유기농업에 자주 이용되는 축분퇴비와 작물잔사를 이용하여 질소무기화율을 추정하기 위한 항온실험을 수행하였다. 순무기화량은 유기자재 처리시 토양중 무기화된 질소(NH4-N + NO3-N)에서유기자재를 처리하지 않은 토양의 무기화된 질소량을 빼서 계산하였다. 담수 조건(논토양조건)에서 용출법을 이용하여 25oC에서 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 16, 21주차에 무기화량을 조사하였다. 담수조건의 토양에 유기자재를 혼합한 후 지속적으로 물로 무기화된 질소를 용출하고 용출된 무기질소의 합을 이용한 무기화량을 추정하였다. 투입된 자재는 옥수수잔사, 알팔파, 수단그라스, 수수, 들깨잔사, 볏짚, 배추, 별꽃, 네마장황, 퇴비I, 퇴비II, 퇴비III, 유박, 토마토잔사, 수박잔사, 피마자박, 요소 이었고, 수행된 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 알팔파는 가장 높은 질소용출량을 나타내었다. 2. 자재 투입으로 토양 중 질산태 질소는 축적되지 않았다. 3. 침출수 중 암모니아태 질소의 누적량은 대부분의 유기자재에서 탄질비가 낮을수록 높은 무기화량을 보였다. 4. 볏짚과 퇴비I과 II를 제외한 대부분의 유기자재는 인산의 무기화를 증가시키지는 못하였다.

밭 토양에서 Simazine, Nitrofen, Propanil 및 Butachlor 등의 제초제가 시비한 질소의 변화과정에 미치는 영향을 조사하기 위하여 요소와 약제를 처리한 후 에서 배양하면서 암모니아태, 아질산태 및 질산태 질소와 pH의 변화를 검토하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 요소분해에 의한 암모니아태 질소의 생성에 있어서 모든 약제가 실용농도 수준에서는 아무런 영향이 없었다. Butachlor는 실용농도의 10배와 50배 수준에서, Nirtofen은 50배 수준에서 일시적인 억제효과가 인정되었으나 시일이 경과하면서 정상으로 회복되었다. Simazine과 Propanil은 전 처리수준에서 영향이 없었다. 2. 질화작용에 있어서도 모든 약제가 실용농도수준에서는 영향이 없었다. 실용농도의 10배와 50배 수준에서 Butachlor와 Nitrofen은 아질산의 산화를 억제하였으며 Propanil은 암모니아의 산화를 크게 억제하였으나 아질산의 산화억제 효과는 없었다. 그러나 이 산화억제 효과는 시일이 경과하면서 정상으로 회복되었다. Simazine은 전 처리수준에서, 질화작용에 대해 영향을 인정할 수 없었다. 3. 약제처리구와 무처리구에서의 pH 변화경향은 양 중 질소의 형태변화를 잘 반영하여 주었으며 약에 의한 직접적인 영향은 찾을 수 없었다.

담수상태하에서 Butachlor, Nitrofen, Benthiocarb+Simetryne, Propanil, Perfluidone 등의 제초제가 시비한 질소의 변화과정에 미치는 영향을 조사하기 위하여 요소와 약제를 처리한 후 에서 배양하면서 무기능 실소, pH 및 Eh의 변화를 검토하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Nitrofen, Benthiocarb + Simetryne, Propanil 등은 전 처리농도에서 요소의 분해에 의한 암모니아의 생성에 아무런 영향이 없었다. Butachlo 와 Perfluidone은 표준시용량의 8배의 고농도 처리에서 처음 암모니아의 생성을 다소 감소시켰으나 이 분해억제효과는 시일이 경과하면서 바로 정상수준으로 회복되었다. 2. Propanil을 제외한 공시약제 모두 전 처리농도에서 실화억제 효과를 찾아 볼 수 없었다 Propanil은 표준량의 8배의 고농도 처리에서 암모니아의 산화를 억제하여 앙모니아태 질소를 축적하고 아질산태 질소와 질산태 질소의 생성을 다소 감소시켰는데 이러한 경향은 시비질소의 농도가 높아지면서 다소 명확하여졌다. 3. PH와 Eh의 변화에 대한 공시약제의 영향은 거의 찾아 볼 수 없었다.

The potential of nitrogen mineralization was studied by applying organic fertilizer to soil and incubating at 25℃ for 28 weeks. The organic fertilizers used in this experiment were oil-cake (CF-Ⅰ, CF-Ⅱ) and amino acid fertilizer (AAF-Ⅰ, AAF- Ⅱ). Accumulated mineralized nitrogen (N) fits the frist-order kinetics during incubation. The N mineralization potential (No) for organic fertilizers treated soil was highest at AAF-Ⅱ treatment with a value of 27.71 N mg/100g, then followed by CF-Ⅱ, AAF-Ⅰ, CF-Ⅰ. The pure N mineralization potential (N0 treatment - N0 control) for CF-Ⅰ, CF-Ⅱ, AAF-Ⅰ, AAF-Ⅱ were 2.55, 5.83, 3.66, 8.57 N mg/ 100g, respectively. The amount of N mineralized from organic fertilizers applied soil ranged from 46% to 61% of the total N content in organic fertilizer. The half-life (t1/2) of organic nitrogen in soil treated with oil-cake and amino acid fertilizer was 17-21 days. Therefore, half of nitrogen contained in oil-cake and amino acid fertilizer was mineralized after 3 weeks application.

