전토양(田土壤) 인산(燐酸)의 흡수계수(吸收係數)와 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)과의 비교연구(比較硏究)

Comparison between phosphorus absorption coefficient and Langmuir adsorption maximum

야산(野山)의 신개간지토양(新開墾地土壤)과 화산회토양(火山灰土壤)에 있어 특(特)히 문제(問題)가 되는 인산(燐酸)의 시비량(施肥量) 결정(決定)의 한 기준(基準)인 인산흡착력(燐酸吸着力)의 측정방법(測定方法)을 검토(檢討)할 목적(目的)으로 화산회토양(火山灰土壤)과 광질토양(鑛質土壤)(미경지(未耕地)및 기경지토양(旣耕地土壤))에 대(對)하여 인산흡착(燐酸吸着)에 관(關)한 시험(試驗)을 행(行)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. Langmuir 흡착식(吸着式)을 이용(利用)하여 구(求)한 인산(燐酸)의 최대흡착량(最大吸着量)은 기경지토양(旣耕地土壤)6.2~32.9, 미경지토양(未耕地土壤) 74.1~90.4, 화산회토양(火山灰土壤) 720~915mg.p/100g 이였다. 2. 인산흡수계수(燐酸吸收係數)는 기경지토양(旣耕地土壤)에서 116~179, 미경지토양(未耕地土壤)에서 161~259, 화산회토양(火山灰土壤)에서 1,098~1,205mg.p/l이며, 인산흡수계수(燐酸吸收係數)/Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)의 비(比)는 인산흡착력(燐酸吸着力)이 큰 화산회토양(火山灰土壤)에서 적고 (1.3~1.5) 인산흡착력(燐酸吸着力)이 낮은 토양(土壤)일수록 컷다. (2.2~18.7) 3. 인산흡수계수(燐酸吸收係數)의 측정(測定)은 고농도(高濃度)의 인산용액(燐酸溶液)에서 행(行)하여 지므로 이로서는 석회(石灰) 또는 인산시용(燐酸施用)에 의(依)한 흡착량(吸着量)의 변동(變動)을 명확(明確)히 추정(推定)하기 어려우나, 저농도(低濃度)에서 측정(測定)한 농도별(濃度別) 인산흡착량(燐酸吸着量)및 Langmuir 흡착식(吸着式)을 이용(利用)하여 구(求)한 최대흡착량(最大吸着量)으로서는 흡착량(吸着量)의 변동추정(變動推定)을 분명(分明)히 할수 있었다. 4. 치환성(置換性) 알루미늄을 중화(中和)하기 위한 당량(當量)의 수산화(水酸化)칼슘을 가(加)하여 포장용수량(圃場容水量)에서 40일간(日間) 항온($25{\sim}30^{\circ}C$) 처리(處理)하므로서 치환성(置換性) 알루미늄 함량(含量)이 높은 광질토양(鑛質土壤)에서는 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)이 유의(有意)한 감소(減少)를 보였다. 5. 인산(燐酸)을 처리(處理)하여 50일간(日間) 포장용수량(圃場容水量) 상태에서 항온($25{\sim}30^{\circ}C$) 처리(處理)한 토양(土壤)에 대(對)하여 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)을 측정(測定)한바 최대흡착량(最大吸着量)에 상당(相當)하는 인산(燐酸)의 시용(施用)으로 화산회토양(火山灰土壤)은 25.5 미경지토양(未耕地土壤)은 54.4%, 기경지토양(旣耕地土壤)은 76.2%의 포화율(飽和率)을 나타내었다. 6. 토양(土壤)의 인산흡착량(燐酸吸着量)은 첨가인산(添加燐酸)의 농도(濃度)가 높아짐에 따라 곡선적(曲線的)으로 증가(增加)하여 어느 일정농도(一定濃度)에 이르면 흡착포화점(吸着飽和點)에 달(達)하며 광질토양(鑛質土壤)에서는 100mg.p/l, 화산회토양(火山灰土壤)에서는 1,000mg.p/l의 인산용액(燐酸溶液)으로 측정(測定)되는 인산흡착량(燐酸吸着量)은 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)에 매우 근사(近似)한 값을 나타내므로 이를 토양(土壤)의 인산흡착력(燐酸吸着力)을 나타내는 새로운 지표(指標)로 삼고 포화흡착량(飽和吸着量)이라 정의(定義)하였다. 7. 단일농도(單一濃度)에서 이루어지는 포화흡착량(飽和吸着量)의 측정(測定)으로 여러 농도(濃度)에서 인산(燐酸)의 흡착량(吸着量)을 구(求)하여야 하는 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量) 측정(測定)의 번잡성(煩雜性)을 피(避)할 수 있어 이 방법(方法)은 실용적(實用的)인 방법(方法)으로 판단(判斷)되었다.

Laboratory experiments on the phosphorus adsorption by soil were conducted to evaluate the parameters for determination of phosphorus adsorption capacity of soil, which serve as a basis for establishing the amount of phosphorus required to improve newly reclaimed soil and volcanic ash soil. The calculated Langmuir adsorption maxima varied from 6.2-32.9, 74.7-90.4 and 720-915mg p/100g soil for cultivated soils, non-cultivated soils, and volcanic ash soils respectively. The phosphorus absorption coefficient ranged from 116-179, 161-259 and 1,098-1,205mg p/100g soil for cultivated soils, non-cultivated soils, and volcanic ash soils respectively. The ratio of the phosphorus absorption coefficient to Langmuir adsorption maximum was low in soils of high phosphorus adsorption capacity (1.3-1.5) and high in soils of low phosphorus adsorption capacity (2.2-18.7). Changes in the amount of phosphurus adsorption induced by liming and preaddition of phosphorus were hadly detected by the phosphorus absorption coefficient, which is measured using a test solution with a relatively high phosphorus concentration. The Langmuir adsorption maximum was a more sensitive index of the phosphorus adsorption capacity. The Langmuir adsorption maxima of the non-cultivated soils, which were treated with an amount of calcium hydroxide equivalent to the exchangeable Al and incubated ($25-30^{\circ}C$) for 40 days at field capacity, were lower than the original soils. The change in the adorption maximum on incubation following the liming of soils was insignificant for other soils. The secondary adsorption maximum of soils, which received phosphorus equivalent to the Langmuir adsorption maximum of the limed soils incubated ($25-30^{\circ}C$) for 50 days at held capacity, was 74.5, 5.6 and 23.8% of the primary adsorption maximum for volcanic ash soils, non-cultivated soils, and cultivated soils respectively. The amount of phosphorus adsorbed by soils increased quadratically with the concentration of phosphorus solution added to the soils. The amount of phosphorus adsorbed by 5-g soil samples from 100ml of 100- and 1,000mg p/l solution for the mineral soils and volcanic ash soils respectively was found to be close to the Langmuir adsorption maximum. The amount of the phosphorus adsorbed at these concentrations is defined as a saturation adsorption maximum and proposed as a new parameter for the phosphorus adsorption capacity of the soil. The evaluation of the phosphorus adsorption capacity by the saturation adsorption maximum is regarded as a more practical method in that it obviates the need for the various concentrations used for the determination of the Langmuir adsorption maximum.