Changes of Chemical Properties and Correlation under No-tillage Silt Loam Soil with Ridge Cultivation of Plastics Film Greenhouse Condition

(A) (B)

Changes of pH and electronic conductivity (EC) by tillage and no-tillage methods in plastics film house. Each point is mean of three replication and shows standard deviation.

Changes of Chemical Properties and Correlation under No-tillage Silt Loam Soil with Ridge Cultivation of Plastics Film Greenhouse Condition

Seung-Koo Yang*, Gil-Ho Shin, Hee-Kon Kim, Hyun-Woo Kim, Kyung-Ju Choi, and Woo-Jin Jung

**

Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services, Najusi 520-715, Korea

1

Division of Applied Bioscience and Biotechnology, Institute of Environmentally-Friendly Agriculture (IEFA), College of Agricultural and Life Science, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Korea

(Received: December 5 2014, Revised: June 4 2015, Accepted: June 4 2015)

This study was carried out to investigate the sustainable agriculture of no-tillage technique to minimize tillage problems under rain interception green house condition including recycling of the ridge and the furrow for following cultivation in Korea. Chemical properties in soils were investigated at 3-years after cultivation at conventional tillage [CT; 2-years no-tillage (2009-2010) and 1-year (2011) tillage] and no-tillage [NT;

2009-2011] field. Soil pH maintained between 5.8 and 6.0 irrespectively tillage and no-tillage. Salinity (EC), contents of total nitrogen (TN), cation exchange capacity (CEC), and exchangeable cations (K, Ca and Mg) in soil were remarkably higher in CT than in NT treatment. Salinity (EC), contents of OM, TN, CEC, and exchangeable cations in top soil and subsoil indicated higher deviation in CT than NT treatment. Organic matters and inorganic matters in soil were positive (+) correlation. Suppression of pepper growth and increase of yield were observed in no-tillage soil compared with tillage soil. These results indicated that no-tillage technique in crop culture could play an important role with respect to chemical properties in silt loam soil.

Key words: no-tillage, greenhouse, soil, chemical, correlation, pepper

1)

*Corresponding author : Phone: +82613302509, Fax: +82613364076, E-mail: [email protected]

**Co-corresponding author : Phone: +82625303960, Fax: +82625302139, E-mail: [email protected]

Introduction

인류는 경운을 통하여 문화 형성과 발전에 크게 기여하 여 왔으며, 한반도에서는 BC 3,000년경에 사용된 것으로 보이는 돌 보습이 출토되고 있다 (Yang et al., 2014). 오랜 역사를 지닌 쟁기는 산업화가 고도화되기 전인 17세기까지 사용되어 왔으나 (Derpsch, 2004; Kang et al., 2013), 현대 에는 생산성 향상과 농가소득 증대를 위한 대형농기계의 사 용과 시설재배의 경우 2~5회의 다모작 (多毛作) 재배로 인 한 많은 문제점이 발생되고 있다 (Kim et al., 1997b; Yang et al., 2014). 특히 강한 관행적인 기계경운(conventional tillage)은 토양 비옥도와 보수력 및 토양구조의 안정성을 감소시키고 물과 바람에 의한 침식을 쉽게 하며 작물의 생 산성을 유지하기 위한 비료 투입량을 증가시키는 원인이 되 고 있다 (Shokati and Ahangar, 2014; Du Preez et al., 2001; Roldán et al., 2003; D’Haene et al., 2008). 또한 관 행경운은 토양입단을 감소시키고 대기의 CO

량을 증가시켜 지구온난화를 촉진시키고 있다 (Roldán et al., 2003).

