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목질 탄화물 시용에 의한 토양개량 효과 |
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기관 : 전라남도농업기술원 |
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성명 : 윤봉기 |
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전화 : 061-330-2682 |
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목재를 탄화시켜 얻어지는 것이 목탄과 목초액의 목질탄화물이다. 목탄은 비중이 1.4~1.9이며 pH는 8~9의 알칼리성으로 토양pH 조절제로도 이용되고 있으며 약 80~90％의 탄소와 산소 및 약간의 무기성분을 함유하고 있으며 다공질로서 다수의 구멍이 관통하고 있기 때문에 내부 표면적이 200~300㎡/g으로 매우 넓어 강한 흡착성, 보수성, 통기성, 투수성 등 토양에 이로운 물리적 성질을 가지고 있다. 이와 같은 성질을 갖는 목탄을 토양개량제로 사용하여 그 효과를 연구하고자 1997년부터 2년동안 가락김장고추를 2월15일에 전열온상에 파종하고 표1과 같은 소질의 고추묘를 5월17일에 90×30㎝재식거리로 정식하였으며 고추재배지에 4종의 목탄 300㎏/10a을 시용하여 토양개량 효과와 고추의 생산성을 검토한 결과이다.
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| 표1. 고추묘의 소질 |
초장
(㎝) |
엽수
(매) |
분지수
(개) |
줄기직경
(㎜) |
건물중 (g/모) |
지하부
|
지상부
|
계 |
42.5
|
15.5
|
2
|
4.7
|
0.346
|
1.458
|
1.804 |
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목탄의 이화학성은 표2와 같이 pH는 활성탄A, 활성탄C에서 10.1~12.0의 알칼리성이었으며 활성탄B는 pH4.6의 산성이었다. 또한 양분을 흡착, 보존할 수 있는 능력인 양이온치환용량은 3.8~116.1cmol/㎏으로 활성탄B＞활성탄D＞활성탄A＞활성탄C의 순이었는데 양이온치환용량이 높은 물질을 토양에 시용할 경우 토양에 시용한 비료분을 유지, 보존할 수 있는 힘이 커지게 되는데 우리나라 토양의 양이온치환용량은 15~20정도이다. 치환성 양이온인 칼리의 함량은 활성탄A, 활성탄D에서 높았고 석회함량은 활성탄C에서 높았으며 고토함량은 활성탄B에서 높았다. 표 3은 목탄의 입자크기별 분포를 나타내었는데 활성탄A, 활성탄C에서 0.5㎜이하의 작은 입자가 많았으며 활성탄B, 활성탄D에서는 0.5㎜이상의 큰 입자가 많았는데 작은 입자가 많을수록 입자표면적이 넓어 양분등의 흡착량이 많을 것으로 생각된다.
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| 표2. 시험에 사용된 목탄의 화학적 특성 |
재료명
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pH
(1:5)
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E.C
(dS/m)
|
유효
인산
(㎎/㎏)
|
양이온
치환용량
(cmol/㎏)
|
치환성양이온 (cmol/㎏)
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중금속 함량
(㎎/㎏) |
칼 리
|
석 회
|
고 토
|
구 리
|
아 연
|
카드뮴
|
납 |
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
10.1
4.6
12.0
6.4
|
1.31
0.75
5.04
0.08
|
52
11
374
131
|
28.9
116.1
3.8
50.9
|
9.7
0.2
0.2
5.9
|
6.0
4.5
46.2
0.4
|
3.0
5.0
1.4
0.8
|
4.4
0.1
-
8.7
|
4.2
3.4
0.3
4.6
|
-
-
0.1
-
|
-
-
-
- |
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| 표 3. 시험에 사용된 목탄의 입자크기별 분포 |
(단위 : %) | |
재 료 명
|
> 1.0㎜
|
1~0.5
|
0.5~0.1
|
0.1~0.05
|
< 0.05 |
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
2.7
35.6
0.1
20.7
|
15.5
21.4
0.5
60.5
|
40.0
32.1
43.2
13.5
|
12.5
5.8
29.2
1.1
|
29.2
5.1
26.7
4.0 |
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목탄의 시용에 따른 고추의 생육상황은 표4와 같이 정식후 90일의 초장은 98.7~107.4㎝로 관행에 비하여 활성탄C에서 컸으며 줄기직경은 13.1~14.0㎜로 활성탄B, 활성탄D 시용구에서 관행과 같거나 컸으며 주경장은 37.0~42.0㎝였다. 활성탄의 시용으로 관행에 비하여 활성탄A의 경우에는 초장과 줄기직경의 성장을 억제하는 경향이나 활성탄 C에서는 초장이 커 성장을 촉진하는 경향이었는데 이는 활성탄을 만드는 원목의 종류가 다르기 때문이라 생각한다.
