Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.26 No.4 pp.531-543
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2014.26.4.531

Survey and Evaluation of Paddy-Upland Rotation Production System

Seong-Tak Yoon†, Eun-Kyeong Je, Young-Jung Kim, In-Ho Jeong, Tae-Kyu Han, Tae-Yun Kim*, Young-Son Cho*, Eul-Soo Yun**
Collage of Bio-Resource Science, Dankook Univ., Cheonan 330-714, Korea
*Gyeongnam National University of Science and Technology, Jinju 660-758, Korea
**National Institute of Crop Science, RDA, Milyang, 627-830, Korea
Corresponding Author : (Phone) +82-41-550-3623 styoon@dankook.ac.kr
August 19, 2014 October 11, 2014 November 12, 2014

Abstract

In the paddy-upland rotation system, soil pH had no yearly variation in continuous rice paddy field, but when it was changed to be upland, the soil pH had the tendency to be lower as yearly cultivation of upland was increased. Available form of nitrogen content was higher in annual and biennial paddy-upland rotated field compared to continuous rice-paddy cultivation. Soil phosphate content was increased in paddy-upland rotation system compared to continuous rice-paddy plot. Content of soil organic matter showed the tendency to be decreased in rotated upland field especially the third year upland rotated. Soil pore ratio was increased as paddy field was rotated to be upland in both surface and deep soil compared to continuous rice paddy cultivation. Soil hardness in 20cm deep decreased as rotated upland cultivation was longer and the rotated paddy rice field after upland cultivation. Though there was no change of soil volume density in continuous rice paddy field, it was decreased in rotated upland. In the status of weed occurrence in paddy-upland rotation system, though gramineous weeds were dominant in continuous upland field cultivation, cyperaceae and broad-leaved weeds were higher and the gramineous weeds were lower in rotated upland cultivation from rice-paddy field. Though the occurrence of aquatic weeds were dominant species in the rotated upland field in the 1st year cultivation from paddy field, occurrence of aquatic weeds seemed to be diminished and upland weeds were increased in rotated upland field cultivation of the 4th year. Results of soybean productivity in paddyupland rotation system, it was increased 15% generally. Yield of wheat and barley increased, especially soybean-barley cropping system with low fertilizing. Barley yield seemed to be increased as rotated year was longer by 4 year of rotated upland in both sandy loam and clay loam in yearly variation. Maize yield increased in the 2nd and the 3rd year rotated upland cultivation from rice-paddy field compared to the yield of the 1st year. Generally rice yield increased in paddy-upland rotation system compared to continuous rice-paddy cultivation. Results of yearly variation of rice yield in the paddy-upland rotation system was various. One reported that rice yield was higher in order of the 3rd year> the 2nd year> the 1st year rotated rice-paddy cultivation from upland field, the other reported that the 2nd year rotated rice paddy field rotated from upland showed the highest yield compared to the 3rd year and the 1st year of paddy field cultivation. Optimum year of paddy-upland rotation in paddy-upland rotation system seemed to be 6 years (three years of upland plus three years of paddy rice) of 1 cycle. Because paddy-upland rotation of each upland and rice-paddy over 3 and 4 years’s cultivation lead to decrease the soil fertility and increase the occurrence of weeds, diseases and insects.


답전윤환 생산체계 조사 평가

윤 성탁†, 제 은경, 김 영중, 정 인호, 한 태규, 김 태윤*, 조 용손*, 윤 을수**
단국대학교
*경남과기대
**농촌진흥청 국립식량과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ0092812014

    우리나라의

    식량작물 중 쌀은 자급을 달성하여 잉여미의 처리를 논하게 되었으나, 밭작물은 외국으로부터의 수입의존 도가 높은 실정으로 농경지의 작부체계 개선 및 경지이용률 증대의 일환으로 답전윤환에 대한 연구가 필요한 실정이다. 답 전윤환이란 논을 이용해서 밭으로 윤환하여 벼와 밭작물을 번 갈아가면서 재배하는 농경지의 고도이용기술 형태로 답전윤환 에 대한 연구는 서구 국가에서는 흔치 않으며 1947년부터 일 본에서 많은 연구가 실시되었다(Yoo et al., 1995).

    답전윤환은 토양질의 향상, 잡초제어, 병충해 제어, 양분이 용효율 증대 이외에 입단형성, 통기성 및 투수성 증가, 유기물 분해 증가, 산성화 및 염류집적 억제 등의 효과는 물론 연속 된 논 및 밭의 이용에 따른 재해의 위험성 회피·분산을 통 한 농업경영의 안정성 등 많은 장점을 가지고 있다. 또한 답 전윤환은 토양특성의 개선을 통한 작물의 생산성 향상, 연작 장애 회피 및 경지이용의 고도화라는 장점을 가지고 있다. 특 히나 유기농업에서는 재배생산에 큰 문제로 되어 있는 병충해 및 잡초제어에 답전윤환 작부체계 방식이 권장되고 있으며, 유 기농업에 유리한 농법이다. 그러나 논을 밭으로 사용할 시 습 해방지를 위한 물관리 및 토양의 물리·화학적 특성의 악화 등 의 문제를 해결하여야 한다.

    최근 우리나라의 식량소비 패턴을 보면 주식인 쌀의 소비량 이 급격히 감소되고 있는 한편 밭작물의 자급율은 저조하다. 최근 웰빙식품으로 인식되고 있는 잡곡의 소비가 증가하고 있 는 점을 감안할 때 수도재배의 적정지대가 아닌 경우에는 우 리나라 논의 일정 비율을 “범용답전윤환지”로 지정·활용하여 주식작물인 쌀 부족 시에는 논으로, 쌀 과잉 시에는 밭으로 이용하여 밭작물의 자급률을 증진시키는 즉, 식량사정에 따라 논과 밭으로 탄력적으로 이용할 수 있는 답전윤환 경지개발의 필요성이 제기되고 있다. 우리나라에서도 답전윤환에 대한 많 은 연구가 되었으나, 이를 체계적으로 조사·평가한 연구는 미 흡한 실정이다.

    따라서 본 연구는 답전윤환에 따른 토양특성의 변화 및 저 해요인 등향후 유기농 잡곡의 체계적인 답전윤환 이용기술 개 발을 위한 기존 연구결과에 대한 조사 평가를 통하여 유기농 잡곡 답전윤환 방향 설정을 위한 기초자료로 제시하고자 한다.

    재료 및 방법

    본 연구는 한국작물학회지, 한국토양비료학회지, 한국유기농 업학회지, 한국원예학회지, 한국잡초학회지, 농업과학논문집, 농시논문집, 한국농업식품화학회지, 한국식물병리학회지, 한국 농기계학회지, 한국국제농업개발학회지 그리고 각 대학의 학 위논문과 대만의 農村經濟, 農業經濟, Taichung Agri. Improv. Stn.의 발표논문, 미국 Crop Science, Soil Biol and Biochem, Agron. J., Weed Sci., Weed Technol. 그리고 일 본 日本土壤肥料學會, 農業および園藝, 農硏センタ-硏報, 豊山 漁村文化協會, 愛知農試硏報, 農林水産省農業硏究センタ, 園藝 と土壤, 北海島農試硏報, 北海道中央農業試驗場, 農業技術誌, 北陸農試報 등의 답전윤환 및 유기농에 대한 연구결과를 수집 하였으며, 이들 답전윤환 관련 문헌 204편의 결과를 토대로 토양의 화학성, 물리성, 잡초발생양상, 미생물양상, 작물별 수 량성 및 적정 답전윤환 연수 등을 조사 분석하였다.

    결과 및 고찰

    토양의 화학적 특성 변화

    가. 윤환 밭

    답전윤환 재배 시 연차간 토양의 화학성을 보면 토양 pH는 시험 전에 비하여 대체로 연차간 큰 변화가 없이 유지되는 경 향이었으나, 밭윤환기간이 길어질수록 pH는 높아지는 경향이 었다. 그러나 토양의 모재가 하해혼성충적층의 건조화된 밭상 태에서는 염기가 상승하여 pH가 증가하기도 하며, 암거배수 시에는 물의 이동에 따른 작토층의 염기용탈이 촉진되어 작토 의 반응이 산성화하는 경향을 나타내었다(Kim et al., 1991). 답전윤환에 있어서 토양 pH는 토양모재, 사용비료의 종류, 시 비량의 차이 및 식부작물의 염기흡수량의 차이에 의하여 상이 한 것으로 판단된다.

