지리산국립공원 노고단 지역에 분포하는 아고산대 초원지역은 급증한 이용객들에 의해 훼손되고 있다. 교란된 아고산대 초원지역의 복원공법을 개발하기 위한 기초연구로서, 이 지역에 시비처리, 식생도입처리, 멀칭처리를 각각 2수준으로 한 2*2*2 요인 실험을 표토가 유실된 10% 경사지와 표토가 잔존하는 40% 경사지에 실시하였다. 그 결과, 부지조건에 관계없이 야생풀포기심기가 파종보다 식생활착에 있어 더 효율적이었고 시비처리는 출현개체수와 피복도 증가에 통계적 유의성을 나타냈다. 반면 식생활착에 미치는 멀칭재료간 효과는 유의성이 없었다. 한편 척박지의 선구수종으로 추정되는 개쑥부쟁이는 직접파종에도 높은 활착율을 보였다.
제주도 대표토양을 대상으로 이들의 모재 및 토양단면의 토양 특성을 조사하고, 제주도 대표토양의 주요 유해 중금속 원소의 총 함량을 분석하여 그 분포특성과 이화학 및 광물학적 특성을 비교 평가하였다. 주성분분석 결과 전형적인 화산회토의 특성을 보이는데 하부 층위에서 Si, Al, Fe 함량의 증가 및 표토에서의 염기용탈을 보여주었다. 현무암질 모재 기원임을 보여주는 ferromagnesian 광물들이 주로 관찰되었으며 심토에서는 상당량의 깁사이트가 관찰되는 것이 특징인데 이는 표토에서 과잉 생성된 알루미늄이 하부토양으로 이동하여 이차적으로 생성집적된 것으로 판단된다. 중금속 총함량 분석결과, Zn, Ni, Co, Cr의 함량이 세계 토양 내 함량범위를 초과하였으며 향후 진행될 연구에서 제주도 화산회 토양의 주 점토구성광물인 알로페인을 비롯한 점토광물 및 비정질 물질에 대한 특성 및 정량적 조사와 중금속원소별 화학적 형태 파악을 위한 연속추출분석 등을 수행하여 중금속원소의 존재상을 규명하고 지표 토양 및 지하수 환경으로의 중금속 이동성을 평가하고자 한다.
달표면 표토의 평균 입자크기와 성숙도(maturity)는 달 연구 및 탐사에 있어 중요한 정보이다. 표토의 성숙도는 탐사하는 지역의 형성시기에 대한 정보를 제공하고, 평균입자크기는 달 탐사 로보의 설계에 중요한 정보로 쓰이기 때문이다. 우리는 달표면 표토의 평균입자크기와 성숙도를 측정하기 위하여 경희대학교 천문대에서 12cm 굴절망원경과 정방형 2k CCD를 이용하여 $633{\mu}m$ 파장의 편광관측을 수행하였다. 관측의 공간 분해능은 달의 중심부에서 2.89km/pixel이다. 달표면에서 산란된 빛의 편광도는 달표면 표토의 평균입자크기를 알 수 있는 중요한 정보가 된다. 표토의 평균입자크기는 최대편광도와 알비도에 관계되기 때문에 편광관측과 알비도 관측으로부터 평균입자크기를 측정할 수 있다. 표토의 평균입자크기는 시간이 지남에 따라서 점점 작아지는데, 이는 표토가 미세운석체의 충돌에 오랜 시간 동안 노출되어 있기 때문이다. 미세운석체의 충돌은 달표면에서 고르고 지속적으로 일어났기 때문에, 표토의 평균입자크기를 알 수 있다면 표토가 얼마나 오랫동안 달표면에 노출되었는지를 나타내는 성숙도를 측정할 수 있다. 우리는 편광관측을 통하여 처음으로 달표면 전체의 평균입자크기의 분포를 측정하였고, 그로부터 표토의 성숙도를 추정했다.
강우에 의해서 발생하는 토양유실은 비옥한 표토를 유실시켜 생산성의 저하를 초래하고, 유실된 토양입자는 하천이나 호수, 댐 등에 퇴적되어 저수용량의 감소와 수질관리에 어려움을 야기 시키므로 이에 대한 대처가 필요하다. 본 연구에서는 위성 영상과 GIS 기법을 활용하여 유역내 토양침식에 영향을 미치는 토양조건, 피복조건, 지형조건들을 추출하고 이 요소들을 범용토양유실공식(USLE; Universal Soil Loss Equation)에 적용하여 유입퇴적량 및 유입 가능성이 높은 위치를 파악하였다. 또한 유입되어 하상에 쌓여 있는 퇴적량은 투과성이 강한 음향측심기를 활용하여 퇴적층과 지층의 고도 정보를 획득하여 산정하고 유실량과 퇴적량을 비교하여 퇴적되는 비율을 도출하였다.
