• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.321-329
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• 2008

비정질 규산염 나노입자는 지각에 풍부한 규소와 산소로 이루어진 비다공성 나노입자로서 광물학을 포함한 지구환경과학과 산업적 측면에서 모두 중요한 물질이다. 본 연구에서는 $^{1}H$과 $^{29}Si$ MAS NMR분광분석을 통해 7 nm와 14 nm 규산염 나노입자의 규소와 수소 원자 환경을 측정하고, 입자 크기에 따른 규산염 나노입자 원자 환경 변화를 규명하였다. NMR 스펙트럼의 화학적 이동 값의 이론적 배경을 이해하기 위해 양자화학계간을 통해 $Si_{3}O_{6}H_6,\;Si_{4}O_{5}H_{10},\;Si_{5}O_{4}H_{12}$ 분자계간모델의 화학 차폐를 계산하였다. $^{29}Si$ MAS NMR의 결과, 이중 실라놀(geminal silanol)과 단일 실라놀(single silanol), 실록산(siloxane) 구조의 Si 원자 환경에 해당하는 $Q^2,\;Q^3,\;O^4$가 구분되어 나타나며 입자 크기에 따라 $Q^2,\;Q^3,\;O^4$가 7 nm규산염 나노입자에는 $7{\pm}1%,\;27{\pm}2%,\;66{\pm}2%$, 14 nm 규산염 나노입자에는 $6{\pm}1%,\;21{\pm}2%,\;73{\pm}2%$의 분포를 갖는다. $Q^2,\;Q^3$ 구조는 나노 입자의 표면적에 대부분 존재하는 것으로 예상되었으나, 두 규산염 나노입자의 표면적 차이에 비해 $Q^2,\;Q^3$ 양의 차이가 적으며, 이는 입자 표면 뿐 아니라 입자 내부에도 $Q^2,\;Q^3$ 구조가 존재함을 의미한다. $^{1}H$ MAS NMR 스펙트럼은 물리흡착 된 물(physisorbed water), 수소결합 된 수산기(hydrogen bended silanol), 비 수소결합 된 수산기(non-hydrogen bonded silanol)를 구분하여 나타낸다. 14 nm 비정질 규산염 나노입자에 비해 7nm 나노입자에 약 3.4 배의 수소 원자가 존재하며, 더 강한 수소결합 세기를 갖는다. 전체 수산기 중에서 비 수소결합 된 수산기가 차지하는 비율이 7 nm 규산염 나노입자 보다 14 nm 규산염 나노입자에서 더 높으며, 이는 수소 원자간의 상대적 거리(proximity)가 14 nm 임자에서 더 긴 것을 지시한다. 본 연구결과를 통하여 현재까지 알려지지 않은 규산염 나노입자의 입자의기에 의한 다양한 원자 구조의 변화를 규명하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.235-242
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• 2015

시설재배지에서 수용성 규산칼륨 처리가 수박의 생육, 수량, 양분흡수 및 토양특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수용성 규산칼륨을 무처리, 1.63mM, 3.25mM, 6.50mM의 4수준을 두어 토양관주 처리하였으며, 처리시기는 착과전 2회와 착과후 4회로 총 6회를 7일 간격으로 처리하였다. 시험후 토양화학성은 수용성 규산처리에 따라 pH, EC 유효인산, 치환성 K, Ca, Mg, $NO_3-N$은 증가하였으며, 유기물 함량은 대조구와 비슷하였다. 수확기 수박 생육 특성 중 경경, 생중 및 건물중은 수용성 규산칼륨 처리에서 두껍고 무거웠으며, 만장과 절수는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 수박 수확기 잎에 함유되어 있는 무기성분 함량은 수용성 규산칼륨 수준이 높아짐에 따라 N은 감소하고 P와 K는 증가하였으나 Ca과 Mg는 차이가 없었다. 생육단계별 엽록소함량은 착과전에는 수용성 규산칼륨처리에 따른 차이가 없었으나 착과후 및 수확기로 갈수록 수용성 규산칼륨 수준이 높아짐에 따라 엽색도가 높아지는 경향을 보였다. 흰가루병 발생정도는 대조구에 비하여 수용성 규산칼륨 수준이 높을수록 발생정도가 낮았다. 수박의 과중은 수용성 규산칼륨 처리에 의해 0.1~0.5kg/개 무거워졌으며, 당도는 $0.5{\sim}0.6^{\circ}Brix$ 정도 높아졌고, 상품수량은 대조구에 비하여 2~4% 증수되었다. 이상의 결과 시설수박 재배지에 수용성 규산칼륨 처리는 양분흡수 증가, 수박 상품수량 증가 및 흰가루병 발생 억제로 시설 수박재배에 친환경적인 방법으로 안정생산에 활용할 수 있으리라 본다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권2호
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• pp.51-56
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• 2015

