본 연구는 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 효과를 구명하기 위해 수단그라스 및 크로타라리아 의 토양환원이 당근의 생육, 수량 및 품질향상에 미치는 영향을 조사하였다. 당근 재배를 위한 처리조 건은 무처리구, NPK처리구(N-P2O5-K2O= 20-9.6-12.2kg 10a-1), 크로타라리아(파종량 6kg 10a-1), 수단그라스(파종량 6kg 10a-1) 및 수단글라스 + 크로타라리아(파종량 3+3kg 10a-1)의 5개 처리구로 시 험하였다. 당근재배지에서 전작물로 재배된 녹비작물의 질소(N), 인(P2O5), 칼륨(K2O), 칼슘(CaO) 및 마그네슘(MgO) 공급량은 크로타라리아의 경우 각각 9.2, 9.8, 7.4, 12.9 및 2.5kg 10a-1이었고, 수단그 라스의 경우 각각 8.7, 8.9, 45.7, 5.2 및 2.8kg 10a-1이었으며, 혼합처리구(수단그라스 + 크로타라리 아)의 경우 각각 8.8, 9.9, 29.5, 2.6 및 1.7kg 10a-1이었다. 당근 재배지에서 녹비작물의 토양환원 후 토양의 이화학적 특성을 조사한 결과 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 용적밀도는 약간 감소하였으며, 공극율은 용적밀도와는 달리 약간 증가하는 경향을 보였다. 토양내 유기물, T-N 및 유효 P2O5 함량은 녹비작물 처리구가 전반적으로 대조구에 비해 증가하였다. 당근의 품질을 나타내는 클로로필, 당도 및 β-카로티노이드 함량은 모두 크로타라리아 처리구에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮은 함량을 보였다. 당근의 장해율은 녹비작물 처리구가 대조구에 비해 감소하는 경향이었고, 당근의 상품수량은 크로타라리아 + 수단그라스 혼합처리구(3,530kg 10a-1)가 대조구(2,101kg 10a-1)에 비해 68%의 증수효 과를 보였다. 따라서 당근 재배지에서 수단그라스 + 크로타라리아 혼합처리는 화학비료의 절감효과가 있으며, 특히 토양환원 후 토양의 물리성 및 화학성을 개선함으로써 당근의 상품수량 및 품질향상을 증 대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 폐금속 광산 주변 비소와 중금속으로 오염된 논토양을 효과적으로 복원하기 위한 안정화 제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 그 적용성을 검토하기 위해 담수답의 환원 환경을 적용한 컬럼 실험을 실시하였다. 실험결과 담수된 논토양의 환원 환경에서는 철과 망간 성분이 환원되어 급격하게 용출되는 시점에 중금속 성분도 급격하게 용출되는 경향이 나타났으며, 대조구(무처리)의 경우 침출수에서 오염기준을 초과한 시료가 나타났다. 그러나 석회석 5%와 제강슬래그 5%로 각각 처리한 토양은 모두 오염기준 이하로 대조구보다 중금속 농도가 매우 낮게 검출되었다. 석회석과 제강슬래그 모두 담수답의 환원 환경에서 좋은 처리효과를 나타내어 효과적인 안정화제로 판단되었으며, 특히 제강슬래그는 담수답 환 경에서 지속적으로 증가하는 비소 성분에 대해서 좋은 처리효과를 나타내었다.

Background:The study aimed to obtain data on the effects of cultivation and soil reduction of green manure crop on the quantity and quality of organically cultivated Cynanchum wilfordii Hemsley.Methods and Results:The experiment comprised four treatments: control, hairy vetch, barley, and hairy vetch + barley (3 : 2). The plant height in the hairy vetch treatment (86.3㎝) was significantly different from that in the other treatments, whereas the stem diameter leaf area, and special product analysis division (SPAD) value did not differ across the treatments. The largest soil reduction of green manure crop was recorded in the barley treatment (440 ㎏/10 a), whereas the smallest was recorded in the single treatment with hairy vetch (80 ㎏/10 a). The hairy vetch + barley (60 : 40) treatment showed 63% more soil microorganisms than control. Radical scavenging activity estimation revealed that the total polyphenol content was highest (1,740 ㎎/㎏), and the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) was 92.6% in the barley treatment. The 2,2’-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) activation was highest in the control (51.1%), and the root yield was the highest in the barley treatment (310 ㎏/10 a).Conclusions:The root yield, total polyphenol content, and antioxidant activity of Cynanchum wilfordii (Maxim.) Hemsley increased in presence of the green manure crop barley.

