• Applied Biological Chemistry
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• 제41권8호
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• pp.583-586
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• 1998

Porous ceramic cups are used for monitoring ion concentration in soil solutions in various time course and depth. A soil solution sampler was constructed in laboratory by inserting pliable perfluoroalkoxy(PFA) tubings into porous cup through holes in PVC rod segment which plugged top opening of the porous cup. The system was installed in drip irrigated soil in a vertical position, and nitrogen movement below the drip basin was monitored. To collect soil solution, vacuum in the cup was applied with a hand vacuum pump. The samples obtained were sufficient enough to run quantitative analyses for a number of chemicals. Nitrogen transformation and movement could be well defined, and the system seemed to be relevant to the other soil solution samplers in monitoring chemical movement in soil. Although this system has general deficiencies found in the other samplers using ceramic cup, it could be easily constructed at a low cost. Since the tubing was pliable, the cups could be installed in horizontal position, and this allows installations of the cups at more precise depth increments and also more precise samplings of soil solution at each depth.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권6호
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• pp.448-454
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• 2007

This study was conducted to develop a 100 kPa soil tensiometer mainly consisted of a porous ceramic cup, water-holding tube, and a digital vacuum gauge, through theoretical design analysis and experimental performance evaluation. Major findings were as follows. 1. Theoretical analysis showed that air entry value of a porous media decreased as the maximum effective size of the pore increased, and the maximum diameter of the pores was $2.9\;{\mu}m$ for measuring up a 100 kPa of soil-water tension. 2. Property analysis of tensiometer porous cups supplied in Korean domestic market indicated that main components were $SiO_2$ and $Al_2O_3$ with a porosity range of $33.8{\sim}49.3%$. 3. The porous cup selected through sample fabrication and air-permeability tests showed weight ratios of 87% and 11% for $Al_2O_3$ and $SiO_2$. The analysis of SEM (scanning electron microscope) images showed that the sample was sintered at temperatures of about $1150^{\circ}C$, which consisted of pores with sizes of up to 25% of those for commercial porous cups. 4. The prototype soil tensiometer was fabricated using the developed porous cup and a digital vacuum gauge that could measure water tension with a pressure of 85 kPa in air tests. 5. In-soil tests of the prototype conducted during a period of 25-day drying showed that soil-water tension values measured with the prototype and commercial units were not significantly different, and soil-water characteristic curves could be established for different soils, confirming accuracy and stability of the prototype.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.399-404
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• 2014

Soil moisture is an important factor for the availability and circulation of nutrients in arable soil. The purpose of this study was to set thresholds moisture content on soil nitrate concentration in the solution for real-time diagnosis. Sandy loam, silt loam, and sandy loam was filled with $1.2g\;cm^{-3}$ at Wagner pots, 0, 100, and $200mg\;L^{-1}$ of $KNO_3$ was saturated. Nitrate in standard solution was recovered about 95% by passing the porous cup. Nitrate concentrations in sampling of soil solution were examined by using a porous cup. The soil solution was higher in accordance with sandy loam> silt loam> clay loam, limited water filled pore space for sampling soil solution was 33.7, 56.4, and 62.2%, respectively. Nitrate concentration in the soil solution was negligible at sandy loam and silt loam during sampling periods, which was decreased about 50~82% in clay loam compared to the initial $NO_3$-N concentration in the saturated $KNO_3$ solution. Over limitation of soil solution sampling, soil EC and $NO_3$-N content were increased with the saturated $NO_3$-N concentration, regardless of soil texture (p<0.05). Conclusively, soil solution by using a porous cup was possible, regardless of the soil texture, which was useful for the diagnosis in nitrate concentration of soil solution. However, because nitrate concentration of soil solution in a clay loam changes, it was necessary for careful attention in order to take advantage for the real-time diagnosis of nitrogen management in soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권5호
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• pp.316-325
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• 2001

