농업적비료이용률 (Fertilizer agronomic efficiency; FAE)
FAE (kg kg-1) = (crop yields with fertilization - yields without fertilization, kg ha-1) / fertilizer amount (kg ha-1)
(3) 비료회수율 (Fertilizer recovery; FR)
FR (%) = (nutrient uptake of plant with fertilization - nutrient uptake of plant without fertilization, kg ha-1) / fertilizer amount (kg ha-1) × 100
통계분석
유의성 검증은 3반복 측정값을 사용하여 통계 프로그램은 SAS package (Enterprise Guide V.7.1, SAS Institute Inc. USA)를 이용 유의수준 p < 0.05에서 Duncan 다중 검정을 수행하였고, 재배 년도간 차이는 t-검정 하였으며, 비료 사용량과 지상부 생체중에 대한 회귀분석을 수행하였다.
Results and Discussion
물 미나리 생육 및 수량
비료 사용량이 물 미나리 생육에 미치는 영향을 확인하고자 수확기인 월동기 전 (9월 또는 10월)과 이듬해 봄 (3월)에 초장, SPAD와 수확량을 조사하였다 (Table 2). 초장은 질소 1배, 인산과 칼륨은 2배에서 높았다. SPAD는 질소 0.5배 사용량 이상에서 높았으나, 인산과 칼륨은 2작기 동안 처리 간 차이가 없었다. 1년차와 2년차의 미나리 수확량을 처리별로 비교해보면, 2년차에 질소 처리구는 평균 20.0 %, 인산 처리구는 평균 0.3 %, 칼륨 처리구는 평균 16.3 %가 많았다. 비료를 0.5배 - 2.0배까지 처리했을 때 년도 간 생산량 차이는 ‑1.9 % - 32.6 %로 증가폭이 켰던 반면, 무비구는 수확량이 15.5 % - 7.2 % 감소하거나 소폭으로 증가한 것으로 보아 비료는 작물 생산성을 높이는데 필요한 요소인 것을 알 수 있었다.
Table 2
Growth characteristics of water dropwort according to NPK fertilizer levels.
| Year | Treatments | Plant height (cm) | SPAD (value) | Yield (ton‧ha-1) | ||||||
| N | P | K | N | P | K | N | P | K | ||
| ’23-’24 | 0 | 47.7 b1 | 46.1 b | 47.2 b | 32.1 b | 34.2 ns | 33.7 ns | 20.2 ns | 21.2 ns | 19.6 ns |
| 0.5 | 49.4 b | 45.8 b | 48.4 b | 34.8 ab | 34.8 | 35.1 | 22.9 | 21.3 | 20.4 | |
| 1.0 | 53.5 a | 47.9 ab | 48.7 b | 34.9 ab | 34.4 | 34.5 | 24.6 | 22.9 | 21.4 | |
| 1.5 | 48.9 b | 50.4 ab | 49.8 b | 35.4 a | 34.0 | 34.0 | 23.3 | 23.1 | 22.1 | |
| 2.0 | 51.0 ab | 52.9 a | 53.9 a | 32.7 ab | 34.7 | 32.7 | 23.9 | 20.9 | 21.6 | |
| F-value | 4.0 | 3.2 | 4.4 | 2.6 | 0.2 | 0.9 | 1.5 | 0.4 | 0.7 | |
| ’24-’25 | 0 | 43.9 b | 43.5 b | 41.0 b | 33.7 ns | 33.6 ns | 33.2 ns | 21.6 b | 17.9 b | 19.7 b |
| 0.5 | 47.9 ab | 46.8 ab | 49.2 a | 33.8 | 33.2 | 35.3 | 25.5 ab | 21.3 ab | 25.7 a | |
| 1.0 | 57.1 a | 48.9 ab | 50.0 a | 31.8 | 32.1 | 33.7 | 31.8 a | 22.5 ab | 23.2 ab | |
| 1.5 | 51.4 ab | 49.9 ab | 53.2 a | 32.3 | 31.2 | 32.6 | 30.9 a | 25.3 a | 27.6 a | |
| 2.0 | 51.8 ab | 51.2 a | 51.4 a | 34.8 | 31.5 | 32.6 | 28.5 ab | 22.9 ab | 26.4 a | |
| F-value | 1.9 | 1.7 | 3.1 | 0.7 | 0.9 | 1.5 | 2.1 | 1.6 | 3.3 | |
| t-test (year) | ns2 | ns | ns | ns | *** | ns | ** | ns | ** | |
비료 처리구별 수확량은 1년차에는 통계적으로 유의한 차이는 없었으나, 비료 사용량에 따른 물 미나리의 1, 2년차 평균 생중량을 2차 회귀곡선으로 나타냈을 때 질소 1배, 인산은 1 - 1.5배, 칼륨은 1.5배 처리구에서 가장 수확량이 많았고, 이보다 비료사용량이 많을 때 감소하는 경향을 보였다 (Fig. 1). 이는 비료사용량이 증가할수록 생산량이 어느 정도는 증가하지만 일정량 이상으로 과용할 경우에는 오히려 생산량이 줄어든다는 기존 연구 결과들과 유사한 결과이며 (Jung et al., 2010; Hwang et al., 2013; Kim et al., 2019), 비료를 적정 사용량을 초과하여 사용하면 결과적으로 경제적 손실을 유발할 수 있다고 판단되었다.
