• 제목/요약/키워드: Uptake of $NH_4^+$ and $NO_3^-$

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금강 중 ${\cdot}$ 하류에서 AGP에 의한 수질평가 (Water Quality Assessment by Algal Growth Potential (AGP) from Midstream to Downstream of the Kum River)

  • 조경제;신재기
    • 생태와환경
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    • 제33권3호통권91호
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    • pp.244-250
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    • 2000
  • 금강 중${\cdot}$하류의 본류와 지류에서 1998년 3월부터 1999년 6월까지 수질 fertility를 Microcystis aeruginosa의 조류생장잠재력 (AGP)으로 평가하였다. 금강에서는 갑천이 합류되는 지점에서 AGP가 가장 높았고, M. aeruginosa의 AGP는 평균값이 38.1 mg dw/l (17.6${\sim}$75.2 mg dw/l)였다. 또한 조류검정 결과에서 하류로 갈수록 생장이 둔화되어 AGP값이 낮게 나타났고, 이러한 양상은 수질분석 결과와 일치하였다. 지류에서 AGP는 갑천, 미호천 및 석성천이 각각 161.2, 50.3 및 125.6 mg dw/l로서 높았고 유구천이 2.7 mg dw/l로서 최저를 기록하였다. 금강 하류의 수질은 갈수기에 더욱 악화되었고 이 시기에 중류에서 AGP값도 컸다. AGP 결과와 영양염의 관계에서 P와 상관이 가장 높아(r = 0.999) 조류의 생장에 P의 영향이 가장 큰 것으로 추정되었고, 질소원으로는 NO$_{3}$보다 NH$_{4}$가 선호됨을 알 수 있었다. 금강에서 AGP는 장소와 계절에 따라 변화 폭이 컸고 유입 지류의 영양염류 농도 증감과 밀접한 관련성이 있었다. 또한 AGP를 통한 수질상태는 평균값이 32.7 mg dw/l로서 부영양 수준을 훨씬 초과한 것으로 평가되어 이에 대한 수환경관리가 중요하였다.

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유채의 녹비 환원에 의한 질소무기화 및 옥수수의 질소 흡수 (Incorporation of Winter Rapeseed (Brassica napus) as Green Manure on Mineralization and Uptake of Nitrogen to Succeeding Corn (Zea mays L.))

  • 최봉수;홍기찬;성좌경;남재작;임정은;이현용;양재의;옥용식
    • 한국유기농업학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.381-391
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    • 2009
  • 녹비 작물의 이용은 화학비료의 사용을 대체하고 물질순환에 의한 안전한 농작물 생산을 가능하게 할 수 있다. 이에 본 연구는 바이오디젤 생산의 원료로 이용되는 유채 종자의 유채의 녹비 환원에 의한 질소무기화 및 옥수수의 질소 흡수 389 수확 후 잔유물의 녹비 이용 가능성을 평가하였다. 유채 수확 후 잔류물의 질소함량은 0.53%로 낮았으며 탄질율은 63으로 나타났다. 유채 잔유물의 부숙기간 없이 환원 직후 파종한 처리구는 옥수수의 질소 흡수를 지연시켰으며, 생육에서도 30일간 부숙기간을 설정한 처리구의 옥수수보다 억제되어 유채 잔유물의 녹비 환원 직후 후작물의 파종은 주의해야 할 것으로 판단되었다. 유채 잔유물의 녹비 환원 90일 후 질소무기화는 암모늄태 질소(24.2mg/kg)보다 질산태 질소(58.4mg/kg)에서 높았으며, 방출된 무기태 질소에 대한 옥수수의 흡수 및 이용량은 부숙기간 없이 환원 직후 파종한 처리구와 30일간 부숙기간을 설정한 처리구에서 각각 86%와 88%로 나타났다.

