본 연구는 김포간척지에 속하는 쓰레기 매립예정 간척지에 하수슬러지 고화물을 처리한 바이오에너지 '거대1호' 시험재배 포장에서 시기별 발생 잡초종 및 식생변화 분석을 통하여 향후 바이오에너지작물의 대규모 재배에 적용할 수 있는 효과적이고 경제적인 잡초 방제법을 개발하기 위한 참고자료를 얻고자 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구의 시험포장은 김포간척지에 속하여 토양화학성(pH, EC, OM, T-N 등) 및 토성 조사결과, 우리나라 간척지에 넓게 분포하는 대표적인 간척지 토양의 특성 을 나타내었다. 2. 각 시험구에 강알칼리성의 하수슬러지 고화물의 처리로 인하여 토양 pH와 EC 및 치환성 칼슘함량이 원지반토에 비하여 급격히 증가하였다. 3. 2012년, 2013년 및 2014년에 각 시험구에서 발생한 잡초식생을 관찰한 결과, 2012년에는 전 시험포장에서 잡초의 발생이 전혀 이루어지지 않은 상태이었으나 2013년에는 벼과의 갈대(Phragmites australis)와 명아주과의 나문재(Suaeda asparagoides)가 관찰되었고, 2014년에는 전 시험포장에서 염생식물 이외의 다른 다수의 잡초종의 발생이 관찰되었다. 4. 포장 조성 후 3년이 경과하여 토양 숙전화가 이루어지며, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서는 6과 12종의 다양한 잡초의 발생이 확인되어 그 식생 다양성이 인정되었다. 그러나 간척지 원지반토의 경우 갈대 및 나문재와 같은 염생식물 이외의 다른 잡초종의 발생이 전혀 이루어지지 않으며 시기가 지나도 커다란 변화가 없는 것으로 나타났다.
간척지 토지 이용 방식을 극복하고 경제성 있는 밭작물을 재배를 위한 대호 간척지에서 도입 가능한 작물을 선발하는 데에 필요한 기초자료를 확보하고자 6개 밭작물에 대한 포장시험을 수행하였다. 대호간척지에 6가지 작물 공시 작물은 6종(쑥갓, 열무, 알타리, 케일, 양상치, 적상치)을 재배하여 생육정도에 따라 5개 등급으로 나누어 작물과 토양을 채취하여 염류농도별로 장해정도를 평가하였다. 각 작물에 대해 건물중과 초장에 대한 토양 염류농도와 SAR과의 관계는 음의 상관관계를 보이고 있었지만 다른 화학적 성질에서는 확연한 관계를 없었으며 가장 양호한 생육을 보인 토양의 염류농도(ECe)는 모든 작물에서 $8.40dS{\cdot}m^{-1}$ 이하이고 SAR는 20.99이하로 나타났다. 작물별 염농도 상승에 따른 저해 정도를 파악하고자 토양의 ECe 수준에 따른 상대건물중과의 관계를 회귀식을 이용하여 산출한 결과 생육의 저해가 시작되는 토양 염류농도 수준은 열무와 케일이 $1dS\;m^{-1}$ 미만에서, 쑥갓이 $4dS\;m^{-1}$ 이상에서 알타리, 양상추, 적상추는 $6dS\;m^{-1}$ 이상으로 나타났고 생육 저해가 시작되는 범위 이상의 염류농도에서 케일은 염농도가 $1dS\;m^{-1}$ 높아질 때 상대건물중의 감소는 케일은 3.35%, 알타리는 3.92%, 열무는 3.98%, 양상추는 4.66%, 쑥갓은 7.57%, 적상추는 8.45%였다. 50%의 상대건물중이 감소되는 염류농도는 알타리; $18.9dS\;m^{-1}$, 양상추; $17.3dS\;m^{-1}$, 케일; $15.4dS\;m^{-1}$, 적상추; $12.0dS\;m^{-1}$, 그리고 열무와 쑥갓; 각각 $11.3dS\;m^{-1}$, $11.0dS\;m^{-1}$이었다. 토양 중 염류농도와 육안 조사 결과를 종합하면 케일의 내염성이 높은 것으로 판단되었으며 기능성 채소작물로 간척지에 도입할만한 작목으로 판단되었다.
간척지의 토양개량제로서 효과가 있을 것으로 기대되는 여러종류의 석회질 물질을 비교 시험하여 그 효과를 밝히고저 강화간척지 시험포장에서 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 정조수량은 Ca-Humate 1.0% 구에서 제일 많았고 다음이 생고, 석고, 소석회의 순으로 되었다. 2. 석회나 유기물을 시용함으로서 증수를 가져 온 것은 수량구성 요인인 주당수수(株當穗數) 수당입수(穗當粒數), 천립중(千粒重), 등숙율(登熟率) 등을 모두 증가 시켰기 때문이다. 3. 유기물이나 석회를 시용함으로서 입단형성을 증가시켜 수도생육을 양호하게 하였다. 4. 간척지 토양을 개량하기 위하여서는 석고나 소석회 및 생고를 따로따로 분리해서 시용하는 것도 좋지마는 Ca-Humate와 같이 석회를 유기물과 함께 시용하는 것도 효과가 좋다.