규산은 작물의 필수원소에는 포함되어있지 않으나, 화본과 작물을 중심으로 내도복성과 병충해 저항성의 향상, 군락구조 개선에 의한 광합성 능력의 향상 등에서 폭 넓게 그 유용성이 알려져 왔으며, 최근에는 원예작물에서도 규산질 비료의 시용이 수량이나 병충해저항성을 향상시키는 효과가 입증되고 있어 친환경농업 관점에서도 주목을 밭고 있다. 본 실험은 배추 육묘 중 규산질 비료의 시용이 묘소질과 저온, 고온, 건조 등 환경내성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수행하였다. 규산염 처리농도를 8, 16, 32, 64 및 128mM로 설계하여 주 2회 관주 처리 하고, 처리 3주 후에 생육조사 및 스트레스 내성에 대해 평가하였다. 생육조사 결과, 8, 16 및 32m의 농도에서는 대부분의 생육지표가 대조구에 비해 약간 증가하는 경향을 보였으나 8mM처리만 제외하고 통계적 유의차는 나타나지 않았다. 고농도인 128mM의 규산 처리구에서는 모든 생육 지표가 감소하였다. 총 뿌리 면적, 뿌리 길이 및 근단 수는 8, 16 및 32mM의 농도에서 증가했지만 64 및 128mM의 처리구에서는 감소하였다. 규산 처리 농도가 증가함에 따라 증산 속도는 감소한 반면 기공확산 저항은 증가하는 경향을 보였다. 상대적 이온 누출율도 대조구에 비해 규산염 처리구에서 감소되었으나, 처리 농도간 유의차는 나타나지 않았다. 규산처리에 의해 고온과 저온 장해 지표도 감소되었으며, 농도간에는16과 32mM이 가장 효과적이었다. 규산처리에 따라 건조내성도 증가하여 대조구는 단수 후 3일째부터 위조되기 시작하여 5일째는 전 개체가 위조하였으나, 규산처리구는 4일(8, 64, 128 mM) 또는 5일(16과 32mM) 부터 위조가 시작되어 6일(8mM)이나 7일(16, 32, 64및 128 mM)이 지나서야 모든 공시 개체가 위조되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제3권1호
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• pp.17-21
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• 1970