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Fertilization Efficiency of Livestock Manure Composts as Compared to Chemical Fertilizers for Paddy Rice Cultivation

  • Kang, Chang-Sung;Roh, An-Sung
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.86-92
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    • 2012
  • To promote the practical use of livestock manure compost (LC) for paddy rice cultivation, the fertilization efficiency of nutrients in LCs was investigated compared to that of chemical fertilizer. This experiment was conducted at rice field in Hwaseong, Korea, with 6 treatments by each of 3 kinds of tested LCs, cattle manure compost (CaC), swine manure compost (SwC) and chicken manure compost (ChC). The treatments consisted of 3 application levels of LCs and 3 chemical fertilizer treatments having the same application levels with LCs. $NH_4$-N content in soil became higher according to the increase in the urea application rate, while it became lower in LC plots than in urea plots, and statistically had no significant difference among LC plots. There was a close relationship between phosphate fertilization rate and the increment of soil available phosphate content after experiment resulting y = 0.1788x - 6.169 ($R^2=0.9425$) when applied fused superphosphate fertilizer, and y = 0.0662x - 2.689 ($R^2=0.9315$) when applied LC at the equivalent rates to phosphate input (x: phosphate application rate, kg $ha^{-1}$, y: increment in soil available phosphate content, mg $kg^{-1}$). And from these two equations, the correlation on the phosphate application rate between fused superphosphate fertilizer and LC could be obtained as y = 2.7056x - 52.492 (x: $P_2O_5$ application rate of fused superphosphate, kg $ha^{-1}$, y: $P_2O_5$ application rate of LC, kg $ha^{-1}$). Plant height, number of tillers, nutrients uptake by rice, and rice yield showed higher levels in N 100% and N 150% application plots of chemical fertilizers, while every LC plots exhibited lower values and no significant difference among them. Relative nitrogen fertilization efficiencies of LCs compared to urea was 12.3% for CaC, 8.8 for SwC and 24.6 for ChC, respectively.

대기 산성 강하물 : 삼림의 질소 포화 (Atmospheric Acid Deposition : Nitrogen Saturation of Forests)

  • 김준호
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제29권3호
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    • pp.305-321
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    • 2006
  • 대기 산성 강하물 : 삼림의 질소 포화 한국의 연평균 습성 질소 강하량은 12.78(범위: $7.28{\sim}21.05)\;kgN{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이고, 이것에 건성 질소 강하량(43%)을 합하여 추정한 총질소 강하량은 18.26(10.41-30.10) $kgN{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$이 된다. 이 질소 강하량은 유럽과 북미 북동부의 질소 강하량과 비슷한 수준이다. 대기 질소 강하량이 많은 온대 삼림은 질소로 포화된다. 질소로 포화된 삼림은 계류수와 토양에 질산이온 ($NO_3^-$)과 질산태질소/암모늄태질소이($NO_{3}^{-}-N/NH_{4}^{+}-N$)의 비가 높아지고, 잎의 질소 농도가 높아지므로 N/P비, N/K비 및 N/Mg 비가 높아지는 것으로 보아 무기 영양소 교란이 일어나며, 상해와 병해에 걸리기 쉬워지고 세근과 근균의 활성이 낮아짐으로써 생산성이 낮아진다. 그러고 혐질소성 종이 호질소성 종에 의하여 대치된다. 질소로 포화된 토양에서는 온실가스인 메탄($CH_4$)의 흡수가 감소되고 일산화질소 (NO)와 아산화질소 ($N_{2}O$)의 배출이 증가되어 지구온난화를 촉진할 수 있다. 이 종설은 한국의 33장소에서 6년 동안 ($1999{\sim}2004$) 측정한 부피가중 연평균 습성 질소 강하량이 삼림의 질소 포화 수준에 달하고, 광릉시험림분수계와 그 밖의 삼림 계류수의 $NO_3$ 유출량으로 미루어 보아 한국의 삼림에 질소 포화의 징후가 나타났음을 제시하며, 문헌 자료를 통해서 외국의 삼림에서 일어나는 질소 포화의 징후를 체계적으로 논하는 데 목적이 있다.

Identification of a Proper Phytoavailable Arsenic Extraction Method Associated with Arsenic Concentration in Edible Part of three Crops in Soils Near Abandoned Mining Areas

