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ISSN : 2287-5824(Print)
ISSN : 2287-5832(Online)
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science Vol.36 No.2 pp.124-128
DOI : https://doi.org/10.5333/KGFS.2016.36.2.124

Effects of Harvesting Frequency and Fertilization Levels on Botanical Composition and Forage Productivity of Alpine Grassland at 800m Altitude

Seung Min Oh, Ji Yun Kim, Bae Hun Lee, Jinglun Peng, Befekadu Chemere, Jalil Ghassemi Nejad, Kyung Il Sung, Byong Wan Kim*
Department of Animal Life Science, Kangwon National Universiry, 24341, Chuncheon, Korea
Corresponding author : Byong Wan Kim, Department of Animal Life Science, Kangwon National Universiry, 24341, Chuncheon, Korea, +82-33-250-8625, +82-33-242-4540, bwkim@kangwon.ac.kr
April 9, 2016 May 17, 2016 May 17, 2016

Abstract

The objective of this research was to determine the effects of harvesting frequency and fertilization levels on botanical composition, dry matter yield, and forage feed compositions of Alpine grassland at 800 m altitude. This research lasted for three years at National Alpine Agricultural Research Institute in Pyeongchang with two harvesting frequency schedules (two and three times annually) and two levels of fertilizer application (conventional level of fertilizer at 280-200-240 kg/ha and a lower level of fertilizer at 200-200-200 kg/ha for N, p 2O5, and K2O). Mixture combinations with seeding rate (kg/ha) were as follows: Orchardgrass 18, Tall fescue 9, Timothy 8, Kentucky bluegrass 3, and Ladino Clover 2. The gramineae ratio ranged from 93.2 to 95.3%. Therefore, gramineae forage was considered as the dominant plant in this experiment. No significant (p>0.05) difference was observed in forage dry matter yield between the two harvesting frequency treatments (two times at 9.8 ton/ha and three times at 8.6 ton/ha). However, forage dry matter yield in the two times of harvesting frequency tended to be greater than that in the three times of harvesting frequency. Significantly (p<0.05) higher forage dry matter yield in the standard fertilization level group than the lower fertilization level group (9.8 ton/ha vs. 8.7 ton/ha) was observed. However, there was no significant (p>0.05) difference in forage crude protein concentration between the two harvesting frequency treatment groups, although the concentration in the group with three times of harvesting frequency tended to be higher. In contrast, crude fiber concentration in the group with two times of harvesting frequency tended to be higher, although the difference was not statistically significant (p>0.05). Crude protein, ether extract, crude fiber, and organic matter concentrations were not significantly (p>0.05) different between the two groups with different fertilization levels. Based on these results, it was concluded that the group with two times of harvesting frequency with conventional fertilization level might be proper for obtaining better forage productivity for Alpine grassland at 800 m altitude.


산지초지를 위한 대관령 표고 800m에서 예취횟수와 시비수준이 목초의 식생구성비율, 건물수량 및 사료성분에 미치는 영향

오 승민, 김 지융, 이 배훈, Peng Jinglun, Chemere Befekadu, Ghassemi Nejad Jalil, 성 경일, 김 병완*
강원대학교 동물생명과학대학, 춘천

초록


    Rural Development Administration
    PJ01018601Kangwon National University
    520150142

    Ⅰ.서 론

    평창․대관령지역 표고 700 m 이상의 산지가 군 면적의 62.5%를 차지하고 있어(Lee et al., 2006) 산지초지에 적합 한 초지조성 및 관리기술이 필요할 것으로 생각된다. 대관 령 지역 작물의 생육특성은 저온 및 냉해를 자주 받으며 초상일이 9월 27일에서 만상일이 5월 11일로 재배기간이 짧아 극조생 및 조생종의 작물이 적합하다(농촌진흥청, 2000 년). 표고가 다양한 산지는 경사도, 기온, 바람, 토양 등의 자연환경조건 변화가 심하여 이에 따라 산지초지의 목초생 산성도 영향을 받는다. 산지초지에선 인위적으로 조절이 가능한 시비량 및 예취횟수의 관리를 통해 목초생산량을 증가시킬 필요가 있다. 시비수준과 예취횟수는 목초의 식 생구성과 수량에 미치는 영향이 크다고 할 수 있으며 초지 관리의 기본이 되므로 이를 적절하게 조절함으로써 우수한 산지초지를 유지할 수 있다(Sung et al., 2005).

