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수수 × 수단그라스 예취 후 재생과정에서 바이오에탄올 생산에 적절한 수확시기 및 질소시비 수준 연구
김감곤,박원상,정용현,최나영,김삼철,주영호,나채인 경상대학교 농업생명과학연구원 2020 농업생명과학연구 Vol.54 No.2
본 연구는 수수 × 수단그라스 바이오에탄올 생산을 위한 적정 수확 시기 및 수확 후 재생과정에서 요구되는 적정 질소 시비 수준을 파악하기 위해 수행되었다. 포장 실험은 2017부터 2018년까지 실시했으며, 시험구 배치는 난괴법(RCBD)으로 여름 수확 후 질소 추비 수준을 달리하여(0, 50, 100, 150 kg N/ha; 0N, 50N, 100N, 150N) 처리하였다. 재생과정에서 canopy height은 2017년 여름 수확 후(DAT, day after summer harvest treatment) DAT23에서 DAT48로 경과함에 따라 약 3.0배, 2018년 DAT26에서 DAT48로 경과함에 따라 약 2.9배 신장하였다. 엽록소 함량은 재생과정 초기 질소 무처리구와 질소처리구간 유의한 차이가 나타났으나, DAT48 이후 처리 간 차이는 없었다. 여름 수확은 2017년 파종 후 61일 뒤, 2018년 파종 후 83일 뒤 각각 이루어졌으며 건물수량은 8.6Mg/ha, 11.0Mg/ha로 차이를 보였다. 생육시기별 2차 수확의 건물수량은 2017년의 경우 생육이 진전됨에 따라 꾸준히 증가하였으며, 2018년에는 DAT76까지 증가하였다. 2017년 DAT107에서 무처리구(9.0Mg/ha)에 비해 질소 처리구(12.3Mg/ha)에서 1.4배 높았으며, 무처리의 수량이 낮았던 2018년 DAT113에서는 무처리구(2.3Mg/ha)에 비해 질소 처리구 (5.6Mg/ha)로 2.5배 높았다. 수확물의 바이오에탄올 품질을 나타내는 바이오에탄올 수율(TEP)는 생육 후기 cellulose와 hemicellulose 비율 감소로 일부 줄어들었으나, 전체적인 TEP변화는 생육시기나 추비수준과 관계없이 5% 이내로 큰 차이는 없었다. 총 바이오에탄올 수량(total TEY)은 2017년 DAT107에서 7,944L/ha, 2018년 DAT76에서 7,163L/ha로 추정되었다. 따라서 TEY를 높이려면 수확물의 단위면적당 건물중을 증가시키는 재배방법이 필요하다. 여름 수확 후 충분한 재생을 위해서 필요한 질소 추비 수준은 100kg N/ha 이상이었으며, 2차 수확은 여름 수확 실시 후 2개월 이상 경과 한 이후 실시해야 한다. The focus of the study was to investigate biomass yield and theoretical ethanol yield affected by summer harvest and following additional N application to the ratooning crop. The field research was conducted for two years (2017 and 2018) with four different levels of N treatments (0, 50, 100, and 150 kg N/ha; 0N, 50N, 100N, and 150N) after summer harvest (DAT, day after summer harvest treatment). Canopy height increased about 3.0-fold from DAT23 to DAT48 in 2017 and increased about 2.9-fold from DAT26 to DAT48 in 2018. There was a significant difference in chlorophyll contents between the control and N treated within a month after fertilizer application. Summer harvests at 61 days after planting in 2017 (8.6Mg/ha) and 83 days after planting in 2018 (11.0Mg/ha), respectively. Biomass yield was 1.4-folds (avg. of 12.3Mg/ha) greater for N treated comparing to control at DAT107 in 2017; hence, 2.5-folds (avg. of 5.6Mg/ha) greater for N treated comparing to control at DAT113 in 2018. Theoretical ethanol potential (TEP) change was only within range of 5% in the different N level and harvest period. Total TEY was 7,944L/ha at DAT107 in 2017 and 7,163L/ha at DAT76 in 2018. The result indicates that to maximize TEY, additional N application is needed which increase biomass yield. Thus, the appropriate N level was 100kg N/ha or above, the harvest of ratooning crop should be performed after two month or later.