    답전윤환에 있어서 토양의 질소, 인산 및 규산 등의 양분동 태는 윤환연수, 작부전력(作付前歷), 유기물관리 및 작물의 근 권역 등의 환경요인의 영향을 크게 받는다(北田敬宇 et al., 1992). 토양 중 무기태질소 함량은 토성, 유기물함량, 앞작물 의 재배연수 및 작부체계 등에 따라 변동되었으며(北海道 中 央農業試驗場化學部編, 1984; 吉賀野元, 1987), 또한 논토양에 축적된 이분해성 유기물은 밭상태로 전환되면 분해가 촉진되 어 유기물 함량이 감소되기 때문에 윤환밭 토양의 무기태질소 방출량은 논토양보다도 적었다(吉田稔, 1983; 諸遊英行, 1983). 답전윤환 및 작부체계에 따른 연차간 토양질소의 무기화 양상, 토양의 유기물 및 인산의 변동 및 수도수량과 무기성분의 흡 수량과의 관계는 수도연작구보다 매년윤환구 및 2년 윤환구에 서 많았다. 토양 중 유효인산의 연차간 변동도 수도연작구에 서는 큰 변동이 없었으나, 윤환구간에서는 밭윤환구 > 2년윤 환구 > 매년윤환구 순으로 감소되었으며, 작물간에는 감소량 에 차이가 있었다(Ahn et al., 1993).

    논을 밭윤환 하면 토양유기물의 분해가 논상태보다 훨씬 촉 진되기 때문에 논상태와 같은 토양유기물 수준을 유지하는 것 은 어려울 것으로 판단되며, 또한 논토양에서의 무기태질소의 함량은 수도연작구에 비해 밭으로부터의 논으로 전환된 논의 무기태질소 생성량이 현저히 증가하는 경향이었다(Ahn et al., 1992).

    치환성양이온인 K, Mg, Ca들도 수도연작구보다 밭윤환구에 서 증가하였다. 그러나 수도재배 시에는 특히 K 감소경향이 뚜렷하였으며, 또한 Fe와 Mn 함량은 수도연작구에 비해서 윤 환횟수가 많아질수록 Fe 함량은 높았고, Mn 함량은 적어지는 경향이었다(Kim et al., 1991).

    나. 윤환 논

    밭으로부터 논으로 윤환된 토양의 무기태질소 함량은 윤작 구에 비해 수도연작구에서 높았으며, 변화양상을 보면 수도연 작구에서는 항온 담수 후 6주째, 이모작(수도 +쌀보리)구는 4 주, 격년윤작구는 8주, 3년윤작구는 2주째에서 NH4 발현량이 높았다(Ahn et al., 1992).

    답전윤환에 있어서 유기인산 함량의 변화는 수도연작구에서 는 감소하는 경향을 보였으나, 논으로부터 밭윤환구에서는 증 가하는 경향이었다. 작부유형별로 보면 대두+쌀보리구의 2모 작에서는 5년차 재배 후 247 ppm으로 시험전의 131 ppm 대 비 1배 정도, 격년윤작은 44%, 2년윤작 57%, 3년윤작은 46%가 증가하였다(Yoo, et al., 1995). Youn et al.(1992)은 답전윤환에 있어서 인산함량은 수도연작구에 비해 답전윤환 작부체계에서 12 ~ 23% 증가하였으며, 양이온치환용량은 수도 연작구에 비해 답전윤환 작부체계구가 K는 약간 증가하는 경 향이나 Ca, Mg, Na는 감소하는 경향이었다고 하였다.

    치환성 석회함량 변화는 수도연작구에서는 시험 전 수준으 로 유지되었으나, 2모작구나 윤환구에서는 증가하는 경향을 보 였고, 3년윤작구 등 밭으로의 윤환기간이 길수록 증가폭이 크 다고 하였다(Yoo et al., 1995). 치환성 가리함량은 수도연작구 에서는 약간 감소경향을 보였으나, 밭윤환구에서는 증가경향 을 보였다. 또한 증가정도는 대체적으로 논으로부터 밭윤환기 간이 길어질수록 증가하였고, 다시 논으로 환원시켜 수도를 재 배할 경우에는 감소경향을 보였다. 특히 2모작(대두+쌀보리) 재배 후 시험 전에는 0.38me/100g이었던 것이 9회 작부 후에 는 0.93me/100g로 144%가 증가하였고, 격년윤작구는 시험 전 에 비하여 18%, 2년윤작구는 81%, 3년윤작구는 8%가 증가 하였다(Yoo et al., 1995).

    토양층위별 양분 특성

    작부체계별 표토의 질산태질소의 함량은 밭윤환의 감자 −배 추 > 2년윤환 감자 −배추·밭윤환 대두 > 수도연작구 순으로 높았다. 토양층위별 유기인산 함량분포도 질산태질소와 같이 주로 0 ~ 20cm까지 표층에 집적되어 있었으며, 20 ~ 60 cm까 지는 유기인산 함량이 0 ~ 10cm에 비해 극히 적었다(Ahn et al., 1994).

    토층별 치환성 칼리의 함량도 질산태질소나 유효인산과 같 이 주로 표층인 0 ~ 20cm 부위에서 높았다. 토층 20 cm 이하 에서는 수도연작구 외에는 작부체계에 관계없이 대체로 낮은 수준을 유지하였는데, 수도연작구에서는 30 ~ 60 cm까지 하층 으로 갈수록 약간 높아지는 경향을 보여 관개수에 의하여 치 환성 칼리가 어느 정도 이동되고 있는 것으로 나타났다.

    토양층위별 EC는 질산태질소, 유효인산 및 치환성 칼리와 마찬가지로 표토에서 높고 심토에서 낮아졌는데, 주로 0 ~ 10cm 층위에서만 높을 뿐 10 ~ 20 cm 층위에서는 0~10cm 층위에 비하여 1/2 ~ 1/4로 크게 저하되었다. 치환성 석회 및 고토함량과 pH의 토층별 분포는 질산태질소, 유효인산, 치환 성칼리의 함량과 EC의 분포와는 달리 대체로 표토에서 심토 로 갈수록 높아지는 경향이었다. 川口柱一郞(1979)은 논토양에 서 염기의 손실은 침투수에 의한 지하로의 용탈이 주된 요인 이라 하였는데, 치환성석회의 함량은 하층으로 갈수록 높아지 는 경향으로 특히 수도연작구에서 현저하여 표층인 0 ~ 10cm 보다 50 ~ 60cm에서는 약 2배 정도 높아져 침투수와 동반된 석회의 하층이동을 잘 나타내고 있다.

    유기물 함량

    답전윤환에 있어서 논을 밭윤환하여 3년 연속 밭으로 이용 한 후 4년째 동작물 맥류(보리, 밀, 라이밀) 재배 후 토양의 유기물 함량은 수도연작구에서 감소한 반면 답전윤환 작부체 계에서는 모두 11 ~ 21% 증가하였다(Youn et al., 1992). 답 전윤환에 있어서 또 다른 결과를 보면 토양유기물 함량은 수 도연작구, 2모작구는 연차간 변화가 없었으나, 밭윤환 재배구 에서는 2년째부터 감소폭이 컷으며(Yoo et al., 1995), 밭윤환 기간이 3년째부터는 유기물함량이 크게 감소하였는데(上田千 春, 1972), 이는 건습, 탈수, 산화상태에서의 유기물 분해가 촉 진된 때문으로 판단된다.

    토양의 물리적 특성 변화

    가. 토양공극율

    답전윤환에 있어 논의 밭윤환 시 밭작물의 습해는 단순히 토양수분의 과잉이 직접적인 원인이 아니고 토양 중의 통기부 족으로 인한 유해물질의 발생 등 뿌리의 활력감퇴에 의한 생 육쇠퇴의 피해로 보아야 한다.

    久津那浩三 et al.,(1983)은 작물생육에 필요한 토양공극율은 작물에 따라서 다르지만 일반적으로 18 ~ 20% 정도라 하였다. Cho et al.(1996)은 호남지역 답전윤환 실시 농가포장을 대상 으로 토양공극율을 측정한 결과 생강, 담배, 고추, 인삼, 옥수 수, 묘목, 잔디, 화훼 등은 공극율이 24% 이상이었고 오이, 토마토, 딸기, 수박, 토란 등은 10% 이상이었으나, 특히 토란 은 10% 이하에서도 재배되었다고 하였다. Youn et al.(1992) 은 4년간에 걸쳐서 답전윤환 작부체계 처리결과 답전윤환에 있어서 토양의 공극율은 앞 작물이 논상태인 경우보다 밭상태 로 재배하였을 때 표토나 심토에서 공극율이 높았다고 하였다. 또한 경운 유무에 따른 토양공극율은 경운구가 무경운구에 비 해 큰 반면 액상은 적었으며, 휴립유무에 따른 공극율도 휴립 구가 평휴구보다 높았다(Kim et al., 1990).

    나. 토양경도 및 관입저항

    Jung et al. (1987)에 의하면 논 토양은 관입저항 6.5 kg/cm2 이상인 때가 기계작업에 적합하고, Lee et al. (1979)은 관입 저항이 최소한 2.5 kg/cm2 이상은 되어야 경운기 작업이 가능g 하다고 하였다. 답전윤환 시 논으로부터 밭윤환 후 첫해의 토 양의 물리성은 Table 1에서와 같다. 토양의 경도는 3년간 밭 상태 후 1년 논전환구가 20.1 mm로 수도연작구 16.5 mm보다 크게 증가하였다. 20 ~ 30 cm 깊이에서의 가비중은 3년간 밭 상태 후 1년 논전환구가 1.51 g/cm3, 수도연작구 1.43 g/cm3로 높아졌다(Kim et al., 1990). 경운에 따른 토양경도도 표토, 심토 모두 경운구에 비해 무경운구가 높았으며, 휴립유무에 다 른 차이도 평휴보다는 휴립구에서 토양경도가 낮았다(Kim et al., 1990).