    농촌진흥청(1982)은 혼파초지의 연간 관리비료 질소-인 산-칼리의 표준시비량을 280-200-240 kg/ha으로 제시하고 있으나 지역, 기후 및 토양 등의 환경조건에 따라 사용량 이 달라져야 한다고 보고하였다. 목초의 생육일수가 짧은 고산지대의 경우라도 유기물함량이 높으면 질소-인산-칼 리를 낮은 수준으로 시비할 수 있다고 보고하였다. Jung (1992)은 인위적 시비관리가 없던 곳을 개간한 산지초지의 토양은 경작지에 비해 매우 불량한 화학적 특성을 가졌으 며 유기물 함량이 0.9%로 경작지 2.9%에 비해 낮다고 보 고하였다. 그러나 Kim et al. (2012)은 한반도 중남부지역의 산지 비개발지역의 토양의 성분을 조사한 결과 유기물함량 이 3.1~4.6% 수준으로 조사되었다. 이는 산지에서 각종 낙 엽 등의 퇴적물에 따른 차이로 생각된다. 따라서 산지 토 양에서 초지조성 시 토양에 충분한 유기물함량을 가지고 있다면 시비량은 표준시비량보다 적어도 가능할 것으로 생 각된다.

    예취횟수가 적거나 이용간격이 길면 목초는 밀도 저하가 발생하고 잡초 혹은 잡관목이 침입하여 초지가 쇠퇴한다. 반면에 예취횟수가 많을 경우에는 목초의 생리기능이 쇠약 해져 초지의 생산성을 저하시키고 나지가 많게 되어 잡초 등이 침입한다고 보고하였다(Sung et al., 2005). 또한 일반 적으로 예취횟수가 많아지면 조단백질 및 조지방 함량이 증가하지만 건물수량 및 조섬유 함량이 떨어지므로 사료성 분 및 수량을 고려하여 예취횟수를 결정해야 한다.

    Sung et al. (2005)은 대관령 지역 표고 600 m의 경우 목 초의 식생구성, 건물수량, 사료성분 및 영양소수량 면에서 적정 예취횟수는 3회 예취가, 시비수준은 질소-인산-칼 리, 280-200-240 kg/ha가 적당하다고 보고하였다. 그러나 대 관령지역과 같이 지역적인 여건(복잡지형, 기후불순 등)이 나 축산 농가 개인의 여건(수확기계 미비, 노동력 등)이 불리한 경우에는 2회 예취, 시비수준은 질소-인산-칼리, 200-200-200 kg/ha도 가능하다고 보고하였다. 그러므로 표고 가 높아질수록 지역적 여건과 수확기계의 활용가능 여부를 포함한 축산 농가 개인여건이 더욱 불리해질 것으로 판단 되어 이에 따른 시비수준 및 예취횟수도 달라질 수 있다.

    본 시험은 고랭지 표고 800 m에서 채초에 적합한 시비수 준 및 예취횟수를 결정하는 목적으로 시비수준 및 예취횟 수에 차이에 따른 목초의 식생변화, 건물수량 및 사료성분 의 변화를 검토하였다.

