Research Article

Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences. December 2019. 108-113
https://doi.org/10.22698/jales.20190013


ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 재료 및 방법

  • 결과 및 고찰

  • 요 약

서 론

아스파라거스(Asparagus officinalis L.)는 피로회복과 숙취해소에 좋은 것으로 알려져 있는 아스파라긴산을 다량함유하고 있는 기능성 채소이다. 우리나라에서는 전국 재배면적의 61.1%인 51.6 ha가 강원도에서 재배되고 있으며, 소비량과 재배면적이 매년 늘어나는 신작목이다(Kang et al., 2017). 이러한 새로운 소득작목의 안정적 정착을 위해서는 도입초기 품종 선발, 작부체계, 시비체계, 병해충 관리 등 관련 연구가 이루어져야 한다. 그러나 아스파라거스는 정식 후 3년이 경과해야 경제성 있는 수확이 이루어지는 특성 때문에 다양한 연구가 이루어지지 못했다. 아스파라거스는 다비성 작물로 토양의 염류가 높아도 생육이 잘되는 내염성작물로 알려져 있다. 따라서 재배농가에서는 과도한 유기물의 시용과 함께 무분별한 시비로 토양 내 전기전도도(EC)의 상승 등 토양 화학성이 악화되고 있는 실정이다. 그 동안 아스파라거스 시비와 관련한 연구로 가식재배 시 적정 퇴비량 구명(Seo et al., 2014), 관비재배 효과(Seo et al., 2015), 재배지역 내 지하수 오염(Phupaibul et al., 2004) 등의 연구가 있었으나 시비량에 대한 생육반응을 조사한 연구결과는 없었다.

따라서 본 연구에서는 토양 내 양분함유량과 시비량에 따른 아스파라거스의 수량 등을 분석하여 아스파라거스 재배 시 적정시비량에 관한 기본자료를 습득하기 위하여 수행되었다.

재료 및 방법

본 시험은 강원도 춘천시에 소재한 강원도농업기술원의 단동형 비닐하우스에서 2018년도에 수행되었다. 시험품종은 웰컴(Sakata seed co.)이었고, 6년생 시험포장을 이용하였다. 2017년 수확 종료 후, 지상부를 동년 12월 중순에 제거하였다. 그리고 2018년도 2월 10일에 아스파라거스 포장 전체에 우분퇴비 2,000 kg/10 a을 살포하였다. 시비처리는 시판 NK (13-0-13)비료를 이용하여 전체시비량의 1/2을 기비로 주었으며, 수확을 시작하면서 나머지 1/2을 15일 간격으로 3회에 나누어 4월 1일, 4월 16일, 5월 3일에 각각 시비하였으며, 시비량은 Table 1과 같다.

Table 1. Application of potassium nitrogen fertilizer during the experiment

Treatment Total fertilization (kg/10 a) Fertilization (kg/10 a)
10 Feb. 1 April 16 April 3 May
0 S - - - - -
0.5 S 10.4 5.2 1.7 1.7 1.7
1.0 S 20.8 10.4 3.5 3.5 3.5
2.0 S 41.6 20.8 6.9 6.9 6.9

토양용액은 토양용액채취기(DIK-8392, USEM Instruments Inc., Korea)를 사용하여 수확기였던, 2018년도 5월 6일부터 5월 10일까지 5일간 시료를 채취한 것을 이용하였다(Fig. 1). 토양용액 채취를 위하여 다공질 세라믹스관을 아스파라거스 근권부위에 20 cm의 깊이로 매설한 후 24시간 경과 후 처리별로 토양용액을 채취하였다. 채취한 토양용액은 Ion chromatography (CH/930, Metrohm)를 이용하여 양이온과 음이온을 각각 분석하였다. 토양시료는 5월 6일에 채취하였다. 토양의 표면을 걷어 내고, 근권부인 10-20 cm를 중심으로 3지점에서 채취하여 분석에 이용하였다. 채취한 토양은 풍건 후 2 mm 체에 통과된 것을 분석 시료로 사용하였다. 토양의 pH와 EC는 각각 pH meter (Model 720 A, Orion)와 EC meter (Model 145 A, Orion)를 사용하여 측정하였다. 토양의 유기물은 습식산화분해법인 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법으로 분석하였으며 치환성 양이온은 1N NH4OAc용액(pH 7)으로 침출하여 ICP (INTEGRA, GBC)을 이용하여 분석하였다. 수량조사는 2018년 3월 31일부터 5월 14일까지 45일간 총 24회 수확하였다. 시험구별로 수확 후 상품과 비상품으로 구분하여 상품을 대상으로 각각의 무게를 조사하여 수량성을 산출하였고, 당도는 5월 8일 생산된 것을 대상으로 조사하였다.

http://static.apub.kr/journalsite/sites/ales/2019-031-03/N0250310304/images/ales_31_03_04_F1.jpg
Fig. 1.

