23(3)-[00]09.피복작물.fm

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형민 장
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1 韓國際農誌 (Korean J. Intl. Agri.), 23(3): 297~301(2011) 피복작물이용방법이양분공급량과배과실품질에미치는영향 임경호 김월수 * 최현석 ** 이인 조원기 구희연 이연 ** 전라남도농업기술원, * 전남대학교원예학과, ** 국립농업과학원유기농업과 Nutrient Contribution of the Cover Crops and Fruit Quality of Pear Trees as Affected by Ground Cover Treatments Kyeong-Ho Lim, Wol-Soo Kim*, Hyun-Sug Choi**, In Lee, Won-Ki Cho, Hui-Yeon Koo, and Youn Lee** Jeollanam-do Agricultural Research & Extension Services, Naju, , Korea *Department of Horticulture, Chonnam National University, Gwangju, , Korea **Department of Agro-Food Safety, National Academy of Agricultural Science, RDA, Suwon , Korea ABSTRACT: This study was conducted to evaluate the effects of ground cover treatments on the nutrient contribution of the cover crops and fruit quality of 'Niitaka' pear (Pyrus pyriforia) trees, in order to develop utilization of the ground covers as an organic nutrient source in a pear orchard. The study was conducted at diligent farmer in Boseong in Chonnam, and the treatments included; 1) sod culture, 2) winter cover crop [ryegrass+hairy vetch], and 3) winter [ryegrass+hairy vetch]+summer [green solgo (sudan grass (Sorghum bicolor L.))+nemajanghwang (crotalaria (Crotalaria juncea L.)] cover crops. Winter+summer cover crops provided greater amounts of residue, followed by winter cover crop and sod culture. The difference of amounts of residue from the ground cover treatments affected to the total N, P, and K contents in the soil, which were greater nutrient levels than those of recommendation of a conventional pear orchard. Greater amounts of residue from the ground covers increased organic matter and concentrations of K, Ca, and Mg in soil. Fruit quality was not affected amongst ground cover treatments. Key words: fruit quality, ground cover, nutrient, organic, pear 최근농작물의생산성을유지시키면서물질과에너지투입을최소화하고자연과농업생태계의건강을성취할수있는유기농업은 FTA 대응, 국민건강증진, 환경보전농업으로매우중요하게여겨지고있다. 배나무는국내과수산업에서사과다음으로생산성이높은작목이며 (KREI, 2010), 유기농과일의가격은일반채소류와같이일반적으로 2~3배정도높은가격이형성된다 (Lotter, 2003). 하지만전남지역의배친환경인증농가수는 1,211 농가로급격하게증가하고있지만대부분은저농약이나무농약수준에머무르고있다. 이러한유기농과수로의전환이어려운이유로는여름철고온다습으로인한병해충증가와화학비료대체등유기재배기술의미확립이가장큰이유중의하나로알려져왔다. 