Crop production can be secured by the cycle of green manure crops as an alternative of the chemical fertilizer. Recently, rapeseed (Brassica napus L.) has been cultivated in the south part of Korea for the production of biodiesel. In this research, we focused on recycling rapeseed residue, which is produced after harvesting the rapeseed for biodiesel, as a potential source of nitrogen to the succeeding crop. Pot experiment was conducted to evaluate the effects of winter rapeseed as green manure on mineralization and uptake of nitrogen to the succeeding corn (Zea mays L.). Result showed that total nitrogen and C/N ratio of rapeseed at the harvesting stage was 0.54% and 63, respectively. The incorporation of rapeseed without decomposition period slightly inhibited nitrogen uptake to the succeeding corn compared to those with 30 days decomposition period. The pH and EC values of soils increased by increasing the period of decomposition of rapeseed from 5.2 to 6.4 and from 0.05 dS/m to 0.21 dS/m, respectively. Significant amounts of NH₄⁺ and NO₃⁻ are released by incorporation of rapeseed. The succeeding corn took up 86% and 88% of inorganic nitrogen released from the rapeseed with and without decomposition period, respectively. The overall results suggested that the utilization of rapeseed residue as green manure can be an alternative source of nitrogen in corn-rapeseed double cropping system.

농업생산에서 녹비(Green manure) 작물의 이용은 토양의 지력을 향상하고 물리･화학성을 개선함으로써 지속 농업을 가능하게 한다. 우리나라에서는 헤어리베치, 자운영, 호밀 등이 대표적인 녹비작물로써 수확과 동시에 발생하는 작물의 부산물을 환원하는 과정에 대한 연구가 진행되고 있다. 한편 식물성 원료에서 추출한 바이오에너지가 화석연료를 대체할 친환경 에너지로 주목 받고 있다. 특히 우리나라에서는 기존 식량 작물과의 경합 없이 재배가 가능한 겨울 유채가 바이오에너지 생산을 위한 핵심 작물로 선정돼 정부차원에서 유채재배를 적극적으로 추진하고 있다. 또한 수확 후 발생되는 유채 잔유물의 녹비환원은 무기화되어 방출되는 질소에 의해 후작물의 양분 공급이 가능하므로 기존 화학비료의 사용량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 바이오디젤 생산을 위한 유채재배 지역에서 유채 수확 후 녹비로 이용 가능한 유채 잔유물의 토양투입에 의한 질소의 무기화 및 후작물인 옥수수의 생육에 미치는 영향을 평가하였다. 유채(Brassica napus cv. Sunmang)는 전남 영광지역에서 2007년 10월 18일에 표준시비하여 파종하였고 2008년 6월 중순(수확기)에 관행 수확 후 남은 잔유물(줄기, 꼬투리)을 채취하였다. 녹비효과를 구명하고자 1/5000a Wagner pot에 토양을 충진하였고 유채 잔유물을 10 kg N/10a 수준으로 토양에 처리하여 혼합하였다. 후작물인 옥수수는 유채를 30일간 환원시킨 처리구 및 환원 직후의 처리구로 구분하여 각각 파종하였으며 비가림 하우스 내에서 재배하며 유채의 질소 무기화 및 후작물로의 질소 공급량을 조사하였다. 수확기 유채는 건물 생산능력이 2699 kg/10a으로 이 유채로부터 14.4 kg/10a의 질소를 함유한 잔유물이 녹비로 이용 가능하다. 유채의 녹비환원에 따른 토양의 pH는 녹비환원처리 전인 pH 5.2와 비교하여 처리 후 90일에는 pH 6.4까지 증가하였으며, EC 값에서도 녹비환원처리 전 52.4 μS/m에서 처리 후 90일에는 206 μS/m로 증가하였다. 한편 후작물인 옥수수의 생육은 30일간 환원 시킨 처리구에서 전 생육기간동안 초장의 생육을 촉진시켰으며 생육초기의 SPAD 값이 환원 직후 파종한 처리구의 38.6에 비해 41.2로 증가하였다. 옥수수의 생장은 30일 동안 환원된 처리구에서 생체중(39.1 g pot-1 )과 건물중(14 g pot-1 )이 환원 직후 파종한 처리구의 생체중(32.4 g pot-1 )과 건물중(9.6 g pot-1 ) 보다 촉진되었다. 유채로부터의 분해된 무기태 질소의 함량은 환원 전 초기 토양에서보다 90일 후에 65 mg/kg으로 낮은 증가율을 보였는데 이는 녹비로 환원되는 시점인 수확기 유채의 높은 탄질률(63)에 의해 분해 속도가 늦어진 것으로 사료된다. 본 연구는 2008년 농업과학기술개발공동연구사업 “유채재배 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)의 환경성 및 경제성 평가연구”의 연구비 지원으로 수행되었습니다.