    Yoo et al.(1995)은 답전윤환에 의한 토양의 경도변화는 수 도연작구에 비해 밭윤환구에서 토심 20 ~ 30 cm 깊이까지는 크 게 낮아져 논으로부터 밭윤환기간이 길어질수록 낮아지는 경 향이었으며, 이는 밭윤환구에서 배수에 의한 투수성 증대 및 공극율 증대 등에 기인된 결과라고 하였다.

    답전윤환 토양에서의 토양역학성 변화를 보면 밭으로 윤환 했을 때와 이를 다시 논으로 전환했을 경우에 사질양토에서의 토심별 원추관입저항 변화는 표토의 경우에는 3 ~ 4 kg/cm2로 서 1년 밭윤환 상태와 1년 밭윤환 후 전환논과의 차이가 크지 않았다. 그러나 밭윤환 후 3년차에는 전환논보다 밭윤환구가 크게 낮아졌다(Park et al., 1991).

    작부유형별 토양물리성의 변화는 수도연작구는 5년간에 걸 쳐 일정한 경향이 없었으나, 답전윤환구에서는 토양의 용적밀 도가 낮아졌고, 그 정도는 밭작물 재배기간이 길어질수록 더 욱 낮아졌으며, 다시 논윤환 후 수도작 재배 시에는 증가하는 경향이었다. 이와 같은 현상은 밭윤환 시 토양수분이 감소함 에 따라 작토층의 건조가 진행되고 단립구조였던 논토양은 체 적이 축소되어 크고 작은 균열이 생김으로서 토양의 산화는 더욱 더 촉진될 것이며 윤환밭에서는 토양의 건습이 반복되고 경운과 작물뿌리의 영향으로 토양점토 상호간에 응집이 형성 되어 토양치밀화를 촉진했기 때문이다(Yoo et al., 1995).

    다. 토양 3상

    답전윤환에 따른 토양 3상은 Table 2에서와 같이 논조건에 서는 수도연작구보다 밭연작 2년 후 전환논에서 표토, 심토에 서 모두 공극율 및 기상율이 높아졌다. 밭조건의 경우 매년윤 환구보다 수도작 후 3년 연속밭에서 기상율 및 공극율이 더 높아 토양통기성이 개선되었음을 알 수 있었다. 또한 기상율 은 수도연작구에 비하여 밭윤환 2년 후 논토양이나 밭윤환 3 년 연작 토양에서 크게 증가하여 밭윤환기간이 길수록 증가하 는 경향이었다(Jung et al., 1987). 이러한 경향은 논으로 전환 후에도 효과를 나타내어 매년 윤환 밭토양에서 보다 밭윤환 2 년 후 논전환 토양의 심토에서 기상율은 3.4% 증가하는 경향 을 보였다.

    또한 경운 유무에 따른 토양 3상을 보면 무경운구가 경운구 에 비해 고상, 액상이 큰 반면 기상은 적었으며, 경운구가 기 상율이 컷고 휴립구가 평휴구보다 기상율이 높았다(Kim et al., 1990). 종합적으로 답전윤환에서 토양 3상은 수도연작구에 비해 밭윤환 3년 후 논전환 1년구가 기상율 증가가 뚜렷하게 높아지는 경향이었다.

    라. 토양수분

    밭윤환 농경지에서의 작물생육기간 동안 지하수위와 토양수 분 측정결과를 보면 포장의 지하수위는 강우의 대소에 따라 변동되었으며, 작물생육 전 기간을 통하여 포장의 입지조건에 따른 영향이 컷으며, 지하수위의 변동은 경지의 국지적인 영 향에 의하여 크게 영향을 받았다. 또한 토양수분은 강우조건 과 지하수위 조건에 따라 좌우되며, 작토층은 강우조건, 심토 층은 지하수위와 상관관계가 깊었다(Kwun et al., 1994).

    호남지역 답전윤환 실시 농가포장을 대상으로 토양물리성을 조사한 결과를 보면 토양의 투수성은 토성과 토양구조 및 지 하수위 등과 깊은 관계가 있다고 보고하였다(Cho et al., 1996).

    답전윤환은 일반적으로 1 ~ 3년을 주기로 논-밭-논으로 윤환 을 하게 되는데, 이 경우 투수성이 증대하므로 밭상태를 논으 로 전환했을 경우 관개수 소요량이 증가하였고(久津那浩三 et al., 1983), Kim et al.(1990)도 답전윤환 후 포장의 감수심 측정 결과, 수도연작구가 14.8mm/day인데 비하여 밭윤환 3년 후 1년 논전환구가 28.3mm/day로 91%나 증대되어 감수심의 차이가 컷다(Kim et al., 1990). 따라서 밭윤환 후 논전환시에 는 투수성을 감안한 영농계획이 필요하다. 또한 답전윤환 작 부체계별 토양의 투수성은 논상태의 수도재배 후 밭윤환하여 밭상태 3회 식부한 구에 비해 밭상태로 연속 5회 식부한 후 논전환 한 수도 재배구가 투수 이동속도가 빨랐다(Youn et al., 1992).

    마. 지하수위 변화

    답전윤환에 있어서 지하수위의 변화특성을 보면 논을 밭으 로 윤환한 상태에서 지하수위는 계단식인 식양토보다 평탄지 인 사양토에서 현저히 높았는데, 계단식인 식양토에서는 하작 물의 재배기간 중에 지하수위가 60 cm 이하로 모든 밭작물 재 배가 가능한 상태였으나 평탄지인 사양토는 50 cm 이상으로 지하수위가 높아 밭작물 재배 시 다소 문제가 있을 것으로 판 단된다(Park et al., 1993).

    일반적으로 지하수위가 50 ~ 60 cm 이하가 되면 모든 전작 물 재배가 가능하며, 지하수위는 작물의 정상적인 생육, 품질, 생산성에 영향을 준다(農業土木學會, 1977). 따라서 답전윤환 지는 지하수위 및 변동 등에 관하여 의 사전 조사가 필요하다.

    바. 토양의 쇄토정도

    토양의 쇄토율은 작물의 출아 및 초기생육에 크게 영향을 미친다. 大久保 隆弘(1976)은 직경 1.0 cm 이내의 토괴함유량 이 70% 이상이면 작물의 발아와 생육에 지장이 없고, 밭으로 의 윤환연차가 경과될수록 점차 쇄토율이 향상된다고 하였다. 金谷豊 et al. (1989)도 2 cm 이하의 토괴가 60% 이상이 되 어야 하며, 3 cm 이상 토괴가 없는 것이 좋다고 하였다.

    답전윤환 후 포장의 쇄토작업 후 토괴의 크기는 토성, 수분 및 유기물 함량에 따라 차이가 크고, 또한 후작물 발아에 영 향이 크다. 로타리 작업 후 토괴의 크기는 수도연작구가 2mm 이하인 토괴의 분포율이 15% 내외인데 비하여 3년간 밭상태 후 1년차 논윤환구가 45%로 나타나 쇄토율이 높은 것 으로 나타났다(Kim et al., 1990). 논토양은 농작업에 있어서 적당한 상태의 토양수분에서 작업하는 것이 능률적인데, 답전 윤환 실시 농가포장을 대상으로 토성과 수분함량별 쇄토율을 측정한 결과 세사질 토양은 수분함량이 16.5%, 사양질은 21.5%, 식양질은 26.6%, 식질은 27.9%에서 높았다(Cho et al., 1996). 로타리 작업에 따른 포장의 쇄토의 크기는 윤환연 차가 클수록 토괴가 작아지는 경향이 뚜렷하였다(Kim et al., 1990). 따라서 논과 밭으로 연속 이용하는 것보다는 2 ~ 3년 답전윤환하는 것이 토양물리성을 향상시키는 것으로 판단된다.

    사. 토양단면의 특성

    논을 밭윤환 후 작토층의 단면특성을 보면 1년간의 밭전환 으로도 무경운구를 제외한 경운구에서는 주 토색이 밝아졌으 며, 반문(斑紋)의 양과 선명도도 증가되었고, 또한 구조의 발 달정도 및 크기도 양호해지는 경향이었다. Kim et al. (1990) 도 답전윤환 시에 논토양의 토색이 밝아지는 경향이라고 보고 한 바 있고, 토색은 답전윤환 연수가 증가될수록 밝아진다고 하였다.

