본 연구는 밭토양 내수성입단의 계절별 특성을 밝히고 파쇄프랙탈차원을 이용하여 대공극률과의 관계를 구명코자 수행하였다. 대상 토양은 토성이 다른 세 지점으로 고평통 (Fine, Typic Hapludalfs), 규암통 (Fine silty over coarse silty, Fluvaquentic Eutrudepts), 중동통(Coarse loamy, Typic Udifluvents)으로 경기도에 위치하였다. 봄, 여름, 가을에 불교란 시료를 채취하고 내수성입단과 대공극률, 토양이화학성을 측정하였다. 내수성입단은 파쇄프랙탈차원($D_f$), 기하평균지름(GMD), 중량평균지름(MWD)의 세 가지로 계수화하였다. $D_f$는 MWD보다 GMD와 상관이 높게 나타났고, 무차원의 입단파쇄과정에 근거하여서 실험에 사용한 입단크기와 전처리과정의 영향을 덜 받아 내수성입단의 계수화에 적절하다고 판단할 수 있었다. 계절적으로 내수성입단은 여름>봄>가을순으로 나타났고 생물활성과 토양수분의 영향으로 파악할 수 있었다. $D_f$ 3.1이하의 토양에서 $D_f$와 대공극률과역의 상관관계를 나타냈으며 특히 $99{\mu}m$ 이상의 공극률과 상관이 높았으며 $D_f$ 3.1이상의 토양에서는 상관이 나타나지 않았다. 또한 $D_f$ 3.1이하의 토양에서는 대공극률과 포화수리전도도의 누승함수 적합도가 높게 나타났다. 따라서 내수성입단의 파쇄프랙탈차원은 입단화에 의한 대공극형성과 해석에 유용하다고 판단할 수 있었다.
Investigations related with factors influencing root and crown rot are rare and mainly related to farming practice and soil management. The main objective of this study was to examine broader range of factors influencing stem-base infestation of winter wheat in the field conditions. The effect of spatial distribution of infected plants on disease index (DIs) assessments was also investigated. Analysis of factors influencing DIs of crown rot of wheat demonstrated significant influence of the growing seasons (P < 0.001) and extreme fluctuations in winter temperatures (P < 0.001). In addition to that, localities together with their interaction with the growing season also significantly influenced DIs (P < 0.001). Aggregation of infected plants influenced variability of DI estimations, and it was pointed out that more extensive investigation should be conducted on broad range of DI in order to establish sampling method giving uniform sampling precision. Fusarium graminearum was shown to be predominant Fusarium species in Serbia (72.6%) using sequence-characterized amplified region analysis. Interestingly F. oxysporum was isolated in higher frequencies (27.4%) than it was reported in the literature. Given that there were no reports on the diversity of Fusarium species causing crown rot of wheat in Serbia, this study presents first report on this important subject. It also indicated that more attention should be focused on combined effects of abiotic and biotic factors influencing stem-base infestation of winter wheat. This knowledge will contribute to better understanding of factors influencing root and crown rot of wheat which would ensure sustainable disease management in the future.
At the upper part of terrace deposits at Jeongdongjin area, there is a structure in which reddish brown and grayish white layers laying horizontally. Previous studies have reported the existence of these structures within the deposits and suggested the theoretical background related to the formation process. However, the analysis of physical properties and chemical composition such as particle size, classification, etc. of the materials constituting the reddish brown and grayish white layers is scarcely done. In this study, the physico - chemical properties of gray - white and reddish brown beds are investigated. The mean grain size of the particles was less than $4{\varphi}$ in both layers and the reddish brown layer was more coarse. The results shows that the sorting of the grayish white layer is better. The chemical composition of both layers shows that the average concentration of $SiO_2$, $Al_2O_3$ and $K_2O$ of the grayish white layer was higher than those of the reddish brown layer. The concentration of $Fe_2O_3$ of reddish brown lyaer was 3 times higher than those of the grayish white layer. The degree of chemical weathering (CIA) is 90 or so in both the reddish brown and grayish white layers, indicating a significant level of chemical weathering. In conclusion, reddish brown layers had been formed by the processes related to the migration of iron and the migration of water that induced aggregation after the formation of sediments (psudo-gleization). In this study area, a vertical layer of grayish white which cuts off horizontal reddish brown and grayish white color was found. The vertical layer or wedge similar to a ice-wedge or columnar structure that in a cold environment, and there is a difference in shape and size. The vertical layer appears to have occurred three or more cycles. The vertical layers begin to form at a certain height within the outcrop and descend downwards, which of course is difficult to see as directing certain times.