    Ⅱ.재료 및 방법

    본 시험은 표고 800 m인 고령지시험장(현 고령지농업연 구센터)에서 1995~1997 (각 1, 2 및 3차년도) 3년간 실시하 였다. 토양의 이화학적 성분은 Table 1과 같다. 이는 평창 고랭지 토양의 pH인 5.1 보다 높은 경향이었으며 유기물함 량 4.2% 보다 높았다(농촌진흥청, 2000년). 연도간 평균온 도는 차이가 없으나 1996년의 경우 4월∼7월까지 다른 년 도에 비해 전반적으로 높았다. 시험시간동안 강수량은 1995년에 8월, 1997년에 5월 및 9월이 다른 달에 비해 높 았으며, 1996년은 다른 연도에 비해 시험기간 동안 10월을 제외한 나머지 달에서 모두 낮았다. 연간 평균강수량은 1996년이 1995 및 1997년 보다 현저히 낮았다(Table 2).

    시험구에서 주구는 예취횟수로 2회(two times) 및 3회 (three times)를 두었고, 세구는 시비수준으로 연간 ha당 질소-인산-칼리를 280-200-240kg을 시비한 관행시비구 (Conventional level of fertilizer, CF구) 및 200-200-200kg을 시비한 소비구(Lower level of fertilizer, LF구)를 두었다. 시험포는 애기수영을 포함한 기존식생을 제거하기 위하여 파종 1개월 전에 제초제인 glyphosate 8ℓ와 dicamba 4ℓ를 물 1,000ℓ/ha에 혼합한 후 살포하여 식물체를 완전히 제거 하였다. 시비는 초지조성 당해 연도에 기비로 ha당 질소- 인산-칼리를 80-200-70kg을 시비하여 초지를 조성하였으 며, 이듬해 관리비료로서 LF구와 CF구 공히, 질소와 칼리 는 2회예취구가 연간 3회(이른 봄, 1 및 2차 수확 후), 3회 예취구가 연간 4회(이른 봄, 1, 2 및 3차 수확 후) 분시하 였다. 또한 인산은 예취횟수에 관계없이 2회(이른 봄 및 최 종예취 후) 분시하였다. 처리구당 면적은 12 m2 (3×4m)였으 며, 시험은 분할구배치 3반복으로 수행하였다. 혼파조합 및 파종량(kg/ha)은 Orchardgrass (OG) 18, Tall fescue (TF) 9, Timothy (TI) 8, Kentucky bluegrass (KBG) 3 및 Ladino Clover (LC) 2로 전체 파종량은 40 kg/ha이었다. 초종별 품 종은 내한성에 강한 장려품종으로서, OG는 Potomac, TF는 Fawn, TI는 Climax, KBG는 Kenblue 및 LC는 California 품종을 사용하였다. 파종은 8월 중순에 겉뿌림으로 산파하 였다.

    조사항목 중 목초의 생초수량은 가장자리(board line) 20 cm를 제외한 면적에서 수확하여 측정하였다. 목초의 식생 구성은 생초로부터 화본과목초, 두과목초 및 잡초를 분리 하여 건조 후 백분율로 표시하였다. 생초는 60℃에서 72시 간 건조 후 건물함량을 측정하였다. 건조시료는 분쇄 후 사 료성분 분석에 이용하였다. 분쇄시료의 일반성분은 A.O.A.C. 법(1990)에 의하여 분석하였다. 시험결과는 SAS (1990) 통 계 Package program을 이용하였으며, 처리간 유의성 검정 은 5% 수준에서 하였다.

    Ⅲ.결과 및 고찰

    목초의 식생구성비율은 Table 3과 같다. 3회예취구의 2 번초에 대한 결과는 자료 분실로 제시하지 못하였다. 예취 횟수와 시비수준 처리에 관계없이 식생구성비율에서 화본 과목초는 93.2~95.3%, 두과목초 및 잡초는 각각 1.2~2.8% 및 3.1~4.0%로 낮아 화본과목초 우점의 초지였다. 이는 해 발 600m에서 실험한 Sung et al. (2005)의 화본과목초 84.9 ∼92.2% 보다는 높고 두과목초 3.2∼11.3% 보다는 낮은 것 이었다. Yook (1989)은 질소시비 수준이 늘어남에 따라 처 리에 따른 차이는 있으나 화본과목초의 비율이 크게 증가 하여 질소시비수준 200 kg/ha에서 83~100% (평균 96.3%)로 보고하였다. 이것은 본 시험에서의 질소시비수준 200 또는 280 kg/ha와 같은 경향을 보였다.

