Research Article

Korean Journal of Plant Resources. 1 October 2022. 675-685
https://doi.org/10.7732/kjpr.2022.35.5.675

ABSTRACT


MAIN

  • 서 언

  • 재료 및 방법

  •   토양 화학성 분석 자료

  •   통계 분석

  • 결과 및 고찰

  •   화훼작물별 시설 및 노지재배지 토양의 토양 화학성 검정 건수 비교

  •   지역별 화훼작물 시설 및 노지재배지 토양 화학성 검정 건수 비교

  •   지역별 시설 및 노지재배 화훼작물의 종류 비교

  •   연도별 화훼작물 시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 비교 분석

  •   화훼작물 시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 간의 상관관계

  •   주성분 분석

  • 적 요

서 언

2019년 국내 화훼재배면적 4,243.9 ㏊ 중 시설재배지는 2,023.8 ㏊이며, 노지재배지는 2,220.0 ㏊로 노지재배지 면적이 시설재배지보다 약 9% 정도 더 많았다(KOSIS, 2021). 그러나 같은 해 화훼재배를 통한 수익 현황을 보면 총 수익 517,445백만 원 중에서 시설재배를 통해 얻은 수익은 334,765백만 원이고, 노지재배는 137,850백만 원으로 시설재배가 노지재배보다 약 46% 정도 높았다(KASS, 2020). 또한 화훼재배 농가 수 비율에서도 노지재배 농가가 약 32%, 시설재배 농가 약 68%로 나타났다(KASS, 2020). 이러한 결과는 시설재배가 계절과 관계없이 화훼류를 재배할 수 있으며, 소비자의 민감한 기호와 유행을 충족시킬 수 있는 재배환경과 시설확보가 이루어져 일 년 내내 고른 소득을 올릴 수 있기 때문이다(RDA, 2014a).

화훼 시설재배 작물 중 절화류와 분화류는 단위 면적당 수익이 높으며 주년생산이 가능하고, 좁은 재배면적에서 높은 수익을 올릴 수 있어 재배면적이 계속 늘고 있는 추세이다(Lee et al., 2005b). 개화가 목적인 품종은 시비량에 따라 생장과 품질에 두드러진 차이가 있어(Lee et al., 2005a), 연속된 생산으로 인해 시비량의 증가로 이어지고 있다(Hwang et al., 1998). 농가 대부분이 단위 면적당 생산량을 높이기 위하여 관행적으로 많은 양의 화학비료와 토양 개량제를 기비로 시용하고 있으며 다량의 추비도 시용하고 있다(Hwang and Ho, 2000; RDA, 2019). 특히 외부 용탈이 없는 시설 토양에는 치환성 양이온 함량이 표준량보다 2배 이상 높게 확인되었고(NAS, 2017), 작물 생육에 적당한 토양의 전기전도도가 2.0 dS/m 이상을 나타내는 시설재배지가 61.2%나 되는 것으로 조사되었다(RDA, 2014b). 1995년부터 국화와 장미 등을 관행 재배한 온실에서는 염류집적으로 인하여 전기전도도가 7.7 dS/m로 매우 높았다고 보고되었다(So and Lim, 2020). 시설재배지 토양은 피복제로 밀폐되어 자연 강우가 차단되고 온도가 높아 수분 증발이 가속화되고 있으며, 과잉 시비된 양분은 단계적으로 물리적, 화학적 특성 악화로 이어지고 있다(Lee et al., 2021; Gao et al., 2017). 그러므로 과잉된 시비는 pH 변화로 이어져 6.5 이상이면 미량원소들이 불용화되고, 5.5 이하의 강산성이 되면 칼슘, 칼륨, 인산, 마그네슘 등의 흡수가 어려워지고 결핍 현상이 일어난다. 또한, 철, 망간, 구리, 아연 등의 미량원소들의 과다 용출로 이어져 중금속 독성을 야기해, 작물 생육에 악 영향을 미치고 있다(Guo et al., 2010; Kang et al., 2017; Lee et al., 2010; Miao et al., 2011; RDA. 2018).