비료의 효율적 이용 및 과다 시비에 따른 환경오염을 경감하고자 토양 및 식물체 중 질산이온 분석을 통한 간이진단기술을 검토하였다. 농가현장에서 토양중 질산이온을 추출하기 위한 간이검정방법으로서 porous cup을 이용한 토양용액채취법과 생토용적추출법은 실험실 분석법인 2M KCl 침출법과 비교하였고, 질산이온 간이측정기구인 compact ion meter, nitrate ion meter, test strip-소형 reflectometer법 등에 의한 질산이온 측정값은 실험실 정밀 측정장비인 IC 측정값과 비교하였다. 토양내 질소수준이 다른 하우스환경 하에서 오이의 재배기간동안 토양용액채취법과 생토용적침출법에 의한 토양중 질산이온농도는 주기적으로 monitoring 하였고, 엽병중 질산이온농도는 엽병 위치별로 분석하였으며, 토양과 식물체중 질산이온 농도들은 오이의 최종 수량과 관련하여 2차 회귀식으로 plotting 하였다. 질산이온 간이측정장비로서는 test strip을 이용한 소형 reflectometer법이 실험실 정밀 분석법인 IC에 의한 측정값과 가장 밀접한 상관성을 보였다. Porous cup을 이용한 토양용액채취법은 관수후 경과시간, 토양깊이, 점적호스로부터의 거리 등에 따라 토양용액중 질산이온 농도의 공간적 변이가 컸으나, 생토용적침출법과 2M KCl 침출법간 질산함량은 높은 상관성이 인정되었다. 엽병즙액중 질산농도의 엽의 위치에 따라 질산농도의 변화가 심하였고, 토양내 질소 수준에 따라 상위엽과 하위엽간 질소 농도의 분포 또한 상이하였다. 토양 및 식물체 엽병중 질산함량과 오이수량간 2차 회귀식으로부터 최고수량과 일치하는 각각의 질산 함량 수준을 검토한 결과, 토양용액채취법은 $400mg\;l^{-1}$ 수준, 생토용적 침출법은 $300mg\;l^{-1}$ 수준, 엽병즙액의 경우는 $1400mg\;l^{-1}$ 수준이었다. 여기서 엽병즙액과 오이수량간 상관성은 pot 시험을 통해 비교하였고, pot 실험결과 $1500mg\;l^{-1}$ 수준의 엽병내 질산농도 수준에서 최고 수량을 보여 하우스 실험결과와 유사하였다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1995년도 추계학술대회
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• pp.34-38
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• 1995

Using a 3-D finite element method (FEM), the biomechanical characteristics of a threaded truncated acetabular component and a porous coated hemispherical acetabular component were studied. The Von-Mises stress/strain patterns in the acetabulum reconstructed with these two different types of cementless acetabular cups were investigated. The geometry and dimensions of human hemi-pelvis used in the present shape modeling for finite element analysis were scanned with a 3-D laser scanner(TDS-9000, Cyberware, USA). The scanned data was numerically handled with a shape modelling software 'Pro-Engineer'. Using 19836, 16853 tetrahedral elements, respectively, the stress and displacement field of the acetabulum reconstructed with the two different types of the acetabular components were computed. While the hemi-sphere component was found to show a relatively similar stress/strain patterns to those in the normal hip, the results with the threaded cup showed a considerably different patterns from those in the normal condition. Several regions in cancellous bone near the threads and the edge of the truncated cup was found to be overstressed, especially in the superior-lateral part of the acetabulum. It was postulated that the excessive reaming-out of subchondral bone layer when the truncated cup was used can cause the presence of these overstressed regions of cancellous bone. This theoretical prediction for the implanted acetabulum appeared to consistent with the pathological observation of proximal/medial migration of the threaded truncated acetabular prostheses in the previous publications.

