본 연구에서는 토양에 유출된 염소계 휘발성 유기물질의 자연저감에 대한 흡착과 미생물분해의 영향을 알아보았다. 대표적인 염소계 휘발성 유기물질인 TCA (1,1,1-trichloroethane), TCE (trichloroethylene) 및 PCE (tetrachloro ethylene)의 자연저감율을 비교하기 위해 세가지 조건에서 바이얼 실험을 수행하였다; (1) 멸균, (2) 비멸균 그리고 (3) 비멸균/탄소원첨가. 또한 각각의 조건에서 수분함량에 의한 영향을 알아보기 위해 세 가지로 적용하였다; (1) wilting point (12%, w/w), (2) field capacity (29%, w/w), (3) saturation (48%, w/w). 100일 경과 후, TCA 및 TCE는 field capacity에서 미생물에 의한 자연저감이 상대적으로 활발히 일어났다. 비멸균/탄소원 첨가 토양은 멸균한 토양에 비해 유기물질의 제거율에서 현격한 차이를 나타내었다. PCE는 미생물 및 탄소원 첨가에 의한 영향을 보이지 않았다.
황(黃)의 시비체계(施肥體系)에 대(對)한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 경북도내(慶北道內)의 마늘재배지(栽培地) 답(畓)과 전토양(田土壤)을 표토(表土)와 심토(心土)로 구분(區分)하여 이화학적(理化學的) 성질(性質) 및 이들과 $SO_4{^{-2}}$ 함량(含量)과의 상관관계(相關關係)를 조사(調査)한 결과(結果)를 다음과 같이 요약(要約)하였다. 토양중(土壤中)의 $SO_4{^{-2}}$ 평균함량(平均含量)은 표토(表土) 및 심토(心土)에서 각각(各各) 답토양(畓土壤)의 경우 72.1 및 45.1ppm, 전토양(田土壤)의 경우 53.1 및 19.5ppm이었다. 답토양(畓土壤)의 경우 $SO_4{^{-2}}$ 함량(含量)은 표토(表土)에서 유기물(有機物), 전질소(全窒素) 및 치환성(置換性) 가리함량(加里含量)(1%) 치환성(置換性) Ca 및 Mg의 함량(含量)(5%), 심토(心土)에서 치환성(置換性) Ca, Mg, 및 Fe의 함량(含量)(1%), 전질소함량(全窒素含量)(5%)과 각각(各各) 정(正)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었다. 전토양(田土壤)의 경우 $SO_4{^{-2}}$ 함량(含量)은 표토(表土)에서 유기물(有機物) 및 전질소함량(全窒素含量)(5%)과는 정(正)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었으나, 그 외의 화학성(化學性)과는 유의성(有意性)이 인정(認定)되지 않았다. $Ca^{{+}{+}}$과 $Mg^{{+}{+}}$ 함량(含量)은 토심(土深)이 깊어질수록 증가(增加)하였지만, $K^+$ 함량(含量)은 표토(表土)에 비(比)하여 토심(土深)이 깊어질수록 급격히 감소(減少)하였다. $SO_4{^{-2}}$는 1m 깊이 까지는 많은 양(量)이 존재(存在)하였으나, 유효인산(有效燐酸)은 표토(表土)에 비(比)하여 토심(土深)이 깊어질수록, 급격히 감소(減少)하였으며 토심(土深) 60cm 이상에서는 극미량(極微量)의 유효인산(有效燐酸)만이 존재(存在)하였다.
