• 제목/요약/키워드: Hardpan

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논토양 경반의 물리적 특성 (Physical Properties of Hardpan in Paddy Fields)

  • 이규승;박준걸;조성찬;노광모;장영창
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제32권4호
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    • pp.207-214
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    • 2007
  • Based on the profiles of cone index with depth, physical properties of hardpan in selected rice fields were measured and analyzed in the study. An error correction algorithm removing a random measurement error from raw CI profile data was introduced in the study. The properties of hardpan included the shape, the thickness and the rice root growing layer. The analysis of physical properties of hardpan in the rice fields showed that the type of hardpan could be classified into 6 categories. The thickness of hardpan ranged from 6 cm up to 41 cm and the average hardness of hardpan was analyzed to be from 1.1 MPa through 3.2 MPa in Cone index.

Utilizing chromosome segment substitution lines (CSSLs) to evaluate developmental plasticity of root systems in hardpan penetration and deep rooting triggered by soil moisture fluctuations in rice

  • Nguyen, Thi Ngoc Dinh;Suralta, Roel R.;Mana, Kano-Nakata;Mitsuya, Shiro;Stella, Owusu Nketia;Kabuki, Takuya;Yamauchi, Akira
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.321-321
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    • 2017
  • Water availability in rainfed lowlands (RFL) is strongly affected by climate change. In RFL, rice plants are exposed to soil moisture fluctuations (SMF) but rarely to simple progressive drought as widely believed. Typical RFL field is characterized by a about 5-cm thick high bulk density hardpan layer underneath the cultivated layer at about 20 cm depth that impedes deep root development. Root system has the ability to develop in response to changes in SMF, known as phenotypic plasticity. We hypothesized that genotypes that can adapt to RFL have root plasticity. The roots can sharply respond to re-wetting after drought period and thus penetrate the hardpan layer when the hardpan is wet and so becomes relatively soft, and thus access water under the hardpan. This study aimed to identify CSSLs derived from a cross between Sasanishiki and Habataki which adapted to such RFL conditions. We used 39 CSSLs together with the parent Sasanishiki, which were grown in hydroponics and pot under transient soil moisture stresses (drought and then rewatering), and compared with continuously well-watered (WW) (control) up to 14 days after sowing (DAS), and 20 DAS, respectively. Based on the results of hydroponics and pot experiments, we selected a few lines, which were grown in the soil-filled rootbox with artificial hardpan layer and without artificial hardpan. For the rootbox without artificial hardpan, plants were grown under WW and transient soil moisture stresses for 49 DAS. While the rootbox with artificial hardpan, the plants were grown under WW (control) and SMF (WW up to 21 DAS, 1st drought (22-36 DAS), rewatering (37-44 DAS), and followed by 2nd drought (45-58 DAS)). Among the 39 CSSLs, only CSSL439 (SL39) consistently showed significantly higher shoot dry weight (SDW) than Sasanishiki under transient soil moisture stress conditions as well as SMF conditions in all the experiments. Furthermore, under WW, SL39 consistently showed no significant differences from Sasanishiki in shoot and root growth in most of traits examined. SL39 showed significantly greater total root length (TRL) than Sasanishiki under transient soil moisture stress, which is considered as phenotypic plasticity in response to rewatering after drought period. Such plastic root development was the key trait that effectively contributed to root elongation and branching during the rewatering period and consequently enhanced the root to penetrate hardpan layer when the soil penetration resistance at hardpan layer reduced. In addition, using the rootbox with artificial hardpan layer ($1.7g\;cm^{-3}$, heavily compacted), SL39 showed greater root system development than Sasanishiki under SMF, which was expressed in its significantly higher TRL, total nodal RL, and total lateral RL at hardpan layer as well as at below the hardpan layer. These results prove that SL39 has plasticity that enables its root systems to penetrate hardpan layer in response to rewatering. Under SMF, such root plasticity contributed to its higher gs and Pn.