생산비가 낮고 재배 기간이 짧은 소품종 다량 생산의 화단 묘와 정원수 및 식목생산용인 관상 수목류는 노지재배에 적합한 작물로 계절에 따라 재배되고 있다(Lee et al., 2005b). 노지토양은 비옥도가 낮아 생산성이 낮지만, 다품종 재배방식의 화훼작물은 단위면적당 자본이 비교적 적게 들기 때문에 지속해서 이어지고 있다(Lee et al., 2010). 노지작물의 수량증대를 위하여 토양 비옥도 검사를 수행하여야 하나 관행적 경험으로 비료 시용을 하고 있어 과잉 시비된 토양에서는 무기 양분이 매우 높아도 작물에 따라 일부 양분은 영양 불균형으로 이어질 수 있다(Lee et al., 2010). 작물은 영양분을 이온 상태로 흡수하기 때문에 작물 생장에 있어 토양 내의 치환성 칼륨 부족 시 세포형성 및 발달에 영향을 미치며(Jeong et al., 2021; Jung, 2015), 과다 시 길항작용으로 인해 다른 양분의 흡수를 방해할 우려가 있어 균형 있는 양이온과 음이온의 조절이 중요하다(Ahn et al., 2020; RDA, 2017). 노지재배에서 작물의 흡수는 pH의 감도에 따르며, 암모니아태 질소(NH4⁺-N)는 pH가 중성일 때 흡수율이 높고 낮아지면 감소하며, 질산태 질소(NO3⁻-N)는 생물학적인 질소고정과 자연적 산화에 의해 발생하기도 하지만 높은 pH에서 음이온의 경쟁으로 토양 교질에 흡착되지 못하고 관개량과 강수량의 과다 시 쉽게 용탈이 된다(Kim et al., 2009). 비료 시용량이 많고 관개를 많이 하는 집약적인 농업 형태의 화훼 노지재배는 NO3⁻의 용탈이 특히 심하게 일어난다(Kim et al., 2009). 또한, 노지에 과다 시비 시 밀폐된 시설과는 다르게 작물이 흡수하고 남은 상당량의 양이온 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등과 음이온 염소, 질산, 인산, 황산 등은 용탈과 휘산에 노출되기 때문에 노지토양의 화학적 변화로 인한 양분 과부족 상황을 인지하기가 어려운 상황이다(Ahn et al., 2020).

식용작물에 양분을 공급하고 생장과 수량에 영향을 주는 토양 비옥도에 관한 연구는 농촌진흥청 농업환경조사를 통하여 다각도로 모니터링하고 있으나 현재 화훼작물을 재배하는 시설 또는 노지재배지의 토양 화학성에 관한 연구는 전무한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 화훼작물 시설재배지와 노지재배지의 토양 화학성분을 비교하고 그 차이점을 분석하고자 하였다.

재료 및 방법

토양 화학성 분석 자료

농촌진흥청 흙토람 데이터베이스(http://soil.rda.go.kr)에서 2018년부터 2020년까지 전국 13개 지역의 화훼작물 시설재배지 및 노지재배지 토양의 시비 처방을 위하여 화학성분을 분석한 검정자료를 수집하였다. 연도별 화훼작물 재배지의 토양검정 건수를 비교해 보면 2018년 시설 747건, 노지 439건, 2019년 시설 1,056건, 노지 432건, 2020년 시설 1,276건, 노지 359건으로, 3년간 총 분석 건수는 시설재배지 3,079건, 노지재배지 1,230건으로 총 4,309건이었다. 선별된 각 토양의 화학성분 분석은 해당 지역의 각 시·군 농업기술센터에서 수행하였다.

통계 분석

토양 화학성 분석 결과에 대한 연도별 차이의 통계적 유의성을 분석하기 위하여 통계 분석 프로그램인 R (ver. 4.1.2, R foundation for statistical computing, Vienna, Austria)에 ‘agricolae’, ‘laercio’ 패키지를 설치하여 분산분석(ANOVA)과 사후분석으로 Scheffe’s test를 실시하였다. 토양 화학성분 간의 상관관계는 “corrplot”, “Performance Analytics” 패키지로 분석하였고, “FactoMineR”, “factoextra” 패키지를 이용해 토양 화학성분의 주성분 분석을 수행하였다.

