• 제목/요약/키워드: Soil nitrogen supply

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해바라기 군락의 일차생산과 질소경제 (Studies on the Nitrogen Economy and Primary Production of a Helianthus annuus Population)

  • 송승달
    • Journal of Plant Biology
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    • 제18권3호
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    • pp.101-108
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    • 1975
  • The nitrogen economy and primary production of a Helianthus annuus "Manchurian" population were studied with special reference to the pattern of seasonal changes of vertical distributions of dry matter and nitrogen quantities, and its quantitative significance was discussed in relation to the pattern of the plant population growth, distribution ratios among organs, and turnover rates of dry matter and nitrogen. The population was established in plant density of 11.1plant/$m^2$ at the experimdntal field of Kyungpook National University, Daegu. During the period of population developemnt (April-September, 1973), the annual inflow rates and outflow rates of dry matter and nitrogen were 5560 gDM/$m^2$/year and 89 gN/$m^2$/year, respectively. The distribution ratios of dry matter and nitrogen to leaves were 28% and 45%, to stems 48% and 18%, to roots 13% and 5%, and to flowers and seeds 11% and 32%, respectively. The maximum turnover rates of inflow of dry matter and nitrogen were attained in May-June, and were 216%/month and 210%/month, respectively. The amount of nitrogen demand was 52gN/$m^2$/year (58%) for the foliage growth, 13 gN/$m^2$/year(15%) for the stem growth, 20 gN/$m^2$/year(23%) for the reproductive organs, and 4 gN/$m^2$/year(4%) for the growth of the underground parts. The amount of nitrogen supply by the nitrogen withdrawn from senescing leaves and stems was 25gN/$m^2$/year(28%) and the amount of nitrogen absorption by the root from the environmental soil was 64 gN/$m^2$/year(72%). The ratiio of the a mount of produced dry matter to that of assimilated nitrogen during a year was calculated for this annual plant population as 60, which can be used as the nitrogen utility index.ity index.

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신개발 심층시비장치를 이용한 심층시비가 벼와 콩 수량에 미치는 영향 (Effect of Fertilizer Deep Placement on Rice and Soybean Yield Using Newly Developed Device for Deep Fertilization)

  • 홍성창;김민욱;김진호
    • 한국환경농학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.44-51
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    • 2023
  • Nitrogen fertilizer is an essential macronutrient that requires repeated input for crop cultivation. Excessive use of nitrogen fertilizers can adversely affect the environment by discharging NH3, NO, and N2O into the air and leaching into surrounding water systems through rainfall runoff. Therefore, it is necessary to develop a technology that reduces the amount of nitrogen fertilizer used without compromising crop yields. Fertilizer deep placement could be a technology employed to increase the efficiency of nitrogen fertilizer use. In this study, a deep fertilization device that can be coupled to a tractor and used to inject fertilizer into the soil was developed. The deep fertilization device consisted of a tractor attachment part, fertilizer amount control and supply part, and an underground fertilizer input part. The fertilization depth was designed to be adjustable from the soil surface down to a depth of 40 cm in the soil. This device injected fertilizer at a speed of 2,000 m2/hr to a depth of 25 to 30 cm through an underground fertilizer injection pipe while being attached to and towed by a 62-horsepower agricultural tractor. Furthermore, it had no difficulty in employing various fertilizers currently utilized in agricultural fields, and it operated well. It could also perform fertilization and plowing work, thereby further simplifying agricultural labor. In this study, a newly developed device was used to investigate the effects of deep fertilizer placement (FDP) compared to those with urea surface broadcasting, in terms of rice and soybean grain yields. FDP increased the number of rice grains, resulting in an average improvement of 9% in rice yields across three regions. It also increased the number of soybean pods, resulting in an average increase of 23% in soybean yields across the three regions. The results of this study suggest that the newly developed deep fertilization device can efficiently and rapidly inject fertilizer into the soil at depths of 25 to 30 cm. This fertilizer deep placement strategy will be an effective fertilizer application method used to increase rice and soybean yields, in addition to reducing nitrogen fertilizer use, under conventional rice and soybean cultivation conditions.