따라서 최근에는 전 세계적으로 농업 생산성 지속을 위한 토양의 질 개량, 토양 퇴화의 최소화 등 지구 생태계를 고려 한 지속 가능한 농법이 요구되고 있다 (Doran, 2002; Tilman et al., 2002; Shokati and Ahangar, 2014; Yang et al., 2014). 이와 같은 경운의 문제점을 해소하기 위한 방법 중 하 나로 무경운 재배에 관한 연구가 시도되고 있다. Friedrich1 등 (2012)은 무경운 농장규모 0.5 ha 이하에서 (e.g. China, Zambia) 1,000 ha까지 (e.g. Argentina, Brazil, Kazakhstan), 토양조건은 모래함량 90%에서 점토함량 80%까지, 점찰력이 극단적으로 높은 (Brazil) 토양도 무경운에 장해요인은 되지 않았다고 하였다. 한편 남미공동체인 Brazil, Argentina, Paraguay 그리고 Uruguay의 무경운 면적은 1987년 6만7천 ha 에서 2002년 3천만 ha로 현저하게 증가되었으며 (http://notill.org), 2012년 현재 세계적으로 진행되고 있는 무경운 면적은 1억2천8백만 ha로 추정되고 있다 (FAO, 2012 ; Kang et al., 2014). 이러한 증가의 가장 중요한 요인은 농작 업량의 감소와 경제적 이익이 크기 때문이다 (King, 1983).

경운체계는 관행경운, 부분/최소경운, 무경운 등으로 분 류할 수 있으나, 우리나라는 무경운에 대한 연구와 보급은 물론 무경운에 관한 정리도 미흡한 실정이다 (Kang et al., 2013). 이러한 현실을 타파하고자 Yang 등 (2014)은 산업화 로 노동 집약적이고 대형화된 현대적 의미와 고전적 의미 경운은 달라져야 한다며, 토양에 교란 정도와 축력 및 동력 사용 유무에 따라 경운과 무경운을 분류할 것을 제안하기도 하였다. 한편 우리나라는 집중호우 및 염류집적을 고려해 이랑은 높게 고랑은 깊게 만들어 사용하고 있는데, 이를 재 활용하는 무경운 농업은 농작업을 단순화 시켜 농작업 시간 과 농기계 사고율을 감소시키고, 토양의 물리성을 개선하며

경운장비 구입 및 유지 보수에 따른 경영비의 감소로 생산 비가 절감되고 농가소득이 증가되는 것으로 나타났다 (Yang et al., 2012 ; 2014).

무경운 재배 기술은 선진 농업지역 중심의 대형 농기계를 이용한 최소경운 방법과 후진 농업지역의 간단한 도구를 이용 한 무경운 농업 (Derpsch, 2004)과 차별화되는 농업기술로, Lee 등 (2012)은 저비용으로 농가에 보급할 수 있는 ‘저탄소 녹색 농업기술’ 이라며 ‘한국형 무경운 농업’으로 규정하였다.

이와 같은 무경운 농업은 전남지방을 중심으로 전국적으로 재 배농가와 면적이 확대되고 있으며, 2013년 현재 전남의 무경 운 농업은 전국 저탄소농축산물 인증 경영체의 42%을 점유하 는 등 무경운 혁명으로 평가되고 있다 (Yang et al., 2014). 그 러나 무경운 재배에 따른 토양 화학성 변화에 관한 보고는 미 미한 실정이다. 따라서 본 연구는 전작물 (前作物) 재배에서 만들어진 이랑을 재활용하는 무경운 방법으로 고추를 재배하 고 있는 비닐필름 온실의 토양을 이용하여 무경운으로 2년간 재배 후, 3년째 경운한 토양과 3년간 계속하여 무경운으로 관 리한 토양의 물리성 (논문 수록 : Yang et al., 2014)과 화학성 변화 및 수량성을 구명 하고자 수행하였다.

Materials and Methods

토양 및 재배관리 2009년부터 경운하지 않고 무경운 으로 고추를 재배하고 있는 전남 나주시 남평읍 (35

03′14.5″

N and 126

49′46.0″E, 해발고도 22m) 2중 비닐 필름 하우스 의 미사질양토 (미사 54.3%, 점토 22.1%, 모래 23.6%) 에서 시험을 수행하였다. 토양 조건은 2년간 경운하지 않고 무경 운으로 관리한 토양을 3년차 로타리 경운 처리구와 3년 연속 무경운으로 관리한 처리구로 나누어서 시험을 수행하였다.

