경사지 밭에서 토양유실량을 실측하기 위하여 레이저 거리측정기를 이용하는 장치를 만들어 시험을 하였다. 시험은 강원도 춘천과 평창에서 2001년에 라이시미터와 인근 경사밭에서 이루어졌다. 춘천포장은 사양토에 12% 경사도를 가진 라이시미터였고, 평창은 사양토에 경사도가 23%인 라이시미터와 경사도가 15%인 농가의 밭이었다. 레이저 거리측정기를 강우집중 시기 전과 후에 동일한 높이에서 측정하여 토양표면의 변화를 조사하였다. 조사기간은 춘천이 6월 22일부터 9월 22일까지 이었으며, 평창은 7월부터 10월까지 조사하였다. 이 기간동안 춘천에서 892.2 mm, 평창에서 931.9 mm의 강우가 내렸으며, 춘천은 7월과 8월에 평창은 9월과 10월에 강우의 집중현상을 보였다. 거리측정기를 이용하여 표면의 변화를 측정한 결과, 춘천 라이시미터의 상하경나지구에서 0.874 cm의 토양침식이 일어난 것으로 조사되었고, 평창 라이시미터의 사경재배구는 1.127 cm의 침식이 발생한 것으로 나타났다. 조사된 표면침식을 단위면적에 대한 토양유실량으로 환산하면 $79.5MT\;ha^{-1}$과 $98.0MT\;ha^{-1}$이 된다. 골의 길이에 따른 침식은 15% 경사를 가진 농가의 당근 밭에서 조사하였는데, 20 m부터 침식이 급격히 증가하는 경향을 보였고, 경사장이 길어질수록 측정반복간에 편차가 커지는 것으로 나타났다. 레이저 거리측정기에 의해 조사된 토양유실량과 라이시미터에 의해 평가된 토양유실량을 비교한 결과, 레이저 거리측정법이 라이시미터 측정치보다 춘천에서 평균 0.98배, 평창에서 1.14배로 두 측정법 간에 유사한 수준을 보였다. 거리측정기의 정밀도를 높이고 반복 측정점을 두어 평가한다면 거리측정기에 의한 토양유실량 측정방법이 다양한 조건의 농경지의 토양유실량 평가에 있어 쉽고 간편하게 사용할 수 있는 대단히 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.
콩의 생육시기별(生育時期別) 증발산량(蒸發散量)과 토양수분(土壤水分) 변화량(變化量)을 추정(推定)하기 위한 토양수분추정모형(土壤水分推定模型)을 설정(設定)하였으며 라이시미터 실험(實驗)을 통한 실측치(實測値)와 비교(比較)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 라이시미터 실험(實驗)을 통(通)하여 측정(測定)한 실제증발산량(實際蒸發散量)은 405.7mm 이었으며 Pan 증발량법(蒸發量法)과 Hargreaves식(式)에 의한 잠재증발산량(潛在蒸發散量)은 각각(各各) 547.8mm, 586.8mm이었다. 작물(作物)의 생육기간중(生育期間中) 작물계수(作物係數) K는 Table 1 과 같다. 2. 라이시미터 실험을 통한 전생육기간(全生育期間)(133일(日)) 동안의 실제증발산량(實際蒸發散量)은 405.7 mm이었으며 Pan 증발훈법(蒸發暈法)과 Hargreaves식(式)에 의해 추정(推定)된 실제증발산량(實際蒸發散量)은 각각(各各) 424.7mm, 426.1mm였다. 3. 콩의 생육기간별(生育期間別)로 10cm, 30cm, 50cm 깊이에서 관측된 토양수분변화(土壤水分變化)는 10 cm (첫 20cm 토층)에서는 변화(變化)가 크게 나타났으나 30 cm와 50 cm에서는 변화(變化)가 거의 없었다. 모형으로 추정(推定)된 토양수분변화(土壤水分變化)와 관측된 토양수분변화(土壤水分變化)사이에는 아직도 큰 차이가 있으므로 뿌리의 깊이별 토양수분소비형태(土壤水分消費形態)에 대한 연구(硏究)가 요구된다.