유기농업에있어서의질소공급은두과작물재배에의한질 Corresponding author: (Phone) ( ) dhkdwk7524@daum.net <Received May. 12, 2011 / Accepted Sep. 7, 2011> 소고정과뿌리잔사량, 녹비작물의잔류물에함유된유기물의분해에의한유기태질소의분획물이무기화되어공급되는질소의양과가축분퇴비의시용으로공급되는질소의양으로가능하다 (Chang & Sohn, 2000). 유기 자연농법실천농가의토양화학성은관행농법농가의토양보다 ph가높았으며, 질소, 인산, 칼륨및칼슘함량이많았고, 특히가축분퇴비시용에의해유기물함량이증가하였다고하였다 (Choi et al., 2001; Lee et al., 2004). 최근에 Choi et al.(2011) 은과원주위의초생만으로수체주위에피복을하여수체생장에충분한무기질성분을공급하였다고보고하였다. 피복작물은토양의습도를보존하고, 토양침식방지, 배수율증가, 토양온도조절, 병해충감소, 잡초억제, 토양양분증가로수체생장및과실품질을향상시킨다 (Chalker-Scott, 2007). 국내에서도오래전부터자연농법을실시한농가에서녹비작물을재배하여수체에영양분을공급하고자이용하였지만부족한초생생장량이나녹비작물의파종시기와초종선택등이어려워농가에서구하기쉬운축분 297

2 298 韓國際農誌 (Korean J. Intl. Agri.), 23(3), 2011 퇴비나유기질비료등을다량시용하여생산비가상승하고있는실정이다. 따라서본연구는 10~12년생의 신고 배과수원에무기성분공급량을충족시키기위해적합한녹비작물재배기술을구명하고자수행하였다. 재료및방법 1. 시험장소및과원특성본연구는전남보성의독농가에서 2004년에유기농으로인증된과원에서수행하였다. 수령은 10~12년생의평덕식수형인 6 7m 신고 배나무 (Pyrus pyriforia) 를이용하였고수관하부는자연방임초생으로잡초를관리하였다. 표토의토성은양토이고심토는식양질로자갈함량이적은과원이었다 (Korean Soil Information System, 2010). 선발하여 4월 20일에조사하였다. 3. 녹비작물의무기성분분석녹비작물을수확하기전에한나무당여러군데에서채취하여비닐팩에넣어서물기가마르지않게실험실로옮긴후세척하고수분을제거하였다. 세척된식물체를 80 의온풍건조기에서 2일간건조시킨후마쇄하여농촌진흥청국립농업과학원에서제시하였던토양및식물체분석법 (NAAS, 2000) 에준하여녹비작물의무기성분을조사하였다. 전질소는황산으로분해후 Kjeldahl 법으로측정하였고, 인산은 ammonium metavandate 비색법에의해서정량하였다. 칼륨은 ternary 용액 (HNO 3 :H 2 SO 4 : HClO 4, 10:1:4, v/v/v) 을이용하여열판에서가열분해후 ICP(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer, Pye-unicam PU 9000, England) 로측정하였다. 2. 처리내용과토양분석및개화율조사처리내용은녹비작물재배방법에따라서세가지로나누었으며, 1) 방임초생 [ 대조구 ], 2) 겨울녹비작물재배 [ 호밀 + 헤어리베치혼파 ], 3) 겨울녹비재배 [ 호밀 + 헤어리베치혼파 ]+ 여름녹비재배 [ 수단그라스품종 (Sorghum bicolor L., 그린솔고 )+ 클로타라리아품종 (Crotalaria juncea L., 네마장황 ) 혼파 ] 를포함하였다. 겨울철녹비작물인호밀과헤어리베치는 2008년 10 월 17일에각각 6.4와 3.0 kg/10a을, 여름철녹비작물인그린솔고와네마장황은 2009년 6월 4일에각각 2.0과 3.0 kg/10a 의파종량으로혼파처리하였다. 녹비작물재배구는잡초발생이거의나타나지않았다. 처리는 1주 1반복으로완전임의배치법 5반복으로처리하였다. 예초는녹비작물의저장양분이가장많은출수기에실시하였는데, 겨울녹비와여름녹비의 1차예초는 2009년 4월 14일과 8월 26일에 2차예초는 5월 25일과 9월 25일에각각실시하였고표토에피복하였다. 예초직후에녹비작물을단위면적당수확해서신선중을측정하였다. 방임초생구에서우점초생은질소를고정하는자생자원식물인얼치기완두, 새완두, 살갈퀴등두과식물의우점도가가장높았으며다음은쥐보리와괭이사초의우점도가높았다. 모든처리구에유기질쌀겨 (250 kg/10a) 를시용하였고쌀겨의전질소농도는 2.1%, 인산은 3.8%, 칼륨은 1.4% 로조사되었다. 2009년 6월 4일에토양분석을하였는데, 토양은수체수관의중간지점에서토양채취기를이용하여 0~20 cm 깊이에서채취하였다. 채취한토양을실험실에가져온후 2 mm 체를통과시킨다음 ph는 1:5(H 2 O) 로측정하였다. 전질소는 CN 분석기를이용하였고 (Variomax CN, ELEMENTAR, Germany), 유효인산은 Lancaster 법, 칼륨, 칼슘, 마그네슘이온은 1Mammonium acetate로침출후 ICP로정량하였다. 