경운은 농업용 소형 트랙터를 (대동 L2202 - 4WD) 이용 하여 표토에서 12 cm 깊이로 2월과 7월, 2회 실시하였으며, 작형은 봄, 가을 2기작으로 고추를 재배하였다.

봄 작형은 2011년 2월 25일 145 × 50 ㎝로 ha당 13,790 주를 정식하여 7월 12일까지, 가을 작형은 8월 1일 145 × 40 ㎝로 ha당 17,240주를 정식하여 11월 9일까지 시험을 수 행하였다.

시비방법은 그로단 (Grodan hydroponic solution) 파프 리카 배양액을 Table 2와 같이 A액과 B액을 100배액으로 조성하여 관비재배 하였다.

관개는 점적관수를 이용하였으며, 관개량은 지하수 (Table 1)에 A액 과 B액 (Table 2)을 희석한 액비를 Table 3과 같이 만들어 1회에 ha당 35 ton 정도를 관수하였다. 작기당 질소 (N) 성분의 공급량은 ha당 약 100 Kg수준이었다.

토양 화학성 조사 토양 화학성 분석을 위해 2월 15일

시험전 토양과 1기작 수확 완료 후인 7월 12일, 2기작은 11월

Table 1. Inorganic content of underground water in field.

pH EC NO

-N NH

-N PO

-P K Ca Mg SO

-S Cl

(1:5) (dS m

) --- (mg L

) ---

6.26 0.34 0.87 - - 1.30 L

41.02 10.55 13.58 34.5

Table 2. Prescription of paprika and grodan hydroponic solution.

Nutrient solution (A)* Capacity

(kg ton

) Nutrient solution (B)* Capacity

(kg ton

) Calcium nitrate : 5 〔Ca(NO

)

·2H

O) 〕NH

NO

100.0 Potassium nitrate : KNO

55.9

Potassium nitrate : KNO

7.1 Magnesium sulfate : MgSO

·7H

O 25.0

Chelate-Fe : Fe-EDTA 0.8 Potassium phosphate monobasic : KH

PO

19.0

Magnesium nitrate : Mg(NO

)

·6H

O 13.0

* Nutrient solution (A) and (B) were supplied into soil after dilution in one ton tank.

Table 3. Inorganic content of fertilizer.

pH EC NO

-N NH

-N PO

-P K Ca Mg SO

-S Cl

(1:5) (dS m

) --- (mg L

) ---

6.86 0.69 44.8 2.06 8.45 43.8 74.8 15.0 18.1 34.5

(A) (B)

Fig. 1. Changes of pH and electronic conductivity (EC) by tillage and no-tillage methods in plastics film house. Each point is mean of three replication and shows standard deviation.

9일 각각 토양 표면으로부터 0.5~1 cm 정도 표토를 제거하 고 표토는 0~12 cm, 심토는 12~24 cm에서 토양시료 채취기 (auger)로 토양을 3반복씩 채취하였으며, 토양 분석은 농촌 진흥청 표준분석법에 (NIAST. 2000) 준하여 분석하였다. 그 리고 토양 무기성분 각각의 상관관계를 분석하였다.

통계분석 본 시험의 통계분석은 SAS 9.2 (Statistical Analysis System Institute Inc. 2002) package를 이용하여 분석하였으며, 처리간 유의성은 "Tukey’s Honestly Significant different Test"를 이용하여 검정하였다.

Results and Discussion

가. 토양의 pH, EC 및 유기물 함량 변화

pH 무경운으로 2년간 관리한 시험 전 토양을 3년째 2회

경운 (이하 : 경운)한 처리와 3년 연속 무경운 (이하 : 무경운) 으로 관리하면서 양액비료를 물과 희석하여 관비재배 한 결 과, 토양 pH는 (Fig. 1 - A) 경운에 관계없이 초기에는 감소하 는 경향을 보였으나, 후기에는 증가되어 pH는 5.8~6.0 수준 으로 비닐하우스 고추재배 토양의 적정 수준이 유지되었다.