간척지 토양에서 대공극 중간층위의 형성이 가지는 제염 촉진 효과를 구명하기 위하여 석탄바닥재를 대공극층으로 가지는 다층토주 (multi-layered soil column)를 만들어 실내 실험을 수행하였다. 시험토양의 투수성을 조사한 결과, 표토층은 초기 $K_{sat}$ 0.25 cm $hr^{-1}$에서부터 240시간 후 투수가 정지하여 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었고 심토층은 초기부터 투수가 되지 않아 $K_{sat}$ 0 cm $hr^{-1}$을 나타내었다. 표토에 5 $cmol_c\;kg^{-1}$의 석고를 혼합한 다층토주의 $K_{sat}$ 값은 표토 30cm+CBA 20 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.39{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$를 나타내었고, 표토 30cm+CBA 30 cm+심토 20 cm 토주에서 $0.31{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$을 나타내었다. 반면 대공극층을 가지지 않은 표토 30cm+ 심토 20 cm 토주는 $K_{sat}$$0.64{\times}10^{-4}cm\;sec^{-1}$로 매우 낮은 값을 나타내었다. 다층토주 용출액의 EC가 1 dS $m^{-1}$ 이하로 감소한 시간은 대공극 중간층을 가진 토주가 대공극층이 없는 토주 (표토 30 cm+심토 20 cm)에 비해 크게 짧았다. 다층토주 용출액의 양이온 농도는 심토층을 가진 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>K^+>Ca^{2+}$ 순으로 높았고, 심토층이 없는 다층토주는 $Na^+>Mg^{2+}>Ca^{2+}>K^+$순으로 높았다. 다층토주의 이온용출 후 표토의 화학성은 모든 토주에서 EC가 0.31 dS $m^{-1}$ 이하로 감소하여 시험전의 33.9 dS $m^{-1}$에 비해 99% 이상 저하되었다. 토양의 치환성 Na는 0.1~0.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험전에 비해 95~96% 감소하였고, 반면 치환성 Ca는 2.56~2.96 $cmol_c\;kg^{-1}$ 범위로 시험 전 대비 98~129% 증가하였다.
겉뿌림 산지초지의 조성, 수량, 식생 및 목초품종등에 미치는 3요소(N-$P_{2}O_{5}$-$K_2$O: 0-0-0; 0-10-10; 6-15-15; 12-20-20; 24-25-20 kg/10a/year)와 소석회(0, 250kg/10g; 조성시만 시용)의 시용효과를 구명하는 10년간 시험후, 별도로 토심별 토양의 화학성(I보; pH, OM, T-N, 유효 $P_{2}O_{5}$, $P_{2}O_{5}$ 흡수계수, 석회소요량. II보: 치환성 Ca, Mg, K, Na 및 CEC, 염기포화도, 토양보존)을 조사하여 검토하였다. 1. 표상(0~15cm)의 pH가는 석회시용에도 불구하고 시험전 pH 5.12보다 약 01~0.3 정도 낮았다. 석회시용구는 4.90, 석회무시용구는 4.68로 그 차이가 경미하였으며, 3요소 시용수준이 증가할수록 pH 가는 더 낮아졌으며, 이러한 특성은 표토 상부층(0.0~7.5cm)이 더 뚜렷하였고 토심이 깊을수록 미약하였다. 전처리구 모두 매우 강한 산성(초지등급에서 불량 수준)을 보여 석회추비가 절대 필요하였다. 석회소요량은 석회 무시용구 및 3요소 시용수준이 높을수록 많았으며, 일반적으로 토심이 깊을수록 더 높았다. 2. 유기물 및 T-N 함량은 전처리구 모두 산지의 초지조성전보다 높았으며, 석회시용구가 무시용구보다 높았다. 반면에 3요소 시용수준간에는 일관성 있는 변화를 보이지 않았다. 각 처리구는 토심과 이들 함량간에는 반비례하는 경향을 보였다. 3. 유효인산의 함량은 인산시용량이 증가할수록 많아졌다. 특히 표토 상부층에 크게 집적되었으며, 토심이 깊을수록 집적량이 크게 낮아졌다. 표토 상부층(0.0~7.5cm)이 표토하부층(7.5~15.0cm)보다 약2배 높은 함량을 보였다. 표토 상부층에서 인산의 고집적량은 연간 10kg $P_{2}O_{5}$ 10a 시용수준에서는 351ppm, 25kg 시용수준에서는 697ppm 수준으로 적정함량보다 매우 높아 연차적인 감량시용이 필요함을 보여주었다. 표토(0~15m)의 인산흡수계수는 무석회구가 석회시용구보다 다소 높은 경향을 보였으며, 높은 인산시용수준에서는 상대적으로 낮은 흡수계수를 보였다. 반면에 심토에서는 불규칙적인 경향을 보였다. 4. 겉뿌림 산지초지의 특성에 따라서 석회추비의 방법, 시용량, 시용시기, 비종선택 등과 연차적인 인산의 감량시용방법 등이 연구검토되어야 할 것으로 보인다.