답(畓)에 시용(施用)한 규산(珪酸)과 인산(燐酸)의 영향(影響)을 조사(調査) 연구(硏究)하기 위해서 직경(直徑) 15cm의 Petri dish에 200grs의 풍건세토(風乾細土)와 3 수준(水準)의 규산(珪酸) 인산(燐酸) 처리(處理)를 하고 질소(窒素)와 가리(加里)는 동일량(同一量)을 매회(每回) 처리(處理)하는 9개구(個區)를 설치(設置) 농림(農林) 25호(號)를 100립(粒) 씩 최아(催芽) 낙종(落種)하여 5회(回) 계속(繼續) 재배(栽培)하고 식물체분석(植物體分析) 및 토양분석(土壤分析)을 실시(實施)한 성적(成績)을 분석(分析) 평가(評價)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 인산(燐酸)의 흡수량(吸收量)이 많을수록 수도묘(水稻苗)의 건물중(乾物重)은 현저히 증대(增大)하였으나 규산(珪酸)의 흡수량(吸收量) 증대(增大)로 건물중(乾物重)은 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였다. 2. 시험(試驗) 후(後) 토양(土壤)의 유효 인산함량(燐酸含量)이 많은 것일수록 식물체중(植物體中)의 규산함량(珪酸含量) 및 흡수량(吸收量)은 감소(減少)하는 경향(傾向)이며 $SiO_2/P_2O_5$의 비율(比率)은 현저히 감소(減少)되었다. 3. 규회석(珪灰石) 시용(施用)으로 시험(試驗) 후(後) 토양중(土壤中)의 유효 규산(珪酸), 석회(石灰) 함량(含量)과 식물체(植物體) 중(中)의 규산(珪酸) 함량(含量), 규산(珪酸) 흡수량(吸收量) $SiO_2/P_2O_5$의 비율(比率)은 현저히 증대(增大)되었으며 4. 토양중(土壤中)의 유효규산함량 자체(自體)의 증대(增大) 보다도 석회함량(石灰含量)의 증대(增大)가 식물체(植物體) 중(中) 규산함량(珪酸含量) 규산(珪酸) 흡수량(吸收量) 및 $SiO_2/P_2O_5$ 비(比)의 증대(增大)와 더욱 높은 상관(相關)을 보였다. 5. 식물체중(植物體中)의 $SiO_2/P_2O_5$의 비율(比率)을 조절(調節)하기 위해서는 토양중(土壤中)의 $SiO_2/P_2O_5$의 비율(比率)을 조절(調節)하므로서 가능(可能)하며 6. 식물체중(植物體中)의 $SiO_2/P_2O_5$의 비율(比率)(y)은 시험(試驗) 후(後) 토양중(土壤中)의 유효 $SiO_2/P_2O_5$의 비(比)(x)와 $y=0.665+1.420x-0.0825x^2$의 회귀관계(回歸關係)가 있으며 적중율(適中率)($r^2$)은 82%였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제29권2호
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• pp.107-112
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• 1996

토양의 규산 흡착기작을 밝히고자 continuous stirred-flow(연속진탕흘림) 법을 이용하여 시간 경과에 따른 규산 흡착량 변화에 대한 실험을 $25^{\circ}C$, pH 3수준(5, 6.5, 8)에서 실시하였다. 규산 흡착량은 실험기간내 최대 흡착량을 보이지 않고 계속 증가 하였다. 시간에 따른 규산의 흡착과정을 2단계로 구분 하였고, 1단계 반응과정은 아래의 지수함수식에서 고도의 유의성있는 상관관계를 보였다 $$R_{ad}=K_a*(Q_{OH}^S)^n$$ 여기서 $R_{ad}$는 규산흡착속도($Si\;{\mu}mal/min$), $Q_{OH}^S$는 알칼리 투여를 통하여 생성된 토양표면 음전하량, $K_a$와 n 은 상수이다. 1단계 반응과정의 n값은 1.1로 한자리 결합(monolantate ligand bonding)에 의한 흡착과정인 것으로 나타났다. 2단계 과정은 아래 식에서 고도의 유의성있는 상관관계를 보였다. $$R_{ad}=K_b*(pH)$$ 이때 $K_b$ 는 비례상수로, pH 증가에 따른 규산 흡착 속도의 증가 추세가 지수 함수적으로 감소하는 경향을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제8권2호
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• pp.61-68
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• 1975

규산자재첨가(珪酸資材添加)에 따른 논토양(土壤)의 무기태질소(無機態窒素)의 동태(動態)를 밝히기 위(爲)하여 호남(湖南)(HC) 및 수원(水原)(CoS)의 2종류(種類)의 신선토양(新鮮土壤)을 사용(使用)하여 실험(實驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 규산자재(珪酸資材)의 첨가(添加)에 따른 질소무기화량(窒素無機化量)의 증가시기(增加時期)는 수원토양(水原土壤)에서 빠르고 호남토양(湖南土壤)에서 늦었다. 또한 규회석(珪灰石)에 의한 질소무기화량(窒素無機化量)은 규산석회(珪酸石灰)보다 많았다. 그러나 무기화량(無機化量)은 전반적(全般的)으로 적어서 토양유기물량(土壤有機物量)이 적다는 것을 반영(反映)해 주고 있다. 2. 규산자재첨가(珪酸資材添加)에 따른 시비질소(施肥窒素)의 동태(動態)를 보면 점토함량(粘土含量)이 적은 수원토양(水原土壤)에서는 초산화성(硝酸化成)이 촉진(促進)되어 탈실(脫室)에 의(依)한 시비질소(施肥窒素)의 손실(損失)이 컸다. 또한 이 손실(損失)은 규산석회(珪酸石灰)의 영향(影響)이 규회석(珪灰石)보다 현저(顯著)하였다. 3. 규산자재(珪酸資材)의 시용(施用)에 따른 벼에 대한 질소양분(窒素養分)의 공급개선(供給改善)은 유기질자재(有機質資材)와의 병용(倂用)이 주요(主要)하다는 것이 추론(推論)되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제26권4호
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• pp.304-307
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• 1993

