Characteristics of Phosphorus Accumulation in Rotation System of Plastic Film House and Paddy Soils

Much of the plastic film house soils in the southern part of the Korean peninsula are managed using a upland-paddy rotation culture system (hereafter, RS) to prevent salt accumulation in soil. However, information on the effects of RS on soil properties and environmental conservation is limited. In order to determine the effects of RS on soil properties, 22 fields under RS and 20 fields under a non-rotation system (hereafter, NRS) in plastic film houses were selected in Chinju, in southern Korea, and the P distribution characteristics were investigated, including the chemical properties. The RS contributed to the removal of water-soluble salts in the surface layer and to the redistribution of organic matter evenly in the soil profile. In the AP horizon, available phosphorus levels were $1,611mg\;kg^{-1}$ in RS and $1,789mg\;kg^{-1}$ in NRS, which markedly exceeds the optimum range for plant cultivation. Total P was lower in RS (average $4,593mg\;kg^{-1}$) than in NRS (average $5,440mg\;kg^{-1}$) and this decrease was taken to be an effect of RS. Inorganic P was the predominant form of P in both systems, followed by organic P and residual P. A soil profile showed that total and inorganic P concentrations decreased with depth in both systems. However, organic P increased withdepth in RS, which was in contrast to that noted in NRS. The increase in organic P with depth in RS implied that organically rather than inorganically derived phosphate moved through the soil. The concentrations of water-soluble P, Ca-P and Al-P were higher in NRS than in RS soil profiles, but the Fe-P concentration was higher in RS than in NRS, which might be affected by the anaerobic conditions found in paddy soils. In both systems, the Al-P form of extractable P predominated in the surface layer, followed by Ca-P, Fe-P and water-soluble P. With increasing depth, the composition rate of Ca-P to extractable P decreased to less than 10% in the 60-70cm depth, as Fe-P dominated at this level. The content of water-soluble P, potentially the main source of eutrophication, was higher in NRS than in RS. These results indicated that the RS used in plastic film houses contributed to the removal of water-soluble salts but only slightly decreased the phosphate concentration.

시설재배지에서 윤답전환체계가 인산분포에 미치는 영향

남부지방을 중심으로 많은 시설재배지가 염류집적의 문제를 해결하기 위해 윤답전환체계로 운영되고 있으나, 윤답전환체계가 토양의 이화학적 특성 및 인산의 집적에 미치는 영향에 대한 연구가 거의 없었다. 경남 진주지역 윤답전환체계 운영시설재배지(RS) 22곳의 토양을 깊이별로 채취하여 이화학적 특성 및 인산의 분포특성을 인근 비윤답전환 시설재배지(NRS) 토양과 비교하였다. RS 표층토(Ap)의 전기전도도(EC)는 NRS에 비해 약 평균 약 $1.0dS\;m^{-1}$ 정도가 낮았으나 30cm 이하의 심층부에서는 RS의 EC값이 NRS에 비해 높아졌다. 깊이가 깊어질수록 두 형태간 EC값의 차이는 증가하여 세척된 염분이 상당부분 심층부로 이동되고 있음을 확인할 수 있었다. 기대와 달리 표층토의 유기물 함량은 RS가 NRS에 비해 약 $3g\;kg^{-1}$이 높았으며 이는 두 형태가 년간 유기물 시용량 차이에 기인된 것으로 해석되었다. 깊이가 증가 할수록 유기물 농도는 EC분포와 동일한 경향을 보여 윤답전환 과정중 단소의 유기물이 심층부로 이동되고 있음을 추정할 수 있었다. 전인산(T-P) 함량은 RS의 표층토가 NRS에비해 약 $850mg\;kg^{-1}$ 낮았으며, 이러한 경향은 심토까지 계속되었다. T-P의 약 90% 이상은 Inorganic P의 형태이었으며, Organic P와 Residual P가 저은 비율로 분포하였다. Inorganic P는 T-P에서와 같이 RS가 NRS에 비해 낮은 농도로 분포하였으며 깊이가 증가함에 따라 큰 폭으로 감소하였다. 이에 반해 Organic-P는 30cm 이상의 표층토에서는 RS가 NRS에 비해 낮은 농도로 분포하였으나 30cm 이하의 심층토에서는 RS가 NRS에 비해 높은 농도로 분포하였다. 특히 RS에서 Organic P는 NRS에서와 달리 깊이가 깊어짐에 따라 점점 증가하여 윤답전환지에서 인산이 상당 부분 Organic P의 형태로 이행되고 있음을 알 수 있었다. 표층토내 Extractable P는 Al-P와 Ca-P가 가장높은 비율로 존재하였으며, Fe-P와 수용성 P(W-P)의 순의 낮은 비율로 분포하였다. Ca-P와 W-P는 전 토양깊이에서 RS가 NRS에 비해 낮았으나 Al-P는 두 형태간 큰 차이가 없었다. 이에 반해 Fe-P는 RS가 NRS에 비해 높은 농도로 분포하였으며 20~40cm 사이에 가장 높은 농도로 분포하여 논토양 조건에서 영향을 받은 것으로 판단되었다. 결과적으로 윤답전환에 의한 약간의 T-P의 감소는 주로 W-P, Ca-P와 Organic P 형태로 주로 이동되었던 것으로 간접 해석되나 그 양은 기대했던 것에 비해 미미한 수준인 것으로 나타났다.