Heavy metal pollution in agricultural field has been a critical issue in worldwide. For this reason, remediation technologies for heavy metal polluted soil are applied especially near at the abandoned metal mine. Soil quality analysis is also an important factor for proper management in heavy metal polluted agricultural field. In this study, scoring function was utilized to evaluate soil quality in heavy metal polluted agricultural field. Among other soil properties, bulk density, soil pH, EC, $NH_4$-N, $NO_3$-N, and cation exchange capacity (CEC) were determined for minimum data set (MDS) with principal component analysis. Result showed that both upland and paddy soil contaminated with heavy metal were not suitable for crop growth except scoring of soil pH for paddy soil and CEC for upland soil. This result might indicate that chemical stabilization technology with chemical amendment could be adapted for remediation method for heavy metal polluted agiclutural field not only for heavy metal immobilization but also enhancement of soil condition for crop growth.
Uniformity and leveled distributions of soil chemicals across paddy fields are critical to manage optimal crop yields, reduce environmental risks and efficiently use water in rice cultivation. In this study, an investigation of spatial distributions on soil chemical properties was conducted to evaluate the effect of land leveling on mitigation of soil chemical property heterogeneity from a remodeled paddy field. The spatial variabilities of chemical properties were analyzed by geostatistical analyses; semivariograms and kriged simulations. The soil samples were taken from a 1 ha paddy field before and after land leveling with sufficient water. The study site was located at Bon-ri site of Dalseong and river sediments were dredged from Nakdong river basins. The sediments were buried into the paddy field after 50 cm of top soils at the paddy field were removed. The top soils were recovered after the sediments were piled up. In order to obtain the most accurate spatial field information, the soil samples were taken at every 5 m by 5 m grid point and total number of samples was 100 before and after land leveling with sufficient water. Soil pH increased from 6.59 to 6.85. Geostatistical analyses showed that chemical distributions had a high spatial dependence within a paddy field. The parameters of semivariogram analysis showed similar trends across the properties except pH comparing results from before and after land leveling. These properties had smaller "sill" values and greater "range" values after land leveling than ones from before land leveling. These results can be interpreted as land leveling induced more homogeneous distributions of soil chemical properties. The homogeneous distributions were confirmed by kriged simulations and distribution maps. As a conclusion, land leveling with sufficient water may induce better managements of fertilizer and water use in rice cultivation at disturbed paddy fields.
Miscanthus has received wide attention as an option for biomass production in Korea, recently. New strain of giant miscanthus has been developed and was planted in two large trial sites (184 ha) in the lower reaches of the Geum River. To evaluate the susceptibility of the giant miscanthus as an bioenergy crop for the future, we investigated the influence of the giant miscanthus on the soil properties. The particle size, CEC, pH, EC, T-N, T-P, heavy metal total concentration, and heavy metal fractions of soil samples collected from abandoned field, 1 year old giant miscanthus field (1st Year GM), and 2 year old giant miscanthus field (2nd Year GM) at different depths of 0~15, 15~30, and 30~45 cm in April and August were analyzed. Results showed that the CEC and pH of the soil of the giant miscanthus field were lower than those of the soil of abandoned field. The EC of 2nd GM was lower than that of abandoned field, indicating that the giant miscanthus may facilitate soil desalination process. The organic and sulfide fraction and residual fraction of heavy metals in the giant miscanthus field was higher than in abandoned field, due to the low pH of the giant miscanthus field and the excretion of phytosiderophores by rhizome of the giant miscanthus. This study showed that the giant miscanthus can influence on the soil properties and further study for long term is needed to elucidate the interaction between the soil and the giant miscanthus.
Compost and gypsum can be used to ameliorate soil physicochemical properties in reclaimed tidal lands as an organic and inorganic amendment, respectively. To evaluate effects of compost and gypsum on soil water movement and retention as a soil physical property, we measured the soil's saturated hydraulic conductivity and field capacity after treating the soil collected in a reclaimed tidal land with compost and gypsum. Saturated hydraulic conductivity of soil increased when compost was applied at the conventional application rate of $30Mg\;ha^{-1}$. However, the further application of compost insignificantly (P > 0.05) increased saturated hydraulic conductivity. On the other hand, additional gypsum application significantly increased soil saturated hydraulic conductivity while it decreased soil field capacity, implying the possible effect of gypsum on flocculating soil colloidal particles. The results in this study suggested that compost and gypsum can be used to improve hydrological properties of reclaimed tidal lands through increasing soil water retention and movement, respectively.