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습답 로터리 작업에 대한 농용 트랙터의 변속기 부하 가혹도에 관한 연구 (Severeness of Transmission Loads of Agricultural Tractor for Rotary Operations in Poorly Drained Paddy Field)

  • 한경훈;김경욱;오영근
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제24권4호
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    • pp.293-300
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    • 1999
  • The objectives of this study were to analyze the load acting on the transmission when tractor performed rotary operations in the poorly drained paddy fields and to compare its severeness with those obtained under different operational conditions. The loads were measured at the input shaft of the transmission and the load spectrum was constructed using the rain-flow cycle counting method. The severeness of the loads was represented by the partial damage sum which was determined by suing the modified Miner's rule. In the field with a shallow hardpan PTO speed affected severeness of the rotary operations greater than the forward speed did. In the field with deep hardpan, on the other hand, the effect of the forward speed was greater. the severeness in the well drained fields did not differ significantly from that in the field with a shallow hardpan. The severest load was recorded in the field with a deep hardpan.

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트랙터용 습지 보조 차륜의 설계(I)-케이지 휠의 설계 변수에 관한 연구 (Design of A Tire-Attachable Cage Wheel for Wetland Use (I)-Study on design parameters of a cage wheel-)

  • 오영근;류일훈;김경욱
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제25권2호
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    • pp.79-88
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    • 2000
  • Effects on tractive performance of design parameters of cage wheel as a traction aid to driving tires of tractor in wet paddy field were investigated experimentally. an experimental cage wheel was designed so that the design parameters such as wheel diameter, wheel width, lug pitch and lug angle could be varied during traction test, The traction test was conducted in two different types of wet paddy field ; shallow and deep harpan fields . Experimental results showed that tractive performance is affected by both soil conditions and the design parameters. A considerable improvement on the tractive performance was obtained by using a cage wheel with 45$^{\circ}$ lug angle in shallow hardpan and smaller lug pitch in deep hardpan. The diameter of cage wheel was mostly influential to the tractive performance both in shallow and deep hardpans.

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우리나라 토양의 유효토심 결정시 저해인자에 관한 연구 (The Study on the Limiting Factor to Determine Available Soil Depth in Korea)

  • 현병근;임상규;정석재;손연규;송관철;노대철;이협성;현근수;장용선;홍석영;박찬원;김이현;최은영;장병춘
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.293-302
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    • 2008
  • 유효토심은 작물의 선택, 시비, 토양관리 등에 중요한 역할을 하므로 우리니라 토양조사 결과 밝혀진 390개 토양통에 관한 토양단면기술과 물리화학성을 가지고 유효토심 결정시 고려해야 할 저해인자들에 대한 연구결과는 다음과 같다. 유효토심 결정시 저해인자는 경반, 경사, 미숙, 분석, 사질, 석력, 암반, 염해, 저습, 중점, 특이산성, 화산회 토양과 저해인자가 없는 토양으로 구분하였다. 경반층이 저해인자인 토양통수는 5개, 경사 93, 미숙 29, 분석 5, 사질 42, 석력 47, 암반 19, 염해 8, 저습 22, 중점 32, 특이산성 3, 화산회 27개 토양통이었으 며, 저해인자가 없는 토양은 58개 토양통으로 구분되었다. 저해인자별로 평균 유효토심이 깊은 순서는 미숙 > 경사 > 화산회 > 중점 > 사질 > 석력 > 경반 > 분석 > 저습 > 암반 > 특이산성 > 염해 순인 것으로 분석되었다. 이러한 저해인자를 가지고 있는 토양은 토지이용시 적절한 관리를 통하여 저해인자별로 개량함으로써 작물 뿌리를 충실하게 하여 생산성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

LOAD CHARACTERISTICS OF ROTARY OPERATION BY TRACTOR IN WET PADDY FIELDS

  • Y. G. Wu;Kim, K. U.;Y. K. Jung
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.II
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    • pp.101-108
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    • 2000
  • The torque loads were measured at the input shaft of the transmission and driving shaft of the tractor having a cage wheel attached to the driving tires as a traction aid during. a rotavating operation in wet paddy fields with deep hardpan. Their load spectra were also calculated. Effects of design parameters of the cage wheel on the load characteristics were analyzed. The torque load exerted on the input shaft decreased as diameter of the cage wheel increased and increased as the rotating speed of the rotavator increased. The torque load exerted on the driving shaft increased as the working speed of the tractor increased and decreased as the PTO speed increased. Both the torque loads with the cage wheel were greater than those without the cage wheel. The cage wheel was developed for this study.

