Changes in Rice Yield and Soil Organic Matter Content under Continued Application of Rice Straw Compost for 50 Years in Paddy Soil

This experiment was conducted to investigate the effect of long-term continuous application of fertilizers for rice cultivation from 1954 to 2003. Changes of physical and chemical properties of paddy soil and the rice yield by continuous application of fertilizers, particularly rice straw compost, over fifty years were discussed in this paper. The rice yields of compost applied plots were 5~12% higher while those of no fertilizer plots were 21~38% lower compared to those of NPK fertilizers applied plots. Uptakes of T-N, $P_2O_5$, $K_2O$, CaO, MgO, and $SiO_2$ by rice plants were significantly increased by the application of straw compost. Bulk density, hardness, and liquid phase of soil in compost applied plots were significantly decreased while gaseous phase and cation exchange capacity (CEC) of soil were increased compare to those in NPK plots. When the bulk density of soil was increased the rice yield was decreased. The soil organic matter (SOM) content tended to increase in compost applied plots whereas no significant differences were found in other treatments. The soil organic matter content increased by $0.4g\;kg^{-1}\;yr^{-1}$ when $7.5Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ of rice straw compost applied in paddy land. The compost application rate recommendation for rice cultivation in Korea could be revised by the results of this study.

볏짚퇴비 50년 연용에 따른 벼수량과 논토양 유기물함량 변화

하성충적층을 모재로한 사양질인(강서통) 논토양에서 볏짚퇴비를 50년간(1954년~2003년) 연용 했을 때, 토양의 이화학적 특성과 벼의 생산성에 미치는 영향을 조사 분석한 결과는 다음과 같다 정조수량은 3요소구에 비하여 3요소+퇴비구에서 5~12% 증가된 반면, 무비구에서는 21~38% 감소되어 장기간 볏짚퇴비 시용으로 유의성 있는 수량의 증가 효과가 있었다. 벼의 수확기 경엽과 종실의 무기성분 흡수량은 볏짚퇴비를 시용한 구에서 T-N 15%, $P_2O_5$ 19%, $K_2O$ 35%, $SiO_2$ 48% 증가되었다. 토양물리성은 3요소구에 비하여 3요소+퇴비구에서 토양경도는 14.0 mm에서 13.1 mm로, 용적밀도는 $1.34g\;cm^{-3}$에서 $1.23g\;cm^{-3}$으로 유의하게 감소시킨 반면, CEC는 $9.0cmol_c\;kg^{-1}$에서 $11.2cmol_c\;kg^{-1}$로 $2.2cmol_c\;kg^{-1}$ 증가되었다. 토양유기물 함량은 무비구와 3요소구에서는 $20{\sim}23g\;kg^{-1}$, 퇴비구에서는 $33g\;kg^{-1}$ 부근에서 안정화되었다. 1973년(SOM $22g\;kg^{-1}$)~1995년(SOM $22g\;kg^{-1}$) 까지 23년간 3요소+퇴비구의 토양유기물 함량의 증가량은 $11g\;kg^{-1}$이었으며, 매년 볏짚퇴비 $7.5Mg\;ha^{-1}$을 시용하고 벼를 재배할 경우 1년에 증가되는 토양 유기물 함량은 $0.45g\;kg^{-1}$으로 투입된 퇴비의 6%정도가 토양유기물로 남는 것으로 조사되었다. 따라서, 이를 근거로 하여 사양질 토양에 대한 토양유기물함량에 따른 퇴비시용량을 하향 조정하였다.