• Title/Summary/Keyword: 토양 물리적 특성

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Soil Mineralogy (토양광물)

  • Jang, Yong-Seon
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.31
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    • pp.36-44
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    • 1998
  • 우리 나라에서 토양의 점토광물에 관한 최초의 연구는 1958년 김제지방의 답 토양에 관한 연구로 (Dewan, 1958)시작되었다. 1960년대 시작하여 1970년대 까지는 주로 토양점토광물의 동정이 이루어 졌다. 점토광물의 동정(同定)에 사용된 잔적토(殘積土)(Residual Soil)로는 화강암(花崗岩), 화강편마암(花崗片麻岩), 현무암(玄武岩), 석회암(石灰岩), 혈암(頁岩), 제(第)3기층(紀層), 홍적층(洪積層) 유래 토양과 토양종류별(土壤種類別)로는 과부식회색토(寡腐植灰色土), 염류토(鹽類土), 충적토(沖積土), 적황색토(赤黃色土), 화산회토(火山灰土), 퇴적토(堆積土), 갈색토(褐色土), 암쇄토(岩碎土), 저위생산답(低位生産畓)이였으며, 토양점토광물(土壤粘土鑛物)과 작물수량성(作物收量性) 관계에 관한 연구가 실시되었다. 1980년대에 들어와서는 토양중의 1차광물과 점토광물의 풍화에 대한 안정도와 1차광물의 동정이 행해졌으며, 이밖에 Kaolinite 입자의 전하에 관한 연구등 점토광물의 흡착과 활성 연구, 점토광물의 토양개량재로서의 흡착과 화학적 특성 변화 연구와 점토광물의 토양개량 시용효과에 관한 연구가 행해졌다. 1990년대에 들어와서는 토양 중의 1차광물과 점토광물의 정량에 대한 자료가 축척되었고, 토양의 풍화에 대한 안정성과 생성기작, Zeolite와 새로운 광물이 합성되었다. 또한 합성광물을 이용한 농업과 산업광물로의 응용성 환경 산업에서의 적용가능성에 대한 평가가 시도되었다. 토양의 점토광물의 조성에 관한 연구는 토양 모재를 중심으로 이루어졌는데, 화강암(花崗岩)에서는 Halloysite, 화강편마암(花崗片麻岩)에서는 Kaolinite, Metahalloysite, Illite, 산성암(酸性岩)에서는 Kaolinite, Venrmiculite와 Chlorite의 중간광물, 현무암(玄武岩)에서는 Illite, Kaolinite, Vermiculite, 석회암(石灰岩)에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물, Kaolinite와 Illite, 혈암(頁岩)에서는 Kaolinite, Halloysite, Illite 외 Vermiculite-Chlorite, 화산회토(火山灰土)에서는 Allophane이 주광물이었다. Soil Taxonomy와 토양광물과의 관계에서, 답 토양에서는 Entisols의 주점토광물은 2:1형과 1:1형 광물이지만 Inceptisols와 Alfisols에서는 Halloysite가 대부분이다. 밭 토양의 경우는 Alfisols의 주점토광물은 Vermiculite, Illite, Kaolinite이었고, Ultisols에서는 Vermiculite-Chlorite 중간광물이었다. 산림토양에서는 Inceptisols중에서 Andept는 Allophane, Alfisols에서는 2:1 광물이지만, Ultisols에서는 Halloysite이다. 모재별 조암 광물의 풍화와 점토광물의 생성과정에서 화강암(花崗岩)과 화강편마암(花崗片麻岩)의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 이 밖의 운모광물(雲母鑛物), 녹니석(綠泥石), 각섬석(角閃石), 휘석(輝石)으로부터 생성된 illite, chlorite, vermiculite는 풍화중간에 혼층단계(混層段階)를 거쳐서 kaoline 광물로 풍화된다. 석회암(石灰岩) 토양의 smectite가 Mg농도가 높은 토양용액으로부터 침전되어 생성되었거나 운모 또는 chlorite에서 유래된 vermiculite의 변성작용에 의해 생성되고, 혈암(頁岩)토양의 점토에 illite가 주로 풍화에 저항성이 큰 미립자의 함수백운모(含水白雲母)로부터 유래되며, 현무암(玄武岩) 중의 장석류(長石類)는 kaoline광물로, 휘석(輝石)은 chlorite${\rightarrow}$illite의 풍화과정을 거친다. Zeolite, 함불석 Bentonite, Bentonite 등 우량점토 광물이 분포과 광물조성, 이화학적 특성이 조사되었고, 토양의 물리적, 화학적 성질의 개선을 필요로 하는 토양의 개량을 위해서 Bentonite, Zeolite, Vermiculite 등의 토양 개량재(改良材)로서의 기초연구와 이들 개량재 시용효과에 관한 연구 등이 주로 논토양에서 수행되었다. 점토광물과 수량관계를 보면 Montmorillonite를 주점토광물로 함유된 답 토양의 수도수량이 1:1 광물을 주점토광물로 함유하고 있는 토양에서의 수도수량 보다 높았다. 토양광물에 관한 기초연구(基礎硏究)로서 양이온교환능과 포화이온의 영향, 입자의 전기화학적 성질, 흡탈착 성질, 표면적과 등전점, 해성점토에 대한 압밀점토(壓密粘土)의 변형율(變形率)의 추정 등이 주로 연구되었다. 부가가치가 낮거나 폐기되는 광물을 이용하여 토양개량재 혹은 흡착제를 형성하는 연구가 알카리 처리에 의한 Zeolite 합성에 집중되었다.

