Nitrogen Dynamics in the Soils Incorporated with Single and Mixture Application of Hairy vetch and Barley

BACKGROUND: The utilization of green manures as alternatives to reduce the use of chemical fertilizers is considered a good agricultural practice. Effect of incorporation of green manure to soil on change of inorganic nitrogen (N) is well literatured. However, there have been few studies on examining entire dynamic of N including inorganic N and N gases in soil incorporated with green manure. The objective of this study was to examine the changes of inorganic N and N gases with single and mixture applications of hairy vetch and barley in the soil. METHODS AND RESULTS: Hairy vetch(H) and barley (B) were applied at the mixture ratio of B:H=0:0, B:H=100:0, B:H=0:100, and B:H=50:50 in soil. The soil-green manure mixtures were incubated in the dark at $25^{\circ}C$ for 17 weeks under aerobic conditions. Cumulative emission of $NH_3$ and $N_2O$ from soils amended with mixture of barley and hairy vetch(B:H=50:50) were less than those from amended with mono hairy vetch(B:H=0:100). Incorporation of single hairy vetch or mixture of barley and hair vetch application could significantly increased concentration of plant available N ($NH_4{^+}$) in early stage of plant growth and plant available N ($NO_3{^-}$) in later stage. However, high concentration of $NO_3{^-}$ in soil could cause adverse environmental impact through $NO_3{^-}$ leaching from soil. CONCLUSION: Conclusively, it might be a good soil management practice to incorporate mixture of barely and hairy vetch in the view point of increase in plant available N concentration and decrease in N losses through volatilization, denitrification, and leaching.

헤어리베치와 청보리의 단일 및 혼합처리에 따른 토양 내 질소의 동태

본 연구는 실내의 일정한 조건하에서 녹비작물인 헤어리베치와 청보리를 토양에 단일 투입 혹은 혼합 투입하여 토양 내 무기태 질소 및 가스 형태의 질소 배출 정도를 조사하여 전체 질소 동태를 살펴보았다. 녹비작물의 처리 후 토양 내 총질소, $NH_3$, $N_2O$, $NH_4{^+}$, $NO_3{^-}$의 함량은 모든 조사기간 내 헤어리베치를 단독으로 투입한 처리구에서 가장 높은 것으로 나타났다. 토양으로부터 유실되는 가스 형태의 질소 대부분은 $NH_3$에 의한 것으로 판단된다. 17주간 발생되어진 $NH_3$와 $N_2O$의 함량은 헤어리베치를 단독으로 처리한 B:H(0:100) 보다 청보리와 헤어리베치를 혼합하여 처리한 B:H(50:50) 처리구에서 낮게 나타났다. 헤어리베치를 단독으로 처리하거나 헤어리베치와 청보리를 혼합하여 처리한 토양에서는 청보리를 단독으로 처리한 토양에 비해 생육 초기에는 식물에게 유효한 형태의 무기태 질소인 $NH_4{^+}$의 함량을 훨씬 증대시킬 수 있는 것으로 조사되었으며 생육 후기에는 $NO_3{^-}$의 함량을 증대시킬 수 있는 것으로 조사되었다. 그러나 헤어리베치를 단독으로 처리하였을 경우 현장조건에서 강우 시토양으로부터 쉽게 용탈되어 지하수로 유입될 수 있는 $NO_3{^-}$의 함량을 증가시킬 수 있다. 결론적으로, 현장조건에서 토양 내 유효태 질소 함량의 증대화 투입된 질소의 유실량 저감을 위해서는 헤어리베치의 단파보다는 청보리와 헤어리베치의 혼파가 추천된다.