• 한국관개배수논문집
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• 제9권1호
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• pp.59-69
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• 2002

Changes of concentrations and losses of nutrient via infiltration from paddy plot during rice cultivation were monitored. The infiltrated water samples were collected in a ceramic porous cup which was buried at the depth of 30,50,70, and 90cm beneath the

• 한국토양비료학회지
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• 제28권2호
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• pp.160-164
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• 1995

농경지에 시용되는 질소질 비료의 대부분을 차지하는 요소를 대상으로 수도재배포장에서 요소태(Urea-N)와 암모늄태($NH_4-N$) 및 질산태($NO_3-N$) 질소의 농토를 조사함으로써 논토양에 시용되는 요소비료의 효율 증대 및 환경오염 방지에 기초가 되는 정량적인 자료를 얻고자 요소를 12kg N/10a(관행구)와 24kg N/10a(배비구) 수준으로 시용한 수도재배포장에서 수도재배기간 동안 침투수의 Urec-N, $NH_4-N$ 및 $NO_3-N$의 농도를 porous ceramic cup을 이용하여 토양깊이별로 조사한 결과는 다음과 같다. 관행구와 배비구 모두 전체 시비량의 50%를 기비로 사용한 후 12일이 지난 후에 채취한 침투수에서는 75cm 깊이에서도 Urea-N이 검출되었으며, 그 농도는 관행구 0.06 및 배비구 $0.12{\mu}g/m{\ell}$로서 배비구에서 높았다. 침투수의 $NH_4-N$ 농도는 수도의 영양생장기간 동안에는 변화가 컸지만 출수가 시작된 8월 중순 이후에는 $0.1{\mu}g/m{\ell}$로서 일정하였다. 침투수의 $NO_3-N$ 농도는 관행구 0.1~0.5 및 배비구 $0.2{\sim}0.5{\mu}g/m{\ell}$ 범위로서 요소 시용량간의 차이는 거의 없었다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권3호
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• pp.268-273
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• 1998

전라북도 진안군 마령면 평지리 일대 0.5㏊의 논에서 1997년 5월부터 9월까지 시험포장에 30, 50, 70, 90㎝ 간격으로 매설한 Ceramic porous cup에 침투된 침투수의 시기별 함량변화와 침투수에 의한 비료성분의 침투손실량을 조사한 결과는 다음과 같다. 침투수의 pH는 $6.64{\sim}7.90$, EC는 $324{\sim}647$(S/㎝의 범위로 6월 중순경에 가장 높았다가 서서히 감소하는 경향이었다. 전질소, 암모니아태질소 및 질산태질소의 함량은 각각 $0.58{\sim}14.59mg/L$, $0.05{\sim}4.25mg/L$ 그리고 $0.15{\sim}7.71mg/L$의 범위로 기비후 이앙초기에 함량이 가장 높았다가 서서히 감소하는 추세였다. 전인산은 $0.009{\sim}0.077mg/L$, 가용성인산은 $0{\sim}0.029mg/L$의 범위로 지표면으로부터 거리가 멀어질수록 감소하는 경향이었다. 양이온성분은 $Ca^{++}$ $0.88{\sim}4.78mg/L$, $Mg^{++}$ $0.22{\sim}1.04mg/L$, $Na^{+}$ $0.17{\sim}0.98mg/L$ 그리고 $K^{+}$ $0.84{\sim}3.19mg/L$의 범위로 모두 이앙초기에 높게 나타났다. 음이온성분의 경우 $SO_4\;^{2-}$는 $3.92{\sim}18.72mg/L$의 범위로 시료 채취깊이에 따라 차이를 보이지 않았으나 $Cl^{-}$는 $9.03{\sim}19.97mg/L$의 범위로 거리가 멀어질수록 그 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 조사기간 동안 0.5ha의 논에서 지하로 이동한 총침투수량은 483.3㎜로 조사되었다. 전질소, 암모니아태질소 및 질산태질소의 침투손실량은 각각 20.34㎏/㏊, 3.54㎏/㏊, 10.44㎏/㏊로 나타났으며, 질산태질소가 암모니아태질소보다 약 3배 정도 더 높게 나타났다. 전인산은 0.16㎏/㏊, 가용성인산은 0.028㎏/㏊로 나타났으며, 침투수를 통하여 시비된 요소비료의 9.35%에 해당하는 질소가 손실되었으며 인산의 경우 시비된 비료성분중 0.59%가 손실된 것으로 나타났다. 양이온성분은 $Ca^{++}$ 10.24㎏/㏊, $Mg^{++}$ 2.84㎏/㏊, $Na^{+}$ 2.84㎏/㏊ 그리고 $K^{+}$ 7.22㎏/㏊로 나타났으며, $Ca^{++}$>$K^{+}$>$Na^{+}$=$Mg^{++}$의 순이었다. 음이온성분은 $SO_{4}^{2-}$ 50.04㎏/㏊, $Cl^{-}$ 62.20㎏/㏊로 나타나 $Cl^{-}$ 이온이 SO42-이온보다 더 지하로의 이동성이 큰 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권3호
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• pp.257-264
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• 1997