    토양단면의 토색변화는 Kim et al. (1990)이 경기도 이천군 하성층적지(청원 미사질토양)에서 1985년부터 4년간 시험한 결과를 보면 토층별 토색(Munsell 토색 첩 기준)은 Ap1층은 수도연작구가 olive gray인데 반하여 3년간 밭상태 후 1년 논 전환구는 Olive색을 나타내었고, Ap2층은 수도연작구가 Dark graish brown이었는데 반하여 2년간 및 3년간 밭상태 후 1년 논전환구는 토색이 각각 밝은 색으로 변화되어 갔다. 이로 미 루어 토양특성에 따라 차이가 있을 수 있으나, 답전윤환에 있 어서 논토양은 1년간 밭으로 윤환하여도 표토는 상당히 밭토 양화 된다.

    잡초발생 양상

    大久保 隆弘 (1992)는 논을 밭으로 윤환하면 1년째는 강피, 참방동사니, 한련초 등 습생잡초가 많고, 2년째에는 바랭이, 돌 피, 금방동사니, 흰명아주 등의 건생잡초가 많아지는 반면 습 생잡초가 감소하고 윤환 3년째가 되면 건생잡초가 많아진다고 하였으며, 반대로 밭으로 윤환하였다가 다시 논으로 전환하면 윤환하기 전에 우점하였던 올미, 올방개, 너도방동사니, 벗풀 중에서 올방개만 발생하고 다른 잡초는 거의 발생하지 않았다.

    답전윤환에 의한 잡초군락변화를 보면 논 재배의 경우 잡초 초종수 및 발생본수는 수도연작구보다 밭으로부터 윤환 2년논 에서 현저하게 감소되어 초종수는 58%, 발생본수는 92% 감 소되었다. 2년간 밭윤환에 의하여 수도연작에서 우점되던 수 생잡초인 올챙이고리, 올방개 등은 감소한 반면 너도방동사니 가 우점하였다(Kim et al., 1993). 밭재배에서는 수도작 후 밭 윤환 3년 연작에 비해 매년윤환에 의하여 잡초는 월등히 감소 하여 초종수는 56%, 발생본수는 22%만이 발생하였으며, 밭잡 초인 바랭이, 황새냉이보다 논잡초인 피종류 발생이 현저하였 다(Kim et al., 1993).

    벼-콩 답전윤환 재배지에서의 잡초발생 동태를 보면 벼 건 답직파 재배지에서는 벼 연작에 의하여 피의 우점현상이 두드 러졌으며, 밭윤환하여 답전윤환을 함으로써 잡초의 발생량을 크게 감소시킬 수 있었으며, 너도방동사니, 올방개, 올챙이고 리, 벗풀 및 수생잡초의 발생이 크게 억제되었다(Kim et al., 1995). 또한 답전윤환 재배 시 동일 작물을 2년 이상 연속 재 배하면 잡초의 발생량이 크게 증가하였다(Kim et al., 1995). 또한 Kim et al. (1993)은 답전윤환에 있어서 수도연작에 비 해 밭 2년 후 논전환 2년째 논에서 초종수 58%, 발생본수 92% 감소효과가 있었으며, 밭윤환 2년째에는 수도연작지에서 우점하였던 올챙이고랭이, 올방개는 감소한 반면 건생잡초인 너도방동사니가 우점하였다. Kim et al. (1995)도 답전윤환에 있어서 논을 밭으로 윤환 시 주요 발생잡초는 바랭이, 피, 좀 명아주, 속속이풀, 벼룩나물 등 이었으며, 첫해보다는 2년차에 광엽잡초 특히, 좀명아주, 속속이풀의 발생량이 크게 증가하였 다고 하였다. 답전윤환에 따른 초종별 우점도를 보면 밭을 논 으로 윤환함으로서 방동사니, 피, 마디꽃, 밭뚝외풀, 여뀌 순으 로 우점도가 높았으며, 반대로 논을 밭으로 윤환함으로서 피, 바랭이, 방동사니, 밭뚝외풀 순으로 우점도가 높았다(Ku et al., 1997).

    답전윤환에 의한 잡초방제 효과는 74 ~ 78%로 밭을 논으로 윤환함으로서 명아주, 바랭이, 환삼덩굴, 메꽃, 닭의장풀 등이 감소하였으며, 반대로 논을 밭으로 윤환함으로서 마디꽃, 올챙 이고랭이, 피 등이 감소하였다(Ku et al., 1997). 또한 Ku et al. (1997)은 답전윤환에 따른 초종별 유사성계수는 밭을 논으 로 윤환함으로서 8, 반대로 논을 밭으로 윤환함으로서 64를 나타내었으며, Simpson index 0.34 ~ 0.35로 나타나 답전윤환 에 의해 군락내 초종이 다양화하는 경향이라고 하였다. Yoo et al. (1995)도 답전윤환 재배시 다년생 잡초인 올방개, 너도 방동사니, 올챙이고랭이의 건물중은 수도연작구에 비해 윤작 구에서 9 ~ 22% 적었고, 윤작연수에 따라서는 3년 > 2년 >격 년의 순으로 감소하였다고 하였다. Park et al. (1991)은 논을 밭으로 윤환한 포장에서는 사초, 광엽초종이 많고 화본과 초 종이 적게 분포한 반면 기존 밭연속 재배지에서는 화본과 초 종이 많이 발생하였다. 밭 윤환 연차간 잡초종수는 1년차에는 13종 2년차에는 14종, 4년차에는 8종이 분포하였는데, 밭윤환 첫해에는 바람하늘지기, 올방개, 마디꽃, 물달개비 등의 논잡 초가 다양하게 분포하였으나, 4년차에는 논잡초가 감소하면서 밭잡초인 바랭이 등이 우점하면서 초종이 단순화하는 경향이 었다고 하였다. 또한 밭윤환 경지와 기존 전작포장과의 잡초 유사성 계수는 윤환연수에 비례하여 증가하였으며, 우점도는 윤환 1년차와 4년차에서 높게 나타나 초종변화의 분기점으로 추측되었다.

    미생물

    경작지 토양에서 토양미생물체의 주요 구성원은 세균, 방사 균, 원생동물, 소형절족동물, 및 소형 갑각류 등이며 이들 구 성원간의 구성비율은 토성, 수분함량, 온도, 토양양분 등 토양 의 환경요소와 토양관리 방법에 따라 다르다.

    답전윤환에 있어서 수도연작재배, 대두와 수도의 매년 윤작 재배, 대두 단작재배, 봄에 감자 재배 후 가을에 배추연작 재 배, 2년마다 수도와 윤작재배구 및 감자+배추의 매년 연작재 배구와 휴한구에서 실시한 결과 작물 재배기간 중 미생물상의 변화는 휴한지와 수도 및 대두 연속재배지에서 세균과 방선균 수는 5월부터 8월까지 현저한 증가를 보였으나, 사상균수는 감 소하였다(Lee et al., 1992). 대두 연속 재배구에서 Gram 음성 균인 Psedomonas-Rhzobium속 세균수가 그리고 Gram 양 성균인 Bacillus subtilis의 증가를 보였으며, 휴한지에서는 Agrobacterium속 세균수가 증가경향을 보였다. 감자 및 배추 연 속 재배구에서는 Fusarium-, Rhzobium-, Phoma속의 토양병원 성 사상균수가 증가되었으며, 특히 전 사상균수에 대한 토양병 원성 사상균의 비율이 현저히 증가되었다. 토양 미생물 분포 중 세균 및 방선균의 수는 토양 양이온 중 (Ca+Mg)/K비율과 정의 상관관계를 그리고 사상균수와는 부의 상관관계를 나타내었다.

    수량성

    가. 밭작물

    (가) 대두

    밭윤환기간 및 시비수준별 콩 수량을 보면 Table 3에서와 같이 밭윤환기간이 길어질수록 감수되는 경향이었는데, 사양 토는 4년차부터, 식양토는 3년차부터 감수가 컷다. 대두를 연 작하면 수량이 감수되는데, 2년 연작 시 10%, 3년 연작 시 20% 정도 감수되고, 토양 간에는 점토함량이 낮은 토양이 높 은 토양보다 큰 경향이었다(Park et al., 1993).

    작부체계 간에는 벼와는 달리 보리재배 후보다 양파재배 후 에 수량이 낮은 경향이었다. 高橋浩之 (1954)도 답전윤환에서 논으로부터 밭윤환 첫해에는 수량이 보통 밭에 비해 많았지만, 윤환연수가 증가할수록 감수하였다고 하였으며, Kim et al.(1993)도 답전윤환 형태별 대두의 생육 및 수량은 밭윤환 후 1년차 수량은 291 kg/10a이었으나 2년차, 3년차 연작시에 는 수량이 34 ~ 56 kg 감소되었으며 2년 연작구보다 3년 연작 구에서 감소정도가 더욱 커 밭윤환 후 대두수량은 윤환연속연 수가 길어질수록 수량감소폭이 큰 경향이었다고 하였다. Youn et al. (1992)도 답전윤환에서 밭윤환 후 콩의 수량은 밭윤환 후 첫해에는 수량이 증수되었으나 2년차, 3년차 순으로 감소 하는 경향이었다고 하였다. 그러나 Park et al. (1993)은 답전 윤환에서 작부유형별 년차 간 대두수량의 변화는 당년도의 2 모작 대두수량과 대비한 결과 첫해에는 밭윤환구에서 모두 감 수하였지만, 2년차 이후에는 밭윤환구에서 재배연수가 경과할 수록 증가하였다.