    예취횟수 및 시비수준처리가 목초의 건물수량에 미치는 영향은 Table 4와 같다. 예취횟수 간에는 2회예취구 평균 9.8 ton/ha 및 3회예취구 평균 8.6 ton/ha로 처리 간에 유의 성은 없었지만(p>0.05) 2회예취구가 높은 경향을 보였다. 본 시험의 건물수량은 Sung et al. (2005)의 고랭지 표고 600 m에서의 시험결과 보다 2회예취구는 13%가 적었으며, 3회예취구는 22%가 적었다. 이러한 결과는 표고에 따른 온도 및 인산함량에 따른 차이인 것으로 생각된다. Kim et al. (1991)은 표고가 높아질수록 초지의 건물수량이 저하된 다고 보고하고 있어 표고상승에 따른 온도의 저하가 건물 수량 감소에 영향을 주었을 것으로 사료된다. 본 시험에서 건물수량이 Sung et al. (2005)의 보고보다 낮았던 것은 평 균기온이 2℃가 낮아 생육기간이 짧아진 것에 기인한 것으 로 생각된다. 또한 Jung (2003)은 토양의 인산함량이 높을 수록 목초의 생육이 양호하여 건물수량이 증가되었다고 보 고하였다. 본 시험에서 토양의 pH, 유기물함량 및 치환성 염기는 Sung et al. (2005)과 차이가 없었으나 유효인산함량 은 38 ppm이 낮아 건물수량 감소에 영향을 주었을 것으로 생각된다.

    본 실험에서 시비수준에 따른 CF구와 LF구의 건물수량은 각각 9.8 ton/ha와 8.7 ton/ha로 CF구가 유의적으로 높게 나타 났다(p<0.05). 일반적으로 화본과목초에서 질소시비수준과 수량과의 관계는 비례관계에 있음을 고려한다면 화본과목초 가 우점되어 있는 본 연구에서 시비수준이 높았던 CF구에 서 건물수량이 높은 것과 같은 경향이었다. 또한 Sung et al. (2005)에서도 시비수준 간 처리에서 건물수량이 CF구 및 LF구에서 유의적인 차이는 없었지만 시비수준이 높았던 CF 구에서 높은 경향을 보여 본 연구와 비슷하였다. Kim et al. (1991)이 대관령 표고 800 m의 북향지에서 건물수량이 9.5ton/ha로 보고하고 있어 본 연구와 비슷한 수준이었다.

    예취횟수 및 시비수준처리 간 사료성분의 평균은 Table 5와 같다. 예취횟수 간 조단백질함량은 2회예취구와 3회예 취구 간에 유의적인 차이는 없었으나 3회예취구에서 높게 나타났다. 반면 조섬유함량은 2회예취구와 3회예취구 간에 유의적인 차이는 없었으나 2회예취구에서 높게 나타났다. 이것은 예취횟수가 증가함에 따라 잎의 구성비율이 높아지 며, 성장단계가 조섬유질함량이 적고 조단백질함량이 높은 영양생장기에 있기 때문인 것으로 생각된다(Sung et al., 2005). 표고가 높아지면 온도가 저하되므로 식물이 어는점 을 낮춰 내한성을 높이기 위해 세포원형질의 농도가 증가 하여 식물의 조단백질함량 등이 증가하지만(Xu et al., 2002), 본 실험은 Sung et al. (2005)의 표고 600 m 실험에 서보다 조단백질함량이 낮았다. 이는 표고 600 m에서 두과 목초의 비율(3.2~14.5%)이 800 m에서 두과목초의 비율(1.5 ~2.7%) 보다 높았던 것에 기인한다. 시비수준 간 처리에서 는 2회예취구 및 3회예취구 공히 조단백질, 조지방, 조섬유 및 유기물함량에서 유의적인 차이는 없었다.