인삼(人蔘)의 토양병해(土壤病害) 방제에 효율성을 높이고, 증산에 기여 할 수 있는 기초자료를 얻고자 우리나라 주요 인삼 재배지인 금산(錦,山), 풍기(豊基), 괴산(槐山)의 3년근 재작지(再作地)와 초작지(初作地) 토양을 선정하여 이들 토양의 물리화학적 성질과 토양 내 분포한 미생물들 사이에 상호 관련성을 조사하였다. Fusarium속의 월별 분포는 초작지 및 재작지 모두 가을철에 증가하였고, 괴산(槐山)을 제외한 풍기(豊基)와 금산(錦山) 재작지가 이들 동일지역의 초작지 보다 $1.9{\sim}2.6$배 더 많이 분포하였으며, Fusarium속/전 진균의 비도 금산(錦山), 풍기(豊基)의 재작지에서 증가하였다. 전 진균은 대체로 6,7월에 증가되었으나 기온변화에 따른 민감한 증감없이 고루 분포되었고 표층부에 많이 분포하였다. 유기물과 인산의 함량은 초작지에서 많았고, 인산/유기물량의 비, Mg/유기물량의 비, Mg함량 등은 재작지에서 많은 경향이 있다. 토양의 pH는 $4.5{\sim}5.7$로 모두가 약 산성 토양이었다. 토양의 수분량은 겨울철에 증가 되었으며 생육기간에 수분량은 큰 차이가 없고, 평균적으로 초작지는 24.6%, 재작지는 19.5%였다. 토양의 온도는 $7{\sim}8$월이 높았고, $1{\sim}2$월은 가장 낮았다.
Due to droughts and water shortages causing severe damage to crops and other vegetations, much attention has been given to efficient irrigation for upland farming. However, little information has been known to measure soil moisture levels in a field scale and apply their spatial variability for proper irrigation scheduling. This study aimed to characterize the spatial variability and temporal stability of soil water contents at depths of 10 cm, 20 cm and 30 cm on flat (loamy soil) and hill-slope fields (silt-loamy soil). Field monitoring of soil moisture contents was used for variogram analysis using GS+ software. Kriging produced from the structural parameters of variogram was applied for the means of spatial prediction. The overall results showed that the surface soil moisture presented a strong spatial dependence at the sampling time and space in the field scale. The coefficient variation (CV) of soil moisture was within 7.0~31.3 % in a flat field and 8.3~39.4 % in a hill-slope field, which was noticeable in the dry season rather than the rainy season. The drought assessment analysis showed that only one day (Dec. 21st) was determined as dry (20.4 % and 24.5 % for flat and hill-slope fields, respectively). In contrary to a hill-slope field where the full irrigation was necessary, the centralized irrigation scheme was appeared to be more effective for a flat field based on the spatial variability of soil moisture contents. The findings of this study clearly showed that the geostatistical analysis of soil moisture contents greatly contributes to proper irrigation scheduling for water-efficient irrigation with maximal crop productivity and environmental benefits.
Chun, Hyen Chung;Jung, Ki Yuol;Choi, Young Dae;Lee, Sanghun
한국토양비료학회지
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제50권6호
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pp.520-529
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2017
In Korea, the largest agricultural lands are paddy fields which have poor infiltration and drainage properties. Recently, Korean government pursuits cultivating upland crops in paddy fields to reduce overproduced rice in Korea. In order to succeed this policy, it is critical to set criteria suitability classification for upland crops cultivating in paddy field soils. The objective of this study was developing guideline of suitability classification for sesame cultivation in paddy field soils. Yields of sesame cultivated in paddy field soils and soil properties were investigated at 40 locations at nationwide scale. Soil properties such as topography, soil texture, soil moisture contents, slope, and drainage level were investigated. The guideline of suitability classification for sesame was determined by multi-regression method. As a result, sesame yields had the greatest correlation with topography, soil moisture content, and slope. Since sesame is sensitive to excessive soil moisture content, paddy fields with well drained, slope of 7-15% and mountain foot or hill were best suit for cultivating sesame. Sesame yields were greater with less soil moisture contents. Based on these results, area of best suitable paddy field land for sesame was 161,400 ha, suitable land was 62,600 ha, possible land was 331,600 ha, and low productive land was 1,075,500 ha. Compared to existing suitability classification, the new guideline of classification recommended smaller area of best or suitable areas to cultivate sesame. This result may suggest that sesame cultivation in paddy field can be very susceptible to soil moisture contents.