    이와 같이 답전윤환 시 대두 수량은 연구자의 결과에 따라 차이가 있었다. 이와 같은 차이는 파종기, 토양조건, 작부체계, 기상조건 등 재배환경의 차이에 의한 결과가 아닌가 생각된다. 그러나 여러 연구결과들을 종합해 보면 답전윤환에서의 대두 의 안전생산을 위한 작부유형은 격년 윤작이라고 판단된다. 대 체적으로 밭윤환 첫해에 대두수량이 증가한 것은 토양물리성 의 개선과 함께 유기물 함량의 유지, 유기인산 및 치환성 염 기 등 양분의 균형조절이 잘 되었기 때문이다.

    오랫동안 논으로 사용하였던 토양을 밭으로 윤환한 대두재 배 첫해에는 논상태에서 축적되었던 토양유기물, 염기 등 토 양화학성이 향상되어 2년 또는 3년 연작구보다 증수하는 요인 으로 작용하지만, 이에 반하여 밭윤환 후 2, 3년 재배하였을 경우는 토양의 질소생성량 감소, 뿌리활성 저하 및 병충해 증 가 등으로 수량이 감소되어진다. 이러한 결과는 일본 동북지 역에서의 연구결과(池田弘, 1988)와는 일치하는 경향이었으나, 관동(關東) 동해지역의 답전윤환에서 밭윤환 후 3년까지 연작 에서는 첫해의 수량대비 90% 범위에 있어 밭전환 후 3년까지 는 연작이 가능하다는 연구결과(佃和民, 1990)와는 차이를 보 였다. 이는 토양 및 기상 조건 등 재배환경에 따른 차이에 기 인된 것이라고 본다. 그러나 Kim et al.(1993)은 답전윤환에 있어서 수도작 후 대두의 생산력 유지를 위한 적정 윤환 연속 연수는 2, 3년 연작보다 매년윤환의 작부방식이 유리할 것이 라고 하였다.

    답전윤환에서 파종 방법에 따른 대두 생육상태를 보면 단경 콩의 경우 경운평휴인력점파(耕耘平畦人力点播)가 가장 양호 하였고, 그 다음은 경운휴립세조파(耕耘畦立細條播) > 경운평 지인력점파(耕耘平地인력点播) > 무경운휴립세조파(無耕耘畦立 細條播) 순으로 휴립과 평지와 같은 배수조건과 토양물리성이 대두의 생육에 크게 작용하였다(Park et al., 1991). 따라서 답 전윤환에서의 콩의 재배시에는 토양기반조성에 의한 배수, 토 성개선, 등이 선행되어야 하고 재배 시에도 휴립, 유기물 시용 등에 의한 공극율 증대 등이 중요할 것으로 판단된다.

    (나) 맥류

    답전윤환에서의 보리 생육 및 수량변화는 출수기는 대조구 에 비해 윤환구에서 2 ~ 3일 정도 빨랐으며, 시비수준 간에도 표준시비나 무비구보다 감비구(感肥區)에서 1일 정도 빨랐다. 간장과 ㎡당 수수는 대조구보다 윤환구에서, 또한 윤환기간이 길수록 간장이 컷으며 수수도 많았다. 특히 벼-보리 작부체계 보다 콩-보리 작부에서 현저히 높았다(Park et al., 1993).

    도복발생은 콩-보리구에서는 윤환기간에 관계없이 도복이 심 하였으며, 밭윤환 2년차보다는 4년차에서 더 컷다 (Park et al., 1993). 本松煇久(1990)도 보리수량은 대조구에 비해 윤환 구에서 증수되었으며, 특히 콩-보리구는 감비구에서 증수율이 높았으나, 벼-보리구에서는 표준시비구에서 수량이 높았는데, 이는 벼 재배 후보다 콩 재배 후가 쇄토율 및 토양물리성을 비롯한 두과작물 재배 후 질소 고정 등 토양의 물리화학적 환 경조건이 양호하였기 때문으로 판단된다.

    윤환기간별 시비수준별 보리 수량변화를 보면 사양토 및 식 양토 모두 4년차까지 윤환기간이 길어질수록 수량이 높은 경 향을 보였고, 시비수준별로 보면 표준시비구보다 감비구에서 1년차부터 수량이 높아지는 경향이었다(Park et al., 1993)

    상기와 같은 결과를 종합해 볼 때 논을 밭전환하여 보리를 파종할 경우는 파종량과 시비량을 적정량으로 고려해야 할 필 요가 있다.

    (다) 옥수수

    Kim et al. (1993)은 옥수수 수량은 밭윤환 후 첫해보다 2년, 3년 연작재배에서 현저한 수량증가를 보였으며, 3년 연작구에 서는 매년윤작구보다 증수정도가 현저히 컷다고 하였다. 따라 서 수도작 후 밭윤환 작물로서의 옥수수는 밭전환 초기에 배 수문제만 개선한다면 높은 생산력을 유지할 수 있다. 밭윤환 후 연작가능연수는 3년 또는 그 이상의 가능성이 있는 것으로 추정되었다.

    (라) 율무

    답전윤환에 있어서 율무의 생육 및 수량은 수도작 후 밭윤 환 첫해의 율무수량은 10a당 298 kg으로 가장 높았으며, 2년 연작에서 238 kg으로 18 ~ 20% 감수되어 율무의 경우 밭윤환 시 연작기간이 길어질수록 감수되는 경향이었다. 이와 같이 밭 윤환 2년, 3년 연작에서의 수량감소는 당해 연도의 불리하였 던 재배환경 때문인지 연작장해의 원인인지 정확하게 알 수는 없어 좀 더 많은 연구 검토가 있어야 할 것이다.

    (마) 양파

    윤환형태 및 시비수준별 양파의 수량은 식양토보다 사양토 에서 수량이 높았고, 사양토는 밭윤환 1년차보다 2 ~ 4년 연속 재배 시 수량이 높았다. 사양토에서는 이 경향이 뚜렷하였는 데, 식양토는 연속윤환연차에 따라 뚜렷한 차이가 없었고, 시 비수준 간에는 두 토양 모두 뚜렷한 차이가 없었다.

    양파 수량과 토양의 물리화학성간의 상관관계를 보면 쇄토 율, 가급태질소량과 높은 정의 상관관계를 보였다(Park et al., 1993).

    나. 수도

    생육 및 수량

    답전윤환 형태 및 시비수준별 벼 생육을 보면 Table 4에서 와 같이 대조구에 비해 답전윤환구에서 전반적인 생육이 좋았 고, 밭윤환기간이 3, 4년으로 길어질수록 일반 생육은 뚜렷한 차이가 없었으나 간장이 크고, 수수가 많아지는 경향이었다.

    시비수준별 수량구성요소를 보면 표준시비구에서보다 감비구 (減肥區)에서 간장, 수수, 수당립수 등은 감소된 반면, 등숙율 과 1000립중은 증대되는 경향이었다(Park et al., 1993). 또한 Kim et al.(1993)도 윤환재배에 의하여 등숙율을 제외한 모든 수량구성요소들이 증가되었으며, 밭윤환 1년차보다 2년차 후 수도재배에서 더욱 증가하였다.

    답전윤환에 있어서 작부유형별 수도 수량의 변화는 수도연 작구에 비하여 2 모작구에서 감소하였으나 윤환구에서는 증가 하였으며, 그 정도는 2년 윤환구에서 수도연작 대비 15%, 격 년 윤작구는 0 ~ 5%, 3년 윤작구는 동일 수준으로 나타난 점 을 감안할 때 수도수량을 위한 윤작연수는 2년 윤작이 알맞을 것이라고 하였다(Yoo et al., 1995). 이와 같이 격년 윤작구보 다 2년 윤작구에서 수도수량이 많은 것은 밭기간 동안 토양의 물리성 개선 및 화학성의 변화 때문인 것으로 판단된다.

    윤환형태별 밭으로부터 논윤환 후 2년차 벼의 수량 및 수량 구성요소는 수도연작구의 정조수량 561 kg/10a에 비하여 매년 윤작구의 감자, 배추구 및 대두구의 수량은 709kg/10a 및 672kg/10a로써 26 ~ 20%로 크게 증수하였다. 이와 같이 벼 연 작구보다 감자+배추구나 대두구에서 수량이 현저히 증가한 요 인은 주당수수와 수당립수의 증가에 기인되었다(Ahn et al., 1992).