전기전도도 (EC) 경운한 처리의 표토 EC는 3.7 dS m

, 심토의 EC는 2.9~4.6 dS m

수준으로 짧은 기간에 현저하 게 증가되었으나, 무경운으로 관리한 토양의 EC는 1.2~1.6 dS m

으로 비닐하우스 채소 재배 토양의 적정 EC 범위 2 dS m

이하가 유지되었다 (Fig. 1 - B).

한편 토성 및 공간적 이질성은 토양 층위내에 토양수분

이동과 염류 분포에 영향을 미치기 때문에 (Li et al, 2014),

동일한 토양에서 표토와 심토의 물리성과 화학성의 편차가

크면 토양이 균일하지 못하고, 표토와 심토의 편차가 적다

(A) (B)

Fig. 2. Changes of total nitrogen and organic matter (OM) content by the tillage and no-tillage methods in plastics film house.

Results are means ± SD of triplicate measurements.

면 토양이 균일하게 발달된 토양으로 생각할 수 있다 (Yang et al., 2014). 이와 같은 관점에서 표토와 심토의 편차를 분 석한 결과 경운 토양은 편차가 0.8~0.9 dS m

수준이었으 나, 무경운 토양은 0.03~0.05 dS m

수준으로 경운 토양에 비하여 표토와 심토의 편차가 감소되었다.

유기물함량 (OM) 시험 전 토양의 유기물 함량이 표 토와 심토 공히 47 g ㎏

에서 유기물 (퇴구비) 투입 없이 시험을 추진한 결과 무경운 토양이 경운 토양보다 유기물 함량은 유의성 있게 낮았으며, 표토보다 심토에서 낮은 경 향을 보였다 (Fig. 2 - A). 그리고, 표토와 심토의 유기물함 량 편차가 경운은 3~11 g ㎏

, 무경운은 0~2 g ㎏

으로 무경운이 경운에 비하여 편차가 적었다.

한편 Lee 등 (2012)은 오이재배 농가의 토양과 시비기술 을 조사한 결과 토양 pH가 5.5~7.2, 토양 EC는 1.48~5.71 dS m

, 유기물 함량은 11~43 g ㎏

수준이었다고 하여 본 시험의 범위와 같았다. 그리고 Kim 등 (2012)은 우리나라 시설 토양은 재배 면적의 반 이상이 EC 4.0dS m

이상의 염류집적 토양으로 시설재배에서 가장 큰 문제점인 염류집 적을 해결하기 위하여 유기물 시용에 의한 무기태 질소의 고정, 담수에 의한 염류의 세탈, 심경과 환토, 배수 등 다양 한 제염방법이 시도되고 있다고 하였다. 그러나 처리기간에 휴경이 불가피한 경우 등 다양한 이유로 그 효과는 크지 않 기 때문에 처리기간에 작물을 재배 할 수 있는 친환경적인 염류제거 방법이 필요하다고 하였다 (Kim et al., 2012).

한편 Kim 등 (2001)은 토양의 경반층 파쇄와 물의 하향속 도 증가를 목적으로 물리성 개선시험을 추진한 결과, 처리 직후에는 염류농도 저하 효과가 높게 나타났으나, 시간의 경과에 따라서 점차 반전되어 별다른 효과가 없었다며 물리 성 개선이 토양 모세관 파괴로 하층수의 상부 이동을 방해 할 수 있다고 하였다. 그리고 Kim 등 (1997a, 1997b)은 토양 교란 3년 후에 지표면으로부터 20~30 cm에 대형기계에 의 한 토층의 압밀이 심화되어 경반층이 형성되며, 이러한 경 반층은 토양수의 하향 이동을 방해하여 공간적 변이성이 나

타난다고 하였다. 따라서 동일한 시비 조건에서 경운 토양 의 EC가 무경운 토양에 비하여 현저하게 높게 유지된 원인 은 경운을 하면 대형농기계의 하중에 의한 압력으로 토양이 다져져서 심토에 경반층이 형성되는 등 물리성이 변화되어 배수가 불량하게 되고 (Yoon et al., 2011), 염류가 집적된 원인으로 추정되었다 (Kim et al., 1997b).

