The Effect of Long-term Application of Different Organic Material Sources on Chemical Properties of Upland Soil

유기물원이 다른 퇴비연용이 밭토양의 화학성 변화에 미치는 영향

The objective of this study was to determine the effects of various kinds of composts on the change of soil chemical properties in upland soils. Field experiments were conducted in the loam and sandy loam soils. Various kinds of composts such as poultry manure compost(PMC), cow manure compost(CMC), human excrement sludge(HES), and food industrial sludge compost(FISC) were applied annually at rates of 0, 40, and $80Mg\;ha^{-1}$ to soils grown with soybean and maize plants for 4 years during 1994 to 1997. The results of this study were as follows : The continuous application of human excrement sludge decreased soil pH up to 4.4~5.0, while other compost treatments increased soil pH compared with control plot. The EC increased initially and showed their maximum values at 20days after compost application, and then decreased up to 40 days, thereafter kept a certain level. The available phosphorous accumulated at 0~20cm depth in loam soil, and 0~50cm in sandy loam soil. Annual accumulation rates were 17% higher in sandy loam soil than loam soil. The more compost application rates and times, the higher base saturation percentage increased in upland soils. Four year's application at a rate of $80Mg\;ha^{-1}$ per year increased the base saturation percentage to 87~97% compared with 45% at control plot in the loam soil. While in sandy loam soil only three year's application of same rate increased the base saturation percentage to 81~92% compared with 30.4% at control plot. The average annual increasing rate of base saturation percentage at the same application rates of composts were higher in sandy loam soil by 2.0~3.7 times than in loam soil. The application of compost increased the exchangeable Ca, Mg, and K contents of soils by 2, 2~3, and 3~5 times, respectively, compared with the control. The contents of exchangeable cations were high in surface soil, and decreased with increase of soil depths. In the case of heavy metal content, there were no difference at the application of PMC and CMC but Ni, Fe, Zn, Cu was increased a little when the HES applied, and Ni and Cr was increased application with FISC.

본 연구는 밭 토양에서 종류가 상이한 퇴비시용이 토양 중 이화학생 변동에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 밭토양 토성은 양토와 사양토를 공시하여 계분퇴비, 우분퇴비, 분뇨잔사 및 식품오니퇴비 등 4종을 사용하였다. 퇴비 시용량은 0, 40, $80Mg\;ha^{-1}$ 수준으로 처리하여 1994년부터 1997년도까지 4년간 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 발 토양의 pH는 분뇨잔사 연용구에서 pH 4.4~5.0까지 감소되었으며, 다른 퇴비시용구는 무시용구에 비하여 증가되는 경향이었다. 밭 토양의 EC변화는 퇴비시용 후 20일경에 제일 높았다가 그후 40일까지 낮아진 후 일정한 수준을 유지하였다. 토양 중 가용성 질소 함량은 퇴비 시용 초기에는 $NH_4-N$가, 후기에는 $NO_3-N$함량이 높은 비율로 용출 되었고, 퇴비종류별로는 분뇨잔사 시용구가 제일 높았다. 밭 토양의 유효인산은 양토에서는 토심 0~20cm 부위에, 사양토는 0~50cm 부위까지 집적되었다. 퇴비 연용에 의한 년간 누적량은 사양토가 양토보다 17%정도 더 많았다. 토양의 염기포화도는 퇴비 시용량이 많고 연용 회수가 많을수록 증가되었다. 양토의 무처리구 염기포화도는 45%인 반면에 퇴비 $80Mg\;ha^{-1}$을 4년간 연용한 처리구 87~97% 범위이었다. 사양토는 무처리구의 염기포화도가 30.4% 이었으나 퇴비 $80Mg\;ha^{-1}$을 3년간 연용한 처리구는 81~92%에 달하였다. 동일한 퇴비시용 수준에서 연평균 염기포화도 증가율은 사양토가 양토보다 2.0~3.7배 더 높았다. 밭 토양 중 양이온은 퇴비 시용으로 무시용구에 비하여 Ca은 2배, K는 3~5배, Mg는 2~3배가 증가되었다. 토심별로는 0~20cm 부위에 가장 많이 포화되었으며, 토심이 깊어질수록 포화도는 낮아지는 경향이었다. 토양 중 중금속함량은 계분 및 우분퇴비 시용시는 무시용과 차이가 없었으나, 분뇨잔사 시용으로 Ni, Fe, Cu, Zn등이, 식품오니 시용구에서는 Ni, Cr함량이 무시용보다 약간씩 증가되었다.