    高橋浩之 et al.(1954)도 같은 결과를 보고한 바 있다. 이와 같이 윤환답에서 수량이 증대되는 것은 벼 뿌리의 양분흡수 영역이 확대되어 뿌리의 활력이 높게 유지되고 생육 후기까지 수도체의 질소흡수가 유지되어서 등숙율이 높아지기 때문이다 (金田吉弘 et al., 1986). 또한 Ahn et al.(1992)도 논의 밭윤 환 후 3년차에 논으로 전환 후 윤환형태별 정조수량을 보면 수도연작구에서는 621 kg/10a인 반면 밭으로 2년 윤환한 감자 -배추 후 논전환구에서는 725 kg/10a, 2년 대두재배 후 답윤환 구에서는 652 kg/10a으로서 각각 17, 5%의 증수율을 보였다.

    답전윤환에서 토성에 따른 벼 수량을 보면 대조구보다 윤환 구에서 높았으며, 사양토에서는 3년차에, 식양토에서는 2년차 에 최고 수량을 보였으나, 윤환기간 간에는 일정한 경향이 없 었다. 이는 재배년도의 기상환경, 생육환경 등의 영향 때문인 것으로 판단된다. Ahn et al. (1992)은 밭윤환 3년차 논전환 후 윤환형태별 질소 시비량별 벼의 수량 및 수량구성요소는 표준시비구가 대체로 수량이 많았으나, 윤환연차에 따라 약간 의 차이가 있다고 하였으며, 또한 Yeon et al. (1992)은 답전 윤환에서 밭윤환 후 논으로 전환 시 작부체계별 벼 수량을 보 면 밭윤환 시 밀+콩 작부체계는 수도연작구에 비해 수량이 적 었던 반면 보리+콩, 라이밀+콩 작부체계는 논으로 전환 후 증 수되었다고 하였다.

    답전윤환 형태에 따른 연차별 작물수량은 Table 5에서와 같 이 수도의 경우 2년차 수도연작구 정조중이 733 kg/10a에 비 하여 격년윤환구 2년째 윤환구가 15.0% 증수되었다. 밭상태 윤환전력이 각기 다른 4년차 수도의 수량은 수도연작구에 비 하여 매년윤환구 8.1%, 2년윤환구 4.5%, 그리고 3년 윤환구 16.6%로 밭상태 연속연수가 증가할수록 증수정도가 컷다(Kim et al., 1991). 이는 일본의 本松煇久(1990)와 高橋知夫(1986)가 밭상태의 재배연수가 큰 경우 수도 수량이 높은 경향이라고 하였는데 이들의 결과와 일치하였다.

    또한 Kim et al.(1993)은 수도의 수량은 수도연작보다 답전 윤환재배에 의하여 4개년 평균 수량이 7 ~ 12% 증수되었으며, 윤환형태별 수량은 밭윤환 1년 후 논전환구에서의 수량 (1 ~ 4%)보다 밭윤환 2년 후의 수량(9 ~ 14%)이 증수되어 밭윤 환 연속연수가 길어질수록 수도수량의 증가폭이 컸다고 하 였다.

    高橋浩之(1954)와 上田千春(1972)도 윤환밭을 논으로 전환 한 경우 수도연작구보다 증수했고, 밭윤환 연속 3년 후 수도 재배구에서 가장 수량이 많았다고 하였다(Yoo et al., 1995).

    미질

    답전윤환에 있어서 쌀의 미질을 보면 Kim et al. (1993)은 2년간 밭윤환 작부 후 논에서 생산된 미질의 변화를 보면 현 미 완전미비율은 수도연작구 > 옥수수 후 윤환 > 대두 후 윤 환 > 율무 후 윤환 순으로 높아 쌀의 외관상 품질은 수도연 작보다 답전윤환 재배에 의하여 저하되는 경향이었고, 밭윤환 기간의 윤환작물 간에도 다소 차이가 있다고 하였다.

    적정 답전윤환 연수

    가. 윤환연수 및 작황

    Jung et al.(1992)은 우리나라의 답전윤환 포장 251개소 (1992)를 조사한 결과 윤환연수는 1, 2 ~ 3, 4 ~ 5, 6 ~ 7, 8 ~ 9년 및 10년 이상인 포장수로 분포되어 있다고 하였다. 이 중 전체 포장의 54.2%가 2 ~ 3년 밭으로 윤환 이용한 후 수 도를 재배하는 것으로 조사되었다. 윤환지의 지형에 따른 평 균작황을 보면 평탄지, 태지(台地)·선상지, 곡간산록경사지(谷 間山麓傾斜地) 하상지(河床地)·사구지의 작황지수는 각각 100.0, 89.9, 84.8, 83.9이었으며, 배수등급에 따른 작황지수는 각각 100.0, 86.0, 48.3으로 논으로부터 밭윤환 시 작황지수는 배수조건이 가장 크게 영향하였다(Jung et al., 1992).

    토성에 따른 작황은 사양질과 미사양질 그리고 식양질과 미 사식양질 토양에서 작황이 양호하였던 바 밭윤환 시의 작황은 비교적 보수력, 보비력 및 통기가 양호한 토성에서 양호하였 다(Brady, 1974).

    나. 적정 윤환연수

    답전윤환에 있어서 Jung et al. (1992)은 토양의 경도 및 치밀도가 밭윤환기간이 4년째까지는 증가폭이 0.8 ~ 1.4 cm 범 위였으나, 그 후부터는 증가폭이 2.4 cm로 컸었는데, 이러한 결과를 고찰할 때 답전윤환에 있어 적정 밭윤환기간은 4년 이 하로 보는 것이 타당하다고 하였으며, 일본에서는 답전윤환과 관련하여 밭작물의 적정 지하수위 관리기준을 설정한 바 있고, 밭상태 3년, 논상태 3년이 합리적인 윤환 형태임을 밝힌바 있 으며(農業土木學會, 1977), 本松煇久(1990)도 답전윤환에서 대 두-맥류의 작부체계는 밭윤환 2 ~ 4년 정도에서 다시 논으로 윤환하는 것이 좋다고 하였다.

    일반적으로 답전윤환에 있어서 토양은 밭전환, 논전환과정 에서 각각 3 ~ 4년 이상이 되면 지력이 저하하여 윤환에 따른 유리함이 감소되고 병충해 및 잡초발생도 전환기간이 길어질 수록 답전윤환의 효과가 감소되어 밭기간 3년, 논기간 3년의 6년 1주기로 하는 것이 적합하다고 하였다(大久保隆弘, 1992; 中國農業試驗場, 1985). 그러나 적정윤환연수를 설정할 수 있 는 요인은 다양하여 작부체계, 작물의 종류, 재배환경조건 그 리고 재배기술에 따라 달라질 수 있다(Kim et al., 1991; 池 田弘, 1988; 佃和民, 1990; 北海道農業試驗場, 1988).

    잡곡 답전윤환 방향 설정

    가. 대상지

    답전윤환의 적지로는 장마철 배수가 손쉬운 경사도를 가지 고 있는 계단식 논이 답전윤환 대상지로서 적합하다. 계단식 논은 큰 비용을 들이지 않고서도 여름철 강우량이 많은 시기 에 배수가 손쉬울 뿐만 아니라 명거배수가 어려운 경지라 할 지라도 약간의 비용으로도 암거배수 설치가 용이하다. 따라서 답전윤환 적지로서는 적절한 배수시스템이 마련된다면 가장 비용이 적게 들면서 효과를 거둘 수 있는 경사지에 위치한 계 단식 논이 적합하다.

    나. 작물

    잡곡 중 조, 수수는 대부분의 품종들이 재래종으로서 기존 의 상업품종에 비해 병해충에 상대적으로 강하다. 답전윤환은 잡초의 생육환경을 물리적, 생태적으로 교란시킴으로서 잡초 에 대한 작물의 경합력을 증진시킴으로서 잡초로 인한 피해가 논과 밭연속지에 비해 유리하다. 따라서 잡곡의 작물종은 조, 수수, 콩 등이 적합하다. 또한 수수는 비교적 다른 밭작물에 비해 습해에 강해 논 대체작물로 추천된 바 있다.

    다. 토양의 물리화학성

    답전윤환은 병해충 및 잡초 관리에 여러 가지로 유리한 점이 있고, 밭윤환 시 밭작물의 증수, 논윤환 시 벼의 증수를 꾀할 수 있다. 그러나 밭전환 시 습해방지를 위한 물관리 및 토양의 물리·화학적 특성의 관리 등의 문제를 해결하여야 한다.

    답전윤환 시 표토, 심토에서 모두 공극율 및 기상율이 높아 져 논상태와 밭상태 모두 토양통기는 양호해진다. 그러나 밭 윤환 시에는 특히 윤환 첫해에는 여름철 장마시 습해방지를 위한 대책이 요구된다. 또한 밭윤환 시 습해는 강우조건, 지하 수위, 토성 등과 같은 요인에 의하여 영향을 받으므로 집중강 우 시 배수대책이 필요하다. 논토양에 축적된 이분해성 유기 물은 밭상태로 전환되면 분해가 촉진되어 유기물 함량이 감소 되기 때문에 밭전환 토양의 지속적인 무기태질소 방출량은 논 토양보다도 적다. 따라서 밭으로의 윤환기간이 길어지는 경우 토양의 양분 방출 및 물리성 개선 유지를 위해서는 유기물 시 용이 필요하다.