배나무의개화율은개화직후부터꽃밥이아직터지지않는시기에있는배꽃을 100% 개화율로정하였다. 주당 20화총을 4. 병해충조사및과실품질분석 2009년 9월 15일에무작위로 100개의수확한과실에서과원에서가장문제시되었던검은별무늬병과가루깍지벌레를조사하여백분율로표시하였다. 주당 20개의과실에서전자저울 (AR-2130, USA) 을이용하여과실무게를측정하였고가용성고형물함량은과실에서착즙한과즙으로굴절당도계 (Refractrometer, Atago, Japan) 를이용하였다. 과육경도는과실중간부위면에서과피를제거한후과육경도계 (TA-XT2, Texture technologies Corp., USA) 로측정하였다. 과실산도는과즙 5mL에증류수 10 ml를가하여페놀프탈레인지시약 2~3 방울을첨가하여 0.1 N NaOH로연분홍색이될때까지적정하여그값을 malic acid로환산하였다. 색차계 (Minolta CR-300, Japan) 를이용하여 Hunter value L, a, b값을측정하였다. L은과피의밝기를 a와 b값은각각과피의적색과황색의정도를표시하였다. 결과및고찰배나무과수원의지온과습도개화율은표토관리방법에따라별다른영향을받지않았다 (Table 1). 배나무의개화율은모두 77~80% 로약 20% 의꽃이개화되지않았는데, 이는최근개화기에자주일어나는서리피해에의해감소된것으로추정된다. 본실험에서는표토를피복 ( 녹비재배구 ) 함으로써지온상승으로개화율을앞당겨서서리피해율을감소시킬수있지않을까라는가설을하였지만효과는미비하였다. 녹비작물의신선중은겨울 + 여름녹비재배구가 14,240 kg/10 a 로서가장높았으며겨울녹비재배구가 10,642 kg/10a 이었고방임초생재배가 8,610 kg/10a로나타났다 (Table 2). 겨울녹비재배구에는생육이왕성한호밀과헤어리베치를혼파하였고자연초종도상당한생육을나타내어서일반방임초생재배구

3 피복작물이용방법이양분공급량과배과실품질에미치는영향 299 Table 1. Soil temperature, air temperature, relative humidity (RH), and pear tree flowering as affected by ground cover treatments. Treatment Soil temp. ( o C) Air temp. ( o C) RH (%) Flowering (%) Vegetation removal plot 12.3±0.2 1) 21.0± ±0.0 80±1.2 Sod culture 11.7± ± ±0.0 78±2.4 Ground cover 11.7± ± ±0.0 78±3.2 Table 2. Concentrations and estimated contents of total N, P 2 O 5, K 2 O, and fresh weight of ground covers. Treatment T-N P 2 O 5 K 2 O FW T-N P 2 O 5 K 2 O (%) (kg/10 a) Sod culture ,610 1) ±1, ± ± ± 8.2 Winter cover crop ,642 ±1, ± ± ±8.1 Winter+Summer cover crop ,240 ±1, ± ± ±9.9 보다높게나타난것으로판단되었다. 겨울 + 여름녹비재배구는여름녹비작물인그린솔고와네마장황이이듬해겨울녹비작물이고사할시기에생장하여전체적인생육량을증가시킨것으로사료되었다. 초종별전질소농도는방임초생재배구가 1.7% 로가장낮았으며겨울 + 여름녹비작물구가 2.1%, 겨울녹비작물구는 1.9% 로나타났다 (Table 2). 겨울 + 여름녹비작물구의초종의전질소농도는겨울과여름의녹비작물을각각예초한후의평균값을나타낸것으로서겨울녹비작물구에는질소고정능이높은헤어리베치가 (Seo & Lee, 2005) 여름녹비작물구에도질소농도가높은두과작물인네마장황이파종되어서일반방임초생재배구보다높게나타난것으로판단된다. 생육량이많고전질소농도가초생재배구보다높았던녹비작물구는높은질소환원량을나타내었다 ( 겨울녹비작물구 ; 30 kg/10a, 겨울 + 여름녹비작물구 ; 41 kg/10 a). 재배방법에따른초종별인산농도는별다른차이가없었으며 0.7% 전후의농도를나타내었다 (Table 2). 인산의토양환원량은겨울 + 여름녹비작물구가 15 kg/10a, 겨울녹비작물구가 13 kg/10a, 방임초생재배구가 10 kg/10a로나타났다. 녹비작물의칼륨농도는방임초생재배구가 2.2% 로가장낮았고, 녹비작물재배구가 2.8% 전후를 나타내었다 (Table 2). 토양의칼륨환원량은전질소와인산과같이겨울 + 여름녹비작물구 (53 kg/10a) > 겨울녹비작물구 (43 kg/10a) > 방임초생재배구 (32 kg/10a) 순으로나타났다. 