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경운방법 및 파종시기가 남부지역 논 재배 옥수수와 후작 양파의 생육과 수량에 미치는 영향
박원상,김감곤,정용현,최나영,나채인 한국작물학회 2021 한국작물학회지 Vol.66 No.4
The present study investigated the effects of tillage practices (deep cultivation [DC] and conventional tillage [CT]) and extended planting dates (mid-June to July) for maize-onion rotation in paddy fields. The silage corn (Zea mays L.) cultivar ‘Kwangpyeongok’ and the waxy corn cultivar ‘Ilmichal’ were planted on June 14, July 3, and July 15 in 2019. In both maize, the plant height of June 14 planted was up to 100 cm greater than that of July 15 planted on August 16 and up to 40 cm on August 30. At 30 Days after planting, the leaf area index (LAI) of silage corn planted on July 3 and 15 greater than that of corn planted on June 14 due to high temperature in the early season; however, there were no differences in the LAI of waxy corn according to the planting date. Despite favorable temperature, plants sown on July 3 and 15 experienced high moisture stress during the seedling stage due to consistent rainfall, and waxy corn was highly sensitive to high moisture stress. The total yield of silage corn was 1,232 (845 in TDN), 860 (598 in TDN), and 765 (508 in TDN) DW kg・10a-1 for plants sown on June 14, July 3, and July 15, respectively. The fresh marketable ear yield of waxy corn was 872, 814, and 525 FW kg・10a-1 for plants sown on June 14, July 3, and July 15, respectively. After the completion of maize cultivation, onion seedlings (Allium cepa L.) were transplanted on November 12, 2019, and harvested on May 27, 2020. Neither summer tillage nor maize planting date affected onion growth or yield. The marketable onion yield was 8,305 and 7,848 kg・10a-1 with DC and CT, respectively. In conclusion, DC did not improve maize growth or yield under paddy conditions. Mid-June to early July is a practical window for maize planting for growers in this region. 본 연구는 남부지역 논 토양에서 옥수수(사료용 및 간식용) 재배 시 경운방법과 파종시기의 차이가 작물의 생육 및수량에 미치는 영향을 구명하고, 여름 재배기간을 거친 후겨울 소득작물인 양파에 미치는 영향을 구명하여 전・후작물 모두 적절한 수량을 얻을 수 있는 경운방법과 파종시기및 파종한계기를 구명하고자 실시하였다. 1. 옥수수의 경우 경운처리에 따라서는 생육 및 수량에 유의한 차이가 없었다. 파종시기에 따라서는 광평옥, 일미찰 모두 파종시기가 늦을수록 생육이 저조하였고 착수고의 경우 생육의 차이에 의해 7월 15일 파종 처리구가비교적 낮았다. LAI의 경우 광평옥은 7월 3일, 7월 15일파종 처리구에서 초기 생육기 온도가 높음에 따라 엽의발달이 빨랐고 시간이 경과됨에 따라서 유의한 차이는없어졌다. 일미찰의 경우는 파종시기에 따라 LAI에 유의한 차이가 없었다. 일미찰은 습해에 약한 품종으로 7 월 3일, 7월 15일 파종 처리구는 생육 초기 고온임에도불구하고 장마에 의한 과습의 피해로 엽의 발달에 차이가 없었다. 2. 광평옥 수량구성요소의 경우 파종시기가 늦을수록 이삭장 및 단위면적당 이삭수가 적었고, 이삭 및 간엽의 건물수량과 TDN도 낮았다. 일미찰 또한 수량구성요소 및수량이 파종시기가 늦을수록 낮게 나타났다. 3. 본 실험에서 실시된 심경처리의 경우 옥수수의 생육에는크게 영향이 없는 것으로 나타났다. 파종시기에 따라서는 파종이 지연됨에 따라 특히 7월 15일 파종 처리구에서 옥수수의 생육 및 수량이 부진하였으므로 파종시기는7월 3일 파종 처리구와 시기가 비슷한 7월 초까지가 적절할 것으로 판단된다. 4. 양파의 경우 여름작물인 옥수수에 실시된 경운방법 및파종시기 처리에 따라 생육 및 수량에 유의한 차이가 없었으며 양호한 생육과 수량을 보였다. 이는 2019년도 여름 재배기간을 거치고 겨울작물 재배 준비를 위한 포장정지작업이 이루어짐에 따라 양파 파종까지 4개월 이상이 경과되어 경운 및 파종시기 처리의 효과가 상쇄되어양파의 생육에 영향이 없었던 것으로 판단된다.
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