본 연구에서는 라이시미터를 이용하여 일천궁의 증발산량을 관측하였고, 그 자료를 분석하여 기상요소와 증발산량과의 관계를 조사하였다. 맑은 날이 지속된 4일간 라이시미터에서 관측된 증발산량은 일사량의 약 40%에 해당하는 것으로 관측되었으며, 증발산량 변화의 형태는 일출이 시작됨과 동시에 증가하였고 일몰과 함께 급격히 감소하여 일사량은 일천궁의 증발산량에 영향을 주는 중요한 인자로 나타났고 야간의 강한 풍속은 증발산량을 증가시켰으며, 일사량과 풍속이 증발산량 변화에 가장 큰 영향을 주는 요인이었다. $600W/m^2$ 이상의 일사량에서는 일천궁의 증발산량 증가가 없어 일천궁을 안정적으로 재배하기 위해서 잎 표면으로 입사되는 일사량의 조절이 필요한 것으로 조사되었다. 따라서 라이시미터는 야외에서 증발산량을 간단하면서도 정확하게 관측할 수 있는 방법임을 확인하였고, 추후 식물의 수분생리 및 적정 재배환경 구명에도 매우 유용할 것으로 사료된다.
본 연구는 1981-1991년 농업과학기술원 라이시미터에서 수집한 결과를 이용하여 집중강우시 경사지 밭토양의 물유출 특성을 구명하였다. $7\~9$월 집중강우시 토양 침투수나 지표 유거수는 농업지역에서 환경으로 물질이 이동하는 주요 경로이며 특히 경사지 밭토양에서 지표 유거수는 토양유실의 주원인 중 하나이기 때문에 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 이를 위해 강우량, 지표 유거수량, 지하 침투수량 측정 자료 중 호우주의보가 발령되는 일강우량 80mm이상일 때를 대상으로 하여 토성과 경사도에 따른 강우량과 유거수, 침투수의 관계를 분석하였다. 강우량이 적을 때 강우에 대한 침투수와 유거수의 비율은 강우시 표토의 토양수분함량에 많은 영향을 받는다. 이는 표토의 토양수분함량에 따라 유출 또는 침투 발생 유효강우량이 결정되기 때문이다. 강우량이 적을 때의 유거수량과 침투수량을 판단하기 위해 범용토양유실예측공식(Universal soil loss equation, USLE)에서는 0.5 inch 즉, 12.5 mm 이상의 강우를 유출에 대한 유효강우로 가정하고 있으며 많은 모형에서 토양의 침투속도, 포장용수량, 강우시점의 토양수분함량의 함수로 유출 또는 침투 유효강우량을 산정하고 있다. 그러나 강우량이 클 때는 강우에 대한 침투수와 유거수에 비율에 토양수분함량이 미치는 영향이 비교적 적기 때문에 토양의 수분함량에 대한 고려없이 강우와 침투수, 유거수에 대한 관계를 평가하는 것이 가능하였다. 경사도 $10\%$, 경사장 15m, 피복작물 콩인 양토를 기준으로 할 때 강우량과 침투수의 관계는 $I_{10}(mm)=0.44R(mm)+5.8(r^2=0.55)$이었다. y절이 발생한 이유는 이전 강우에 의해 침투되고 있는 물이 있음을 함축하며 기울기 0.40은 강우의 $40\%$가 지하로 침투하였음을 의미한다. 침투수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 1.12로 가장 컸고, 식양토 0.94, 식토 0.91로 평가되었다. 이는 토성간의 침투속도 및 투수속도의 경향이 반영된 것이다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 지수적으로 감소하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $I(mm)=I_{10}{\times}1.17{\times}e^{-0.0164s(\%)}$로 나타났다. 같은 조건에서 강우량과 유거수의 관계는 $Ro_{10}(mm)=5.32e^{0.11R(mm)}(r^2=0.69)$로 나타났다. 이는 토양의 투수특성에 따라 강우량 증가에 비례하여 점증하는 침투수와 구분되는 현상이었다. 경사와 토양이 같은 조건에서 나지의 경우 역시 $Ro_{B10}(mm)=20.3e^{0.08R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.
본 연구는 기상 조건 및 관개 여부가 양분용탈 및 콩의 양분 흡수에 영향을 미치는지 평가하기 위하여 중량식 라이시미터에서 2015년부터 2016년까지 콩을 재배한 결과를 제시하였다. 콩 재배기간인 6월부터 10월까지의 증발산량은 무관개구의 경우 강우에 따라 변동되었으며, 2016년 7월 중순부터 8월 말까지 지온상승 및 강우 빈도의 감소로 증발산량이 감소하다가 9월 중순 강우에 의해 유효수분 함량을 회복하여 생육 후기에 증발산량이 증가하였다. 질산태질소의 지하 용탈량은 2016년 7월 초 5일간 강우가 지속되었을 때 가장 많았으며, 그동안 지하배수가 거의 없었던 무관개구에서 더 높게 나타났다. 개화기 및 착협기인 7월 중순부터 8월까지 한발로 인하여 무관개구의 토양 수분함량은 7월 초의 50% 수준으로 유지되었으며, 콩 수량은 적습관개구의 25% 수준이었다. 적습관개구와 무관개구의 양분 흡수량을 비교한 결과 질소 흡수량이 적습관개구에서 20~50% 더 높았으며, 인산, 칼리 흡수량 차이는 미미하였다. 토양 수분함량은 콩의 질소 흡수에 영향을 미치며, 적정 수량을 생산하기 위해서는 관개를 통한 적정 수분 공급이 필수적이었다.