그러나 무경운 토양은 대형농기계를 사용하지 않기 때문 에 농기계의 하중으로 인한 답압이 생략되어 경운토양에 비 하여 상대적으로 작토층이 깊어지고 공극율이 증가되어 배 수가 촉진되며 염류의 분포 범위가 확대되기 때문에 염류농 도가 낮아진다 (Yang et al., 2014). 따라서 본 시험의 동일 한 시비조건에서 무경운 토양의 EC가 경운토양에 비하여 현저하게 낮아진 점에 유의하여 무경운은 작물을 재배하면 서 염류농도를 감소시킬 수 있는 방법으로 생각되었다.

한편 Kim 등 (1997b)은 토양 깊이에 따른 EC값의 차이가 발생되는 원인은 높은 외부온도 때문에 증발량이 투수량보 다 많아 발생되는 모세관 압력 상승으로 인한 지표면의 염 류집적, 토양교질과 유기물의 이온 흡착에 의한 지표면의 염류집적 등이 있다고 하였다. 그중에서 용적밀도가 높은 경반층에 의한 투수력 감소가 지표면 염류 집적에 가장 크 게 관여하는 것 같다고 하였다 (Kim et al, 1997b). 따라서 본 시험에서 경운 토양이 무경운 토양에 비하여 EC가 높고 표토와 심토의 편차가 큰 원인으로 추정되었다.

나. 토양의 무기성분 변화

T-N 함량 시험 전 토양의 총 질소 함량은 0.26% 수준

이었으나, 경운 토양은 0.27%, 무경운은 표토 0.25 %, 심토

는 0.23% 수준으로 유지되었다 (Fig. 2-B). 이와 같은 결과

는 사질양토의 시설 유기재배에서 녹비작물을 재배 환원하

여 고추를 재배한 결과 토양의 T-N함량은 0.24~0.26% 수

준이었다는 Yang 등 (2011b)의 결과와, 로타리 경운 처리가

무경운 토양에 비하여 논 토양의 NO

- N과 NH

- N 함량

이 높은 결과 (Yang et al., 2008)와 같은 경향이었다.

(A) (B)

(C) (D)

Fig. 3. Changes of cation exchange capacity (CEC, K, Ca and Mg) content by the tillage and no-tillage methods in plastics film house. Each point is three replication and shows standard deviation.

양이온 치환용량 경운 토양의 양이온 치환용량이 표

토는 16.9~18.2 cmol

kg

, 심토는 16.3~16.7 cmol

kg

수준으로 무경운 토양의 표토 13.1~17.4 cmol

kg

과 심토 12.7~16.1 cmol

kg

수준 보다 높은 경향을 보였다 (Fig.

3-A).

K함량 경운 토양의 K함량은 0.63 cmol

kg

으로 무 경운 토양 0.33 cmol

kg

에 비하여 2배 정도 높은 수준을 보였으나 (Fig. 3-B), 시험 전 토양에 비하면 K함량은 감소 되었으며, 표토와 심토의 K함량의 편차가 경운 토양은 0.08 cmol

kg

, 무경운 토양은 0.01 cmol

kg

수준이었다.

Ca함량 경운 토양 표토의 Ca 함량은 10.3 cmol

kg

, 심토는 8.6~10.1 cmol

kg

수준으로, 무경운 표토 7.2~

8.7 cmol

kg

과 심토 7.1~7.6 cmol

kg

보다 높았다 (Fig. 3-C). 그리고 표토와 심토의 편차가 경운 토양은 0.23~1.7 cmol

kg

, 무경운 토양은 0.17~1.1 cmol

kg

수준으로 표토와 심토간의 편차가 무경운 토양에서 적었다.