결과 및 고찰

화훼작물별 시설 및 노지재배지 토양의 토양 화학성 검정 건수 비교

시설 또는 노지에서 재배된 화훼작물을 대상으로 2018년부터 2020년까지 토양 검정 건수를 비교하였다(Fig. 1). 시설에서 재배된 화훼작물 중 토양 검정 건수가 가장 많은 작물은 국화로, 2018년에 178건, 2020년에 358건으로 2배 이상 증가하였다. 그 다음으로 2020년에는 작약이 236건, 리시안서스가 119건으로 그 뒤를 이었다. 노지재배 화훼작물의 토양 검정 건수를 보면(Fig. 1B), 역시 국화가 가장 많았으나 2019년 192건이었던 검정 건수가 2020년 단 26건으로 전년 대비 86.5%가 감소하였다. 시설재배 국화의 토양 검정 건수는 2019년 대비 2020년에 83.6%가 급격하게 증가했지만 노지재배 국화는 비슷한 비율로 많이 감소하였다. 국화 시설재배가 급격하게 증가한 이유는 국산 품종 보급률 및 인지도 제고를 위하여 국화 신품종 육성 프로젝트를 2020년부터 2022년까지 진행하고 있기 때문으로 보인다.

노지재배 화훼작물에서 국화 다음으로 2020년에 엉겅퀴가 59건, 구절초가 43건을 기록하였다. 시설재배 화훼작물의 토양 분석 건수가 노지재배보다 월등히 많은데(Fig. 1), 이는 시설재배 작물의 생산량 증대를 위해 시설재배 농가가 토양 화학성분 조절에 적극적으로 노력한 때문으로 보인다.

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Fig. 1.

Comparison of the number of soil test in greenhouse (A) and open field (B) by flower crops.

지역별 화훼작물 시설 및 노지재배지 토양 화학성 검정 건수 비교

국내 지역별 토양 화학성 검정 건수를 비교한 결과(Fig. 2), 시설재배에서는 경북이 2018년 147건, 2020년 220건으로 가장 많았으며, 그 다음으로 2020년에 강원 > 경기 > 경남 순으로 높았다. 노지재배의 경우, 전남에서 2020년 66건으로 가장 높았고, 전북 > 경기 > 충남 순으로 높았다. 이러한 경향은 화훼재배 현황의 화훼재배 농가 통계자료를 통해서 다시 확인할 수 있다(KOSIS, 2021). 화훼재배 농가는 2017년 7,421 농가에서 2018년 6,918 농가, 2020년 6,824 농가로 계속 감소하고 있다. 국내 각 지역별 화훼재배 농가의 분포를 보면, 2019년 경기도(2,180농가) > 전남(1,047농가) > 경남(900농가) > 전북(604농가) > 충남(506농가) 순이었다. 지역별 토양검정 건수와 지역별 화훼재배 농가 수는 대체로 비슷한 경향을 보이는 것을 알 수 있었다(Fig. 2).

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Fig. 2.

Comparison of the number of soil test in greenhouse (A) and open field (B) by the administrative district where flower crops were cultivated. The acronyms mean as follows: Gw, Gangwon; Gn, Gyeongnam; Gb, Gyeongbuk; Gg, Gyeonggi; Gj, Gwangju; Dg, Daegu; Bs, Busan; So, Seoul; Sj, Sejong; Ic, Incheon; Jn, Jeonnam; Jb, Jeonbuk; Jj, Jeju; Cn, Chungnam; Cb, Chungbuk.

지역별 시설 및 노지재배 화훼작물의 종류 비교

지역별로 시설 또는 노지에서 재배되는 화훼작물의 종류 수를 비교한 결과(Fig. 3), 시설재배에서는 경북지역에서 2020년 12종으로 가장 다양하게 재배하고 있으며, 그 다음으로 전북 > 경남 순이었다. 노지재배에서는 2019년까지 6종이 재배되었던 충남지역에서 2020년 11종으로 많이 증가하였는데, 이는 지역별 꽃 축제(25건)가 많아졌기 때문이며(Jung et al., 2020), 그 다음으로 전남, 전북이 그 뒤를 이었다. 경북지역의 토양 분석 건수가 타지역보다 월등히 많을 뿐만 아니라 재배되는 화훼작물의 종류도 가장 다양한 것을 알 수 있다(Fig. 2). 이는 최근 증가하고 있는 청년 귀농인을 대상으로 경북농업기술원 구미 화훼연구소에서 2016년부터 체계화된 절화 품종 위주의 화훼산업육성 지역특화 프로그램을 교육하여 청년 귀농인의 화훼재배 시설 하우스가 늘어났기 때문으로 보이며, 최근 다양한 화훼작물 재배를 시도하고 있는 것으로 추정된다. 그리고 충남지역에서는 해당 지역의 도 농업기술원 및 화훼농가의 노력으로 인해 국화를 비롯한 다양한 화훼작물의 재배가 시도되고 있는 것으로 보인다.