벼 유기재배시 토양양분공급용으로 이용되고 있는 유기자재(금수강산골드)를 대조로 하고 식물성유기 자재(쌀겨팰렛), 동물성유기자재, 식물성과 동물성이 혼합된 유기자재를 질소 성분량(7kg/10a)을 기준으로 하여 이앙 20일전에 전량 기비로 시비하고 경운한 다음 동진1호를 시험품종으로 하여 2년연속 유기 자재와 벼를 재배하면서 일어나는 토양의 이화학적 특성과 벼 생육 및 특성의 변화를 시기별로 조사하였다. 시험 전 토양의 화학성은 전반적으로 유기물은 높고 인산함량은 매우 낮은 조건의 토양이었다. 관행유기자재(금수강산골드)는 20일경에 50% 무기화율을 보였으나, 식물성자재 40~60일경, 동물성자재와 혼합자재(식물성+동물성)는 60~80일경에 47~52% 무기화 정도를 나타내 식물성 자재의 무기화 속도가약 20일정도 빨랐다. 토양 중의 유기물 잔존함량은 식물성자재 > 혼합자재 > 동물성자재 > 관행 순이었으며, 토양 중의 전 질소 잔존함량의 경우 관행유기자재는 처리초기부터 빠르게 감소하는 특성을 보이나, 식물성자재와 혼합 자재는 시비초기와 거의 비슷한 수준을 유지하였고, 동물성 자재는 서서히 감소되는 경향이었다. 토양 물리성은 액상과 공극율 다소 증가되는 경향이었으며 식물성과 혼합유기자재처리구가 컸으며, 토양 유효 입단 형성력에 있어서도 유사한 경향이었다. 벼 수량 특성은 관행유기자재보다 1년차에는 3~9%의 낮았으나, 2년 연속처리를 할 경우 관행유기자재를 처리할 때와 동일한 생산성을 기대할 수 있었다. PME와 $\beta$-Glucosidase의 효소활성은 관행유기자재 < 식물성자재 < 동물성자재 < 혼합유기자재의 순으로 높은 경향을 볼 수 있었다.
기후가 냉량하고 토양의 유실이 많은 고랭지의 성토한 포장에서 관행구, 화학성개량구, 제오라이트구 등 3개처리를 하여 감자를 재배한 결과 감자생육 및 토양특성 변화는 다음과 같다. 1. 성토재료는 양질사토로서 유기물과 인산함량 등 토양의 이화학성이 낮았다. 2. 감자생육은 제오라이트구에서 가장 좋았으며 수량도 관행구에 비하여 3.7% 증수되었으나 전국 평균수량에는 미치지 못하였다. 3. 감자 괴경의 비대솔은 파종후 60-70일후에는 증가율이 감소되는데 수확시까지 제오라이트 처리구의 괴경비대율이 비교적 컸다. 4. 감자수확수 토양의 유기물과 인산함량은 시험전에 비해 크게 증가하였으며 처리구별로는 제오라이트 처리구가 컸다.
유기 자연농법 실천농가기술에 대한 객관적인 평가를 위해 이들 농법 실천농가에 대해 실태조사 및 현지 포장에서 작물재배 시험을 실시한 결과, 다음과 같다. 유기 자연농법 실천농가의 토양 화학성은 일반토양보다 pH가 높았으며, 인산, 칼슘함량이 많았고, 특히 유기농법실천농가의 유기물함량이 높았으며, 작물별 소득은 시설고추 > 시설오이 > 과수(배) > 상추 > 벼 순이었다. 유기 자연농법 농가에서 사용되고 있는 농자재는 22~25종이었고 이들 자재의 화학적 특성은 pH가 낮고 비료성분함량이 적었으며 자재에 소요되는 경비는 토양 검정+최소방제보다 3~5배 높았다. 유기 자연농법 재배에 의한 작물 수량은 토양검정 + 최소방제구보다 낮았으며, 농약대체 활용자재 시용에 의한 병충해 방제효과는 적었다. 유기 자연농법구 모두 화학비료를 사용하고 있었으며 시험 후 토양의 화학성은 토양검정구보다 유기 자연농법구에서 가축분퇴비 시용에 의해 유기물 및 인산, 칼리, 석회 함량이 높았다.
토양수분포텐셜이 복분자 생육에 미치는 영향을 조사하기 위하여 복분자 시설하우스에서 -5 ~ -40 kPa 수준으로 토양수분을 처리하였다. 시설하우스내의 토양유효수분은 5.6%이었고, 수분포텐셜에 따라 토양수분함량이 높아지면 토양 pH와 치환성 Ca은 증가하였고, 치환성 K와 전질소 함량은 감소하였으며, 유기물함량은 수분처리 9일 이후부터 감소하였다. 수분포텐셜과 토양수분함량 간에는 y = 96.534 - 20.28In(x)의 지수함수 근사식이 성립되었다. 수분포텐셜이 -20 kPa (토양 수분 27.5%) 이상이면 복분자 잎의 엽록소 함량이 감소하였고 질소흡수가 억제되며, P 함량은 수분공급 시간에 따라 증가하였다. 수분포텐셜 -20 kPa 이상의 수준으로 7일 이상이 경과하면 뿌리활력이 급격히 감소되어 생육이 위축되었다. 지상부에 대한 뿌리비율 (T/R률)은 수분공급 9일까지 급격히 감소하였다. 휴면기의 복분자 줄기와 뿌리의 탄수화물 함량은 -5 kPa과 -10 kPa 처리구에서 가장 낮아 동해 위험도가 가장 높았다.
