토양센서 이용 질소 시비기술 개발
과제구분 기본연구 수행시기 전반기
연구과제 및 세부과제명 연구분야 수행기간 연구실 책임자

환경보전형 친환경 토양 및 시비관리 연구

 농업환경 ‘16～’19 환경농업연구과 박중수

토양센서 이용 질소 시비기술 개발

 농업환경 ‘17～’18 환경농업연구과 노안성
색인용어

질산태질소, 염농도 센서, 이온선택전극
 
□ 연구 목표
농업환경 보전에 대한 중요성이 인식되어짐에 따라 과도한 비료 투입으로 인한 토양오염을 방지하고, 작물에 적정한 양분을 공급하며 농업환경으로부터 양분유출을 최소화하기 위한 토양 관리방법이 요구되고 있다. 하지만 작물의 생산성 향상을 위하여 화학비료와 가축분퇴비등 다량의 양분을 시설재배지 토양에 투입하면서 토양 염류집적으로 인한 토양 이화학성 악화와 연작장해가 발생하여 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다(정 등, 1998 ; 이등, 1993). 이와 같은 시설재배지의 염류집적을 경감하기 위해서는 적정 시비관리와 친환경 토양관리가 요구되어 토양중 양분함량을 정확히 파악하는 것이 우선시 된다. 일반적인 토양 양분을 측정하기 위해서는 토양 시료를 채취, 건조 후 각 성분별 전처리 방법에 따른 침출액을 희석하여 분광광도계 등 기기를 이용해야 하므로, 분석에 많은 시간과 전문적인 인력이 요구되고 있으며 현장에서 양분함량을 신속하게 판단하거나 처방하기에는 어려움이 있다(Jones, 2001 ; 김 등, 2006). 따라서 현장에서 신속하게 측정할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있으며 현재 분광학적 기술(spectrophotometric techniques), 전기화학적 기술(electrochemical techniques)과 생물학적 기술(biological techniques)을 활용한 다양한 연구가 진행되고 있다
(Bakker 등, 2000). 이 중에서 전기화학적 기술을 이용한 이온선택성 전극(Ion selective electrode, ISE)은 전위차 측정 센서로 고분자 막에 의해서 이온을 선택적으로 이동시키고 전위차를 측정하는 원리로 질소, 칼륨, 칼슘 등의 단일 이온성분을 분석하기 위한 소형화 센서로 발전하였다(Lee 등, 2006). 또한 이온선택전극을 이용한 토양분석은 초기에 적용되지 않았으나 최근 킬달법 및 비색법과 비교한 결과, 신뢰도와 회수율에 있어서 이온선택전극법이 가능하다는 보고에 따라 토양 질산태질소 측정방법으로 이용되고 있다.(Hong 등, 2000 ; Kang 등, 2005). 신 등(2009)은 토양의 양분성분인 칼륨 등 5가지 이온성분을 측정할 수 있는 집적형 이온선택성 미세전극 센서를 제작하고 침출액의 분석능을 비교하여 동시에 측정가능성을 보고하였다. 그러나 시설재배지 등 현장에서 질산태질소를 실시간 측정하기 위한 토양센서 개발에 대한 보고는 아직 미흡한 실정이다.
따라서, 본 연구는 시설재배지 토양을 대상으로 토양 염농도센서와 이온선택전극을 이용한 토양 질산태질소 측정 가능성을 검토하여 토양 질산태질소 측정 센서를 개발하고자 수행하였다.
 
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