온도 변화에 따른 산지습지 토양의 $N_2O$ 배출 양상 ($N_2O$ Emissions on the Soil of Alpine Wetland by Temperature Change)

  • 김상훈;임성환;추연식
    • 생태와환경
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    • 제46권3호
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    • pp.409-418
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    • 2013
  • 최근 기후변화에 따른 지구온난화는 전세계적으로 매우 큰 문제로 인식되고 있다. 이산화탄소의 농도, 온난화정도, 토양 온도, 강우량, 토양수분함량, 탈질작용 등과 같은 요인들은 토양으로부터 아산화질소 ($N_2O$)의 방출에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 산지습지인 오대산 질뫼늪과 정족산 무체치늪 토양으로부터 온도변화에 따른 $N_2O$ 발생을 조사하였다. 7월 채취한 질뫼늪 토양은 온도가 증가함에 따라 $N_2O$ 발생이 증가하였으나 $10^{\circ}C$에서는 유의한 차이를 보이지 않았다. $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$ 토양은 24시간까지는 증가하는 $N_2O$ 발생양상을 보였으나 그 이후 발생량의 뚜렷한 차이를 보이지 않았다, 전반적으로 온도처리에 따른 유의한 차이만을 보였다. 무제치늪 토양 또한 질뫼늪 토양과 유사한 경향을 보였다. 부가적인 질소원 처리에 대해 두 습지 토양은 다소 증가하는 양상을 보였으나 질소부가나 질소원에 따른 유의한 차이를 보이지 않았다. 결론적으로 이탄토양으로부터 배출하는 $N_2O$의 양은 온도가 상승함에 따라 증가되는 양상을 보였으나 질소원의 종류와 부가량은 $N_2O$ 배출 양상에 큰 차이를 보이지 않은 것으로 조사되었다. 향후 산지 이탄습지 토양의 $N_2O$ 배출양상을 보다 명확히 규명하기 위해서는 질소원의 차이, 질소의 시비, 토양효소 활성이나 질화세균의 활동성을 포함하여 다양한 요인에 대한 복합적인 연구가 진행될 필요가 있을 것이다.

Effects of Liquid Pig Manure on Yield and Nutrition Supply of Green Manure Crops in Jeju

  • Kang, Ho-Jun;Yang, Sang-Ho;Kim, Yu-Kyoung;Jwa, Chang-Sook;Moon, Bong-Chun;Moon, Chae-Ran;Ko, Bok-Hee;Jung, Dae-Cheun
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.731-735
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    • 2015
  • The effects of liquid pig manure (LPM) on the yield and nutrient supply of green manure crops, such as hairy vetch alone and hairy vetch + rye mixture, were investigated. We used three treatments: no-fertilizer (NF); LPM, $4.0t10a^{-1}$ ($N-P_2O_5-K_2O=4.0-0.024-4.0kg10a^{-1}$); and chemical fertilizer (CF; $N-P_2O_5-K_2O=4.0-0-4.0kg10a^{-1}$). The green manure crops, namely, Vicia villosa Roth. (hairy vetch) and Secale cereale L. (rye). were sown on March 11 and harvested on June 24, 2014. Yield of green manure crops significantly increased in hairy vetch + rye mixture plot compared with the hairy vetch alone plot. In hairy vetch alone plot, yield of green manure crops was increased by application of LPM and CF, but there were no significant differences. Yield of green manure crops in hairy vetch + rye fresh mixture plot significantly increased by the LPM and CF treatments, but no difference was noted between the LPM and CF treatments. Nitrogen supply by the green manure crops was higher in hairy vetch + rye mixture plot than hairy vetch alone plot. However, there was no significant difference. Phosphorus and potassium supply significantly increased in hairy vetch + rye mixture plot compared with hairy vetch alone plot. By treating LPM and CF, the nitrogen, phosphorus and potassium supply were higher than those in no fertilizer. In conclusion, LPM could replace CF. When planting green manure crops, the hairy vetch + rye mixture was more effective than hairy vetch alone to effectively use green manure crops.

