Effects of Biodegradable Mulching Films on Maize Growth, Yield, and Soil Environment Auto-comp

생분해성 멀칭필름 종류별 옥수수 생육과 수량 및 토양환경에 미치는 영향

This study aimed to evaluate the safety and efficacy of various biodegradable mulching films in maize cultivation by analyzing crop growth, yield, film degradation rate, as well as soil chemistry, temperature, and moisture. The results indicated that maize plant height, heading, and silking rates were lower in plots without mulching than in those with biodegradable mulching (F, H, and V) and polyethylene (PE) films. Plant height, heading, and silking rates were consistent throughout the study period between PE and biodegradable mulching films. At harvest, there were no significant differences in the number of leaves per plant, shoot fresh weight, stem length, ear length, ear width, maize count, and yield per 10a between the PE and biodegradable mulching films. However, the light transmittance was higher with biodegradable than with PE films during cultivation and post-harvest. At 63 days post-transplanting, the H film showed the highest transmittance of up to 45% compared to the F and V films. Additionally, the films were completely degraded by 14 days post-harvest. The deterioration level (0-5) of biodegradable mulching films increased over time after transplanting, while the deterioration of the PE film was minimal. At 70 days post-transplanting, the deterioration level of biodegradable films ranged from 2.7 to 4.3, and from 3 to 5 post-harvest, with the H film exhibiting the highest degradation. Up to 49 days post-transplanting, the degradation rate of the biodegradable mulching films was comparable to that of the PE film. However, at 63 days post-transplanting, the degradation rate of the biodegradable film was significantly higher than that of the PE film. The H film, with a degradation rate of 56%, showed the highest rate, followed by the V film at 11%, and the F film at 8%. Although soil pH, electrical conductivity (EC), and organic matter content fluctuated throughout the observation period, there were no significant differences between soils covered with biodegradable mulching films and those covered with PE film. The soil temperature and moisture levels were also similar between the two film types. However, the use of mulch films increased soil temperature by approximately 2 ℃ and soil moisture by 5-15% compared to non-mulched soil. Thus, the biodegradable mulch films used in this study can be safely used without adversely affecting maize growth, yield, or the soil environment.

본 연구의 목적은 다양한 생분해성 멀칭 필름을 사용한 옥수수 재배지에서 작물 생육, 수량, 필름 분해율, 토양 화학성, 토양 온도 및 토양 습도 등을 조사하여 이들 필름이 안전하게 사용할 수 있는지를 평가하는 데 있다. 옥수수의 초장, 출수율 및 추사율은 무멀칭의 경우 생분해성 멀칭 필름(F, H, V)과 폴리에틸렌 필름(PE)에 비해 낮았다. 그러나 옥수수의 초장, 출수율 및 출사율은 조사 시기에 상관없이 PE 필름과 생분해성 멀칭 필름 간에 유의적인 차이가 없었다. 옥수수 수확기에 주당엽수, 주당 생체중, 줄기길이, 이삭길이, 이삭너비와 10a당 옥수수 수와 수량도 PE 필름과 생분해성 멀칭 필름 간에 유의적인 차이가 없었다. 생분해성 필름의 광투과율은 옥수수 재배기간 동안과 옥수수 수확 후에도 상관없이 PE필름에 비해 높았다. 특히, 생분해성 H필름의 광 투광율은 F와 V필름에 비해 높았으며, 이식 후 63일까지 45%을 보였다. 수확 후 14일부터는 필름이 완전 붕괴되었다. 또한, 생분해성 멀칭필름의 붕괴정도(0-5)는 이식 후 시간이 경과할수록 증가했으나, PE 필름의 경우는 거의 붕괴되지 않았다. 생분해성 필름 붕괴정도는 이식 후 70일에 2.7에서 4.3 정도였고, 수확 후에는 3에서 5 정도로 붕괴되었다. 특히 생분해성 필름 중에서 H 필름이 높은 붕괴를 보였다. 생분해성 멀칭필름은 이식 후 49일까지는 PE 필름과 유의적인 차이가 없었으나, 이식 후 63일에 생분해성 필름의 분해율은 H필름(56%) > V필름(11%) = F필름(8%) 순으로 나타나 PE필름에 비해 유의적으로 높았다. 토양 pH와 EC는 조사 시기에 따라 차이를 보였지만, 전반적으로 생분해성 멀칭필름과 PE필름 간에 유의적인 차이가 없었다. 또한, 토양 유기물 함량은 생분해 필름 종류에 상관없이 PE필름과 유의적인 차이를 보이지 않았다. 토양온도와 수분은 생분해성 멀칭필름과 PE필름 간에 차이가 없으나, 토양온도는 무멀칭에 비해 2℃ 정도 상승하였고, 토양수분은 5~15% 정도 증가하였다. 따라서 본 연구에 사용된 생분해성 멀칭필름은 옥수수의 생육, 수량 및 토양환경에 부정적인 영향 없이 안전하게 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.