    논을 1년 내지 수년간 밭상태로 윤환하여 밭작물을 재배한 후 수도를 재배하는 것은 흡비력과 양분소모량이 서로 다른 작물이 교호 작부가 되도록 하면 토양으로부터 양분탈취 불 균형이 시정되며 논의 연작에서 오는 토양의 이화학적 문제 점이 어느 정도 조절되는 등 지력의 지속적인 유지가 가능 하다.

    라. 습해의 관리

    답전윤환지의 습해대책으로 반영구적인 암거배수 시설이 가 장 적합하나, 암거배수가 곤란한 경우 명거배수를 실시하는 것 도 좋다. 특히 경사지 계단식 논에서는 명거배수를 통하여 토 양수분 조절이 용이하다. 또한 배수촉진을 위해서는 무경운보 다는 경운이 유리하며, 평휴보다는 고휴 파종이 여름 장마철 에 습해회피에 유리하다. 논으로부터 밭전환 토양에서 투수성 이 불량한 세립질 토양이나, 지하수위가 높은 논을 밭전환 할 때, 첫해에는 생육초기에 습해가 우려되므로 반드시 경운하여 투수성을 개선함과 동시에 고휴립하여 암거배수 효과를 얻도 록 하는 것이 중요하다. 그러나 2년차부터는 립단구조가 생성 되고 밭토양화 지수가 높아지므로 습해의 우려가 덜해지는 경 향이 있다.

    마. 잡초관리

    답전윤환에 있어서 논을 밭으로 윤환하면 초기에는 습생잡 초가 감소하고 밭연속 윤환연수가 커짐에 따라 건생잡초가 많 아지는 경향이다. 반대로 밭윤환지를 논전환하면 건생잡초가 상당히 감소하는 경향으로 전반적으로 답전윤환은 잡초발생을 억제시킨다. 답전윤환에 의한 잡초방제는 유기농 재배에서 그 효과가 클 것으로 본다. 또한 논을 밭윤환하여 밭작물 재배 시 잡초에 그늘을 지워 잡초경합력을 감퇴시킬 수 있는 작물 선택도 중요하다.

    바. 수량

    1)전작물

    대두수량과 토양의 물리적 특성과의 관계를 보면 토양기상 (氣相)과는 정의 유의상관을 보여 답전윤환에서의 콩의 재배 시에는 토양기반조성에 의한 배수, 토성개선 등이 선행되어야 하고 재배 시에도 휴립, 유기물 시용 등에 의한 공극률 증대 등이 중요하다.

    보리의 답전윤환에서의 보리수량은 대조구보다 윤환구에서 수량이 높았다. 윤환기간에 따른 수량은 밭윤환 3 ~ 4년차까지 는 증수가 기대된다.

    옥수수 수량은 밭윤환 후 첫해보다 2년, 3년 연작재배에서 현저한 수량증가를 보였으며, 3년차 밭 윤환구에서의 수량이 매년윤작구보다 증수정도가 큰 것으로 분석되었다.

    양파수량은 밭윤환 1년차보다 2 ~ 4년 연속재배 시 수량이 높았고, 식양토보다 사양토에서 수량이 높을 것으로 판단된다. 답전윤환에 있어서 수량 증진의 주요한 요소는 작물에 따라 다르긴 하지만 토양통기가 가장 중요하므로 습해에 강한 작물 또는 품종의 선택이 중요하다.

    2)수도

    수도수량은 수도연작구에 비하여 밭윤환 후 논전환구에서 증수되는 경향이었다. 밭으로부터 논전환 후 2년 연속구에서 가장 수량이 많았고, 논전환 3년 연속구는 토성에 따라 사양 토에서는 3년차에, 식양토에서는 2년차에 최고 수량을 보여 논 전환 연속기간 간에는 토성 등 토양조건과 기상조건 등 관련 요소들의 영향을 받는다. 윤환형태별 수량은 밭윤환 1년 후 논 전환구 수량보다 밭윤환 2 ~ 3년 후 논전환구에서 수량이 높 았다. 따라서 답전윤환에 있어 수도수량은 밭으로부터 논전환 후 2년차에 수량이 높을 것으로 예상되나, 재배연도의 기상조 건, 답전윤환지의 토양의 물리화학성에 따라 다를 수 있어 2 ~ 3년이 수량이 높을 것으로 본다.

    사. 적정 윤환연수

    답전윤환에 있어서 토양은 밭윤환, 논윤환과정에서 각각 3 ~ 4년 이상이 되면 지력이 저하하여 윤환에 따른 유리함이 감소되고 병충해 및 잡초발생도 전환기간이 길어질수록 답전 윤환의 효과가 감소된다. 작물, 토양, 지역기후 등 재배환경 에 따라 다소 차이가 있을 것으로 보여지며, 밭기간 2 ~ 3 년, 논기간 2 ~ 4년의 4 ~ 7년 1주기로 하는 것이 적절한 주 기로 본다.

    아. 수량 향상

    답전윤환에 있어서 수량관련 요인은 논을 밭윤환했을 시 밭 작물재배에 있어서 배수조건이 가장 큰 영향을 미쳤다. 따라 서 토양물리성 중에서도 토양통기가 가장 중요하다. 따라서 논 으로부터 밭윤환 시에는 토양통기량을 증진시킬 수 있는 토양 기반조성 차원에서 배수, 토성개선 등이 선행되어야 하고 유 기물 시용 등에 의한 공극율 증대 등이 중요하다. 또한 경종 적인 측면에서는 배수가 불량한 토양에서는 무경운보다는 경 운을 실시하여 토양의 경도경감 및 투수증진 등 토양물리성 악화로 인한 문제가 발생하지 않도록 할 필요가 있다. 또한 배수를 위해서는 평휴보다는 고휴재배로 명거배수 효과를 얻 도록 하여 파종심도와 관련된 습해회피가 답전윤환에서는 가 장 중요하다.

    적 요

    답전윤환에 있어서 토양 pH는 논을 밭으로 윤환 시에는 pH가 증가하기도 하지만, 대체적으로 윤환연차가 증가함에 따 라 pH가 계속 낮아지는 경향이었다.

    답전윤환에 있어서 토양의 질소, 인산 및 규산 등의 양분 동태를 보면 가급태 질소함량은 수도연작구보다 논-밭 매년윤 환구 및 2년 윤환구에서 많았다. 그러나 밭윤환지를 다시 논 으로 전환 시에는 무기태 질소함량은 낮아지는 경향이었다. 답 전윤환에 있어서 인산함량은 수도 연속재배구에 비해 답전윤 환지에서 증가하였으며, 토양유기물 함량은 논을 밭으로 윤환 후 논전환하여 수도를 재배한 구의 유기물함량은 수도 연속재 배구에 비해 감소하는 경향이었다. 윤환기간에 따른 토양유기 물 함량은 수도연작구에서는 큰 변동이 없었으나, 밭윤환 3연 차부터는 크게 감소하였다.

    논을 밭윤환하면 토양공극률은 논상태인 경우보다 밭윤환 재배하였을 때 표토나 심토에서 공극률이 높았다. 토양의 용 적밀도는 일반적으로 수도연작구는 변화가 없었으나, 밭윤환 구에서는 용적밀도가 낮아졌다. 토양 3상은 수도연작구보다는 밭윤환 후 다시 논전환된 복원답이 표토, 심토에서 모두 기상 율, 공극율 등이 높아 전반적인 토양 3상이 더 좋았다.

    답전윤환 경지에서의 잡초발생 양상을 보면 논을 밭으로 윤 환한 포장에서는 사초, 광엽초종이 많고 화본과 초종이 적게 분포한 반면 기존 밭연속 재배지에서는 화본과 초종이 많이 발생하였다. 밭윤환 첫해에는 논잡초가 다양하게 분포하였으 나, 4년차에는 논잡초가 감소하면서 밭잡초가 우점하는 경향 을 보였다.

    답전윤환에 있어서 대두수량은 밭윤환에 의하여 15% 증수 및 밭작물 연작장해가 경감되는 경향이었다. 맥류의 답전윤환 에서의 보리 생육 및 수량변화는 보리수량은 대조구에 비해 윤환구에서 증수되었고, 특히 콩-보리구는 비료를 적게 시비해 도 증수율이 높은 경향이었다. 옥수수 수량은 밭윤환 후 첫해 보다는 2년, 3년 연작재배에서 수량이 증가하는 경향이었다. 답전윤환에 있어서 율무의 수량은 수도작 후 밭윤환 첫해에 수량이 가장 높은 경향이었으며, 그 후 연작시에는 감수되는 경향이었다. 답전윤환에 있어 밭으로부터 논윤환 후 연차별 벼 수량은 수도연작구에 비하여 매년윤환구에 비해 2년윤환구く 3년 윤환구 순으로 밭상태 재배연수가 증가할수록 증수 정도 가 큰 경향을 보였다는 결과와 3년 연작구나 격년 연작구에 비해 2년째 윤환구에서 벼 수량이 높았다는 보고 등이 혼재하 였다.