Effect of Chemical Fertilizer and Compost on Soil Physicochemical Properties, Leaf Mineral Content, Yield and Fruit Quality of Red Pepper (Capsicum annuum L.) in Open Field

  • Lee, Seong Eun;Park, Jin Myeon;Park, Young Eun;Lim, Tae Jun
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.683-688
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    • 2015
  • Nowadays, sustainable and environment-friendly agriculture has become an important issue all around the world, and repeated applications of mineral and/or organic fertilizer will probably affect mineral nutrient dynamics in soil in the long term but only a limited number of observations are available. This study was carried out to investigate whether there is any influence of different fertilizer management for red pepper (Capsicum annuum L.) cultivation on soil physicochemical properties, leaf mineral content, yield and fruit quality in the aspect of long-term practice in open field condition. NPK, NPK+compost, compost only, and unfertilized control plot were included in the treatments. The application of chemical fertilizer and/or compost repeated annually for 17 years from 1994 to 2011. Soil organic matter content was higher in compost treatments than in no-manure treatments. Available phosphate and the yield of red pepper were highest in NPK+compost treatment followed by NPK (chemical fertilizer), compost, and control. The results indicate that in the long term, nitrogen supply is still needed for increasing red pepper yield, but reduction in the use of chemical fertilizer could be also possible with the proper application of compost.

토양 화학성 및 생물학성 변화에 대한 녹비작물 시용 효과 (Effects of Green Manure Crops on Improvement of Chemical and Biological Properties in Soil)

  • 최봉수;정정아;오미경;전상호;고현관;옥용식;성좌경
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.650-658
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    • 2010
  • 시설재배지의 경우 휴작기간 동안 녹비작물의 활용가능성이 높을 것으로 판단된다. 본 연구는 녹비작물이 시설재배지에서의 양분공급 및 토양질 개선에 미치는 영향을 평가하고자 두과 (헤어리베치, 크림손클로버) 및 화본과 (호밀, 수수, 수단그라스) 녹비작물을 재배 후 토양과 혼합하였으며, 무기질소 공급능과 생물적 지표로써 토양 탄수화물, 미생물활성 및 부식함량의 경시적 변화를 측정하였다. 관행구의 무기태 질소함량은 전 기간 비슷한 수준을 유지하였으나 녹비작물을 처리한 토양에서는 토양처리 후 4주까지 무기태질소 함량이 지속적으로 증가하였고, 특히 수단그라스에서 무기태질소 함량이 두드러지게 증가하였다. 녹비작물 처리 후 토양 중 수용성 당은 두과 녹비작물 처리 후 서서히 증가하기 시작하여 7주 경에 가장 높았으며 이후 서서히 감소하는 경향이 나타났다. 반면 화본과 녹비작물 처리 후 수용성 당이 빠르게 증가하여 처리 후 4주 경에 최대치에 도달한 후 감소하는 양상이 나타났다. 토양 내의 부식산 (humicacid)은 아무것도 첨가하지 않은 관행구와 녹비처리 초기에는 비슷한 수준으로 낮았으나 녹비처리 후 4주 정도 시간이 경과하면서 녹비작물의 부숙에 의해 형성된 부식산이 점점 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 양이온과 결합하여 물에 잘 용해되는 염을 만드는 fulvic 산에서도 작물 간 차이는 있었지만 부식산의 함량 변화와 비슷한 경향이었다.

Ureaform, SCU, Melamine의 질소공급력(窒素供給力)과 보리 생육(生育)에 대(對)한 효과(效果) (Effect of Ureaform, SCU and Melamine on Barley Growth and their Nitrogen Supplying Ability)

  • 임선욱;오남순
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.265-273
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    • 1984
  • 본 시험은 우리나라의 밭 토양조건에서 몇 가지 완효성 질소질 비료의 보리에 대한 질소 공급효과를 시험하고저 한 것이며 공시비료는 황입힌 요소 SCU, ureaform, melamine 등의 완효성 질소비료와 대조로써 요소를 사용하였으며 질산화 저해제로는 thiourea를 처리하였다. 토양조건은 수분함량, pH 그리고 온도를 달리하여 사질양토의 보통 밭토양으로 pot시험 및 실내 배양시험하여 질소 공급력과 보리의 생장에 대한 효과를 생육시기별로 조사하여 얻은 결과를 다음과 같이 요약 보고한다. 완효성 질소질비료의 공급능력을 조사한 항온처리 실험에서 항온처리의 초기 2주에서 암모늄태질소로의 최고 전환율을 보였으며, urea, SCU, ureaform 순으로 27~59%, 25~39%, 9~34%이었고 melamine은 5주동안 0.7~4.3%의 낮은 분해를 보였다. 질산화작용에 의한 $NO_3-N$의 생성은 pH6.54와 pH5.84에서는 유사하였으며 pH6.54는 pH4.73보다 더 많은 양이 생성되었다. 토양수분은 암모니아화작용과 질산화작용에 큰 영향을 미쳐 수분함량 20%가 풍건상태보다 $NH_4-N$$NO_3-N$ 생성이 많았다. Thiourea는 4주까지는 질산화작용을 현저히 억제하였고 그 이후에 $NO_3-N$ 생성량이 증가하였으나 thiourea 무처리보다는 적었다. Pot시험으로 조사된 전 생육기 (출수후 유숙기까지)에 걸친 질소공급력은 SCU, urea가 ureaform, melamine 보다 높았으며 파종전 melamine 처리는 작물에 대하여 장애를 일으켰다. urea에 thiourea 혼합처리는 속효성으로 인한 urea의 과잉 질소 공급을 억제하여 보리의 후기생육에 도움을 주었으며 완효성 질소질비료에 소량의 urea 혼합처리는 조사된 생육기간 동안 질소공급에 크게 기여하였다.