산화아연 나노입자(ZnO nanoparticles, ZnO NPs)는 반도체, 태양전지, 바이오센서 및 화장품 (자외선 차단제) 등에 주로 쓰이며 해마다 사용량이 증가하여 환경에 노출될 가능성이 높아졌다. 이에 본 연구에서는 수환경과 토양환경 내 산화아연 나노입자의 거동 및 수경재배 방식으로 식물에 미치는 영향을 평가하였다. 수환경 조건 pH 7 이상 (pH =7-10)에서는 산화아연 나노입자의 입자크기가 증가하였고, 용해된 아연이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 산화아연 나노입자는 토양 내에서 2.5cm 까지 이동하여, 하부로의 이동이 매우 미비함을 확인하였다. 한편, 산화아연 나노입자를 식물에 노출시킬 경우 총무게가 감소하였고, 뿌리 및 줄기의 길이에는 영향을 주지 않았다. 또한 뿌리 표면에 흡착하거나 세포내로 이동한 산화아연 나노입자를 관찰할 수 있었으며, 줄기로의 이동은 미비함을 확인하였다. 이러한 결과는 식물의 뿌리 및 줄기로 이동하여 세포벽을 파괴하는 아연 이온과는 달리, 산화아연 나노입자는 식물 뿌리에 흡착하여 체내로 영양분이 공급되는 것을 방해함으로써 식물 성장에 영향을 주는 것을 의미한다. 따라서 산화아연 나노입자가 환경 중에 노출될 경우 수환경에서는 입자크기가 증가하여 침전 현상이 일어나고, 식물 뿌리에 흡착하여 식물 성장에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
군집을 이루어 생활을 하는 세균류의 하나인 M. xanthus의 csgA 유전자는 세포 표면 단백질을 암호화하는데 이 단백질은 M. xanthus의 자실체 및 포자 형성을 수반하는 발생 (development)에 필수적이다. csgA 돌연변이들은 정상적인 성장을 보이지만, 발생 과정에서 자실체 및 포자 형성이 불가능하다. 또한, CsgA 세포간 기인한 신호 전달체계에 의해서 유발되는 CsgA 특이적 유전자들의 발현이 없거나 감소한다. socD500돌연변이는, csgA 돌연변이체로부터 자실체 혹은 포자 형성을 회복하게 해주는 2차 돌연변이 중의 하나로서, csgA 돌연변이체의 포자 형성을 회복하도록 한다. socD500에 의한 포자 형성은 영양원의 고갈 및 자실체의 형성이 없이도, 단순히 성장 온도를 $32^{\circ}C$에서 $15^{\circ}C$로 낮추는 것이 의해서 이루어진다. 이런 과정을 거쳐 형성된 포자의 구조를 전자현미경으로 관찰한 결과 정상 포자와는 다르게 단지 얇은 여러 겹의 막들이 존재하였다. 또한 socD500 돌연변이체에서 10개의 CsgA 특이적 유전자들의 발현율을 측정한 결과, 자실체 형성을 수반하는 정상적인 발생시에만 발현하는 ΩDK4506 및 ΩDK4406 유전자들이 $15^{\circ}C$에서 높게 발현되는 것으로 나타났다. 이 결과는 socD500은 CsgA에 특이적인 신호 전달체계에 관련된 일부 유전자들의 발현을 조절하는 역할에 관련되었다는 것을 알 수가 있었다.