오수유입답(汚水流入畓)에서 벼에 대한 규산(珪酸) 및 가리(加里) 시용효과(施用效果)를 밝히기 위하여 도시생활오수(都市生活汚水) 및 지하수(地下水)를 관개(灌漑)하여 pot시험(試驗)을 수행(隨行)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 관개수중(灌漑水中) 대부분의 화학성분(化學成分)은 지하수(地下水)보다 도시생활수(都市生活水)에서 높았으며 특히 $NH_4-N$의 경우 지하수(地下水)의 1.4ppm에 비하여 도시생활오수(都市生活汚水)는 10.9ppm이었다. 2. 벼 수량(收量)은 지하수(地下水) 및 도시생활오수(都市生活汚水) 관개시(灌漑時) 규산질비료(硅酸質肥料) 및 가리증시(加里增施)로 증수(增收)되었으며 규산질(硅酸質) 비료(肥料) 및 가리비료(加里肥料) 단용시용(單用施用)보다 이들의 병용시용시(倂用施用時) 효과(效果)가 더 높았다. 3. 수확기(收穫期) 벼 경엽중(莖葉中)의 $SiO_2$/T-N 및 $K_2O$/T-N 비(比)는 규산질비료(硅酸質肥料) 및 가리비료(加里肥料) 증시(增施)로 높아지는 반면 T-N 함량(含量)은 오히려 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다 4. 벼의 도복지수(到伏指數)는 지하수(地下水) 관개(灌漑)보다 도시생활오수관개시(都市生活汚水灌漑時) 높았으며, 규산질비료(硅酸質肥料) 및 가리비료(加里肥料) 증시시(增施時)는 낮아지는 경향(傾向)이었다. 5. 시험후(試驗後) 토양중(土壤中)의 pH, Ca, $SiO_2$ 함량(含量)은 규산질비료(硅酸質肥料) 시용(施用)으로 높아졌으며 pH, Na, Cl, $SiO_2$는 지하수(地下水) 관개(灌漑)보다 도시생활(都市生活) 오수관개시 (汚水灌漑時 )더 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제31권3호
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• pp.246-252
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• 1998

우리나라 논 토양 화학적 특성을 주기적으로 조사하기 위하여 도별(道別), 지대별(地帶別), 지형별(地形別) 분포 면적비를 고려하여 1,168점의 토양시료를 채취하여 검정한 결과 논 토양의 평균 화학성분함량은 pH는 5.6, 유기물(有機物) $25g\;kg^{-1}$, 유효인산(有效燐酸) $128mg\;kg^{-1}$, 유효규산(有效珪酸) $72mg\;kg^{-1}$이며, 치환성칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.32, 4.0, $1.2cmol^+\;kg^{-1}$이었고, 동일지점에서 1990년의 조사치보다 유효인산함량은 증가하였으나, 유효규산, 유기물등 대부분의 화학성분은 감소하였다. 조사된 토양중 화학성분이 수도(水稻)생육의 적정범위(週正範圍)에 있는 토양의 분포비율은 pH 14.9%, 유기물 24.6%, 유효인산 21.3%, 유효규산은 6.2%이고, 치환성칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 19.7, 13.5, 14.5%이었다. 지대별(地帶別), 토양화학성분함량을 보면 노령동서내륙(盧嶺東西內陸)에서 pH가, 호남내육지대(湖南內陸地帶)에서는 유효인산함량이 남부해안지대(南部海岸地帶)는 유기물과 치환성칼륨이, 태백고랭지대(太白高冷地帶)는 치환성칼슘이, 동해안남부지대(東海岸南部地帶)는 치환성마그네슘이, 남서해안지대(南西海岸地帶)에서는 유효규산함량이 각각 가장 높았다. 지형별(地形別) 토양화학성분함량은 하해혼성평탄지(河海混成平坦地)에서는 유기물과 치환성칼슘, 마그네슘함량이 제일 높았고, 산록경사지(山麓傾斜地)에서 유효인산, 유효규산, 치환성칼륨함량이 각각 높았으며, 이와는 반대로 하성평탄지(河成平坦地)에서는 유효규산함량이 가장 낮았고, 홍적대지(洪積臺地)에서 유기물과 유효인산, 치환성칼륨이, 산록경사지(山麓傾斜地)에서 치환성칼슘과 마그네슘함량이 가장 낮았으며, pH는 지형에 관계없이 비슷한 경향이었다. 연대별 토양비옥도 변동은 pH과 유기물은 큰 변동이 없고, 유효인산과 치환성칼륨함량은 증가하는 추세이며, 치환성칼슘과 마그네슘함량은 계속 감소하며, 유효규산함량은 농토배양사업으로 증가되다가 계속 감소하는 경향이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제16권4호
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• pp.333-342
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• 1983