Mg함량 경운 토양의 Mg함량은 2.8~3.3 cmol

kg

수준이었으나, 무경운 토양은 1.8~2.1 cmol

kg

수준으로 경운 토양에 비하여 감소되었고, 표토와 심토의 편차가 경 운 토양은 0.24~0.45 cmol

kg

으로 무경운 토양 0.05~

0.17 cmol

kg

에 비하여 큰 경향을 보였다 (Fig. 3-D). 그

리고 무경운 토양은 기준 토양의 Mg농도인 1.5~2.0 cmol

kg

수준으로 감소되었으나, 경운 토양은 기준 토양보다 Mg농도가 높게 유지되었다.

Kim 등 (1997b)에 의하면 토양내 치환성 양이온은 대부 분 화학비료와 토양 개량제, 유기질 비료의 분해 과정에서 발생되는데, 많은 양이 토양광물이 풍화작용에 의하여 토양 내에 유리되며 시설재배에서 4가지 양이온 (Na

, K

, Ca

, Mg

등)은 공통적으로 지표면 10 cm 이내에 가장 많이 분 포하고 경반층이 형성된 20 cm 이하의 깊이에서는 농도가 매우 낮아졌다고 하였다 (Kim et al., 1997b). 한편 Agbede (2010)에 의하면 무경운 (Zero-tillage)은 0~15 cm 깊이의 토양 표면에 pH, organic C, N, P, K, Ca 및 Mg이 유의성 있게 농도가 높았다 (Shokati, and Ahangar. 2014)고 하여 본 시험의 경운 토양과 유사한 경향이었다.

그리고 본 시험의 경운 토양에 비하여 무경운 토양의 전

기전도도, 토양 유기물, 총 질소, 양이온치환용량, 치환성

K, Ca, Mg 함량이 낮게 유지된 원인은, 본 시험의 물리성

논문에서 (Yang et al., 2014) 보여지듯이 경운토양에 비하

여 무경운 토양에서 관입저항이 감소되어 작토층이 깊어지

고 심토의 용적밀도가 낮고 공극율이 증가되는 등 토양의

물리성이 개선된 결과, 동일한 시비조건에서 작물에 의하여

흡수되고 남은 무기성분의 분포 범위가 경운토양에 비하여

넓어진 원인으로 추정되었다.

(A) (B)

(C) (D)

(E) (F)

Fig. 4. Relationships between EC, CEC, TN, and exchangeable cations (K, Ca and Mg) content, and OM content of soil.

Significance levels of the liner correlation coefficients were denoted by P<0.05.

다. 토양 화학성의 상관관계

경운방법에 관계없이 시료 전체를 종합하여 상관관계를 분석한 결과 무경운 토양의 유기물함량은 EC, T–N, CEC, K, Ca 그리고 Mg함량과 정의 (+)상관을 보였으나 (Fig. 4), 경운토양에서는 유기물함량과 T–N 만이 정의 (+)상관을 보 였다. 이는 무경운 관리로 비교적 안정된 무경운 토양에 비 하여 경운 토양은 로타리 작업으로 인한 토양 교란으로 물 리성과 (Yang et al., 2014), 화학성의 편차가 증가된 원인 때문으로 추정되었다.

토양의 전기전도도 EC는 T–N, CEC, 치환성 K, Ca 그리 고 Mg은 정의 (+)상관으로 나타내었으며, 경운 방법간에는 경운의 경우 EC와 치환성 K, Ca 그리고 Mg은 정의 (+)상관 을 보였고, 무경운 토양의 EC는 T – N과 CEC가 정의 (+)상 관을 보였다 (Fig. 5).

토양의 총 질소함량 (T-N)과 치환성 K, Ca 그리고 Mg

함량은 정 (+)의 상관이었고 무경운 토양도 같은 경향이었 으나, 경운 토양은 T-N과 치환성 Ca에서 상관관계가 인정 되었다 (Fig. 6).