물 미나리의 양분 흡수 및 비료이용효율
질소, 칼리 비료사용량은 초장, 건물중과 양의 상관을 보였고, 질소 비료와 식물체의 질소 흡수량 (r = 0.24**), 칼륨 비료와 식물체의 칼리 흡수량 (r = 0.37***)은 기존 문헌들과 마찬가지로 양의 상관이 있었으나 (Je et al., 2025; Lee and Kim 2025), 인산 비료는 건물중, 식물체의 인산 흡수량과 유의한 상관관계를 보이지 않았다 (Table 3). 지속적으로 경작하여 토양에 잔류하는 인산은 상당 부분이 작물의 인 요구량을 충족시킬 수 있으며 (Gallet at al., 2003), 본 연구의 시험 전 토양은 유효인산 적정 범위에 해당하여 인산이 작물 생육의 제한 요인이 아니기 때문인 것으로 판단된다. 또한 인은 질소, 칼륨과 달리 토양에서 고정되는 특성이 있으며, 질소와 칼륨에 비해 식물체의 흡수량 자체가 적어 작물의 양분 흡수 반응이 크지 않은 경향을 보인다 (Schachtman et al., 1998; Song et al., 2022).
Table 3
Pearson’s correlation between fertilizer treatment and growth characteristics and nutrient uptake.
| Crop growth | Nutrient uptake | |||||
| Height | SPAD | Dry weight | T-N | P2O5 | K2O | |
| N fertilizer | 0.17*1 | 0.04 | 0.20** | 0.24** | 0.19* | 0.16* |
| P fertilizer | 0.25*** | -0.09 | 0.11 | 0.02 | 0.11 | 0.10 |
| K fertilizer | 0.27*** | -0.11 | 0.15* | 0.02 | 0.16* | 0.37*** |
물 미나리 담수재배에서 부분요인생산성 (FPFP)은 비료 1 kg 당 생산비로서 질소, 인산, 칼륨 비료량 처리 모두 0.5배에서 높았으며, 2.0배에서 2작기 동안 모두 낮았다. 농업적비료이용률 (FAE)은 비료 1 kg 당 무비구와 비료 처리구의 생산량 차이로서 질소 비료량 처리에서는 ’23 - ’24년에는 0.5배와 1배에서 높았으나, ’24 - ’25년에는 차이가 없었다. 인산 비료량은 처리 간 차이가 없었으며, 칼륨 비료량 처리는 ’23 - ’24년에는 처리 간 차이가 없었으나, ’24 - ’25년에는 0.5배에서 높았다. 비료회수율 (FR)은 비료 1 kg 당 무비구와 비료 처리구의 식물체의 양분 흡수량 차이로서 질소 비료량 처리는 0.5배에서 높았으며, 인산과 칼륨 비료량은 ’23 - ’24년에는 차이가 없었으나, ’24 - ’25년에는 인산 비료량 처리는 0.5배, 칼륨 비료량 처리는 1.5배에서 높았다 (Table 4). 부분요인생산성 (FPFP)은 비료 효율 향상에 대한 제약을 식별하는 매개 변수로 사용되는데 (Cassman et al., 1996), 본 실험에서는 년도 간 차이가 없이 질소, 인산과 칼륨 모두 0.5배에서 높았으며, 2.0배에서 모두 낮아 높은 비율의 비료 처리가 비료 효율이 낮은 것으로 나타났다. 비료회수율이 낮은 것은 작물이 이용하는 양보다 토양 중에 남아 있거나 손실되는 양이 많다는 것을 의미하는 것으로서 (Garnett et al., 2009), 질소, 인산과 칼륨 모두 2배에서 낮았다. 이러한 결과는 모시풀, 옥수수, 밀 등의 시험에서도 같은 경향을 보였으며 (Haile, 2012; Amanullah, 2016; Saleem et al., 2022), 농업적 비료이용률과 부분요인생산성 등이 각각의 비료 시비 효율을 설명하는 데 사용될 수 있지만 수확량, 토양비옥도 등을 포함하여 종합적으로 평가해야 할 필요가 있다 (Olk et al., 1999).
