본 연구에서는 토양의 가시 근적외선 스펙트럼의 피크중첩에 의한 분석오차를 감소시킴으로써 토양유기물 추정의 정확도 향상을 위해 이산 웨이블릿 변환 (DWT) 신호처리기법의 적용을 검토하고 공간정보모델링을 통해 토양유기물의 분포도를 작성하고자 하였다. 토양유기물 함량에 따른 스펙트럼의 정량적 변화의 강조를 위해 Continuum 제거, 도함수 변환과 함께 Haar, Daubechies DWT 변환된 스펙트럼을 PLSR 모델에 대입하여 산출한 토양유기물 추정식들은 거의 비슷한 결과를 도출하였고 $R^2$ > 0.6, RPD > 1.5 의 '대략적인' 추정 결과를 보였다. 잡음을 줄이고 신호값을 향상시키기 위해 이산 웨이블렛 변환을 적용한 결과에서 오히려 약간 낮은 성능을 나타내었는데 성긴 근사값 (Coarser approximation) 스펙트럼으로 변환되어 추정식의 유의성이 낮아졌을 가능성이 있다. 따라서 토양의 분광스펙트럼에 더 적합한 이산 웨이블렛 필터와 수준 등의 DWT 조건을 찾고 적용함으로써 추정식의 유의성을 향상시킬 수 있을 것으로 본다. 또한, 유기물에 의한 에너지의 흡수, 반사를 일으키는 주요 파장대의 상관성을 분석하여 선택적으로 해당 영역의 스펙트럼이나 파라미터 값을 산출하여 추정모델에 적용하는 시도도 필요할 것으로 사료된다. 이러한 토양유기물의 추정값과 실측값을 이용해 구역 크리깅을 수행하여 분포지도를 작성하였다. 토양 샘플의 유기물 분석값은 평균값을 중심으로 정규분포를 나타내었는데 크리깅 지도에서도 전반적으로 유사한 패턴의 값이 분포하였다. 추정값을 이용한 크리깅 결과도 실측값을 이용한 분포지도와 유사한 공간적 패턴을 나타내었다. 지도의 우하단부와 중앙 부분에서 실측값 분포보다 추정값 분포지도에서 약간 더 높은 경향을 보였는데 이는 토양 유기물의 추정치와 실측치 간의 오차에 의한 것으로 판단된다. 분광 스펙트럼을 이용한 추정 모델은 정확도 제고가 필요한 단계이나 신속성, 용이성 면에 있어서 토양 특성에 대해 광역 단위에서 다량의 시료 분석에 유용할 것으로 보이고, 또한 지역, 세계 규모의 디지털 토양 매핑, 토양 분류 및 원격탐사 자료와의 연계 분석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
한지형 잔디는 하절기 온도가 $30^{\circ}C$ 이상까지 올라가는 우리나라에서 뿌리와 줄기의 성장이 급격히 저하되고 심하면 고사하게 된다. 기온의 상승으로 인한 지온 상승은 잔디뿌리에 스트레스가 되며 그 스트레스는 호르몬의 불균형적인 형성으로 지상부 생장 및 광합성, 증산작용 등의 여러 매카니즘에 많은 영향을 미치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토양내 수분함량을 조절하기도 하고 유기물 함량을 조절하여 지온의 상승을 제한함으로서 잔디의 생육부진을 해소하는 연구도 수행되었다. 본 실험은 토양 수분의 변화에 따른 토양 온도의 변화 양상을 분석하고, 잔디 재배지에서의 토양 깊이와 수분 함량에 따른 열 전도 기작과 열 환경 변화에 따른 직접적인 잔디 생육(생산량, 녹도, 건조피해, 고온피해 등)에 미치는 영향을 연구하였다. 공시 초종으로 Kentucky bluegrass(Poa pratensis L.)를 선정하였고 각각의 실험구는 수분함량에 따라 25%, 33%, 40%의 3가지로 구분하여 처리하였다. 토양온도측정 센서를 각 실험구에 깊이 12cm 지점과 2cm 지점에 각각 2개씩 즉, 한 실험구당 4개의 토양온도측정 센서를 설치하여 매 5분마다 온도변화를 측정하였다. 수분함량에 따른 온도변화는 수분함량이 33% 일 때 가장 낮게 측정되었다. 잔디의 생육상태를 비교하여 볼 때 수분 함량이 33% 일 때 생육이 가장 양호하였으며 40% 일 때 가장 생육이 불량하였다. 하절기 고온 환경에서 한지형 잔디인 Kentucky bluegrass의 생육은 토양 수분함량에 따라 큰 영향을 받지만, 장마기에 잔디가 침수된 환경에서 토양 수분 함량을 최소한 33%까지 감소시켰을 경우에는 잔디 생육에 큰 영향을 받지 않을 것으로 사료된다.
토양에 따른 제초제의 흡착을 구명하기 위하여 alachlor와 paraquat를 사용하여 공시토양 22에 대한 약제별 흡착정도 및 토양특성과 흡착정도의 상관을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 진탕시간에 따른 토양과 약제의 평형이 이루어지는 시간은 paraquat가 약 30분, alachlor는 약 4시간이었다. 2. 분배법칙에 의한 alachlor의 흡착계수는 5ppm 농도에서 0.81-33.83이었으며, 50ppm에서는 0.09-15.52의 범위를 나타내었다. 3. 토양특성중 alachlor의 흡착력은 O.M.함량, paraquat의 흡착력은 점토함량과 고도의 정의 상관을 보였다. 4. 우리나라 토양중 춘포통은 유기물과 점토함량이 낮음에도 특이한 특성 때문에 paraquat와 alachlor 모두 높은 흡착량을 나타내었다. 5. Freundlich의 흡착상수(K)는 분배법칙의 계수(Kd)보다 대체적으로 높으며, 평형농도가 증가함에 따라 K와 Kd값의 차이는 증가하는 경향이었다.