중량식 라이시미터를 이용하여 사양질과 식질 토양에서 동계 작물인 청보리 재배 여부에 따른 양분 유출과 양분 수지를 평가하였다. 양분 유출과 관련된 지하 배수량은 식질에서 가장 많았으며, 동계 작물 재배 여부에 따른 토양 수분함량을 비교해보면 나지에서는 사양질과 식질 토양 모두 30-40%를 유지하였고, 청보리 재배구는 생육 재생기인 3-4월에 평균 증발산량이 평균 2.1-6.7 mm·day-1이었으며, 토양 수분함량은 18.1-21.8%까지 낮아졌다. 동계작물 재배 시 봄철 생육재생기에 생체량이 증가함에 따라 증발산량도 증가하기 때문에 수분이 지상부로 이동하므로 양분의 지하유출을 예방할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 사양질 토양에서 청보리의 재배에 따른 양분수지는 비료 공급량에 비해 작물 흡수량이 많아 음의 값을 나타냈으며, 토양에 집적된 양분을 이용했을 것으로 추측된다. 따라서 동계에 적정량의 비료를 주고 사료작물을 재배하면 경지 이용률을 높이고, 양분수지를 낮추는데 도움이 될 것으로 판단된다.
본 연구는 시설하우스에 살포된 농약의 공기 중 시간에 따른 분포 양상을 파악하여 농작업자의 안전성을 확보하기 위한 기초자료로 제공하기위해 수행하였다. 농작물에 많이 사용하는 물리화학적 성질이 다른 농약 10가지 성분을 선정하였으며 라이시미터 밭토양에 살포 후 공기 중으로 휘산된 양상을 720시간 동안 조사하였다. PUF 흡착제와 low volume air sampler를 이용하여 공기 중 농약을 포집한 후 LC-MS/MS를 이용하여 공기 중의 농약을 분석하였다. 720시간 동안 대부분의 농약이 24-48시간 사이에 최대 잔류를 보였다. 증기압이 1 mPa 이상의 농약은 살포 후 120-192시간까지도 공기 중 높은 농도가 지속되는 양상을 보인 반면 증기압이 1 mPa 이하인 경우에는 살포 후 첫 포집 시에 가장 높은 농도를 보이고 그 후로 계속해서 낮아지는 농도를 보였다. 공기 중의 최대 농도는 ethoprophos, diazinon, pendimethalin, chlorpyrifos, alachlor, metolachlor, carbaryl, napropamide, tebuconazole, imidacloprid 순으로 증기압의 높낮음 순서와 거의 일치하여 증기압과 휘산량의 상관관계가 높음을 알 수 있었다.
In order to provide basic information for the estimation of reference crop evapotranspiration in the greenhouse on experiment was performed. Daily evapotranspiration of the reference crop wear measured using lysimeters. kentucky Blue Grass was used as a reference crop. Climatic elements I the greenhouse such as air temperature relative humidity and radiation were measured. The influence of each climatic element on the evapotranspiration were analyzed. A multi-regression model for the estimation of reference crop evapotranspiration in the greenhouse was developed and tested simulated evapotranspiration by the model were in good agreement with measured evapotransiration.
한국농공학회 1999년도 Proceedings of the 1999 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers
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pp.87-92
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1999
The evaluation of the effective rainfall is important in the desgin and operation of irrigation systems. But the difinition of the effective rainfall and the method for the estimating effective rainfall is various for each purpose . In this paper, the effective rainfall was defined as amount of rainfall which is remained in the effective soil depth that can be use to consumptive use of crop during growing season. The sol moisture was measured by Neutron prob for the effective rainfall estimation, and theexperiment was conducted for mulched and non-mulched condition of lysimeter during growing season. By the result of analysis and the former definition, the effective rainfall was estimated to be 37.2% for the mulched lysimeter and 40.7% for the non-mulched lysimeter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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