과수원표토위의식물체잔사는 3개월후에건물중과질소함량이약 50% 정도가무기태질소로전환되지않고남아있었다고보고하였는데 (Tagliavini et al., 2007; Tutua et al., 2002), 본실험에이용된 10~12년생 신고 배나무가필요로하는질소와인산과칼륨 ( 각각 10, 5, 8 kg/10a, RDA, 2011) 보다녹비작물에의해훨씬많은다량원소를토양에환원할것으로추정되었다. 이는지하수로의오염이나수체의영양생장과다로과실품질저하를가져올수있으므로각별한주의가필요할것으로판단되었다. 이와는반대로토양이척박해서유기물이필요로하거나수체의영양상태가빈약한경우에본실험에서얻어진녹비작물의생체량이필요할것으로판단되었다. 하지만본실험에서는과수원표토위의식물체잔사를과실수확후에조사하지않아서, 위의판단에대해서는정확한검증이필요할것으로요구된다. 방임초생재배구와녹비작물구의 0~20 cm 깊이의토양에서전질소와 ph는별다른차이가없었으며유기물은녹비작물구에서 5.4% 로방임초생구 (3.9%) 보다높았다 (Table 3). 유효 Table 3. Soil chemical properties at 0 to 20 cm depth as affected by ground cover treatments. Treatment T-N (%) ph OM (%) AV. P 2 O 5 (mg/kg) K Ca Mg (cmol + /kg) Sod culture ) ± ± ± ± ± ± ±0.1 Cover crop 0.27 ± ± ± ± ± ± ±0.1 Optimal nutrient range

4 300 韓國際農誌 (Korean J. Intl. Agri.), 23(3), 2011 Table 4. Fruit quality as affected by ground cover treatments. Treatment Flesh wt. (g) Soluble solids contents ( o Bx) Firmness (N) Fruit color L a b Sod culture 620±16 1) 11.2±0.3 25±0.9 58± ±0.1 35±0.7 Winter cover crop 672± ±0.4 26±1.5 59± ±0.2 35±0.5 Winter+Summer cover crop 637± ±0.3 25±0.4 58± ±0.1 35±0.4 L = lightness (1~100); a = green ( 60) ~ red (+60); b= blue ( 60) ~ yellow (60) 함량이일반과수원보다높게나타난것을알수가있었다. 여러번예초는건물중을늘려서토양에양분환원량을증가시키므로척박한토양이나배나무가무기성분결핍상태를나타날때효과적일것으로판단되었다. 적 요 Fig. 1. Fruit damage as affected by ground cover treatments. Vertical bars represent ±standard deviation of the mean. 인산과칼륨그리고칼슘과마그네슘은방임초생구에서모두높게관찰되었다. 토양 ph와칼슘은관행배과수원에서요구하는적정한범주 (ph; 5.8~6.3, 칼슘 ; 5.0~7.0 cmol + /kg) 안에속하였다 (RDA, 2011). 이와는반대로유효인산은두처리구모두에서적정요구량보다낮게나타났다. 녹비작물재배방법에따른과실품질은처리간에별다른차이가없었다 (Table 4). 다만겨울녹비재배구가다소높은과실중량과과피의적색을나타내는 a값이 5.5로높은경향을보였다. 배과수원에서대표적인병해충인검은별무늬병과가루깍지벌레는녹비작물구가각각 18% 와 32% 로방임초생재배구의 15% 와 25% 보다높게나타났다 (Fig. 1). 이전보고 (Chalker- Scott, 2007) 에서과수원에녹비작물을재배하였을때는병해충의서식처증가에대한원인을제공할수있을것이라고하였는데, 본실험에이용된녹비재배구에서의높은생육량으로인해서 (Table 1) 방임초생재배구보다병해충발생량이증가하였을것으로생각된다. 이상의결과로보아세가지처리구 ( 방임초생재배, 겨울녹비작물구, 겨울 + 여름녹비작물구 ) 모두에서재배기간동안네차례예초는 10~12년생 신고 배나무가필요로하는질소와인산과칼륨보다훨씬많은양을토양에환원하여서유기물 본연구는유기재배배과수원시비에있어서화학비료대체를위한녹비작물재배이용기술개발을확립하고자재배방법에따라토양에무기성분환원량과이에따른배과실품질에미치는영향을구명하고자수행되었다. 재배방법은전남보성의배과수원독농가에 1) 방임초생 [ 대조구 ], 2) 겨울녹비작물재배 [ 호밀 + 헤어리베치혼파 ], 3) 겨울녹비재배 [ 호밀 + 헤어리베치혼파 ]+ 여름녹비재배 [ 그린솔고 ( 수단그라스품종 (Sorghum bicolor L.))+ 네마장황 ( 클로타라리아품종 (Crotalaria juncea L.) 