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부산점토의 특성 : 조간대 퇴적층의 전기비저항

  • 김성욱;이현재;원지훈;류춘길;정성교
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.295-298
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    • 2002
  • 낙동강 하구 제4기 홀로세 퇴적층에 대한 연구의 하나로 김해평야에 분포하는 점토퇴적층 (부산점토)을 대상으로 지구물리탐사를 실시하였다. 연구는 제한적인 몇 개의 지역에 대해 예비연구로 시행되었다. 그 결과 수직탐사에 의한 누적 전기비저항이 지층의 특성을 가장 잘 반영해 주었다. 점토층은 2.0~3.0$\Omega$ㆍm 이하의 전기비저항을 가지며 낙동강에 인접할수록 비저항의 크기는 다소 증가하였다. 이러한 방법은 상대적인 지층의 대비에 효과적으로 이용될 수 있을 것이며 객관성을 가지기 위해서는 지속적인 연구가 요구된다.

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Evaluation Methods of Soil Resilience Related to Agricultural Environment (농업환경 분야에서 토양 리질리언스 분야별 평가 방법)

  • Kim, Min-Suk;Min, Hyun-Gi;Hyun, Seung-Hun;Kim, Jeong-Gyu
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.7 no.2
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    • pp.97-113
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    • 2020
  • Soil is the foundation of human life and the basis for food security. Considering this it is prioritized in the UN's Sustainable Development Goals (SDG). Therefore, research on soil resilience in the agricultural environment is crucial for sound and sustainable soil management, especially in highly uncertain and unpredictable conditions. Soil resilience is defined in different ways by several researchers; however, its definition typically includes the concepts of recovery and resistance to stress. The physical, chemical, and biological characteristics of soils that are used to assess the soil resilience, i.e., the response of soil to various types of stress are summarized in this study. In addition, various statistical processing techniques and quantification methods are summarized considering the wide spatial and temporal scope of soil resilience research. Several soil resilience studies typically conduct the following five steps: (1) soil and site selection (2) stress (independent variable) setting (3) soil characteristics and indicator (dependent variable) setting (4) performing various spatiotemporal scale experiments (5) statistical analysis. The previous and present studies present a general introduction of soil resilience, based on which, further practical research considering domestic agricultural environment should be conducted. The extensive range of soil resilience measurements will require collaboration between researchers in various fields.