본 실험의 목적은 간척지 토양에서 다른 EC처리에 따라 향부자와 갯방풍의 생장 및 기능성물질 차이를 분석하고자 수행하였다. 향부자와 갯방풍 종자를 트레이에 파종 후 8주간 온실에서 육묘하였고 새만금 지역에서 채취한 간척지 토양을 담은 포트에 이식하였다. 식물은 EC농도에 따라, 대조구, 1, 2, 4, $8dS{\cdot}m^{-1}$ 조건으로 12주간 실험을 진행했고 추가로 간척지 토양에서의 EC $1dS{\cdot}m^{-1}$과 원예용 상토를 구분하여 생육을 비교했다. 향부자의 초장, 엽장 엽폭은 EC $1dS{\cdot}m^{-1}$에서 가장 높았다. 엽수, 화방 수, 인편 수는 EC $2dS{\cdot}m^{-1}$에서 가장 크고 EC $8dS{\cdot}m^{-1}$에서 가장 적었으며, SPAD는 EC 2와 $4dS{\cdot}m^{-1}$에서 가장 높고 EC $8dS{\cdot}m^{-1}$에서 가장 낮았다. 지상부와 지하부의 생체중은 EC $2dS{\cdot}m^{-1}$까지 증가하다가 농도가 증가함에 따라 값이 감소했다. EC $1dS{\cdot}m^{-1}$ 조건에서 간척지토양과 원예용 상토에서 자란 작물의 생육을 비교했을 때 SPAD, 엽수, 화방 수, 인편 수, 지상부와 지하부의 생체중은 원예용 상토에서 더 높았다. 갯방풍은 모든 생육 조건에서 EC $8dS{\cdot}m^{-1}$가 가장 낮았으며 EC $8dS{\cdot}m^{-1}$을 제외하고 다른 처리구에서는 유의적인 차이를 확인할 수 없었다. 향부자는 EC $1dS{\cdot}m^{-1}$에서 p-coumaric acid 함량이 가장 높았고, 갯방풍의 지상부는 catechin의 함량이 대조구에서 가장 높았으며 지하부는 EC $1dS{\cdot}m^{-1}$에서 benzoic acid 함량이 가장 높았다. 간척지 토양을 EC $4dS{\cdot}m^{-1}$ 이내로 관리 할 수 있다면 향부자와 갯방풍의 재배가 가능할 수 있을 것으로 판단된다.
녹비 작물인 헤어리베치의 간척지 적용을 위해 본 연구에서는 헤어리베치의 뿌리혹으로부터 분리 된 Rhizobium sp. RH84의 특성을 파악하고 이를 직접 간척지에 적용하여 헤어리베치의 생산량 증대에 이용하고자 하였다. 전보에서 분리 한 RH84의 형태학적, 생리학적 특성 및 식물생육촉진(PGP) 활성을 확인하기 위하여 옥신, 질소 고정능, 인산 가용능, sideropore 생산능을 분석하였다. 그 결과, RH84는 식물호르몬인 IAA를 $9.03{\mu}g/mL$ 생산하였고, 질소 고정 활성을 가진 균주이었다. 또한 염 농도가 0.3%인 간척지 토양에서의 헤어리베치 생장에 영향을 주며, 간척지 포장에서 약 56%의 헤어리베치 수확량을 증가시켰다. 따라서 Rhizobium sp. RH84 균주는 염 농도가 높은 간척지에서 녹비작물인 헤어리베치의 생장을 촉진시키며 수확량을 증가시키기 위한 균주임을 확인하였다.
새만금 간척지에서 풍식 가능성을 알아보기 위하여 풍식 예측 공식에 의해 기후 인자와 토양 인자를 평가하져다. 군산 지방의 기후 자료로부터 풍식 예측을 위한 풍식 기후 인자 C 값이 계산되었고. 풍식 토양 인자 I 값은 새만금 간척지 현장에서 채취된 108개 토양 시료의 분석 자료로부터 계산되었다. 크기 0.84 mm 이상의 비침식성 입단률로부터 계산된 I 값은 평균 $204Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$로 50.08에서 $642.37Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$의 범위를 보였다. 풍식 기후 인자 C 값은 3.67로 평가되었다. 기후 인자와 토양 인자로부터 산출된 연간 풍식 가능량은 평균 $7.49Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$로 1.84에서 $23.57Mg\;Mg\;ha^{-1}\;yr^{-1}$의 범위를 보였으며, 풍식이 쉬운 사토에서 집중적인 풍식 방지 대책이 요구된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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