Background : Root diseases caused by Cylindrocarpon destructans and Fusarium solani decrease the yield and quality of ginseng. Cylindrocarpon root rot is a major disease caused by replanting failure in ginseng garden. Methods and Results : Solarization was done in the infested soil of the greenhouse for summer season (from July 24 to Autumn 31, 2014) after putting green manure (Sudan grass) and calcium cyanamide (CC) into the soil. Mycelium and conidia of C. destructans died at 4 0℃ after 15 hours, and 45℃ after 5 h, but it did not die at 35℃ after 15 h. Those of C. destructans died after keeping it for 2 hours daily at 40℃ for 9 days, and 45℃ for 8 days, but did not die at 38℃ for 9 days. Maximum soil temperature was 55.4℃ in 5 cm depth, 48.7℃ in 10 cm, 44.7℃ in 15 cm, 42.5℃ in 20 cm, and 31.9℃ in 30 cm by putting green manure into the soil and solarization. Reduction of sudan grass increased electrical conductivity (EC), organic matter, P2O5, K, and Mg, while decreased pH, NO3-N, and Na. Addition of calcium cyanamide and urea gave a negative effect on the growth of ginseng because EC and NO3-N were increased excessively than the optimal range. Solarization using green manure mixed with CC was the most effective in decreasing soil-borne pathogens of 2-year-old ginseng. But the root disease that occurred between single treatment of sudan grass and the treatment mixed with calcium cyanamide showed not a significant different. Addition of calcium cyanamide showed the decrease of root weight because leaves were dead early by a excessive increase of EC and NO3-N. Conclusion: Soil disinfection using green manure and solarization in greenhouse was effective in inhibiting root rot, however, it did not completely kill the soil-borne pathogens.

Background: Root diseases caused by Cylindrocarpon destructans and Fusarium solani decrease the yield and quality of ginseng. Cylindrocarpon root rot is a major disease caused by replant failure in ginseng fields. Methods and Results: Solarization of infested greenhouse soil was carried out during the summer season after applying green manure (Sudan grass) and Calcium Cyanamide (CC) on the soil. Mycelium and conidia of C. destructans died at 40℃ after 15 h, but they did not die at 35℃ after 15 h. They also died after keeping the soil at 40℃ for 2 h daily for 9 days, and at 45℃ for 8 days, but they did not die at 38℃ for 9 days. Maximum soil temperature was 55.4℃ at 5 ㎝ depth, 48.7℃ at 10 ㎝, 44.7℃ at 15 ㎝, 42.5℃ at 20 ㎝, and 31.9℃ at 30 ㎝ by incorporating green manure into the soil and using solarization. Solarization using green manure mixed with CC was the most effective in decreasing soil-borne pathogens of 2-year-old ginseng. However, the addition of CC decreased the root weight due to the increase in EC and NO3-N. Conclusions: Soil disinfection using green manure and solarization in a greenhouse environment was effective in inhibiting root rot, however, it did not completely kill the soil-borne pathogens.

폐광산 주변의 토양은 가까운 거리에 위치하고 있는 폐광산 지역 혹은 광물찌꺼기 적치장으로부터 광물찌꺼기나 폐석들이 유입되어 중금속에 오염되는 경우가 많으며 그 중 비소로 인한 오염이 가장 심각한 것으로 알려져 있다. 현재 환경부, 농림축산식품부 및 지자체 등에서 토양오염 개량 및 복원사업 요청이 지속적으로 증가하고 있는 추세이며 오염토양 복원 기술로는 토양오염도에 따라 표토 삭토, 심토 안정화처리 및 차단층 설치 등의 토양안정화 기술이 사용되어지고 있다. 그러나 본 연구자들은 토양으로부터 원천적인 중금속제거를 위해 부유선 별법을 적용하였으며 부유선별에 앞서 오염토양의 산화환원전위 연구를 진행하였다. 본 연구에서 사용된 시료는 주변 광미댐으로부터 광물찌꺼기가 유입되면서 FeAsS(Arsenopyrite)가 함께 유입되어 비소로 오염된 토양을 대상으로 하였다. 따라서 FeAsS의 Eh-pH Diagram을 통하여 FeAsS표면의 존재형태를 예측하고 부유선별에 적용하기 위하여 부유선별시 광액의 산화환원전위의 변화를 관찰하였다. pH별 부유선별 결과, Fe-As-S-H2O pH-Eh Diagram 상에서 FeAsS의 표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하고 Fe(OH)3로 침전되는 경계선에 위치한 구간에서 실시한 부유선별의 비소제거율이 각각 83.41%와 83.24%로 제거효율이 높았으며 반면에 FeAsS의 표면이 완전히 Fe(OH)3이 되는 구간에서의 부유선별은 비소제거율이 50% 이하로 크게 감소하는 경향을 확인하였다. 포수제로 사용한 K.A.X 첨가량에 따른 부유선별에서는 K.A.X첨가량이 증가할수록 Eh값이 감소하였으며 FeAsS표면에 Fe2+와 H3AsO3가 존재하는 pH 6, Eh -62mV 구간에서 비소제거율이 87.67%로 가장 높았다. 최종적으로 토양 내에 존재하는 FeAsS(Arsenopyrite)의 제거를 위한 부유선별에서 FeAsS표면이 Fe2+에서 Fe3+로 변화하여 Fe(OH)3로 변하는 경계구간에서 Xanthate음이온의 표면흡착이 잘 이루어짐에 따라 비소제거효율이 증가한 것으로 사료되어진다.