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| 표4. 목탄시용에 따른 고추의 생육상황 |
처 리
|
초장(㎝)
|
줄기직경(㎜)
|
주경장
(㎝) |
정식후
30일
|
60
|
90
|
30
|
60
|
90 |
관 행
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
66.3
62.9
65.4
68.0
65.0
|
92.7
89.2
90.7
93.3
93.8
|
105.6
98.7
102.3
107.4
102.3
|
7.3
7.4
7.4
7.6
7.9
|
10.9
11.4
11.0
11.3
11.8
|
13.6
13.1
13.6
13.1
14.0
|
39.8
37.9
39.1
42.0
38.8 |
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| |
목탄의 시용에 따른 시험후 토양의 화학성 변화를 표 5에서 보면 pH는 5.4~5.7로 관행에 비하여 활성탄B 시용구에서 약간 낮았으며 염류의 집적을 나타내는 비전도도는 관행에 비하여 증가되었는데 활성탄D 시용구에서 제일 높았다. 유기물 함량은 16.1~17.4g/㎏으로 활성탄시용구에서 관행에 비하여 높았으며 양이온 치환용량은 12.8~14.4c㏖/㎏으로 관행에 비하여 전 시험구에서 증가되었으며 치환성 양이온인 칼리함량은 활성탄D, 활성탄A 시용으로 증가되었으며 석회와 고토함량은 각각 6.3~7.1, 3.7~4.4로 관행에 비하여 석회함량은 활성탄A, 활성탄C, 활성탄D 시용구에서, 고토함량은 활성탄B, 활성탄C, 활성탄 D 시용구에서 증가되었다. 목탄시용에 따른 시험후 토양의 물리성은 가비중 1.12~1.13, 고상 42.1~42.7, 액상 23.7~25.4, 기상 32.5~33.9%로 고추생육에 좋은 조건이었으며 공극율은 57.3~58.0%였다.
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| 표5. 목탄시용에 따른 시험후 토양의 화학적 성질변화 |
처 리
|
pH
(1:5)
|
EC
(dS/m)
|
유기물
함 량
(g/㎏)
|
유 효
인 산
(㎎/㎏)
|
양이온
치환용량
(cmol/㎏)
|
치환성양이온(cmol/㎏) |
칼 리
|
석 회
|
고 토 |
관 행
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
5.6
5.7
5.4
5.7
5.7
|
0.685
0.718
0.835
0.760
0.937
|
16.1
17.4
16.4
16.7
16.6
|
200
218
201
202
242
|
12.8
13.4
14.2
14.0
14.4
|
0.96
1.11
0.89
1.00
1.15
|
6.3
7.0
6.7
7.1
7.1
|
3.8
3.7
4.4
4.2
4.1 |
|
| |
| 표6. 목탄시용에 따른 시험후 토양의 물리적 성질의 변화 |
처 리
|
가비중
(g/㎤)
|
토양 3상(%)
|
공극율
(%) |
고 상
|
액 상
|
기 상 |
관 행
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
1.12
1.12
1.13
1.12
1.12
|
42.1
42.0
42.7
42.3
42.4
|
25.4
25.2
24.4
24.4
23.7
|
32.5
32.8
32.9
33.3
33.9
|
57.9
58.0
57.3
57.7
57.6 |
|
| |
목탄의 시용에 따른 생고추와 고추잎중의 엽록소 함량과 비타민 C의 함량을 보면 고추잎중의 총 엽록소 함량은 0.739~0.825㎎/생엽무게(g)으로 관행에 비하여 전처리에서 엽록소 함량이 많았고 생 고추잎중의 비타민C 함량도 81.3~90.4㎎/100g으로 전 시험구에서 관행보다 많았으며 생 고추중에서는 104.3~123.2㎎/100g으로 활성탄A, 활성탄B, 활성탄C 시용구에서 많은 편이었다.
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| 표7. 목탄시용에 따른 고추잎과 붉은 생고추의 품질 |
처 리
|
엽록소함량
(㎎/생엽무게g)
|
비타민 C
(㎎/100g) |
a
|
b
|
계
|
생엽
|
생고추 |
| 구 분 |
0.504
0.586
0.566
0.556
0.560
|
0.235
0.229
0.259
0.263
0.259
|
0.739
0.815
0.825
0.819
0.819
|
81.3
85.9
87.5
90.4
85.9
|
119.7
121.3
121.8
123.2
104.3 |
|
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목탄의 시용에 따른 고추의 특성과 수량은 표8에 나타내었는데 고추의 길이는 10.2~10.3㎝로 비슷하였으나 고추의 직경은 관행에 비하여 활성탄B, 활성탄C 시용구에서 두꺼웠고 고추의 무게는 11.6~11.8g으로 관행에 비하여 활성탄시용구에서 무거웠으며 건조수율은 20.1~20.7%로 처리간 비슷하였고 10a당 수량은 228.4~255.8㎏으로 관행에 비하여 활성탄C, 활성탄D, 활성탄B 시용구에서 5~1%가 증수되었다.
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| |
| 표 8. 목탄시용에 따른 고추의 수량 |
처 리
|
과 장
(㎝)
|
과직경
(㎜)
|
과 중
(g)
|
건조수율
(%)
|
수분함량
(%)
|
수 량
(㎏/10a)
|
지 수 |
관 행
활성탄 A
활성탄 B
활성탄 C
활성탄 D
|
10.2
10.3
10.3
10.3
10.2
|
18.7
18.7
19.0
19.2
18.6
|
11.2
11.6
11.6
11.8
11.6
|
20.1
20.4
20.7
20.2
20.7
|
79.9
79.6
79.3
79.8
79.3
|
242.6
228.4
246.3
255.8
247.3
|
100
94
101
105
102 |
|
| |
|
 |
| |
|
그림 1. 시험에 사용한 활성탄의 종류
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그림 2. 시험포장 전경 - 생육중기
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그림 3. 전자현미경으로본 대나무탄의 구조
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