    이상에서 대관령 표고 800 m에서 예취횟수와 시비수준에 따른 식생구성비율 및 사료성분은 유의적인 차이가 나타나 지 않았다. 그러나 건물수량은 2회예취구가 높은 경향을 보였으며 시비수준에 따라 관행시비구인 CF구에서 유의적 으로 높게 나타났다. 따라서 대관령 지역의 표고 800 m에 서 예취횟수는 2회, 시비수준은 CF구(질소-인산-칼리, 280-200-240kg/ha)가 유리할 것으로 판단된다.

    Ⅳ.요 약

    본 시험은 고랭지 표고 800 m에서 채초용 목초에 적합한 시비수준 및 예취횟수를 결정할 목적으로 시비수준 및 예 취횟수가 목초의 식생구성, 건물수량 및 사료성분에 미치 는 영향에 대하여 검토하였다. 시험은 표고 800 m인 고령 지시험장(현 고령지농업연구센터)에서 3년간 실시하였다. 시험구는 주구를 예취횟수로 하여 2회 및 3회, 세구를 시 비수준으로 하여 관행시비구(질소-인산-칼리, 280-200-240 kg/ha) 및 소비구(질소-인산-칼리, 200-200-200kg/ha)로 두었다. 혼파조합 및 파종량(kg/ha)은 Orchardgrass 18, Tall fescue 9, Timothy 8, Kentucky bluegrass 3 및 Ladino Clover 2로 전체 파종량은 40 kg/ha이었다. 예취횟수 및 시 비수준 간 목초의 식생구성비율은 처리에 관계없이 화본과 목초가 93.2~95.3%로 화본과목초 우점의 초지였다. 예취횟 수 간 평균건물수량은 2회예취구 9.8 ton/ha 및 3회예취구 8.6 ton/ha로 처리 간에 유의성은 없었으나(p>0.05) 2회예취 구가 높은 경향을 보였다. 시비수준 간 평균건물수량은 관 행시비구 9.8 ton/ha 및 소비구 8.7 ton/ha로 관행시비구에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 예취횟수 간 사료성분 에서 조단백질함량은 2회예취구와 3회예취구 간에 유의적 인 차이는 없었으나 3회예취구에서 높은 경향이었다. 반면 조섬유함량은 2회예취구와 3회예취구 간에 유의적인 차이 는 없었으나 2회예취구에서 높은 경향이었다. 시비수준 간 사료성분은 2회예취 및 3회예취 공히 조단백질, 조지방, 조 섬유 및 유기물함량에서 유의적인 차이는 없었다. 이상의 결과로부터 대관령지역 표고 800 m에서 목초의 적정 예취 횟수 및 시비수준은 건물수량면에서 각각 2회예취 및 관행 시비구(질소-인산-칼리, 280-200-240kg/ha)가 적당하다고 판단된다.

    Ⅴ.사 사

    Ⅴ.

    본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업의 과제번호: PJ01018601 의 지원에 의해 이루어졌으며 이에 감사드립니다.

    2015년 강원대학교 대학회계 학술연구조성비로 연구하였 음(관리번호 520150142)

    Figure

    Table

    Chemical soil properties of the experimental field

    Average temperature and the amount of rainfall during the experimental period

    Botanical composition by harvesting frequency and fertilization levels

    1)LF: Lower level of fertilizer, 200-200-200 kg/ha
    2)CF: Conventional level of fertilizer, 280-200-240 kg/ha
    3)Missing data.

    Dry matter yields by harvesting frequency and fertilization levels

    1)LF: Lower level of fertilizer, 200-200-200kg/ha
    2)CF: Conventional level of fertilizer, 280-200-240kg/ha

    Chemical composition by harvesting frequency and fertilization levels

    1)LF: Lower level of fertilizer, 200-200-200kg/ha
    2)CF: Conventional level of fertilizer, 280-200-240kg/ha

    Reference

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