본 연구는 사료작물 작부체계에 따른 액상분뇨 시용수준이 호밀과 호밀-레드 클로버의 생산성 및 지력증진에 미치는 영향을 조사하기 위한 것으로, 경기도 광주시 곤지암에서 2년간 수행 되었다. 작부체계(호밀단작, 호밀-레드 클로버 혼작)를 주구, 우분액비의 시용수준(0,150, 300 kg/N/ha)를 세 구로 하여 분할구 배치법 3반복으로 실험하였다. 파종량은 호밀-레드 클로버 혼작시 호밀 130 kg/ha, 레드 클로버 20 kg/ha을 매년 파종했으며, 호밀 단작시 150 kg/ha를 파종하여 수행하였다. 호밀단작과 호밀-레드 클로버 혼작에서 건물 생산량은 차이가 나타나지 않았으나 우분액비 시용이 증가함에 따라 그 생산성은 증가하였다(p<0.05). 호밀단작과 호밀-레드 클로버 혼작에서 조단백질 및 TDN 함량은 차이가 나타나지 않았으나 우분액비 시용이 증가함에 따라 조단백질 함량은 증가 하였다(p<0.05). 그러나 TDN 함량은 시용 수준 증가에 따른 영향이 거의 나타나지 않았다. NDF 및 ADF 함량은 작부체계와 우분액비 시용수준의 증가에 따라 거의 영향이 나타나지 않았다. 토양유기물 함량은 시험 시작 전 토양보다 시험 후 토양에서 현저하게 증가하였으며, 작부체계에 의한 영향은 나타나지 않았다. 그러나 우분액비 시용이 증가함에 따라서 현저하게 증가하였다(p<0.05).
본 연구는 목탄의 모양과 탄화된 수종의 종류에 따른 토양개량 효과를 시험하기 위해 수행되었다. 결과에 따르면 서양측백과 칠엽수 묘목 모두 무처리 토양에서보다 목탄 처리 토양에서 더 잘 자랐다. 분말탄의 경우, 서양측백나무 묘목 생장은 잣나무 목탄으로 처리된 토양에서 가장 좋았으며 낙엽송, 파티클보드, 상수리나무 목탄 순으로 컸다. 입상탄의 경우 묘목 생장은 낙엽송, 파티클보드, 잣나무 목탄의 순으로 컸다. 또한 토양공극과 유기물 함량도 무처리 토양에서보다 목탄 처리 토양에서 더 큰 것으로 분석되었다. 목탄 처리 토양에서 묘목생장이 더 좋았던 것은 근계에서의 통기성과 유기물 흡착이 증가되었기 때문인 것으로 추정된다.
우리나라 중부지역에서 1998년 $3{\sim}5$월에 과수원 토양 164지점(경기 48, 강원 36, 충북 36, 충남 44지점)을 대상으로 표토($0{\sim}20\;cm$)와 심토($20{\sim}40\;cm$)로 나누어 채취하여 토양내 중금속함량과 분포특성, 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율 및 토양 이화학성과의 관계를 비교 검토한 결과는 다음과 같다. 과수원 토양중 0.1N-HCl 침출성 평균함량은 Cd 0.080, Cu 4.23, Fb 3.42 mg/ks 1N-HCl 침출성 As 평균함량은 0.44 mg/kg, 중금속 총함량은 Zn 78.9, Ni 16.09 및 Hg 0.052 mg/kg 이었다. 과수원 토양내 중금속 평균함량은 우리나라 토양환경보전법의 토양오염 우려기준(Cd 1.5, Cu 50, Pb 100, Zn 300, Ni 40, Hg 4 mg/kg)과 비교하여 $1/2.5{\sim}1/76.9$ 수준으로 안전하였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 Cd $5.4{\sim}9.2$, Cu $27.9{\sim}47.8$, Pb $12.6{\sim}21.8$, Zn $15.8{\sim}20.3$, Ni $5.3{\sim}6.3$, Cr $0.7{\sim}3.6%$ 이었고, 특히 0.05 M-EDTA 침출성 Cu 및 Pb의 침출비율이 상대적으로 높게 나타났다. 토양내 Cd, Pb 및 Ni의 총함량은 모래함량과 부의상관, 미사와 점토함량과는 정의 상관을 보였다. 토양의 중금속 총함량에 대한 침출액별 가용성 함량비율은 점토함량과는 부의 상관을 보였으며, Zn과 Ni의 함량비율은 토양 pH값, 유기물 및 유효인산 함량과 정의 상관을 보였다. 이상의 결과에서 볼 때 과수원 토양의 중금속 함량은 토양환경보전법의 토양오염기준보다 매우 낮아 안전하였으나 영농활동에 의한 영향으로 볼 수 있는 농도수준이 검출된 일부 토양에서 조사되었다. 따라서 최근의 친환경농업 측면으로 볼 때 영농형태별 중금속의 분포 및 농업자재에 의한 농경지내 중금속 부하량에 근거하여 중금속 오염유무를 평가할 수 있는 판단기준에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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