친환경농업기술 개발의 일환으로 화학비료 절감 및 토양 비옥도 증진 효과가 있다고 알려진 두과작물인 헤어리베치와 화본과 작물인 보리를 녹비작물로 생산 토양 처리하여 분해양상과 양분가용화 속도를 조사 분석하여 유기물 시용효과를 구명코자 본 연구를 수행하였다. 녹비작물은5월 중순까지 재배하여 토양에 로터리 처리(약2000kg/10a)하였다. 녹비의 분해 양상과 양분 가용화량을 조사 분석하기 위하여 채취 건조된 녹비작물 10 g을 연구용으로 제작된 Pack에 넣어 토양 5 cm 깊이로 투입한 후, 40일 까지는 5일 간격으로, 그 이후 80일까지는 10일 간격으로 시료를 채취하였다. 녹비의 분해율 50% 도달일수는 헤어리베치 처리구가 가장 빠른 14.4일을 보였고, 그 다음은 헤어리베치+보리 처리구가 23.2 일이었으며, 보리 처리구가 가장 늦은 31.7 일이었다. 처리 80일 후 분해양상으로 헤어리베치 처리구가 84.5 %이었고, 보리 처리구가 64.9 %이었으며, 헤어리베치+보리 처리구가 76.2 %로 나타났다. 질소 가용화율의 경우 헤어리베치 처리구는 처리 후 15일에는 55.3 %였고, 80일 후에는 86.7 %로 조사되었으며, 보리 처리구에서는 31.7일에 77.2 %였고 80일 후에는 87.8 %로 나타났다. 인산의 경우는 헤어리베치 처리구에서 15일에는 86.3 %였고, 80일 후에는 92.8 %였으며, 보리 처리구에서는 31.7일에는 89.9 %, 80일 후에는 95.1 %였다. 유기물의 화학비료 시용효과를 10a 단위면적으로 계산한 결과 토양처리 후 80일까지 질소는 헤어리베치 처리구가 14.0 kg/10a, 보리 처리구는 10.3 kg/10a, 그리고 헤어리베치+보리 처리구는 11.3 kg/10a로 산출되었다. 인산의 경우는 헤어리베치 처리구가 3.1 kg/10a였고, 보리 처리구가 2.8 kg/10a, 헤어리베치+보리 처리구가 2.9 kg/10a로 나타났다.