(A) Soil solution extractor, (B) Soil sampling in asparagus field.

결과 및 고찰

아스파라거스 재배 중 NK비료의 사용량이 토양 화학성과 수량에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행한 토양용액 분석결과는 Fig. 2와 같다. 아스파라거스 재배에 적합한 토양의 pH는 5.5-6.4이고, 산성토양은 피하는 것이 좋다(Kang et al., 2017)는 보고가 있으며, 본 시험이 수행된 토양의 pH가 적정범위를 벗어나 약간 높았으나 연구의 결과를 보면 시비량이 많아짐에 따라 pH가 7.4에서 6.4로 낮아지는 것으로 나타나 재배 적정범위에 근접하는 경향을 보였다. 질소성분의 함량은 암모니아태 질소(NH4-N)와 질산태 질소(NO3-N) 모두 시비량이 많아짐에 따라 증가함을 알 수 있었다. 그동안 토양용액을 채취하여 분석하는 방법을 통하여 시비량을 결정짓기 위한 많은 연구가 수행되었다. Lim et al. (2001)은 시설 오이 재배지의 토양용액의 질산태 질소 함량은 질소시비량과 정의 상관관계를 나타내며, 질소를 800 kg/ha-1 시비하였을 때 토양용액의 질산태 질소는 900 mg/L-1 이었다고 보고하였다. 본 연구에서의 질산태 질소 함량은 NK비료 41.6 kg/10 a 투입 시 1.180 mg/L-1 으로 분석되었는데, Lim et al. (2001)이 보고한 토양 내 질산태 질소 함량과의 차이는 시비량과 함께 채취시기 등이 큰 영향을 미친다는(Lee et al., 2012) 보고와 관련이 있는 것으로 생각된다. 치환성 양이온 함량의 차이는 NK비료를 사용하였기 때문에 치환성 칼륨의 함량은 정의 상관관계로 증가하였으나 칼슘과 마그네슘은 처리 간에 차이가 없었다. 이상의 암모니아태 질소, 질산태 질소, 치환성 칼륨의 증가로 전기전도도(EC) 역시 시비량의 증가에 따라 6.5 dS/m에서 21.1 dS/m로 높아져 유효한 양분의 양이 증가함을 알 수 있었다. 유효인산의 함량은 시비량에 증가에 따라 높아지는 경향이었으나 유의적인 차이는 나타내지 않았다.

http://static.apub.kr/journalsite/sites/ales/2019-031-03/N0250310304/images/ales_31_03_04_F2.jpg
Fig. 2.

Chemical properties of the soil solution in soils subjected to various potassium nitrogen treatments.

*0 S: non-fertilizer; 0.5 S: 10.4 kg/10 a; 1.0 S: 20.8 kg/10 a; 2.0 S: 41.6 kg/10 a.

Table 2에서 보는 바와 같이 시비량에 따른 아스파라거스 각각의 순의 무게와 당도는 시비 처리 간 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나, 수확량에 있어서는 차이를 보였다. 순의 수확개수는 무시용에서 48.6개/m2 이었고, 0.5배와 1배량은 각각 52.7, 45.2개이었으나 2배량에서는 33.1개로 적었다. 또한 수확량은 0.5배량에서 1.39 kg/m2로 가장 많았고 1.0배량, 0배량 순이었으며 2배량 시험구는 0.89 kg/m2로 가장 적었다. 이러한 결과를 볼 때 아스파라거스의 수량증대에 적정한 NK비료의 사용량은 0.5배량이 효과적인 것으로 나타났다. 하지만 아스파라거스의 생장특성 중 전년도에 생산된 동화산물이 근권으로 이동하여 익년도 순의 생산에 사용된다(Kitazawa et al., 2014)는 보고를 고려할 때 무시용구에서 1.21 kg/m2의 수량성을 얻었던 것은 금년도 시비량의 효과 뿐만 아니라, 뿌리 내 저장되었던 동화산물의 수준도 영향을 끼쳤을 것으로 판단되며, 이는 당년의 수량 조사뿐만 아니라 차년도의 수량을 조사하여 시비처리에 따른 동화산물의 근권 이동 후 저장되어 나타날 영향도 조사되어야 함을 시사한다. 2.0배량 처리에서 수확 된 순의 수와 수량이 유의하게 줄어든 것은 NK 비료의 과다시용으로 인한 염류과잉에 의한 장해로 사료되며, 기준 시비량 이상의 비료를 시용하는 것은 생리장해로 인한 손실뿐만 아니라 토양 염류 과다집적에 따른 재배환경 악화로 지속적인 재배에 어려움을 가져올 수 있을 것으로 판단된다.