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Fig. 3.

Comparison of the number of flower crops cultivated in greenhouse (A) and open field (B) according to the administrative district. The acronyms mean as follows: Gw, Gangwon; Gn, Gyeongnam; Gb, Gyeongbuk; Gg, Gyeonggi; Gj, Gwangju; Dg, Daegu; Bs, Busan; So, Seoul; Sj, Sejong; Ic, Incheon; Jn, Jeonnam; Jb, Jeonbuk; Jj, Jeju; Cn, Chungnam; Cb, Chungbuk.Fig. 3. Comparison of the number of flower crops cultivated in greenhouse (A) and open field (B) according to the administrative district. The acronyms mean as follows: Gw, Gangwon; Gn, Gyeongnam; Gb, Gyeongbuk; Gg, Gyeonggi; Gj, Gwangju; Dg, Daegu; Bs, Busan; So, Seoul; Sj, Sejong; Ic, Incheon; Jn, Jeonnam; Jb, Jeonbuk; Jj, Jeju; Cn, Chungnam; Cb, Chungbuk.

연도별 화훼작물 시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 비교 분석

2018년부터 2020년까지 시설 및 노지에서 재배된 화훼작물의 토양검정 화학성분 조사자료를 분석하였다(Table 1). 시설재배지 토양의 pH는 2018년부터 2020년까지 큰 변화 없이 적정 수준보다 약간 높은 수준을 유지하였다. 유기물(OM) 함량 또한 적정 수준 내에서 큰 변화는 없었으나 pH와 달리 연차 간 차이는 유의성이 인정되었다. 유효인산(Av. P2O5)은 매년 점점 감소하는 추세여서 2020년에는 적정 수준 이내로 낮아졌으나 연도별로 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 전기전도도(EC)와 pH도 마찬가지로 연도별 큰 차이가 없었으나, 적정 수준보다 약간 높게 유지되고 있었다. 치환성 양이온의 경우, 모든 양이온이 연도별 차이의 유의성이 인정되었으며 평균 수준보다 높은 경향을 보였다. 즉, 시설재배 농가에서 토양 pH와 EC에 민감하게 대응하고 있으나, 치환성 양이온의 경우에는 대처하기가 어려운 것을 알 수 있다.

Table 1.

Changes in chemical properties of soils collected from greenhouse or open field where flower crops were cultivated from 2018 to 2020

Soil Year pH OM Av. P2O5 EC K+ Ca2+ Mg2+
(1:5) (g/㎏) (㎎/㎏) (dS/m) (cmolc/㎏)
Greenhouse 2018z 6.6 a 25 a 560 a 2.3 a 0.96 a 8.73 a 2.72 a
2019 6.6 a 23 b 539 a 2.0 a 0.90 ab 8.76 a 2.39 b
2020 6.5 a 24 ab 489 b 2.1 a 0.87 b 7.95 b 2.48 b
Significanceyns****ns*******
Optimal lvl.x 6.0 - 6.5 20 - 35 350 - 500 < 2.0 0.7 - 0.8 5.0 - 6.0 1.5 - 2.0
Open
field
2018z 6.4 a 24 a 352 b 1.0 b 0.71 a 6.36 b 2.19 a
2019 6.5 a 24 a 431 a 1.0 b 0.73 a 7.27 a 2.22 a
2020 6.5 a 25 a 348 b 1.4 a 0.77 a 6.70 ab 2.27 a
Significanceynsns***ns**ns
Optimal lvl.x 6.0 - 7.0 20 - 30 300 - 550 < 2.0 0.5 - 0.8 5.0 - 6.0 1.5 - 2.0

zValues within a column followed by the same letter are not significantly different at 5% level by Scheffe’s test.

yns, *, **, ***: nonsignificant or significant at p < 0.05, 0.01, 0.001, respectively.

xJNAS (2017): Fertilizer application recommendations for crop plants.

