알칼리성 및 산성 토양의 다양한 인 공급원에 따른 토양 인 가용성 및 분류: 간략

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5677(2023) 이 기사 인용

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농업 폐기물을 대체 인(P) 공급원으로 사용하면 토양의 인(P) 상태를 개선할 수 있는 큰 가능성이 있습니다. 동일한 총 인 투입량으로 과인산염(SSP), 가금류 분뇨(PM), 우분뇨(CM), 옥수수 짚(MS) 및 우골분(CB)의 효과를 조사하기 위해 70일 배양 실험을 수행했습니다. 일반적인 산성(적색 토양) 및 알칼리성(플루보-수성 토양) 토양의 인 가용성 및 비율. 결과는 fluvo-aquic 및 적색 토양 모두에서 CM이 토양 인 가용성 향상에 있어 다른 인 소스보다 성능이 우수하다는 것을 보여주었습니다. 토양 Olsen-P(ΔOlsen-P)의 변화는 적색 토양보다 SSP, PM 및 CM 첨가가 있는 Fluvo-aquic 토양에서 더 컸습니다. 사용된 다양한 인 공급원 중에서 CM만이 불안정한 토양의 인 비율을 SSP와 유사한 수준으로 증가시켰습니다. SSP와 비교하여 PM과 CM으로 개량된 토양에서는 모노에스테르 P와 이노시톨 헥사키스포스페이트가 더 많이 검출되었습니다. 구조 방정식 모델(SEM) 분석은 토양 pH가 다양한 인 공급원으로 수정된 산성 적색 토양의 불안정한 인 부분에 직접적으로 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 요약하자면, CM은 식물의 이용 가능한 토양 인을 증가시키는 우수한 인 공급원이며 인 재활용에 대한 실질적인 의미가 상당히 큽니다.

인(P)은 작물 성장과 수확량에 필수적이기 때문에 집약적 농업 생산의 핵심 영양소입니다1,2. 그러나 자원 제한과 화학적 P로 인한 환경 오염은 오늘날 농업이 직면한 세계적인 과제입니다3,4. 인 투입 재조정, 인 손실 감소, 분뇨, 짚, 동물 뼈 가루 등과 같은 농업 폐기물의 인 재활용은 전 세계적으로 화학적 인 투입을 줄이는 효과적인 전략으로 간주됩니다5,6,7,8,9. 다양한 무기 및 유기 인 분획의 분포를 이해하는 것은 토양의 인산염 변환을 제어하기 위한 전제 조건입니다. 따라서 다양한 인 공급원을 재활용한 후 토양 인 부분의 변형 및 가용성을 이해하는 것은 환경 위험을 줄이면서 작물 인 활용 및 인 비료 관리를 개선하는 데 특히 중요합니다.

P의 물리화학적 변형(용해, 침전, 흡착 및 탈착)은 토양 pH, 유기물 함량 및 토양 생물학적 특성10,11,12에 의해 조절됩니다. 화학적 인 비료(과인산염, SSP)를 첨가하면 초기에 인 가용성이 급증한 후 인 흡착 및 침전이 발생하여 시간이 지남에 따라 인 가용성이 크게 감소하게 됩니다13. 화학적 P와 비교하여, 유기 비료 투입은 중간 정도 불안정한 P를 이용 가능한 P14로 전환하는 데 유익합니다. 대체 인 공급원에는 많은 비율의 오르토인산염15을 포함하여 다양한 인 화합물이 있습니다. 이러한 대체 인 공급원은 흡착 용량을 변경하여 토양의 인 동역학에 영향을 줄 수도 있습니다16,17. 분뇨의 인 분율은 분뇨 유형, 고액 분리 상태, 분해 속도, 분뇨 취급 공정 및 저장을 포함한 다양한 요인에 따라 달라집니다18,19. 또한 동물의 소화 시스템과 사료 구성의 차이로 인해 다양한 분뇨의 인 농도와 비율에 큰 차이가 발생할 수 있습니다20,21. 이전 연구에서는 가금류 분뇨의 대부분의 P가 물과 HCl 추출물에서 회수되는 반면, 소 분뇨의 대부분의 P는 NaHCO3 추출물에서 회수되는 것으로 나타났습니다22. 따라서 소 분뇨의 인 가용성은 가금류 분뇨보다 높은 경향이 있습니다. 토양에 적용된 다양한 분뇨 유형에서 P의 변형에 대해서는 추가 조사가 필요합니다. 더욱이, 작물 짚은 일반적으로 농업 활동에서 토양으로 직접 반환되며, 짚에서 인의 가용성은 심층적인 분석이 필요합니다23. 뼛가루는 재활용되어 유기비료로 사용되는 것이 제안되었지만, 효율적인 공급원으로서의 잠재적인 사용은 불분명합니다6. 따라서 잠재적 인 가용성을 결정하기 위해 다양한 대체 인 공급원의 인 부분과 토양 인 부분의 분포를 식별하고 정량화하는 것이 필요합니다.

CM > PM > CB > MS ≥ CK. The Olsen-P of two soils amended with SSP, PM, CM and CB increased by 38.4, 19.3, 31.5 and 4.03 mg kg−1 respectively, compared with CK. CM outperformed other P sources in increasing Olsen-P concentration. In both soils, CM significantly increased Olsen-P by 12.2, 32.5, and 27.4 mg kg−1 compared with PM, MS and CB, respectively. The ΔOlsen-P of the red soil in response to SSP, PM and CM additions were decreased by 11.9, 8.7 and 12.9 mg kg−1 compared to that in fluvo-aquic soil, respectively. However, the Olsen-P of the red soil in response to CB additions was increased by 8.6 mg kg−1 compared to that in fluvo-aquic soil./p>

0.05). A two-way analysis of variance model was used to test the main and interactive effects of P source (df = 5) and soil type (df = 1) on the changes in soil Olsen-P and P fractions. Where treatment effects were significant, means were compared using the least significant difference (LSD) test at P < 0.05. All analyses were conducted using the SPSS software (SPSS 13, Chicago, IL, USA). The structural equation model (SEM) was used to identify the potential driving factors of the transformation of different P fractions following fertilizer applications in the two experimental soils using the IBM SPSS AMOS 22.0 (IBM Corporation 2013). Root-mean square-error of approximation (RMSEA) (< 0.08), chi-square (χ2) (χ2/df < 2), and the P-value of χ2 (P > 0.05) were used to evaluate the model fitting./p>