신개간지(新開墾地)에서 몇가지 물리화학적인 개량방법(改良方法)을 병행(竝行)하여 실시하여 년차간에 토양특성 변화와 율무의 수량을 조사하여 토양개량과 율무재배에 대한 기초자료를 얻고자 신개간지에서 율무를 1955년부터 4년간(年間) 재배하면서 율무수량과 토양(土壤)의 변화량과 변화율(變化率)을 조사, 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 토양의 용적밀도(容積密度)나 경도(硬度)는 표토(表土)에서 3년차까지 계속 낮아지다가 개량제 시용이 없었던 4년차에는 높아졌다. 토양산도는 토심이나 년차간에 큰 차이가 없었다. 2. 율무수량(收量)은 종합개량처리(綜合改良處理)가 평균(平均) 2.16ton/ha로 가장 많고 대조구(對照區)에 비하여 49% 증수(增收)되었으며 다른 처리구의 수량은 심경구(深耕區)>인산구>석회구>퇴비구>대조구(對照區) 순(順)으로 많았다. 3. 연차간(年次間) 율무수량과 토양의 물리화학성과의 상관계수(相關係數)는 토양산도와 유기물 함량이 가장 높았고 표토(表土)보다는 심토(心土)에서 유의성이 높았다. 4. 토양의 물리화학성 변화율(變化率)과 율무수량(收量)과의 상관관계는 토양의 용적밀도와 경도가 가장 높았고 토양 화학성중에서는 표토(表土)에서 토양산도(土壤酸度)만이 유의성이 있었다.
맥류의 생육시기별로 토양수분을 과습과 과건상태로 처리하였을 시 맥류의 지상부와 지하부의 생육과 수량에 미치는 영향을 조사한바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 처리기간중 토양온도는 표준구보다 습구는 0.8~2.1$^{\circ}C$, 건구는 0.5~0.9$^{\circ}C$ 고온으로 각각 경과하였으며 토양산화 천원전위(Eh)는 표준구에 비하여 건구는 차가 없었으나 습구는 현저히 저하하였다. 2. 초장은 습구에서는 근의 생육장해로 전기간을 통하여 생장이 저해되었으며 건구에서도 초기의 생육은 양호하였으나 한발기간이 길수록 양수분 흡수가 불량하여 절간신장기 이후에는 표준구보다 생육이 현저히 떨어졌다. 3. 본 시험에서 습해에 강하였던 품종은 생육초기의 초장이 짧고 경수는 많았으며 초형은 포복형이었으나 습해에 약한 품종은 이와 반대적인 경향이었다. 또 수확기의 수수는 품종간에 대차없었으나 습구와 건구는 표준구보다 적었는데 습구가 가장 적었다. 4. 성숙기의 토양 심도별 발근량은 습해에 강한 품종은 심근성으로 근수는 많았고 총 근장도 길었으나 습해에 약한 품종은 천근성으로 근수도 적고 총근장도 짧았으며 대부분의 뿌리가 표토 부근에서 사면으로 분포하고 있었다. 또 표준구보다 습구와 건구에서는 근수도 적고 근장도 짧았는데 특히 건구 뿌리의 대부분은 표토 부근에서 사면으로 분포하고 있었다. 또 표준구보다 습구와 건구에서는 근수도 적고 근장도 짧았는데 특히 건구 뿌리의 대부분은 표토 부근에 분포되어 있었다. 그리고 근태는 습해에 강한 품종이 약한 품종보다 굵고 표준구보다 건구의 뿌리가 가는 경향이었다. 본 시험에서 초형이 포복형인 뿌리는 심근으로 습해에는 강하였고 직립형인 뿌리는 천근성으로 습해에는 약한 경향이었다. 5. 근의 생리적 활력은 어느 시기에서나 습해에 강한 품종이 약한 품종보다 높았고 처리별로는 표준구가 높고 과습 과건순으로 낮았으며 유수형성기에 생리적 활력이 높은 품종은 초장이 짧은 반면 경수는 많았고 절간신장기 및 수잉기에 습구와 건구는 표준구보다 근의 생리적 활력이 낮아 간장은 짧고 경수는 적었다. 6. 유수형성기와 수잉기에 있어서 습해에 강한 품종은 약한 품종보다 생리적 활력이 높아 총근수는 많고 근장은 길었다. 또 어느 시기에서나 표준구보다 습구와 건구가 생리적 활력의 저하로 근수는 적고 근장은 짧았다. 7. 수량은 수수 수당입수 천립중등 수량구성요소의 감소로 표준구보다 습구와 건구가 감수되었으며 습구에서는 담수회수가 많을수록 감수율은 현저하였는데 그 피해정도는 습해에 약한 품종일수록 강한 품종보다 더욱 심하였다. 또 습구와 건구간의 수량 감수율은 정의 상관관계를 보여 습구에서 수량감수율이 적은 품종은 건구에서도 적은 경향이였다. 한편 표준구에 비하여 습구의 수량감수가 심한 시기는 절간신장기였고 건구의 수량감수가 심한 시기는 수잉기였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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