  • Yoon, Jung-Hwan;Kim, Young-Nam;Lee, Dan-Bi;Kim, Kwon-Rae;Kim, Won-Il;Kim, Kye-Hoon
    • 한국토양비료학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.497-508
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    • 2017
  • This study aimed to investigate correlations between concentrations of extractable Arsenic (As) with varying chemical solutions (0.1 M $Ca(NO_3)_2$, 0.1 M $(NH_4)2HPO_4$, 0.5 M EDTA, Mehlich 3, and 0.5 M $NaHCO_3$) and those of As in crops, and then to seek the most suitable soil extraction method for predicting the potential of As uptake in crops cultivated in soils contaminated with As. For a mesocosm experiment, pepper (Capsicum annuum L.), soybean (Glycine max L.), and rice (Oryza sativa L.) were cultivated for three months in pots containing soils taken from the arable areas near abandoned mines in Korea. Following the cultivation, soil pH and DOC significantly increased by treatments of lime and lime plus compost, respectively, while insignificant influences in changing total and all extractable As concentrations were found in all soils. Arsenic concentration in edible part of all crops considerably depended on the extractable As concentration in the soils, particularly with Mehlich 3. All extractable As concentrations in the soils of C. annuum and G. max were significantly correlated with As concentration in their edible parts. For O. sativa, the extractable concentrations of Mehlich 3 ($R^2$: 0.18 at p: 0.006) and EDTA ($R^2$: 0.11 at p: 0.036) showed only marked relationships with As concentration in the edible part. These results may indicate that the Mehlich 3 and EDTA are soil extractants to determine phytoavailable As in soil that provide better prediction for As transfer from soil to crop.

순환식 수경재배에 적합한 토마토 배양액 개발 (Development of Optimal Nutrient Solution of Tomato(Lycopercicon esculentum Mill.) in a Closed Soilless Culture System)

  • 유성오;배종향
    • 생물환경조절학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.203-211
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    • 2005
  • 토마토 순환식 고형배지경 시스템에서 생육단계별 작물의 양분 흡수율을 밝히고 최적 배양액을 개발하고자 일본야채시험장 표준액($NO_3-N$ 16.0, $NH_4-N$ 1.3, $PO_4-P$ 4.0, K 8.0, Ca 8.0, Hg 4.0 $me{\cdot}L^{-1}$)을 1/2, 1 및 2배액의 3수준 농도로 조성하여 실험을 수행하였다. 생육초기와 후기 모두 1/2배액 처리에서 생육이 양호하고, 근권 내 pH와 EC의 변화도 적었으며, 식물체내 무기이온 함량도 적정치로 나타났다. 따라서 생육단계별 양${\cdot}$수분 흡수(n/w)율에 의해 개발된 토마토 순환식 배양액 조성은 생육초기에는 $NO_3-N,\;PO_4-p$, K, Ca, Mg 및 $SO_4-S$ 농도가 각각 7.1, 2.1, 4.0, 3.1, 1.2 및 1.2 $me{\cdot}L^{-1}$, 생육후기에는 각각 6.5, 2.3, 3.4, 3.1, 1.1 및 1.1 $me{\cdot}^L^{-1}$로 나타났다. 개발된 배양액의 적합성 검정을 위하여 네델란드 온실작물연구소의 순환식 PTG(Proefstation voor tuinbouw onder glas te Naaldwijk) 배양액으로 비교 실험을 하였다 초기 생육은 PTG와 WU 배양액의 2배액 처리에서, 후기 생육은 WU 2배액 처리에서 가장 좋았다. 정식 후 72일째까지의 수량은 WU 2배액 처리에서 가장 높았으며, 배꼽썩음과는 PTG와 WU 배양액의 모든 농도에서 나타났다. WU 2배액의 EC와 pH변화는 재배되는 동안 안정적이었다. 생육이 높았던 WU 2배액의 식물체내 무기성분 함량 N과 P 함량이 높음에 따라 배양액 조성시 N, P 함량을 낮추어 공급하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

돈분 액비 시용이 피의 생산성, 토양 특성 및 용탈수의 화학적 조성에 미치는 영향 (The Effects of Liquid Pig Manure Application on the Production of Japanese Millet (Echinochloa crusgalli) Soil Properties, and the Chemical Characteristics of Leaching Water)