혼파 ] 를포함하였다. 겨울 + 여름녹비작물재배가생육량이가장많았으며겨울녹비작물재배 > 방임초생재배순으로나타났다. 이러한생육량의차이는토양에질소, 인산, 칼륨의환원량에도영향을끼쳤으며, 배나무가요구하는무기성분량보다훨씬많은양을환원하였다. 이러한높은환원량은토양의유기물함량과칼륨, 칼슘, 마그네슘농도를증가시켰다. 하지만처리구에따른배과실품질에는별다른영향이없었다. 사 본연구는전라남도농업기술원의지원을받아서수행되었으며국립농업과학원농업과학기술연구개발사업 ( 과제번호 : ) 의지원에의해이루어진것임. 사 인용문헌 Chalker-Scott, L Impact of mulches on landscape plants and the environment - A review. J. Environ. Hort. 25 : Chang, K.R., and S.M. Sohn Sustenance and enhancement of soil fertility for organic farming by legumes and green manure. Kor. J. Organic Agr. 8 :

5 피복작물이용방법이양분공급량과배과실품질에미치는영향 301 Choi, D.H., S.M. Lee, S.H. Kim, H.B. Yoon, and M.H. Um Evaluation on actual techniques and productivity of organic and natural farming. J. KOWREC. 9 : Choi, H.S., C.R. Rom, and M. Gu Effects of different organic apple production systems on seasonal nutrient variations of soil and leaf. Sci. Hort. 129 : Korean Soil Information System Soil series. RDA, Suwon, Korea. KREI Agriculture industry trends by item. Fruits. pp Korea Rural Economic Institute, Seoul, Korea. Lee, Y.J., D.H. Choi, S.H. Kim, S.M. Lee, Y.H. Lee, B.M. Lee, and T.W. Kim Long-term changes in soil chemical properties in organic arable farming systems in Korea. Kor. J. Soil Sci. Fert. 37 : Lotter, D.W Organic agriculture. J. Sustainable Agr. 21 : NAAS Standard analysis method of soil and plant. National Academy of Agricultural Science, RDA, Suwon, Korea. RDA Pear growing techniques. National Institute of Horticultural & Herbal Science, Suwon, Korea. Seo, J.H., and H.J. Lee Effect of hairy vetch green manure on nitrogen enrichment in soil and corn plant. Kor. J. Soil Sci. Fert. 38 : Tagliavini, M., G. Tonon, F. Scandellari, A. Quiones, S. Palmieri, G. Menarbin, P. Gioacchini, and A. Masia Agric. Ecosyst. Environ. 118 : Tutua, S.S., K.M. Goh, and M.J. Daly Decomposition and nitrogen release of understorey plant residues in biological and integrated apple orchards under field conditions in New Zealand. Biol. Fertil. Soils 35 :

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24(1)-[11]10. 호밀 (최현석).fm 韓國際農誌 (Korean J. Intl. Agri.), 24(1): 70~75(2012) 호밀과헤어리베치의단파및혼파가 신고 배의양분공급량과생육에미치는영향 임경호 최현석 * 나양기 ** 송장훈 조영식 최장전 최진호 정석규 *** 국립원예특작과학원배시험장, * 국립농업과학원유기농업과, ** 전라남도농업기술원, *** 경희대학교한방재료가공학과 Nutrient Contribution