친환경농업기술 개발의 일환으로 화학비료 절감 및 토양 비옥도 증진 효과가 있다고 알려진 두과작물인 헤어리베치와 화본과 작물인 호밀을 녹비작물로 생산 후 토양처리 하여 분해양상과 양분가용화 속도를 조사 분석하여 유기물 시용효과를 구명코자 본 연구를 수행하였다. 녹비작물은 5월 중순까지 재배하여 토양에 약 2000kg/10 a 정도의 양을 로터리 처리 하였다. 녹비의 분해 양상과 양분 가용화량을 조사 분석 하기 위하여 채취 건조된 녹비작물 10 g을 연구용으로 제작된 Pack에 넣어 토양 5 cm 깊이로 투입한 후, 40일 까지는 5일 간격으로, 그 이후 80일까지는 10일 간격으로 시료를 채취하였다. 분해율 50% 도달일수는 헤어리베치 처리구가 14일, 헤어리베치+호밀 처리구는 25일, 호밀 처리구는 37 일이었다. 녹비처리 후 20일까지의 분해양상은 헤어리베치 처리구가 60%, 헤어리베치+호밀 처리구 74%, 호밀 처리구 37.9%로 초반에 급속히 증가 하였고, 처리 후 80일 후에는 헤어리베치 처리구가 84.5% 이었고, 호밀 처리구가 % 이었으며, 헤어리베치+호밀 처리구가 %으로 나타났다. 질소가용화율의 경우 헤어리베치 처리구는 처리후 15일에는 55.3%였고, 80일 후에는 86.7%로 조사되었으며, 호밀처리구에서는 37일에 85.1 %였고, 80일 후에는 88.3%로 나타났다. 인산의 경우는 헤어리베치 처리구에서 15일에는 86.3 %였고, 80일 후에는 92.8 %였으며, 호밀 처리구에서는 37일에 90.6 %였고, 80일 후에는 94.4 %였다. 유기물의 화학비료 시용효과를 10a 단위면적으로 계산한 결과는 토양처리 후 80일까지 질소는 헤어리베치구가 14.0kg/10a, 호밀 처리구는 9.8kg/10a, 그리고 헤어리베치+호밀 처리구는 11.9kg/10a 로 산출되었다. 인산이 경우는 헤어리베치 처리구가 3.1 kg/10a, 호밀 처리구 2.8 kg/10a , 헤어리베치+호밀 처리구는 2.9 kg/10a 로 나타났다.

제주도 화산회 기원 토양시료들은 전형적인 안디졸에 해당하는데 낮은 pH, 높은 수분함량, 높은 유기물함량, 식질-미사질 토성을 보여주었다. 결정질 광물 중 현무암 기원의 감람석, 휘석 등의 철고토광물과 자철석 및 적철석 등의 산화철이 주구성광물로 관찰되며 이차광물인 깁사이트가 일부 심토에서 나타나는 것이 특징이다. 그밖에 제주도 화산회 토양은 비정질 알로판 광물과 ferrihydrite 등의 결정도가 낮은 광물을 상당량 포함하고 있다. 주성분원소는 비화산회토양에 비해 상대적으로 낮은 SiO2 함량과 높은 A12O3 및 Fe2O3 함량을 보이는데 이는 전형적인 화산회토의 특성을 반영한다. 토양 내 중금속 함량 중에서 Zn, Ni, Co, Cr은 각자 84~198, 56~414, 38~150, 132~1164 mg kg-1의 범위를 보여 일반적인 세계 토양 내 함량범위를 초과하는 것으로 나타났다. 특히 Cr의 경우 1,000 ppm 이상의 함량을 가지는 토양 시료도 존재하는 등 제주도 화산회 토양은 높은 Cr 함량을 보이는 것이 특징이다. 제주도 토양의 환원능은 평균 6.53 mg L-1 reduced Cr(VI)로서 내륙의 비화산회토양에 비해 5.1배 이상 큰 것으로 나타났다. 비화산회토양의 경우 토양 환원능은 토양의 이화학적 인자 중 총 탄소함량과 매우 좋은 상관관계(R = 0.90)를 보이고 있는 것으로 보고되었으나, 총 탄소함량이 일반 토양에 비해 20배 이상 큰 제주도 화산회 토양의 경우 환원능은 탄소함량과는 오히려 약한 음의 상관관계를 보여주고 있다(R = -0.469). 이러한 결과는 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자가 탄소함량뿐만 아니라 또 다른 토양 이화학성에 있음을 지시한다. 주성분 원소조성과 환원능의 상관관계분석결과 화산회토 특성을 반영하는 Al과 Fe 원소와 정의 상관관계(R = 0.793, R = 0.626)를 보여주었다. 또한 중금속 원소 중 Ni, Co, Cr 등은 제주도 화산회 토양의 환원능과 정의 상관관계(R = 0.538, R = 0.647, R = 0.468)를 보이고 있다. 산화환원전위에 민감한 Cr 원소의 경우 제주도 화산회토양의 높은 환원능으로 인해 유해하고 이동성이 높은 6가 크롬의 생성 및 이동이 매우 제한될 것으로 판단된다. 또한 제주도 화산회 토양의 환원능을 제어하는 인자는 비정질인 알로판 광물 및 ferrihydrite 등의 화산회토 특성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.