노지재배지 토양을 보면, 시설재배지 토양과 마찬가지로 토양 pH는 매년 큰 변화 없이 유지되고 있음을 알 수 있다. EC 또한 적정 범위 내에서 매년 큰 차이가 없었으나 매해 24 g/㎏으로 정체되고 있어 유기질비료 지원사업의 효과가 전혀 나타나지 않는 것으로 보인다. 노지재배지 토양의 유효인산과 EC는 시설재배지 토양과 달리 매년 적정 범위 내로 잘 유지되고 있으며 연도별 차이의 유의성이 인정되었다. 치환성 칼륨을 제외한 다른 양이온은 적정 수준보다 매년 높게 유지되었다. 치환성 칼슘은 연도별 차이가 컸으나, 치환성 칼륨과 마그네슘은 유의한 차이가 발견되지 않았다.

화훼작물 시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 간의 상관관계

2018년부터 2020년까지 화훼작물을 재배하는 시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 간의 상관관계를 분석하였다(Fig. 4). 시설재배지 토양에서 pH는 유효인산, 치환성 양이온과 약한 정의 상관을 나타내었으나 OM과 EC는 부의 상관을 보였다. 토양 pH는 치환성 양이온과 정의 상관을 가지며(Abreu Jr et al., 2003), 또한 토양 pH는 OM의 수소 이온(H⁺) 반응에 영향을 받아 부의 상관을 갖는다는 기존 보고와 일치하였다(Rukshana et al., 2012). 토양 pH와 EC는 치환성 칼슘에 의한 염류의 침전 때문에 부의 상관을 갖는다고 보고되어(Lee et al., 2013) 역시 위 결과와 일치하였다. 보통 토양 OM은 유효인산과 상관관계가 높은 것으로 알려져 있는데(Park et al., 2017), 화훼 시설재배지에서도 같은 양상을 보였다. OM 함량과 유효인산의 상관관계는 퇴비의 시용과 연관이 있다고 알려져 있다(Park et al., 2017). 유효인산은 치환성 양이온과 상관관계가 높았을 뿐만 아니라(r > 0.38) EC와 정의 상관을 이루었다. 특히 유효인산과 치환성 칼륨의 상관관계가 가장 높았는데(r = 0.52), 이는 시설재배지 내에 퇴비의 시용이 증가한 때문으로 판단된다(Choi et al., 2010). 장미, 카네이션, 나리의 시설재배지 염류 농도, 유효인산, 치환성 칼륨 함량의 과다 집적(Hwang and Ho, 2000)과 일치하는 결과를 보여주고 있다. 치환성 양이온 간에는 높은 상관관계를 보이는데, 치환성 칼슘과 마그네슘의 상관계수는 0.66으로 가장 높은 상관관계를 나타냈다. EC는 치환성 양이온과 정의 상관을 이룬다는 보고와 동일한 결과를 보여주었다(Miyamoto et al., 2015).

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Fig. 4.

Pearson correlation coefficient matrix comparing paired soil chemical properties of greenhouse (A) and open field (B). In each box on the diagonal line, the correlation coefficients and the significance levels as asterisk were presented. Each significance level is associated with the number of asterisks: *, **, ***; significant at p < 0.05, 0.01, 0.001, respectively.