논 토양에서 벼 품종간 $CH_4$ 배출과 근 분비물 특성 등을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 중만생종에 비하여 조생종의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었으며 자포니카 형보다는 통일형의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었다. 2. $CH_4$ 배출과 분얼수 및 근중과는 유의성이 인정되었으며 상관계수는 분얼수보다 근중에서 높은 경향이었고, 유수형성기 및 출수기에 $CH_4$ 배출이 많았다. 3. 토양용액중 $CH_4$ 함량은 계화벼가 가장 높았으며 다른 품종들은 비슷한 경향이었는데 이는 근권 산화력에 크게 좌우되었던 것으로 생각된다. 4. 뿌리에서 분비된 탄수화물류는 이앙 40일을 기준으로 조생종인 남원벼가 $1,306{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$, 중만생종이 $283{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$ 통일형인 풍산벼가 $984{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$를 분비하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.341-348
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• 2013

본 연구에서는 토성에 따른 물의 이용효율을 높이면서 재배 작물의 생산성을 최대화하기 위한 효율적인 자동관개 로직을 개발하고자, 수분장력값을 관수 개시점으로 하여 물 공급 유지와 멈춤을 간헐적으로 수행하는 펄스형 관개방식과 측정한 수분장력값을 이용하여 토양수분량을 예측해 재배작물에 적합한 물량을 추가 투입하는 필요물량계산 관수방식을 적용하여 토성이 다른 실험베드에서 2년간 토마토 작물을 재배하면서 토양수분 함량과 장력의 변화를 측정비교하였다. 물공급 30초와 멈춤 30분 및 15분 조건을 이용한 펄스형 관수방식과 필요물량계산 방식에서 얻어진 수분장력값은 목표한 -20kPa 조건에 비해 각각 -42~-8kPa, -20~-10kPa로 나타나 필요물량 계산방식이 균일한 수분장력을 유지하는 측면에서는 유리하였으나 토양수분상태는 상대적으로 습하였다. 공시 토성 모두에서 수분함량은 수분장력에 비해 시간반응이 빠르면서 물공급에 따라 비례적으로 증가하는 경향이 뚜렷하였다. 수분변화 값은 펄스형 관수와 필요물량계산 관수방식의 경우 사양토 기준으로 각각 17~24%, 19~31%로서 펄스형 관수방식이 수분변화 값이 작으면서 시간에 따라 안정적인 값을 유지한 것으로 나타났는데 이는 물공급에 따른 수분함량의 시간변화가 수분장력에 비해 뚜렷하게 빠름과 관계가 있는 것으로 판단하였다. 이러한 결과로부터 펄스형 관수방식은 수분함량값을 이용하여 수분을 조절하는 것이 유리함을 의미한다.