LEE Geun-Sang;PARK Jin-Hyeog;HWANG Eui-Ho;CHAE Hyo-Sok
대한원격탐사학회:학술대회논문집
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대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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pp.357-360
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2005
Soil loss is widely recognized as a threat to farm livelihoods and ecosystem integrity worldwide. Soil loss prediction models can help address long-range land management planning under natural and agricultural conditions. Even though it is hard to find a model that considers all forms of erosion, some models were developed specifically to aid conservation planners in identifying areas where introducing soil conservation measures will have the most impact on reducing soil loss. Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) computes the average annual erosion expected on hillslopes by multiplying several factors together: rainfall erosivity (R), soil erodibility (K), slope length and steepness (LS), cover management (C), and support practice (P). The value of these factors is determined from field and laboratory experiments. This study calculated soil erosion using GIS-based RUSLE model in Imha basin and examined soil erosion source area using SPOT 5 high-resolution satellite image and land cover map. As a result of analysis, dry field showed high-density soil erosion area and we could easily investigate source area using satellite image. Also we could examine the suitability of soil erosion area applying field survey method in common areas (dry field & orchard area) that are difficult to confirm soil erosion source area using satellite image.
Influence of herbicide oxadiazon on soil microbial activity and nitrogen dynamics was evaluated. Soil samples were treated with oxadiazon at field and tenfold field rates and incubated. Organic amendment was added as an additional substrate for soil microorganisms. Tenfold field rate oxadiazon stimulated substrate-induced respiration (SIR) and dehydrogenase activity (DHA) in amended soil as compared to unamended soil and control treatment. Soil urease activity was not affected by oxadiazon treatment. In both amended and unamended soils, treatment of the herbicide at higher rate had not significant influence on $NH_4$-N and $NO_3$-N concentrations. Higher dose of oxadiazon was degraded in both soils, but dissipation rate in amended soil was higher than unamended soil, with half-lives ($t_{1/2}$) of 23.1 and 138.6 days, respectively. Recommended field rate did not affect microbial activity and nitrogen dynamics in soil ecosystem. Results showed influence of oxadiazon on cycling processes of nitrogen in soil was not significant however its effect on microbial activity was a tendency depending on addition of organic amendment to soil.
To identify the effects of straw mulching on soil physicochemical properties in reclaimed saline soil, field experiment was conducted for 3 years (2010~2012) in Saemangeum reclaimed land. Soil series of the experimental field was Munpo and soil texture was fine sandy loam. The experiment was conducted at a field with EC of $2.4dS\;m^{-1}$ (field I) and the other field with EC of $5.6dS\;m^{-1}$ (field II). Each experimental field was treated with rye straw incorporation, mulching with rye straw and control. In 2010 rye straw produced from other field was used for the experiment and in 2011~2012 rye straw cultivated at the same experimental field was used. After rye straw application, soybean was cultivated. After 3 years field experiment, by rye straw incorporation, soil salinity decreased from $2.4dS\;m^{-1}$ to $0.6dS\;m^{-1}$ at field I but increased from $5.6dS\;m^{-1}$ to $7.6dS\;m^{-1}$ at field II. By mulching with rye straw soil salinity decreased from $2.4dS\;m^{-1}$ to $0.5dS\;m^{-1}$ at field I and also decreased from $5.6dS\;m^{-1}$ to $0.5dS\;m^{-1}$ at field II. By rye straw incorporation and mulching soil organic matter increased from $2g\;kg^{-1}$ to $4g\;kg^{-1}$. At field I yields of soybean were similar between rye straw incorporation and mulching but at field II yield of soybean increased apparently by mulching with rye straw compared to rye straw incorporation and control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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