Table 2. Yield and quality of asparagus spears among various potassium nitrogen fertilizer treatments

Treatment1) No. of spears (/m2) Marketable yield (kg/m2) Weight (g/spear) Soluble solids (°Brix)
0 S 48.6 ± 2.0 1.21 ± 0.09 25.0 ± 1.4 5.2 ± 0.03
0.5 S 52.7 ± 1.8 1.39 ± 0.17 26.5 ± 3.8 5.0 ± 0.12
1.0 S 45.2 ± 7.6 1.27 ± 0.24 28.1 ± 1.8 5.1 ± 0.11
2.0 S 33.1 ± 5.5 0.89 ± 0.13 27.2 ± 2.9 5.0 ± 0.19

1)0 S: non-fertilizer: 0.5 S: 10.4 kg/10 a; 1.0 S: 20.8 kg/10 a; 2.0 S: 41.6 kg/10 a.

봄 재배 종료 후 토양 특성은 Table 3과 같다. 시비가 이루어지지 않았던 처리구의 pH는 7.7이었고 시비량이 증가함에 따라 pH는 7.3-6.6으로 낮아지는 경향을 나타내 재배 중 토양용액 분석 결과와 같은 경향이었다. 전기전도도(EC)는 시비량이 많아짐에 따라 2.1 dS/m에서 4.5 dS/m로 높아져 정의 상관관계를 나타냈으며, 이는 NK비료 투입에 따른 질산태 질소, 암모니아태 질소, 치환성 칼륨 함량의 증가에 따른 결과로 생각된다. 일반적인 시설재배지의 적정 EC농도가 2.0 dS/m이하인 것을 감안하면 다소 높은 편이나 유기물 투입 등을 통해 높은 EC농도에 따른 염류장해 피해를 줄이는 방법도 생각해 볼 수 있다. 각 처리구 간의 유기물, 치환성 칼슘과 마그네슘의 함량 차이는 없었으나, 치환성 칼륨의 함량은 시비량이 많아짐에 따라 2.0 cmol+/kg에서 4.4 cmol+/kg로 높아졌다.

Table 3. Chemical properties of soils in asparagus cultivation fields among various potassium nitrogen fertilizer treatments

Treatment1) pH (1:5) EC (dS/m-1) OM (g/kg-1) Av. P2O5 (mg/kg-1) Ex. cation (cmol+/kg-1)
Ca K Mg
0 S 7.7 ± 0.0 2.1 ± 0.6 21.8 ± 2.8 1,193 ± 185 9.9 ± 1.0 2.0 ± 0.1 2.8 ± 0.6
0.5 S 7.3 ± 0.1 2.6 ± 0.5 23.1 ± 5.1 1,443 ± 213 11.2 ± 1.1 2.7 ± 0.5 3.1 ± 0.6
1.0 S 6.8 ± 0.5 4.2 ± 0.5 33.3 ± 3.6 1,866 ± 68 11.8 ± 0.7 3.6 ± 1.0 2.9 ± 0.7
2.0 S 6.6 ± 0.2 4.5 ± 0.9 25.7 ± 9.3 1,592 ± 388 9.5 ± 1.6 4.4 ± 0.7 1.9 ± 0.4

1)0 S: non-fertilizer: 0.5 S: 10.4 kg/10 a; 1.0 S: 20.8 kg/10 a; 2.0 S: 41.6 kg/10 a.

