현미의 비소 농도는 고농도 비소 토양의 경우 무처리구와 유기물 처리구 모두 0.37 mg kg \( { }^{-1} \) 이었고, 저농도 비소 토양의 경우 무처리구와 유기물 처리구 모두 0.40 mg kg \( { }^{-1} \) 이었다. 그러나 모든 처리에서 무기비소 기준인 0.35 mg kg \( { }^{-1} \) 을 초과하였고, 무처리구와 유기물 처리구의 현미 중 비소 농도 사이에 유의한 차이는 없었으며 현미와 토양용액의 비소 농도 사이에도 상관관계는 나타나지 않았다.
<h2>유기물 시용에 따른 현미의 비소 농도</h2> <p>현미의 비소 평균 농도는 고농도 비소 토양의 경우 무처리구의 \( 0.37 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 과 비교하여 가축분뇨액비 처리에서는 \( 0.37 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 동일하였다(Fig. 4). 그러나, 미강, 볏짚, 퇴비 처리에서는 0.39-0.46 mg kg \( { }^{-1} \) 으로 다소 높은 경향이었고 계분퇴비와 돈분퇴비 처리에서는 \( 0.45-0.46 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 높게 나타났으며 대부분의 처리구에서 코덱스의 현미 중 무기비소 기준인 \( 0.35 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 을 초과하였다. 무처리구와 유기물 처리구의 토양용액 중 비소 농도는 유의한 차이를 보인 반면(Fig. 1), 현미 중 비소 농도는 유기물 처리에 따른 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 현미와 토양용액 중 비소 농도 사이의 상관 관계 또한 관찰되지 않았다. 따라서 유기물 처리에 따른 현미의 비소 농도는 대조구보다 약 2 배 이상 유의한 차이가 있고 유수형성기-등 숙기 초기의 토양용액 중 비소 농도와 고도의 상관성이 있음을 보고한 Yoo 등과는 다른 결과를 보였다.</p> <p>저농도 비소 토양의 경우 현미 중 비소는 무처리구의 \( 0.40 \) \( \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 과 비교하여 볏짚 처리에서는 \( 0.35 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 다소 낮았으나 미강, 퇴비, 가축분뇨액비 처리에서는 \( 0.41-0.45 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 다소 높은 경향이었다(Fig. 4). 고농도 토양의 경우와 같이 계분퇴비와 돈분퇴비 처리에서 \( 0.45 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 가장 높게 나타났고 볏짚을 제외한 모든 처리에서 현미 중 무기비소 기준을 초과하였다. 무처리구와 유기물 처리구의 현미 중 비소 농도 사이에 유의한 차이는 없었으며 현미와 토양용액의 비소 농도 사이에 상관관계는 나타나지 않았다.</p> <p>고농도 비소 토양의 비소 농도는 \( 53 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 저농도 토양의 \( 28 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 보다 약 2 배 높고(Table 2) 토양용액의 비소는 \( 0.42-1.15 \mathrm{mg} \mathrm{L}^{-1} \) 로 저농도 토양의 \( 0.12-0.50 \mathrm{mg} \mathrm{L}^{-1} \) 에 비해 약 2-3.6배 높았으나(Figs. 1 and 2) 고농도 비소 토양에서 수확한 현미의 비소 평균 농도는 볏짚 처리구를 제외할 경우 저농도 토양의 경우보다 낮거나 유사한 농도를 나타내었다. 이는 유수 형성기(이앙 후 59일 경)와 등숙기 초기(이앙 후 94 일 경)의 벼 생육이 일부 처리구에서 유의한 차이가 있는 것으로 보아(Fig. 5) 고농도 비소 토양에서 토양용액의 높은 비소 농도로 인해 벼의 생육이 억제되는 한편, 비소에 대한 내성 발현에 따른 비소의 흡수 감소, 또는 알곡으로의 이행이 감소한 결과로 판단 되었다.</p> <p>벼에 흡수된 대부분의 비소는 뿌리에 보유되며 식물체 내 비소의 뿌리에서 줄기 및 알곡으로의 이행은 낮으나 식물 종 내 변이는 매우 크다. Panaullah 등은 비소 농도가 \( 10-70 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 인 일련의 토양에서 벼 재배 시 비소 농도가 증가할 수록 수량이 감소하고 볏짚의 비소 농도는 증가하는 반면, 백미의 비소 농도는 토양 및 토양용액의 비소 농도와 상관성이 없거나 비소의 독성 영향으로 선형적으로 감소함을 보고하였다. 또한, 같은 토양에서 비소의 독성을 감소시키기 위하여 보다 호기적인 조건에서 벼를 재배할 경우 토양의 비소 농도가 증가할 수록 알곡의 비소 농도는 증가하여 알곡의 비소 농도가 비소의 독성에 영향을 받음을 보여주었다.</p> <p>한편, 5 가 무기비소(arsenate)는 인산 수송체(phosphate transporter) 에 의해 벼에 흡수되며 인산은 식물의 비소에 대한 친화력과 비소 흡수율을 감소시킨다2,3. 저농도 비소 토양의 유효 인산 함량은 \( 61 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 으로 논토양의 적정 범위인 \( 80-120 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 에 못 미치고 고농도 토양의 \( 80 \mathrm{mg} \mathrm{kg}^{-1} \) 에 비해 낮으므로(Table 1) 벼의 비소 흡수 과정에서 고농도 토양에 비해 인과의 흡수 경쟁이 감소한 결과, 대부분의 처리구에서 저농도 비소 토양의 현미 중 비소 농도가 고농도 토양의 경우보다 높거나 유사한 농도를 나타넨 것으로 판단되며, Jiang 등은 토양의 \( \mathrm{pH} \) 가 5 보다 높을 때 유효인산과 벼 알곡의 비소 사이에는 유의한 음의 상관을 보이며 인이 벼의 비소 흡수를 억제한다고 하였다.</p>