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Ball형 측정기를 이용한 토중 응력 상태의 계측 (Soil Stress State Determination Using a Ball-type Transducer)

  • 전형규
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제29권4호
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    • pp.301-306
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    • 2004
  • Soil stresses were measured beneath the centerline of one new 12.4R28 radial-ply tractor tire. The tire was operated with three inflation pressures(59㎪ 108㎪ and 157㎪) and a dynamic load of 14.2 kN and 20% slip. Soil stress state transducer(SST) measured the stresses in a hardpan soil profile. The depth of the SST was 250mm from soil surface. Analysis of the original soil stress data showed that the inflation pressure of tire did significantly affect the vertical stress. The major principal stresses calculated were more when the inflation pressure was 108㎪ than when it was 157㎪. The peak stresses of the major principal stresses presented more than those of the vertical stresses.

인천국제공항 식재기반 구조 및 토양특성 연구 (A Study on the Structure Characteristics of Planting Ground in Incheon International Airport, Korea)

  • 이승원;한봉호;이경재;곽정인;염정헌
    • 한국조경학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.77-91
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    • 2015
  • 본 연구는 대규모 매립지에 조성된 인천국제공항을 대상으로 수목 식재기반에 대한 구조적, 이화학적 특성을 파악함으로써 합리적인 토양관리 방향을 제시하고자 하였다. 세부 연구 대상지는 국제업무단지, 여객터미널, 공항지원단지, 자유무역지역, 진입도로 등 5개소이었다. 인천국제공항 수목생육 기반에 대한 토양 구조분석결과 표토로부터 80cm 이내에 경반층 또는 이질층의 토양층위가 존재하는 조사구는 총 27개소 중 9개소이었으며, 성토재료로 자갈 매립(4개소), 준설토와 혼합된 재료 매립(2개소), 점토가 다량 포함되어 투수가 불량한 성토 재료 사용(3개소), 폐골재를 매립한 경우(1개소) 등이었다. 토양의 물리적 특성으로 토양경도는 성토층 평균 $11.5kg/cm^2$이었고, 토성은 모래함량이 많은 사토, 사양토, 양질사토 등이었다. 화학적 특성으로서 토양산도는 성토층 평균 pH 6.7이었으며, 유기물함량은 0.7%, 전기전도도(EC)는 0.0dS/m, 교환성양이온함량은 $Ca^{2+}$ 3.4cmol/kg, $Mg^{2+}$ 1.5coml/kg, $K^+$ 0.3cmol/kg, $Na^+$ 1.0cmol/kg, 교환성양이온치환용량(CEC)은 11.0cmol/kg이었다. 성토층의 절대적 평균치는 대부분 조경설계기준을 만족하였으나 매립지토양특성상 층위별 조사구별 편차를 반영할 수 없는 한계가 있어 성토층위별로 분석한 교환성양이온별 염기포화도(BSP)는 소성토지역 $Ca^{2+}$ 29.9%, $Mg^{2+}$ 13.3%, $K^+$ 3.7%, 중성토지역 $Ca^{2+}$ 33.3%, $Mg^{2+}$ 17.0%, $K^+$ 2.7%, 대성토지역 $Ca^{2+}$ 32.6%, $Mg^{2+}$ 12.2%, $K^+$ 1.9%이었다. 교환성나트륨백분율(ESP)은 소성토지역 16.4%, 중성토지역 7.5%, 대성토지역 4.7%이었고, 나트륨흡착비(SAR)는 소성토지역 0.8, 중성토지역 0.3, 대성토지역 0.2이었다. 성토재료의 불균질과 불량, 준설토의 교란, 답압에 의한 높은 토양경도와 지중의 경반층형성, 낮은 유효토심 등의 물리적 요인과 높은 pH, 염기밸런스 불균형, 낮은 유기물, 유효인산 등은 식물생육에 영향을 주는 것으로 분석되었다.