NK비료 시용수준에 따른 아스파라거스 수량은 0.5배량과 1.0배량에서 큰 차이가 없었고, 2.0배량에서는 수확량이 유의하게 낮아졌고, 토양용액 및 토양분석결과 염류의 농도가 높아진 것을 본 시험을 통하여 확인할 수 있었다. 이는 토양의 과다한 염류가 아스파라거스 생산량에 부정적 영향을 미친다는 것을 의미하며, 따라서 아스파라거스 재배농업인은 이에 대한 해결책으로 주기적인 토양분석을 실시하여 토양 비옥도를 확인한 후 적정한 비료 사용량을 결정해야 할 것으로 생각된다. 또한, 아스파라거스 생산에서의 저장양분이 차년도 수량에 미치는 영향 분석과 토양 염류집적에 대한 연차간 시험이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

요 약

아스파라거스는 소비량과 재배면적이 매년 늘어나는 신작목이다. 그러나 정식 후 3년이 경과해야 경제성 있는 수확이 가능한 특성 때문에 다양한 연구가 이루어지지 못했다. 아스파라거스는 다비성 작물로 토양염류 농도에 강한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 NK시비량에 따른 아스파라거스의 수량 등을 분석하여 아스파라거스 재배시 토양관리에 관한 기본자료를 습득하기 위하여 수행되었다. 아스파라거스의 수량은 0.5배량과 1.0배량에서 각각 1.39 kg/m2과 1.27 kg/m2 으로 많았으며, 0배량 1.21 kg/m2, 2배량은 0.89 kg/m2 수준이었다. 토양용액과 토양을 분석한 결과 NK시비량 증가에 따라 EC, 질소, 칼륨의 농도가 높아졌다. 토양용액의 경우 관행 시비의 2배량 처리에서 질산태 질소가 1,180 mg/L-1, 칼륨은 4,057 mg/L-1 까지 높아졌다. 따라서 농가에서 현재 사용하고 있는 시비량인 20.8 kg/10 a 는 수량이 낮아지지 않는 최대시비량 일 것으로 생각되었다. 따라서 아스파라거스 재배농가에서는 주기적인 토양분석으로 염류집적에 유의해야 할 것으로 판단되었으며, 금후 다양한 조건하에게 연차간 시험이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

Acknowledgements

본 연구는 농림축산식품부의 재원으로 농립수산식품기술기획평가원의 수출전략기술개발사업의 지원을 받아 수행되었음(117035-03-2-SB010).

References

1

Kang, H. M., Kim, K. S., Kim, B. S., Kim, S. K., Kim, I. S., Ku, Y. G., Park, N. I., Yong, Y, R., Lee, J. K., Seo, H. T., Jeon, S. J., Hong, S. J. (2017) Asparagus. p.216. World Science, Seoul, Korea.

2

Kitazawa, H., Hasegawa, N., Fukuda, M., Watanabe, S., Yamasaki, A., Uragami, A. (2014) Changing oxygen concentration around the rootstock alters spear elongation and sprouting of white asparagus. Sci Hortic 178:211-216.

10.1016/j.scienta.2014.08.022
3

Lee, C. H., Im, T. J., Kang, S. S., Kim, M. S., Kim, Y. H. (2012) Relationship between nitrate nitrogen in soil solution and yield of cucumber in plastic film house. Korean J Soil Sci Fert 10:211-211.

4

Lim, J. H., Lee, I. B., Kim, H. L. (2001) A Criteria of nitrate concentration in soil solution and leaf petiole juice for fertigation of cucumber (cucumis sativlus L.) under greenhouse cultivation. Korean J Soil Sci Fert 34:316-325.

5

Phupaibul, P., Chitbuntanorm, C., Chinoim, N., Kangyawongha, P., Matoh, T. (2004) Phosphorus accumulation in soils and nitrate contamination in underground water under export-oriented asparagus farming in Nong Ngu Lauem village, Nakhon Pathom province, Thailand. Soil Sci Plant Nutr 50:385-393.

10.1080/00380768.2004.10408492
6

Seo, H. T., Kim, Y. J., Jang, E. H., Hong, D. K., Bang, S. B., Kang, H. M. (2014) Effects of amount of compost, mulching and planting density on root growth of asparagus (Asparagus officinalis L.) in temporary planting. Korean J Hortic Sci Technol 31:74.

7

Seo, H. T., Kim, Y. J., Jang, E. H., Won, J. H., Bang, S. B., (2015) Effect of fertigation on growth and yield in summer of Asparagus (Asparagus officinalis L.) in greenhouse, Korean J Hortic Sci Technol 33:89-89.

페이지 상단으로 이동하기