토양의 양이온치환용량 CEC는 T-N, 치환성 K, Ca 그리 고 Mg은 정 (+)의 상관이었고, 무경운 토양도 같은 경향이 었으나, 경운 토양의 CEC는 T – N과 정 (+)의 상관으로 나 타났다 (Fig. 7).

무경운 토양의 치환성양이온 K과 Ca, K와 Mg, Mg과 Ca 은 모두 정 (+)의 상관으로 나타났으며, 무경운 토양도 같은 경향이었고, 경운 토양에서 K은 Mg과 정의 (+)상관을 나타 냈었다 (Fig. 8).

Kim 등 (2006)에 따르면 토양의 EC는 질산태질소와 치환

성 고토와 칼륨, 칼슘과 상관관계에서 고도의 유의성을 가

지며 토양 EC와 질산태질소 함량의 상호관계는 사양토나

양토 모두 거의 동일한 기울기의 직선적인 회귀관계를 보인

(A) (B)

(C) (D)

(E)

Fig. 5. Relationships between TN, CEC, and exchangeable cations (K, Ca and Mg) content, and EC content of soil. Significance levels of the liner correlation coefficients were denoted by P<0.05.

(A) (B)

(C)

Fig. 6. Relationships between TN and exchangeable cations (K, Ca and Mg) content of soil. Significance levels of the liner

correlation coefficients were denoted by P<0.05.

(A) (B)

(C) (D)

Fig. 7. Relationships between exchangeable cations (K, Ca and Mg) content and T-N content, and CEC content of soil.

Significance levels of the liner correlation coefficients were denoted by P<0.05.

(A) (B)

(C)

Fig. 8. Relationships between exchangeable cations (K, Ca and Mg) content of soil. Significance levels of the liner correlation coefficients were denoted by P<0.05.

다고 하였다. 질산태질소와 염소는 음전하를 갖기 때문에 전기전도도에 가장 크게 기여하는 성분이며, 토양의 유기물 함량과 다른 화학성은 고도의 유의성을 갖는다고 하였다

(Kim et al., 2006).

토양 EC는 주로 양이온 (Na

, K

, Ca

, Mg

등)과 음이

온 (Cl

, NO

, SO

, PO

등)에 의해서 결정되며 (Kim et

Table 4. Growth characteristics of red pepper in tillage and no-tillage cultivation of plastics film greenhouse condition.

Soil management

Main branch length (cm)

Primary branch length (cm)

Number of node (ea. primary

Branch

)

Node stem length

(cm)

Fresh weight (g/plant)

Dry weight (g/plant)

Tillage 31.6a 99.3a 16.3 6.1a 580a 98.3a

No-tillage 29.3b 78.8b 15.4 5.2b 505b 84.8b

Table 5. Yield and yield components of of red pepper in tillage and no-tillage cultivation of plastics film greenhouse condition.

Soil management

Fruit diameter (mm)

Fruit length (cm)

Number of fruit (No. plant

)

Fruit weight (g ea.

)

Fruit weight (g plant

)

Yield (kg ha

)

Tillage 16.2 10.9 112 10.0b 1,209b 16,608b

No-tillage 16.5 10.8 121 12.3a 1,325a 17,870a

MSDa (p<0.05) NSb 1.28 NS 1.99 3.25

a Minimum significant difference by Bonferroni t-test b Not significant

al., 1997b), 토양의 EC는 NO

- N함량과 고도의 유의성을 나타내기 때문에 (Kim et al., 2012; Kim et al., 2001), 토 양의 유기물함량과 EC의 증가는 토양에 T–N과 K, Ca, Mg 의 함량을 증가시키는 것은 당연한 결과로 생각되었다. 그 리고 경운 토양이 무경운 토양에 비하여 토양화학성에서 유 의적인 상관관계 성립이 적은 것은 경운 로타리 작업으로 인하여 토양이 심하게 교란되어 토양이 안정화 되지 않은 원인으로 생각되었다.

