Reducing Nitrogen Fertilization Level of Rice (Oryza sativa L.) by Silicate Application in Korean Paddy Soil

Silicate (Si) fertilizers are well-known for soil amendment and to improve rice productivity as well as nitrogen efficiency. In this study, we investigated the possible reduction level of nitrogen fertilization for rice cultivation by amending Si fertilizer application. Field experiments were carried out to evaluate the productivity of rice (Oryza sativa L.) on a silt loam soil, where three levels of nitrogen (0, 110 and $165kg\;ha^{-1}$) were selected and Si fertilizer as a slag type was applied at 0, 1 and 2 times of the recommendation level (available $SiO_2\;130mg\;kg^{-1}$). Application of Si fertilizer increased significantly the rice yield and nitrogen efficiency. With increasing N uptake of rice, 1 and 2 times of recommended levels of Si fertilization could decrease nitrogen application level to about 76 and $102kg\;N\;ha^{-1}$ to produce the target yield, the maximum yield in the non-Si amended treatment. Silicate fertilizer improved soil pH and significantly increased available phosphate and Si contents. Conclusively, the Si fertilizer could be a good alternative source for soil amendment, restoring the soil nutrient balance and to reduce the nitrogen application level in rice cultivation.

논토양에서 규산질 비료 시용에 의한 질소 시비 저감수준 평가

본 연구에서는 규산질 비료 시용을 통한 질소의 흡수 이용율을 증진하고 이용율 증진에 따른 질소 시비량 저감방안을 모색하였다. 경남 하동 소재의 전형적 논토양(가천통)에서 규산 처리수준에 따른 질소 이용을 증진효과를 평가하기 위해 무처리, 유효규산 $130mg\;kg^{-1}$ 조절 처리, 조절량의 2배 처리와 같은 세 수준의 규산처리를 기본처리구로 설정하였다. 각 규산 처리조건에서 0, 110, $165kg\;ha^{-1}$의 세 수준으로 질소를 처리하여 벼 재배과정 중 수량반응특성 및 양분흡수특성을 조사하였다. 동일수준의 질소 처리조건에서 정조 수량과 질소이용률은 규산질 비료 처리수준이 증가함에 따라 유의적으로 크게 증가되었다. 규산질 비료를 처리하지 않았을 때 질소 $154kg\;ha^{-1}$ 수준에서 최고 정조 수량 획득이 가능하였다. 규산질 비료를 추천량인 $130mg\;kg^{-1}$과 추천량의 배 량 처리시 벼의 생육증가에 따른 질소 흡수 이용율 증가로 약 76과 $52kg\;ha^{-1}$의 질소처리조건에서 규산 무처리 때 얻을 수 있는 최고 정조 수량의 획득이 가능한 것으로 분석되었다. 결과적으로 규산질 비료처리 없이 얻을 수 있는 최고 정조수량을 얻기 위해 필요한 질소 시비량인 $154kg\;ha^{-1}$을 규산질 비료 추천량과 추천량의 배량 처리로 인해 약 76과 $102kg\;ha^{-1}$의 질소 시비량 저감이 각각 가능할 것으로 분석되었다. 그리고 규산질 비료시용으로 토양 pH가 다소 개선되었으며, 토양 내 유효 인산 및 규산 함량이 크게 증가하여 토양의 비옥도 증진에 효과가 있는 것으로 조사되었다.