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범람/휴지식 홍수터여과에서 폐색현상 및 수질개선도 연구 (A Study on Clogging and Water Quality Improvement in Floodplain Filtration with Flood/rest Raw-water Supply)

  • 김호석;김승현
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.120-131
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    • 2011
  • 하수처리장 방류수를 추가로 처리하여 하천의 수질을 개선하려는 노력의 일환으로 범람/휴지식 홍수터여과에 대한 파일럿 규모의 실험을 수행하였다. 대상토양은 낙동강의 구미, 대구, 그리고 김해에서 얻었으며, 각 토양별로 운전경과에 따른 침투율 감소현상과 여러 침투율에서 각종 오염물질의 여과거리에 따른 제거율을 조사하였다. 실험결과 운전시간이 경과함에 따라 표층에서 폐색이 점차 발달하였고 이에 따라 침투율이 지수함수적으로 감소하였다. 표층의 폐색제거에 필요한 주기는 모든 토양에서 2주 이상이었고, 안정적인 침투율은 구미토양의 경우 5 m/day, 대구와 김해 토양의 경우에는 1 m/day이었다. 불포화대에서는 여과거리 증가에 따라 용존산소의 농도가 오히려 증가하여 범람/휴지를 번갈아 적용하는 방식이 토양을 호기환경으로 유지하는데 효과적임을 알 수 있었다. 모든 토양에서 침투율이 증가하여도 여과거리에 따른 오염제거특성은 거의 일정하였다. BOD와 탁도는 모든 토양의 여과거리 1.2 m에서 대부분 제거가 가능하였으며, COD는 3.6 m 여과에서 30% 이상 제거되었고 여과거리가 증가하면 그 제거율이 다소 향상될 것으로 예상되었다. 모든 토양의 표층부근에서 질산화반응이 진행되었으나 실험된 여과거리에서는 질소의 제거가 거의 없었다. 구미토양에서는 인 제거율이 낮았으나 다른 토양에서는 인 제거율이 상당하거나 매우 높아서 본 공법을 잘 활용하는 경우 하천수질을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대되었다.

Changes of Soil Microbe communities in Plastic Film House by Green Manure Crops Cultivation

  • Won, J.G.;Jang, K.S.;Hwang, J.E.;Kwon, O.H.;Jeon, S.G.;Park, S.G.;Park, K.C.;Suh, Y.J.
    • 한국유기농업학회지
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    • 제19권spc호
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    • pp.149-152
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    • 2011
  • To improve the soil condition for no-tillage organic pepper cultivation, four different green manure crops were cultivated. Fertilizer supply was depended on the biomass of the cultivated green manure crops, nitrogen supplies were 314kg in Vicia villosa and 341kg $ha^{-1}$ in Vicia angustifolia. In the microbial community analyzed by phospholipid fatty acid (PLFA) method, soil microbe populations were different among the green manure crops and fungi group was increased at Vicia angustifloia and Vicia villosa. The biological ratio indexes of fatty acids in the soils, the ratio of Gram-negative to Gram-positive bacterial PLFA and Ratio of aerobes to anaerobes were high at Vicia hirsute and Vicia tetrasperma suggesting the enrich of the aerobic conditions. The ratio of saturated to unsaturated fatty acids increased at Vicia angustifloia and Vicia villosa suggesting anaerobic conditions. Abundant biomass and uncomposted organic matter, the ratio of fungi to bacteria was increased at Vicia angustifloia and Vicia villosa.