The development of non-contact soil moisture sensors using Rayleigh waves and a fully convolutional network (레일리파와 딥러닝를 활용한 비접촉식 토양수분센서 개발)

  • Seoungmin Lee;Dong Kook Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.223-223
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    • 2023
  • 토양수분은 지표면과 지하 영역 사이에 존재하는 수분 및 열에너지의 분배를 제어하거나, 토양 영양분, 식물 성장 및 미생물 활동과 같은 다양한 환경 과정에 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 토양수분은 생태수문학 및 생지화학적 역학, 저수지 관리, 가뭄 및 홍수의 경고, 토양 수분 변화에 따른 작물 수확량 등을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 토양 수분의 정확한 측정은 필수적이며, 이러한 필요성에 따라 중력 측정법, 장력 측정법, 전기 저항법 및 시간-주파수 영역반사측정법 등의 다양한 측정 방법들이 다년간 개발되어 사용되었다. 다만, 앞선 방법들은 철저한 실험을 통해 높은 정확성을 확보하였지만, 토양 교란이 발생하는 단점이 존재하며 실험 현장 토양의 물리적, 생물학적, 그리고 화학적 특성의 보존은 매우 어려운 한계점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 레일리파를 이용한 비접촉식 비교란 토양수분 센서 개발을 목표로 한다. 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 특징적인 토양 유형에 따른 파동을 측정하고, 측정된 파동으로부터 토양 수분을 추정하기 위해 기존에 개발된 시간-주파수 방법을 활용하여 토양수분을 함께 측정하였다. 비접촉 파동신호를 토양수분으로 변환하기 위하여, fully convolutional network을 개발하였다. 개발한 모델의 결과 검증은 RMSE(Root Mean Square Error)를 활용하여 검증하였으며, 모래, 실트, 점토에서 각각 0.0131, 0.0021, 0.0034 m3 m-3으로 상대적으로 높은 정확성을 보였다. 즉, 본 연구에서 제시한 누출 레일리파를 사용한 비교란-비접촉 토양수분 측정 방법으로, 토양을 교란하지 않고 토양수분을 측정 할 수 있는 높은 가능성을 제시하였다.

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Investigation of Relationships between Soil Physico-chemical Properties and Topography in Jeonbuk Upland Fields (전북지역 밭 토양의 지형별 물리화학적 특성)

  • Ahn, Byung-Koo;Lee, Jae-Hyoung;Kim, Kab-Cheol;Choi, Dong-Chil;Lee, Jin-Ho;Han, Seong-Soo
    • Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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    • v.43 no.3
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    • pp.268-274
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    • 2010
  • The properties of upland soils are much more dependent upon topography than those of paddy soils, and they give us very useful information to manage the upland fields. Therefore, we investigated the selected physical and chemical properties of upland soils at 84 and 150 topographic sampling sites, respectively. The topographic sites included 34.7% of local valley and fans, 18.7% of hilly and mountains, 20.0% of mountain foot slopes, 14.0% of alluvial plains, 8.0% of diluvium, and 4.6% of fluvio-marine deposits. Based on the investigation, soil textures in Jeonbuk upland fields were mostly sandy loam, sandy clay loam, clay loam, and clay soils, especially sandy clay loam soils were evenly distributed in all of the topographic sites. Soil slopes in the sites ranged from 0 to 15%, which showed an optimal condition for farm land. Soil bulk density and compaction values were from 1.19 to 1.24 g $cm^{-3}$ and from 12.1 to 13.9 mm, respectively. As comparing with the optimal conditions of soil chemical properties for upland soils proposed by National Institute of Agricultural Science and Technology, Korea, 37%, 42.7%, 93.0% of the sites were within optimum levels with soil pH, content of soil organic matter, and electrical conductivity, respectively. However, 64.0%, 47.3%, 48.7%, and 42.7% of the upland soils contained excess levels of exchangeable K, Ca, and Mg, and available phosphorus, respectively. In addition, the contents of heavy metals, As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn, in the Jeonbuk upland soils were much less than threshold levels.