토양의 형태 및 물리적 특성을 고려한 고추재배 적지 기준 설정 (Suitability Class Criteria for Red Pepper with Respect to Soil Morphology and Physical Properties)

  • 정석재;박병식;장갑수;현병근;임상규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.336-340
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    • 2004
  • 고추 주산단지인 충북 제천, 괴산, 경북 의성, 안동 전남 고창 및 강원 평창 등 6개 지역 119 농가포장을 중심으로 실시한 세부정밀토양조사 결과에 의해 밝혀진 토성, 배수 등급, 경사, 석력함량, 유효토심 등의 토양특성과 고추 수량을 비교하여 고추 재배지의 적지기준을 설정하였다. 고추재배지의 토양물리성과 고추수량을 비교하여보면 사양질의 토성, 양호한 배수, 7-15%의 경사, 석력함량 10-20%, 유효토심 100 cm 이상, 경반층 깊이가 100 cm 이상이며 암반노출이 없는 토양에서 수량이 가장 높았다. 고추의 역병 발병율은 점토함량이 많고, 배수가 불량하고. 포장의 경사가 완만하며 석력함량이 적을수록 높아지는 경향이었다. 충북 진천군에 고추 재배적지 기준을 적용한 결과 최적지 22.5,% 적지 21.3%, 가능지 16.0%, 저위생산지 40.2%로 나타났으며 타 지역도 적용할 수 있는 지리정보기반을 구축하였다.

해성단구지에서 발달된 강릉통의 이쇄경반층(Btx) 토양의 산화.환원적 특성에 관한 연구 (Redox Characteristic and Evolution of a Fragipan of Gangreung Series Commonly Developed in Coastal Terraces)

  • 장용선;문용희;손연규;현병근;박찬원;윤성원
    • 자원환경지질
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    • 제45권2호
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    • pp.137-144
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    • 2012
  • 반층토(Hardpan)는 토양수분의 이동 제한이나 토층의 통기불량을 유발하여 식물뿌리 신장을 저해하므로 해성단구지에서 발달된 강릉통(Gangreung series)의 경반층(Duripan)의 생성 원인과 산화 환원적 특성을 규명하기 위하여 토양의 물리-화학적 특성과 점토집적층의 미세형태적 특성을 규명하였다. 강릉통은 신생대 제3기말에서 제4기 초인 200~250만년 전 바다 밑에 퇴적되어 있던 해저지형이 융기되어 형성된 반층 토양으로 토양구조가 평형적(Parallel liner) 분포를 보이며 미농무성 분류법에 따르면 Aquic Fragiudalfs에 속한다. 이쇄경반층(Fragipan)의 산화 환원적 특성을 보이는 적갈색띠층과 회색띠층의 광물학적 특성은 적갈색 띠층에서는 적철석(Hematite, $Fe_2O_3$)이 정성되었으며 회색 띠층에서는 일라이트 강도가 크게 나타났다. 토양입단 및 공극에 집적된 점토(Illuvial clay) 및 철피막(Ferriargillans)이 토층 상부의 유기물이 함유된 토양용액이 토양구조 내 공극에 정체하면서 환원조건을 유발하여 집적된 점토 및 철피막 중에서 철성분(Ferrous materials)이 공극에서부터 용출되면서 현재와 같이 적색층과 암회색층이 교호하는 특징을 보이는 것으로 생각된다. 강릉통에서 이쇄경반층의 주요한 점토광물은 알라이트(Illite), 카올리나이트(Kaolinite), 질석(Vermiculite)이며 적색띠층에 비해 암회색층에서 일라이트 함량이 높게 나타났다. 따라서 강릉통은 해저지형이 융기되는 과정에서 점토 및 철성분의 집적과 압력의 영향으로 경반층이 형성된 후 이쇄경반층에 집적되었던 철성분이 용출되면서 적색층과 암회색층이 교호하는 특징을 보이고 있었다.