1997년 임형탁에 의해 신종으로 기재된 자병취(Saussurea chabyoungsanica Im)에 대한 실체를 파악하기 위해 새로운 분포지를 조사하였고, 이 종에 대한 식생구조와 토양환경요인을 분석하였다. 자병취는 태백산맥계에 속하는 만덕봉, 석병산, 석개재, 덕항산의 능선부 등 모두 석회암 지대에서 발견되었고, 이들 지역 중 석개재는 하부대석회암층, 석병산, 만덕봉, 덕항산은 상부대석회암층에 속하는 지역이었다. 이들 지역에 자생하는 자병취의 식물사회학적 조사결과, 식물군락은 광의의 신갈나무군락군에 포함되는 자병취-산거울군락군, 조록싸리-자병취군락, 조록싸리-자병취전형하위군락, 대사초하위군락, 민둥갈퀴-자병취군락, 참배암차즈기-자병취군락, 털댕강나무-자병취군락 등 1군락군. 4군락, 2하위군락으로 분류되었다. 자병취의 생육지의 환경요인을 분석한 결과, 주로 북사면의 능선부에 분포하며, 토양의 pH는 $7{\sim}8$ 범위의 전형적인 석회암지대임을 보였고 토양의 수분함량이 높고 유기물함량이 낮은 것으로 나타났다. 조사지역의 토심이 $1{\sim}10cm$, 상대광도가 $30{\sim}45%$에서 높은 빈도로 출현하는 것으로 보아 암반나출지나 임연부의 관목층이 우점하는 곳에 주로 분포하는 특성을 보였다. 자병취 자생지의 식생구조를 파악하여 군락 구분을 한 뒤, 각 군락별 토양환경의 특성을 조사하였다. 군락별 토양시료의 PCA분석 결과, 토양환경요인의 특성에 의해 대체로 군락구분이 가능하였다. 이차원공간에 표현되는 기여율의 누적값은 73%로 토성과 유기물함량, 토양함수량 등이 주요 요인으로 나타났다.
본 연구에서는 신규 개간 유기농경지에서 가축분 퇴비와 녹비작물을 3년간 연속으로 시용하였을 때 유기물 처리에 따른 밭 토양내의 이화학성과 물리성 변화를 관찰하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비작물을 연속으로 3년간 처리한 시험구는 무처리구, 화학비료 처리구와 비교하여 유기물 함량, 유효인산, 치환성 양이온 등 대부분의 무기성분 농도가 증가하였으며, 밭 토양 최적범위에 근접하는 결과를 나타내었다. 하지만, 유기물 함량 증가의 경우, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 중 장기적으로 유기물 함량의 변화에 주목하여 조사할 필요가 있다고 생각되며, 치환성 양이온의 경우에는 그 농도가 지속적으로 증가하여 약 2년 이내에 밭 토양 화학성분의 최적범위에 적합한 수치에 도달하였으나 이를 3년간 연작할 경우 오히려 과잉 공급의 우려가 될 것으로 판단된다. 가축분 퇴비와 녹비작물의 연용은 토양내의 용적밀도 감소와 공극율 증가 등의 물리성 개선에도 다소 효과를 보였다. 따라서, 가축분 퇴비와 녹비작물을 함께 활용하여 연용하게 된다면 비옥도가 낮은 척박한 신규 개간 유기농경지에서 토양의 양분을 확보하고 빠른 시일 내에 토양의 비옥도를 개선하는 조기숙전화 기술 개발에 긍정적인 효과를 가져 올 것으로 판단되며, 본 연구결과는 신규 개간 유기농 밭에서 가축분 퇴비와 녹비작물을 반복적으로 시용함에 따른 시기별 토양내의 양분성분 변화를 제시하는 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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