Table 4
Fertilizer use efficiency of water dropwort according to NPK fertilizer levels.
| Year | Treatments | FPFP (kg kg-1) 1 | FAE (kg kg-1) | FR (%) | ||||||
| N | P | K | N | P | K | N | P | K | ||
| ’23 - ’24 | 0.5 | 19.4 a2 | 41.3 a | 37.0 a | 2.3 a | 0.2 ns | 1.4 ns | 9.5 a | 3.9 ns | 13.4 ns |
| 1.0 | 10.4 b | 22.3 b | 19.4 b | 1.9 ab | 1.7 | 1.6 | 5.5 b | 4.0 | 19.9 | |
| 1.5 | 6.6 c | 15.0 c | 13.4 c | 0.9 bc | 1.3 | 1.5 | 4.5 b | 3.2 | 36.6 | |
| 2.0 | 5.1 d | 10.2 d | 9.8 c | 0.8 c | -0.1 | 0.9 | 4.7 b | 1.1 | 26.6 | |
| F-value | 461.8 | 141.0 | 111.0 | 5.9 | 0.6 | 0.1 | 4.0 | 0.9 | 0.5 | |
| ’24 - ’25 | 0.5 | 22.9 a | 43.8 a | 50.0 a | 2.7 ns | 5.3 ns | 11.0 a | 16.3 a | 13.1 a | 40.8 ab |
| 1.0 | 14.0 b | 22.8 b | 22.3 b | 3.9 | 3.5 | 2.8 b | 10.7 b | 5.1 b | 27.5 b | |
| 1.5 | 9.2 c | 17.0 c | 17.6 bc | 2.4 | 4.2 | 4.6 b | 6.2 b | 5.6 b | 48.2 a | |
| 2.0 | 6.4 d | 11.8 d | 12.5 c | 1.4 | 2.1 | 2.7 b | 6.4 b | 3.0 b | 35.8 ab | |
| F-value | 87.4 | 112.3 | 109.8 | 1.8 | 1.0 | 6.0 | 11.4 | 3.9 | 4.1 | |
| t-test (year) | ns3 | ns | ns | * | ** | ** | * | * | ns | |
따라서, 토양 비옥도가 적정 범위 이내에 해당하는 농경지에서는 물 미나리 담수 재배시 지속적인 작물 재배와 생산량을 고려하면 질소1배, 인산 1배, 칼륨 1.5배 (N-P2O5-K2O = 320-140-225 kg ha-1) 이하로 비료를 주는 것이 적절할 것으로 판단된다.
Conclusions
질소, 인산, 칼리 비료사용량은 물미나리의 작물 생육 및 양분흡수량에 영향을 미쳤으며, 비료사용량과 물미나리의 수량 반응을 비교했을 때 N-P2O5-K2O = 320-140-225 kg ha-1가 적정한 것으로 나타났다. 본 연구결과에서 도출한 비료사용량은 토양 비옥도가 적정범위 이내에 속하는 농경지에서 설정한 것이므로 후속 연구를 통해 다양한 양분 함량을 가진 토양에서 비료량을 조절하기 위한 기준 설정이 필요할 것이다. 또한 물 미나리는 담수 상태에서 재배하므로 비료 사용에 따른 유출수의 양분함량 등 환경 영향을 종합적으로 고려한 양분 관리가 필요할 것이다.