따라서 미사질토양에서 대형농기계를 이용하여 경운을 하게 되면 심토는 다져지고 표토는 교란이 심하게 일어나, 토양 무기성분의 분포 범위가 감소된 경운토양이 무경운 토 양에 비하여 무기성분의 농도가 상대적으로 높아지기 때문 에 경운은 토양 화학성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 생각되었다. 이상의 결과로 보아 무경운재배는 휴경 없이 작물을 재배하면서 별도의 추가적인 작업과 노동력 투입 없 이, 토양내 축적된 염류를 제거할 수 있는 대안이 될 수 있다.

라. 경운 방법에 따른 고추의 생육 및 수량

무경운으로 관리한 토양에서 재배된 고추의 주지길이, 절간장, 건물중 등 생육은 경운 토양에 비하여 억제되었으 며 (Table 4), 무경운 토양의 고추 수량은 경운 토양 비하여 과경과 수확과수가 증가되어 7 % 정도 증수되었다 (Table 5).

본 시험의 토양 물리성 관련 논문에서 (Yang et al., 2014) 경운토양에 비하여 무경운 토양에서 용적밀도와 고상 율이 감소되고, 기상율과 공극율이 증가되었다. 이와 같은 원인은 무경운으로 관리된 토양은 경운으로 인한 토양 교란 이 없기 때문에 모세관을 통한 수분의 이동이 용이하여 배 수력이 증가되며 작토층이 깊어져서, 정식 초기 뿌리가 수 분을 찾아 깊게 뻗어 들어 가면서 지상부의 생육이 억제된 것으로 생각되었다.

일반적으로 과채류 재배는 작물을 정식한 후 뿌리가 활

착되면 작물의 뿌리분포를 깊게 유도하기 위하여 관수량을 제한하여 영양생장을 억제하고 생식생장을 촉진시키고자 하는데 경운 토양과 달리 무경운 토양에서는 토양구조가 이 러한 역할을 하는 것으로 생각되었다. 따라서 무경운 고추 재배는 경운재배에 비하여 생육은 억제되고 수량은 증수되 며 생산비는 절감되어 농가소득이 증가하는 것으로 나타났 다(Yang et al., 2012).

Conclusion

경운은 인류역사에 크게 기여하여 왔으나, 산업사회의 발달로 경운장비가 대형화 되면서 잦은 경운은 토양구조의 안정성을 해치며, 토양을 침식 시켜, 비료 투입량을 증가시 키며 지구온난화의 원인을 제공하기도 한다. 이와 같은 경 운의 문제점을 최소화하기 위하여 비가림 비닐하우스에서 2년간 기존 재배에서 만들어진 이랑을 무경운으로 재배하 고 3년째에 경운한 토양과 3년간 계속하여 무경운으로 관리 한 토양의 화학성을 조사한 결과는 다음과 같다. 토양 pH는 경운에 관계없이 5.8~6.0 수준을 유지하였다.

경운 토양의 전기전도도, 총 질소, 양이온치환용량, 치환 성 K과 Ca, Mg 함량은 무경운 토양에 비하여 현저하게 높 았다. 그리고 토양의 전기전도도, 유기물함량, 총질소량, 양이온치환용량, 치환성 K, Ca과 Mg함량의 표토와 심토의 편차는 경운 토양이 무경운 토양에 비하여 크게 나타났다.

유기물 함량과 대부분의 무기성분은 정(+)의 상관이었으나,

경운 토양은 무경운 토양에 비하여 유의성이 낮았다. 무경

운 토양이 경운토양에 비하여 고추의 생육은 억제되고 수량

이 증수되었다. 이상의 결과로부터 대형 농기계를 이용하여

미사질 경작지 토양에 경운을 하게되면 심토의 경화 및 표

토의 교란 등 토양화학성에 매우 부정적인 영향을 미치게

됨을 알 수 있었다.

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