화훼작물의 노지재배지 토양 pH는 치환성 양이온인 칼슘(r = 0.40), 마그네슘(r = 0.36)과 정의 상관을 보였다. Behera and Shukla (2014)에 따르면 치환성 양이온이 과잉되면 토양 pH가 높아져 미량성분(Fe, Mn, Cu, Zn, Co 등)의 결핍 현상이 일어날 수 있다고 하였다. 현재 화훼작물이 재배되고 있는 노지재배지 토양은 치환성 칼슘과 마그네슘의 양이 과다한 상황이므로, 토양 pH가 높아질 가능성이 크다. 그러나 시설재배지와 달리 자연 강우에 의한 양이온의 용탈이 발생할 수 있어 그 위험성은 시설토양보다는 낮다고 할 수 있으나 토양개량제(석회질비료) 지원 사업으로 인해 석회와 마그네슘이 계속 공급되고 있기 때문에 노지재배지 역시 토양 검정을 통한 토양 화학성분의 관리가 필요하다. 노지재배지 토양의 유기물도 시설재배지 토양과 마찬가지로 치환성 칼륨, 칼슘, 유효인산 순으로 상관관계가 높았다. 이러한 결과는 전국 밭 토양 비료 성분 비율을 조사한 결과 유효인산은 표준범위 기준보다 20% 이상 높게 나타났으며, 치환성 양이온 과잉 비율도 높다는 보고(Kim et al., 2019; Kim and Park, 2021)와 일치하고 있다. 유효인산은 시설토양과 다르게 치환성 칼륨과 칼슘만 상관관계가 있었고, 치환성 마그네슘과의 상관관계는 나타나지 않았다. 치환성 양이온 간에는 높은 상관관계가 그대로 유지되었으나 시설토양과 다르게 노지토양에서는 치환성 칼륨과 마그네슘의 상관관계(r = 0.49)가 치환성 칼슘과 마그네슘(r = 0.44)보다 높았다. 이는 노지재배지에 석회 고토비료를 많이 사용하였기 때문으로 추정된다. EC 역시 치환성 양이온 중 마그네슘과 가장 상관관계가 높았다.

주성분 분석

연도별 화훼 시설과 노지재배지 토양의 화학성분 간 주성분 분석을 수행하였다(Fig. 5). 시설재배지의 경우, 주성분 PC1은 45.4%, PC2 16.9%를 나타내어 전체 62.3%를 설명할 수 있었다(Fig. 5A). PC1의 변량에는 치환성 마그네슘(0.819), 칼슘(0.788), 칼륨(0.751), EC (0.686), 유효인산(0.677), OM (0.607)이 양의 상관을 이루었다. PC2에서는 pH가 0.927로 가장 큰 영향을 미쳤다. 2018년의 시설재배지 토양은 유효인산 등의 영향이 더 크게 작용하였으며, 2020년에는 토양 샘플 간의 변이가 훨씬 컸음을 알 수 있다. 각 연도 변량의 중심점(centroid)이 거의 일치하고 있어 매해 토양 화학성분의 변동이 그리 크지 않았음을 알 수 있다.

노지재배지 토양에서는 PC1 40.8%, PC2 18.6%를 나타내어 전체 59.4%를 설명하였다(Fig. 5B). PC1에서는 치환성 칼슘(0.760), 칼륨(0.753), 마그네슘(0.716), 유효인산(0.624), EC (0.606) 순으로 높은 상관을 이루었다. PC2의 변량을 보면 EC (0.714), 유효인산(0.444)이 양의 상관을, pH (-0.520), 치환성 마그네슘(-0.435)이 부의 상관을 이루었다. 2018년의 노지재배지 토양은 유기물과 pH의 영향으로 둥근 타원의 분포를 이루었으나 2020년에는 치환성 양이온의 영향을 크게 받아 긴 타원의 분포를 형성하였다. 2020년의 노지가 다른 해보다 치환성 양이온의 변동이 더 컸음을 알 수 있었다. 노지토양의 연도별 그룹의 중심점이 역시 가깝게 위치하여 시설토양과 마찬가지로 연도별 토양 화학성분의 변동이 그리 크지 않았다.

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Fig. 5.

PCA biplots showing positive and negative correlations of seven soil variables to the first and second principal variates derived from principal component analysis: (A) for greenhouse and (B) for open field. Symbols represent the soil individuals analyzed in each year: red circles for 2020; green triangles for 2019; blue squares for 2018. Red arrows indicate explanatory variables as vectors and each vector shows the direction of value increase. The centroid of each ellipse was presented with a larger mark.

시설 및 노지재배지 토양의 차이를 보기 위해 각 토양의 화학성분 자료를 합쳐 주성분 분석을 수행하였다(Fig. 6A). PC1에서는 pH를 제외한 모든 성분이 큰 영향을 주었다. 치환성 칼슘(0.792), 마그네슘(0.789), 칼륨(0.759), 유효인산(0.680), EC (0.676), OM (0.557). PC2에서는 pH (0.868)와 OM (-0.508)이 큰 영향을 주었다. 시설재배지 토양은 PC2보다 PC1의 변동이 커 긴 타원형의 분포를 이루었으나 노지재배지는 그 반대로 PC2의 영향으로 둥근 타원을 형성하였다. 더욱이 두 타원의 중심점 간의 차이가 큰 것을 알 수 있다. 즉, 시설재배지 토양은 치환성 양이온을 비롯해 유효인산, EC가 높은 문제점이 그대로 나타났으며, 시설재배지와 비교해 노지재배지는 치환성 양이온 등의 영향은 상대적으로 낮으나 pH의 변동이 큰 것을 알 수 있다. 그리고 노지재배지는 시설재배지보다 OM의 영향은 작은 것으로 보아 앞으로 유기물 시용에 힘써야 할 것으로 판단되었다.