  • 김문철;송상택;황경준;임한철
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.257-266
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    • 2006
  • 저 농도와 고 농도 돈분 액비의 비료효과를 비교하기 위해 제주대학교 목장에서 2005년 6월부터 9월까지 피의 생산성, 피 재배 토양의 화학적 특성 및 용탈수 특성을 조사하였다. 실험은 난괴법 4처리 (무비구, 200 N kg/ha +150Pkg/ha+150 K kg/ha 화학비료구, 200 N kg/ha 1.8% DM 저농도 돈액비구, 200 N kg/ha DM 7.0% 고농도 돈액비구) 4반복으로 실시하였다. 용탈수는 2005년 8월 21일(1차), 9월 9일(2차) 및 9월 26일(3차)에 각각 채취하였다. 피의 건물수량은 처리 간 통계적 유의차가 없었으나 화학비료구가 가장 높았으며, 초장은 무비구 보다 화학비료와 돈분 액비 시용구에서 통계적으로 유의적 증가를 보였다. 피의 질소, 인 및 칼륨 흡수량은 화학비료와 고농도 돈액비구에서 다른 처리 보다 높은 추세였다. 토양의 OM함량은 무비 보다 비료시용(화학비료와 돈액비시용구)에서 높았으며 Na 함량은 저농도 액비구에서 가장 높았다. 용탈수 중 $NO_{3^-}N$$NH_{4^-}N$ 함량은 처리 간 뚜렷한 차이를 발견치 못 하였으며 1차 채수된$SO_4$ 함량은 고농도 액비에서 3차 채수된 $SO_4$ 함량은 저 농도 액비에서 유의적 증가를 보였다(p<0.05). 1차 채수된 용탈수에서 Cl, Mg 및 Na 함량이 고농도 액비에서 2, 3차 채수 시에는 저 농도 액비구에서 높은 함량을 보였다. 결론적으로 하계작물 피에 고농도 액비 시용은 화학비료나 저농도 액비보다 그의 생산성이나 토양 특성에 큰 영향이 없었으며 다만 시용 초기에 용탈 수의 $SO_4$나 Cl, Mg 및 Na 함량에 영향을 주고 있었다.

비료의 조성 및 농도가 영양생장 중인 '매향' 딸기의 생장, 양분흡수 및 근권환경 변화에 미치는 영향 (Influence of the Composition and Concentration of Fertilizer Solution on Growth and Nutrient Uptake of 'Maehyang' Strawberry during Vegetative Growth)

  • 장현호;이희수;이치원;최종명
    • 원예과학기술지
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    • 제32권4호
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    • pp.484-492
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    • 2014
  • '매향' 딸기를 재배하는 동안 비료의 종류와 농도를 변화시켜 시비하고 작물 생장과 양분 흡수량 변화에 미치는 영향을 구명하여 영양진단을 위한 기초자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다. 증류수를 원수로 산성, 중성 및 알칼리성 비료를 조제한 후 N 농도를 기준으로 100 및 $200mg{\cdot}L^{-1}$로, pH는 6.0-6.3으로 조절하여 100일간 시비하였다. 세 종류 비료의 농도를 $100mg{\cdot}L^{-1}$로 조절하여 시비한 경우 시비 100일 후 알칼리성 비료를 시비한 처리의 생장이 우수하고 산성비료를 시비한 처리에서 가장 저조하였다. 비료 농도를 $200mg{\cdot}L^{-1}$로 조절하여 시비한 경우 중성비료를 시비한 처리의 생체중 및 건물중이 산성이나 알칼리성 비료를 시비한 처리보다 무거웠다. 식물체 무기원소 함량을 분석한 결과 N, P 및 Na 함량은 중성비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 각각 2.20, 0.51 및 0.10%로, K은 산성비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 2.60%로, Ca은 알칼리성비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 0.95%로, Mg은 알칼리성비료 $100mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 0.45%로 다른 처리 보다 높았다. Fe, Mn, Zn 및 Cu 함량은 산성비료를 시비한 처리에서 높았고, 알칼리성 비료를 시비한 처리에서 뚜렷하게 낮았다. 산성비료를 100 및 $200mg{\cdot}L^{-1}$, 그리고 중성 비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$으로 시비한 처리의 근권부 pH가 지속적으로 낮아졌다. 근권부 무기원소 농도를 분석한 결과 산성 비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$, 중성 비료 $200mg{\cdot}L^{-1}$, 그리고 산성 비료를 $100mg{\cdot}L^{-1}$으로 시비한 처리 순으로 근권부의 $NH_4{^+}$ 농도가 낮아졌다. Ca 및 Mg 농도는 시비 84일 후까지는 알칼리성 비료를 시비한 처리의 농도가 가장 낮고 중성 비료 및 산성비료 순으로 높아지는 경향이었다. $NO_3{^-}$ 농도는 산성비료에서 낮았고, 중성 및 알칼리성 비료의 순으로 높아졌으며, 세 종류 비료를 동일한 농도로 시비한 경우 $PO_4{^3}$ 농도가 유사한 경향을 보이며 변화하였다. 이상의 결과를 고려할 때 저농도에서는 알칼리성비료, 그리고 고농도에서는 중성비료가 영양생장중인 '매향' 딸기의 관비재배를 위해 효과적이었으며, 본 연구 결과는 '매향' 딸기의 번식을 위한 시비방법 개선을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Characteristics of Transformed Panax ginseng C.A. Meyer Hairy Roots: Growth and Nutrient Profile