나노크기 매킨나와이트(nanocrystalline mackinawite, FeS)는 높은 비표면적을 지닌 반응성 높은 광물로, 오염된 지하수나 토양의 복원을 위해 널리 사용된다. 또한 매킨나와이트는 혐기성 부식반응에 대해 열역학적으로 안정하고, 황산염 환원미생물의 대사에 의해 재생된다는 장점이 있다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 지하수 흐름에 의해 멀리 확산되거나 입자집적이 일어나 대수층 공극을 막는다. 따라서 현장복원을 위한 투과반응벽(permeable reactive barrier)의 설치를 위해서 나노크기 매킨나와이트에 대한 변형이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 코팅법을 활용해 매킨나와이트 나노입자를 알루미나(alumina, $Al_2O_3$) 및 활성알루미나(activated alumina) 표면에 증착시켰다. 매킨나와이트의 코팅량은 pH에 따라 현저히 달랐으며, 두 종의 알루미나 모두 약 pH 6.9에서 최대 코팅이 관찰되었다. 이 pH에서 알루미나와 매킨나와이트는 반대의 표면전하(surface charge)를 띠어 두 광물 간 정전기적 인력이 발생하고, 이로 인해 효율적인 코팅이 일어났다. 이 pH에서 알루미나 및 활성 알루미나에 의한 코팅량은 각각 0.038 $mmol{\cdot}FeS/g$과 0.114 $mmol{\cdot}FeS/g$이었다. 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 알루미나 및 활성 알루미나, 그리고 최적 pH에서 코팅된 알루미나 및 활성 알루미나를 사용해 아비산염(arsenite) 흡착실험을 수행했다. 코팅되지 않은 활성 알루미나는 코팅되지 않은 알루미나와 비교해 단위질량당 높은 아비산염의 제거를 보여주었으나, 매킨나와이트의 코팅에 의한 흡착량 증가를 보이지 않았다. 활성 알루미나는 높은 비표면적을 지니고 있어 반응성 높은 수산화작용기(hydroxyl functional group)가 다수 존재했고, 이로 인해 코팅된 매킨나와이트에 의한 아비산염의 제거가 중요하지 않았다. 반면 알루미나는 매킨나와이트 코팅에 의해 향상된 아비산염의 제거율을 보였는데, 이것은 알루미나에 존재한 수산화작용기가 아비산염과의 표면배위결합(surface complexation)에 소모되고, 코팅된 매킨나와이트에 의한 부가적인 흡착이 일어났기 때문이다. 코팅된 알루미나는 이전에 연구된 코팅된 실리카와 비교해보면 단위 비표면적당 매킨나와이트의 코팅량이 약 8배 높았으며, 더 높은 아비산염에 대한 흡착력을 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 코팅된 알루미나는 투과반응벽의 설치에 적합한 물질이고, 특히 아비산염으로 오염된 지하수의 정화에 유용하게 적용될 수 있음을 지시하고 있다.
새로운 개념과 알고리즘으로 완성된 지표 변수 데이터베이스인 Ecoclimap-1이 전 지구 영역에 대해 1km의 해상도로 제공 된 바 있다. 이것은 기상과 기후의 모델에서 토양과 식물과 대기 사이의 이동을 정량적으로 표현하기 위해 고안 되었으며, Ecoclimap-1 데이터베이스를 구성하는 지표변수 자료들은 토지피복지도와 기후지도를 중첩하여 얻어진 생태기후 지도를 기본 주제도로 사용하여 각 클래스에 대한 값(per-class)로 제공된다. 생태기후지도의 제작은 일반적으로 사용하는 토지피복분류가 나타내지 못하는 동질 피복 내 생장 주기의 변동성을 고려하기 위한 것이다. 그러나 이렇게 중첩하여 얻은 주제를 사용하더라도 역시 같은 class내부의 식생 생장 주기의 변동성은 여전히 높게 나타나는 경향을 보였다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 새로운 방법으로, SPOT/VEGETATION S10 NDVI 자료를 이용하여 토지피복지도와 기후지도의 단순 중첩이 아닌 동일 토지피복 클래스 내의 sub-clustering을 통하여 보다 동질의 하위 집단으로 분류한다. 본 연구는 Ecoclimap-2 project의 전 지구 데이터 베이스 구축의 일환으로 동북 아시아 지역의 생태기후지도 제작을 수행하였다. 사용된 토지피복지도는 University of Maryland Global Land Cover Database를 사용하였고 기후지도는 각 토지피복 클래스의 sub-clustering시 초기 군집의 수를 결정하기 위한 보조 자료로 사용하였다. 1999년부터 2004년 총 6년 동안의 NDVI 10-day 자료를 이용하였고 한 UMD토지피복 class내에 존재하는 모든 화소의 시 공간 긴밀도를 분석하여 비슷한 NDVI 정보를 가지는 화소들을 통합하였다. 이러한 과정을 통해 동북아시아를 총 29개의 ecosystem으로 정의 하였다. 이러한 ecosystem map은 앞으로의 기후 모델 연구에 있어 중요한 기본 주제도로 유용할 것으로 보이며 또한 생태계모델, 기상모델의 중요한 input 자료로서 쓰여 질 것으로 사료 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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