    답전윤환에 있어서 적정 답전윤환 연수는 논-밭-논-밭-논 윤 환과정에서 각각 3 ~ 4년 이상이 되면 지력이 저하하여 윤환 에 따른 유리함이 감소되고 병충해 및 잡초발생도 전환기간이 길어질수록 답전윤환의 효과가 감소되어 밭기간 3년, 논기간 3년의 6년 1주기로 하는 것이 적합하였다.

    Figure

    Table

    Soil physical characteristics as affected by tillage and non-tillage

    †Source : Lee Jae-Saeng, Yeun-Tae Jung, Yeong-Pal No and Jong-Soo Kim(1992)

    Soil physical characteristics under paddy-upland rotation system in 1992

    P : Paddy field U : Upland
    †Source : Kim Jeong-Ill, Kyung-Hee Rhee, Yong-Bee Oh,Yun Jin Oh and Jong Ki Lee (1993)

    Soybean yields as affected by the period of paddy-upland rotation and fertilizer application level (unit : ha)

    ♪B-S : Barley-Soybean, O-S : Onion-Soybean
    †Source : Park Chang-Young, Ui-Gum Kang, Gye-Seon Hwang and Yeun-Tae Jung(1993)

    Growth characteristics of rice as affected by the period of upland rotation and fertilizer application level

    †Source : Park Chang-Young, Ui-Gum Kang, Gye-Seon Hwang and Yeun-Tae Jung(1993)

    Crop yields as affected by different paddy-upland rotation and cropping systems (kg/10a)

    †Source : Kim Lee-Yul, In-Sang Jo, Ki-Tae Um and Moon-Hee Park(1991).

    Reference

    1. Ahn S.B , Motomatsu T , Yeon B.Y , Yuk C.S (1992) Mineralization of nitrogen in soils under paddy-upland switching cultivation systems , Korean Society of Soil Science and Fertilizer, Vol.25 (2) ; pp.133-137
    2. Ahn S.B , Motomatsu T (1993) Effect of paddy-upland rotation system on soil chemical properties and rice yield , J. Korean Soc. Soil Sci. Fert, Vol.26; pp.181-188
    3. Ahn S.B , Motomatsu T , Lee S.E (1994) Effects of paddyupland rotation systems on nutrient balance and distribution in soil profile , Korean Society of Soil Science and Fertilizer, Vol.27 (2) ; pp.98-104
    4. Ahn S.B , Motomatsu T (1993) Effect of paddy-upland rotation system on soil chemical properties and rice yield , Korean Society of Soil Science and Fertilizer, Vol.26 (3) ; pp.181-188
    5. Brady N.C (1974) The nature and properties of soils, Macmillan Publishing Co. Inc, pp.60
    6. Cho G.H , Choi J.W , Shin B.W , Ryu C.H , So J.D (1996) Studies on the stable land recommendation and soil physical condition for paddy-upland rotation system , Res. Rept. RDA, Vol.38 (2) ; pp.271-275
    7. Jung S.J , Hyeon G.S , Park C.S , Jo Y.K , Um K.T (1992) Some physical properties and growth status in paddy-upland rotation soils , Res. Rept. RDA, Vol.34 (2) ; pp.1-6
    8. Jung Y.T , No Y.P , Park E.H , Um K.T (1987) To clarify the soil mechanical characteristics and adaptability for mechanization of paddy soils in Korea , Res. Rept. RDA(S&F), Vol.29 (1) ; pp.31-37
    9. Ku Y.C , Seong K.Y , Song D.Y , Lee S.B , Huh I.P (1997) Change of weed community in paddy-upland rotation , The Korean Society of Weed Scinence, Vol.17 (2) ; pp.157-162
    10. Kwun S.K , Yoon K.S (1994) Variational characteristics of watertable and soil moisture in paddy-upland rotational fields , J. of the Korean Society of Agricultural Engineers, Vol.36 (2) ; pp.123-131
    11. Kim KU , Shin D.H , Park S.J , Jeong J , Yeo M.H (1995) Weed occurrence in paddy-upland rotationg field , Korean J. Weed Science, Vol.15 (4) ; pp.305-312
    12. Kim L.Y , Jo I.S , Um K.T , Min H.S (1990) Changes of soil characteristics and crop productivity by the paddy-upland rotation system. I. Changes of soil physical properties , Res. Rept. RDA(Soil), Vol.32 (2) ; pp.1-7
    13. Kim L.Y , Jo I.S , Um K.T , Park M.H (1991) Changes of soil characteristics and crop productivity by the paddy-upland rotation system. II. Changes of soil chemical properties and crop productivity , Res. Rept. RDA(Soil), Vol.32 (2) ; pp.18-23
    14. Kim J.I , Rhee K.H , Oh Y.B , Lee J.K (1993) Crop combinations and rotation years for paddy-upland cropping system in middle part of Korea , Korean J. of Crop Science, Vol.38; pp.304-311
    15. Lee K.S , Koh H.K (1979) An Evaluation of Water Use Efficiency and Energy Requirements for Wetland Tillage , Korean Society for Agricultural Machinery, Vol.4 (1) ; pp.35-47
    16. Park C , Park E.H , No Y.P , Jung YT , Lee SK (1991) The changes of soil characteristics by the paddy-upland alternative , Res. Rept. RDA(S&F), Vol.33 (3) ; pp.73-80
    17. Park C.Y , Kang U.G , Hwang G.S , Jung Y.T (1993) Changes of crop yields according to cropping systems and fertilizing levels in paddy-upland rotation soils , RDA. J. Agri. Sci, Vol.35 (1) ; pp.281-288
    18. Yoo C.H , Yang C.H , Lee K.B , Kim J.G , Uhm T.Y , So J.D , Rhee G.S (1995) Studies on paddy-upland rotation at Fluviomarine paddy soil , The change of yield and soil properties on cropping systems at paddy-upland rotation cultivation,
    19. Youn K.B , Chang Y.H , Lee C.W , Yoon E.B (1992) Yield and changes of soil characteristics in cropping system of paddy-uplandrotation , Res. Rept. RDA(U&I), Vol.34 (1) ; pp.81-90
    20. 高橋知夫 (1986) 四國地域の轉換畑大豆栽培における基礎整備施肥 , 土壤管理の諸問題. 農林水産省農業硏究センタ一,
    21. 高橋浩之 (1954) 田畑輪換栽培に關する硏究 , 第1報 輪換期內に於け る作物の生育及び收量. 關東東山 農試硏究報告, Vol.6; pp.1-15
    22. 久津邦活三, 宮崎直美 (1983) 水田の畑轉換による土壤物理性の變化 , 北海道 農試硏報制 137號, pp.107-125
    23. 金 谷豊 , 倉 田勇 (1989) 重粘土水田及びその轉換畑における耕うん方 法に關する硏究 , 北陸農試報, Vol.31; pp.29-78
    24. 吉 田稔 (1983) 水稻連作, 田畑の高度利用 , 日本土壤肥料學會編. 博 文社, pp.5-21
    25. 吉賀野元 (1987) 輪換田のおける水稻の安定多收技術 , 園藝と土壤, Vol.221 (220) ; pp.62-69
    26. 農業土木學會 (1977) 汎用耕地化のための技術指針 , 日本, pp.87
    27. 大久保隆弘 (1992) 作物輪換技術論 , 豊山漁村文化協會, pp.256-262
    28. 北田敬宇, 龜川建 一, 秋山豊 (1992) 遂次上澄液法による輪換田土 壤ケイ酸の有效化課程の解明 , 日土肥誌, Vol.63 (1) ; pp.349-351
    29. 北海道 中央農業試驗場化學部編 (1984) 北海道農業試驗場會議資料 , 「復元田の 土壤環境と施肥對策」,
    30. 北海道農業試驗場 (1988) 北海道農業試驗場の硏究基本計劃 , pp.18-22
    31. 上田千春 (1972) 重粘土濕田における輪作が土壤の理化學性に及ぼす 影響 , 福井農試硏報速報, Vol.5; pp.7-10
    32. 佃 和民 (1990) 田畑輪換における轉換年數の設定 , 農業および園藝, Vol.65 (3) ; pp.45-48
    33. 諸遊英行 (1983) 水稻轉換と伴う土壤の理化學性の變化 , 日土肥誌, Vol.54 (5) ; pp.434-441
    34. 中國農業試驗場 (1985) 中國農業試驗局の硏究基本計劃 , pp.27-31
    35. 池田弘 (1988) 水田農業の基礎技術 , 農業硏究センタ一, pp.290-297
    36. 川口柱一郞 (1979) 水田土壤學 , 講談社, pp.407-408