  • Jeong Gwi-Taek;Park Don-Hee
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제11권1호
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    • pp.43-47
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    • 2006
  • Ginseng (Panax ginseng CA. Meyer) hairy root cultures, which are established via the infection of ginseng root discs with Rhizobium rhizogenes, have been used to construct profiles of both biomass growth and nutrient consumption in flask cultures. In a 250 mL shake flask culture, the maximum biomass was observed on the 59th day of the culture period, at 216.8 g (fresh wt) per liter or 11.4 g (dry wt) per liter. The hairy roots were determined to have a growth rate of 0.355 g-DW/g cells/day during the exponential growth phase and a maximum specific growth rate on day 7. Total ginseng saponin and phenolic compound contents were noted to have increased within the latter portion of the culture period. Linear correlations between increases in biomass weight and nutrient uptake were used to imply the conductivity yield $2.60g-DW/(L{\cdot}mS)$ and carbon yield 0.45 g-DW/(g sugar) in the 250 mL flask cultures. The biomass yield when two different nitrogen sources were used (ammonia and nitrate) was shown to remain approximately constant. at $0.47g-DW/(L{\cdot}mM\;NH_4$) and $0.33g-DW/(L{\cdot}mM\;NO_3$); it remained at these levels for 16 days with the ammonia. and for 24 days with the nitrate. The biomass yield when a phosphate source was used was also shown to remain approximately constant for 9 days, at $3.17g-DW/(L{\cdot}mM\;PO_4$), with an $R^2$ of 0.99.

폐양액과 하수처리수 재이용이 배추생육 및 토양에 미치는 영향 (Effect of Waste Nutrient Solution and Reclaimed Wastewater on Chinese Cabbage Growth and Soil Properties)

  • 최봉수;임정은;신용건;양재의;이상수;옥용식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.394-399
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    • 2011
  • 배추 재배를 위해 관수한 용수의 특성은 대조구인 지하수가 pH 7.0, EC $0.06dS\;m^{-1}$였으며, 폐양액이 pH 6.3, EC $1.5dS\;m^{-1}$, 하수처리수가 pH 6.8, EC $0.4dS\;m^{-1}$였다. 배추재배지에 관수된 폐양액은 $NH_4^+$ 함량이 낮았으나 $NO_3^-$, $K^+$, $SO_4^{2-}$$Ca^{2+}$$10g\;m^{-2}$ 이상으로 작물생육에 필요한 다량의 원소를 함유하고 있었으며, 이와 달리 하수처리수는 폐양액과 달리 원소 함량이 낮았으며 $Cl^-$$Na^+$ 함량이 높았다. 지하수, 폐양액 및 하수처리수를 이용하여 재배한 배추는 모든 처리구에서 구고, 구폭, 생체중, 건물중, 상품율 등 그 생육에 차이가 없었으며, 다양한 수준으로 질소 비료를 절감하고 폐양액을 관수한 처리구에서도 모든 처리구간 생육이 유사하였다. 한편 배추재배지의 배추수확 후 토양 pH는 대조구인 지하수 처리구에서 작물재배 전과 차이가 없었으며 폐양액 처리구는 양분의 토양집적으로 인하여 pH가 감소하였고 하수처리수 처리구는 pH가 상승하는 것으로 나타났다. 다량의 양분을 함유하고 있는 폐양액 관수는 토양의 EC를 관행재배구보다 현저히 증가시켰으며, 배추재배에 의한 양분의 흡수에도 불구하고 토양 내 인산과 칼륨 함량도 관행재배구보다 증가하는 것으로 나타났다.