Effect of Soil Properties on Leaching of Preservative Components from CCA-treated Wood (토양 특성이 CCA 처리재로부터 방부제 성분의 용탈에 미치는 영향)

  • Jeong, Yong Gi;Kim, Gyu-Hyeok
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.33 no.6 s.134
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    • pp.87-94
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    • 2005
  • This study was carried out to investigate the effect of soil types and soil properties on wood preservative leaching. Radiata pine (Pinus radiata Don.) sapwood stakes, which had been treated with 2.0%(w/v) CCA, were leached for 12 weeks by a common laboratory method in four different soils and for 14 days by the AWPA standard leaching method in water. The physical and chemical properties of the four soils were determined, and the percent leaching of the individual component of CCA was correlated with the various soil properties. The data show that leaching of preservative chemicals from treated wood exposed to soil is influenced by the type of soil. The preservative leaching was greater when wood was exposed to water than when the wood was in contact with water-saturated soil. The greatest chromium, copper and arsenic leaching from CCA-treated stakes were observed in the sandy loam, loam, and sand, respectively, and the least amount of leaching of CCA components occurred in the silty loam. The leaching of preservative components from treated wood is extremely complex and appears to be influenced differently by the soil properties. The extent of copper leaching from CCA treated wood appears to be related to exchangeable Mg and sum of bases. There is a reasonably good relationship between chromium leaching and exchangeable Mg, and between arsenic leaching and exchangeable K, soil Ni, Mn, Fe, Cr, or Cu content. Since this study was conducted based on laboratory leaching method using small cross-sectional dimensions; thus, data obtained from this experiment should not be used to predict leaching characteristics from commercial-size wood used in real situation. Accordingly, further studies are necessary using outdoor ground-contact leaching.

Mineralization and Adsorption of $^{14}C$-Lablled Imazapyr in Soil (($^{14}C$ 표지 Imazapyr의 토양중 무기화와 흡착)

  • Kwon, Jeong-Wook;Lee, Jae-Koo
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.16 no.4
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    • pp.320-326
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    • 1997
  • In order to elucidate the degradation characteristics of the herbicide imazapyr in soil, mineralization to $^{14}CO_2$and adsorption were investigated using eight types of soils with the different physico-chemical properties. The results obtained were as follows: 1. During the incubation period of 12 weeks after the treatment of imazapyr, the amounts of $^{14}CO_2$ evolved from 8 types of soils with different properties ranged from 1.5 to 4.9% of the originally applied $^{14}C$ activities. Soil C, G, and H with low pH and high organic matter showed low $^{14}CO_2$evolution, whereas soil B and D with high pH and low organic matter did high $^{14}CO_2$ evolution. 2. Time for reaching the equilibrium concentrations in the adsorption experiment of imazapyr in soils was about 3 hours at $25^{\circ}c$ in soil C, D, G, and H. Imazapyr was adsorbed in the range of 0.25${\sim}$28.32% in soils with different physico-chemical properties. Among the soil parameters, organic matter content was the most influential in imazapyr adsorption on soil. The Freundlich adsorption coefficient $(K_f)$ increased 5.5 to 25.6 times as organic matter content increased 2.0 to 21.3 times. Hence it seems that the extent to which soil organic matter contributes to imazapyr adsorption is greater than that of clay mineral. $K_f$ values for the soils tested were 0.44, 0.08, 0.65, and 2.05 in soil C, D, G, and H, respectively. In all the soils tested, $K_f$ values had a strong resemblance to K_$K_d$.

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Soil physio-chemical properties of Mt. NamSan on Kyungju in Korea (경주 남산의 토양 이화학적 특성)

  • Hur, Tae-Chul;Joo, Sung-Hyun
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • v.23
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    • pp.53-60
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    • 2005
  • This study was carried out in order to produce useful material for the forest multiple use and forest protection management by soil physio-chemical analysis of studied area in Mt. Namsan. The result of soil physio-chemical analysis and statical analysis represented as following. In side of physical properties of forest soil in Mt. Namsan, Soil depth was average 31.4cm and available soil depth was average 20.0cm. Soil type was Brown forest soil that representative soil type in Korea. Soil texture was sandy loom(SL) except valley area. In side of chemical properties, the range of soil acidity was 4.29 ~ 5.19 (average 4.76), organic matter content was 3.17% that compared the lowest value to organic matter content of Korea forest soil. Available phosphorus was 3.64ppm that was lower than others forest soil. Exchangeable cation content was similar to the Korea brown forest soil. Cation exchange capacity(CEC) was $8.22cmol_c/kg$ in Mt. Narnsan.

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