Effects of Basic Oxygen Furnace Slag Application on Soils and Plant Growth at a Nursery and Pine Forests

제강(製鋼)슬래그의 시용(施用)이 묘포(苗圃) 및 소나무림의 토양(土壤)과 식물생장(植物生長)에 미치는 영향(影響)

This study was conducted to evaluate the effectiveness of basic oxygen furnace (BOF) slag as soil conditioner in a nursery and two natural forests. The BOF slag was applied at rates of 0, 4, 8, and 12 t/ha for seedbed nursery of three tree species-Pinus densiflora, Larix leptolepis and Amorpha fruticosa; and 0, 10, 20, and 40 t/ha for Pinus densiflora natural forests located at two sites. In case of the nursery study, the significant increase in soil pH and contents of Ca, Mg, $SiO_2$, Fe and Mn was noticed after six months of the BOF slag application. Dry weight of Pinus densiflora seedlings with BOF slag treatments was lower compared with that of control. There were no significant differences among treatments in dry weight of Larix leptolepis seedlings. Dry weight of Amorpha fruticosa seedlings, which are deciduous species and grow rapidly at seedling stage, increased significantly and T/R ratio decreased as BOF slag rate increased. The differences of effects of BOF slag application on the seedlings of tree species may be attributed to the differences of optimum pH range of the species. In Pinus densiflora natural forests, there were no significant differences in soil pH and contents of $SiO_2$, Fe and Mn among the treatments, but these values became higher as BOF slag rate increased. Contents of Ca in soil became significantly higher as BOF slag rate increased. There were no significant differences among treatments in net production of mature Pinus densiflora trees, but BOF slag rate of 10ton/ha showed the highest net production. Young Pinus densiflora trees at the plots of BOF slag rate of 10 t/ha showed significantly higher root collar diameter growth rate and twig net production than those of other treatments. It may be given as a conclusion that BOF slag application in nursery and forest soil increased soil pH and contents of Ca, $SiO_2$, Fe and Mn in soil and they showed the ability of BOF slag to be used as a soil conditioner in strongly acid soil.

제강슬래그의 토양개량제로서의 이용 가능성을 구명하기 위하여 묘포와 소나무 천연림을 대상으로 수행하였다. 묘포는 무처리, 제강슬래그 4, 8, 12 t/ha 처리로 시험하였으며, 대상 수종은 소나무, 낙엽송, 쪽제비싸리 등 3개 수종이었다. 소나무림은 2개 지역 천연림을 대상으로 무처리, 제강슬래그 10, 20, 40 t/ha 처리로 시험하였다. 묘포의 토양특성 조사 결과 제강슬래그 시용 6개월 후에는 시용수준이 높을수록 pH와 Ca, Mg, $SiO_2$, Fe, Mn 함량 등이 유의적으로 증가하는 경향이었다. 묘목생장을 조사한 결과 소나무는 제강슬래그 처리구의 건중량이 무처리구보다 적었으며, 낙엽송은 큰 차이를 보이지 않았다. 당년 생장이 빠른 활엽수인 쪽제비싸리는 제강슬래그 12t/ha 처리구에서 건중량이 높고 T/R율이 낮은 우량한 묘목이 생산되었다. 제강슬래그 시용효과의 수종간 차이는 수종에 따라 적정 pH가 다르기 때문인 것으로 판단되었다. 소나무 천연림의 토양특성 조사결과 pH는 처리간 유의적인 차이는 없었으나 2개 조사지 모두 제강슬래그 시용수준이 높을수록 증가하는 경향이었다. Ca 함량은 처리간 유의적인 차이가 있었으며 제강슬래그 시용수준이 높을수록 증가하였다. $SiO_2$, Fe, Mn 함량은 제강슬래그 시용수준이 높을수록 증가하는 경향이었다. 소나무의 생장조사 결과 상층목의 순생산량은 유의적인 차이는 없었으나 제강 슬래그 10t/ha 처리구에서 가장 높은 값을 보였다. 하층 유령목의 경우 근원경생장율과 소지 순생산량에서 처리간 유의적인 차이가 있었으며, 제강슬래그 10t/ha 처리구에서 가장 높았다. 이상을 종합하면, 제강슬래그의 시용은 묘포와 소나무림 토양 모두 pH와 Ca, $SiO_2$, Fe, Mn 함량등을 증가시키는 효과가 있었으며, 토양 pH의 증가는 주로 제강슬래그의 주성분인 Ca 함량의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. 식물 생장의 경우 수종에 따라 제강슬래그 시용효과가 다른 것으로 나타났는데, 이것은 수종에 따라 적정 pH가 다르기 때문이라고 판단된다. 따라서, 제강슬래그는 수종별 과다한 산성토양의 경우 토양개량제로 이용할 수 있음을 시사하고 있다.