시설 및 노지재배지 토양의 화학성분 간의 차이를 더 극명히 보기 위해 2020년에 국화를 재배한 시설 또는 노지재배지 상위 6곳의 토양 화학성 자료만을 대상으로 주성분 분석을 하였다(Fig. 6B). 시설재배지 토양의 분포는 PC1의 영향을 크게 받아 x축에 가까운 긴 타원형을 형성하였다. Fig. 6A와 마찬가지로 노지재배지 토양은 PC2의 영향으로 y축 방향으로 긴 타원형을 이루었다. 국화 시설재배지 토양은 유효인산과 치환성 칼슘이 가장 큰 영향을 미치며, 노지재배지 토양은 pH와 치환성 마그네슘과는 정의 상관을, OM과는 부의 상관을 이루었다. 즉, 국화 노지재배지 토양은 OM이 매우 부족하여 토양분석에 따라 적정량의 유기물 시용이 반드시 필요하며, pH와 치환성 마그네슘이 높아지는 경향을 보이기 때문에 이에 대한 관리도 수반되어야 한다. 또한, 국화 시설재배지에서도 치환성 양이온이 높은 문제가 여전히 보여 이에 대한 관리가 필요하다. 그뿐만 아니라 두 그룹의 중심점이 명확히 구분되어 토양 화학성분 데이터를 기반으로 국화가 시설에서 재배되었는지, 노지에서 재배되었는지 구분이 가능할 것으로 생각된다.

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Fig. 6.

Scatterplots based on soil chemical properties from greenhouse and open field where flower crops were grown for three years (A) and from greenhouse and open field where only chrysanthemums were cultivated in 2020 (B). Symbols indicate the soil individuals derived from greenhouse (GH) or open field (OF). The length of black arrows shows the strength of vectors' contribution to each principal component, while the angles between vectors approximate their correlations. The centroid of each ellipse was presented with a larger mark.

적 요

2018년부터 2020년까지 화훼작물의 시설 및 노지재배지의 토양 화학성을 비교 분석하였다. 시설재배지 토양의 pH는 3년간 적정 범위 유지되었고, 노지토양도 적정 범위로 유지되었다. 유기물 함량은 두 토양에서 모두 적정 범위로 유지되었고, EC의 경우 시설토양은 적정 기준보다 높았으나, 노지토양에서는 적정 기준 범위로 유지되었다. 유효인산은 시설토양에서 2018년에 560 ㎎/㎏ 가장 높았으나 매해 낮아져 2020년에 적정 기준 범위로 낮아졌고, 노지재배지 토양은 매해 적정 범위에 유지되었다. 치환성 양이온은 시설재배지 토양에서 3년간 표준 범위보다 높게 유지되어 영양 불균형이 극심하였고, 특히 치환성 칼슘과 마그네슘의 유의성이 높았다. 그러나 노지재배지 토양에서는 치환성 칼슘과 마그네슘이 적정 범위보다 약간 높은 수준이었다. 주성분 분석을 통해서 시설재배지 토양의 치환성 양이온을 비롯해 유효인산, EC가 높은 문제점이 드러났으며, 노지재배지는 시설재배지보다는 상대적으로 낮은 값의 유효인산, EC, 치환성 양이온 분포를 보였다. 그러나 노지재배지 토양의 pH는 변동성이 너무 크고 pH가 높은 토양의 비율이 시설재배지보다 높았다. 또한, 노지재배지 토양은 시설재배지보다 유기물 함량이 낮으므로 유기물 시용에 더욱 적극적으로 노력해야 할 것으로 판단되었다.

Conflicts of Interest

The authors declare that they have no conflict of interest.

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