1. 식물체(植物體) 중(中) 전생육기간(全生育期間)동안 검출(檢出)된 지방산(脂肪酸)의 종류(種類)는 $C_{12:0}$, $C_{14:0}$, $C_{16:0}$, $C_{16:1}$, $C_{16:2}$, $C_{18:0}$, $C_{18:1}$, $C_{18:2}$, $C_{18:3}$, $C_{20:2}$와 몇종(種)의 미동정(未同定)된 지방산(脂肪酸)으로 구성(構成)되어 있었다. 2. 규산흡수양(珪酸吸收量), 건물중(乾物重) 및 수량(收量)은 unsaturated fatty acid/saturated fatty acid와 최고분얼기(最高分蘖期) 및 출수기(出穗期)에는 유의적(有意的)인 정(正)(+)의 상관(相關)이 있었으며 수확기(收穫期)에는 유의적(有意的)인 상관(相關)은 없었으나 전반적(全般的)으로 역(逆)(-)의 관계(關係)가 있었다. 3. 식물체중(植物體中) UFA/SFA 비(比)의 평균치(平均値)는 최고분얼기(最高分蘖期) 및 출수기(出穗期)에서는 토양중(土壤中) 규산함량(珪酸含量)이 180ppm까지는 규산함량(珪酸含量)이 높을수록 증가(增加)하였고, 규산자원(珪酸資源) 200kg/10a 시비구(施肥區)(약(約) 410ppm)에서는 감소(減少)하였다. 4. 최고분얼기(最高分蘖期)의 sitosterol/stigmasterol 비(比)는 토양중(土壤中) 규산농도(珪酸濃度)가 높을수록 계속 증가(增加하였으나, 출수기(出穗期)에 있어서는 그 비(比)가 토양중(土壤中) 규산농도(珪酸濃度)를 180ppm 조절시(調節時)까지는 증가(增加)하다가 200kg/10a 시용(施用)(410ppm)에서는 감소(減少)하였다.

• 화훼연구
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• 제18권1호
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• pp.50-56
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• 2010

본 실험은 분식물의 삽목번식시 배지에 첨가한 규산질 비료가 분식물의 발근과 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 칼란코에 'Kaluna'와 'Taos' 품종은 50구 트레이에 번식하였고 카네이션 'Kazan'과 'Tula' 품종은 128구 트레이에 삽목하였다. 규산질 비료를 상업배지(토실이 상토, 신안그로)와 펄라이트를 5 : 1(v/v)로 섞어 배지 1L당 규산질 비료[MgCa(SiO3)2]를 0, 40, 80, 120, 또는 160g을 첨가하여 발근한 후 정식하였다. 두 작물 모두 배지 1L당 규산질 비료를 40g 첨가한 처리구에서 초장, 엽두께, 뿌리의 생체중과 건물중이 가장 높았다. 하지만 두 작물 모두 규산질 비료의 농도가 높아질수록 초장이 억제되었다. 주사전자현미경(SEM) 촬영을 통한 식물조직 관찰 결과 규산질 비료를 첨가해주었을 경우 뿌리와 잎의 조직이 더 조밀해졌다.