• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제28권4호
• /
• pp.181-188
• /
• 2005

Methods used to study carbon sequestration by soil aggregates have often excluded the concentric spatial variability and other dynamic processes that contribute to resource accessibility and solute transport within aggregates. We investigated the spatial gradients of carbon (C) and nitrogen (N) from the exterior to interior layers within macroaggregates, $6.3\sim9.5$ mm, sampled from conventional tillage (CT) and no tillage (NT) sites of a Hoytville silt clay loam. Spatial gradients in C accumulation within macroaggregates were related to the differences in C dynamics by determining the sizes and the turnover rates of fast C and slow C pools in the concentric layers of aggregates. Aggregate exteriors contained more labile C and were characterized by greater C mineralization rates than their interiors in both management systems. In contrast, C in the interior layers of aggregates was more resistant in both systems. These results indicated the spatial differentiation of C dynamics within macroaggregates, i.e., exterior layers as a reactive site and interior layers as a protective site. Greater total C distribution in the exterior layers of NT aggregates indicated more influx of C from the macropores in interaggregate space than C. mineralization (net gain of C), whereas lower C distribution within the exterior layers of CT aggregates indicated net loss of C by greater C mineralization than C influx. We found total C increased approximately 1.6-fold by the conversion of CT soils to NT management systems for a period of 36 years. Differences in total accumulation and the spatial distribution of C within aggregates affected by management were attributed to the differences in aggregate stability and pore networks controlling the spatial heterogeneities of resource availability and microbial activity within aggregates.

• 한국유기농업학회지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.255-272
• /
• 2011

우리나라 유기채소는 대부분 시설재배에서 생산되고 있으나, 그 동안 시설재배는 다수확을 목표로 과다한 유기자재 투입에 의한 토양염류 증가로 인한 토양 내 문제점이 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고추 무경운 시설 유기재배 시 녹비작물 재배 효과를 검토하기 위하여 본 시험을 수행하였다. 1.녹비작물의 생육 및 수량 월동 녹비작물을 파종 74일 후에 조사한 결과 건물 수량은 10a당 호밀은 720kg, 보리는 530kg, 헤어리베치는 230kg, 완두콩과 잡초는 240kg 수준이었으며, 1일 생체중으로 10a당 호밀과 보리는 100kg, 헤어리베치는 65kg 정도 하루에 증가되었다. 녹비작물을 파종하지 않은 무처리와 발아율이 낮은 완두콩 재배구에서 빈 공간에 7종의 잡초가 발생되었는데, 쇠별꽃과 황새냉이 2종의 잡초 발생량이 99% 이상을 점유 건물수량은 135kg 수준이었다. 2.녹비작물의 무기성분 녹비작물 식물체의 질소농도는 완두콩과 헤어리베치가 4.5%, 보리와 호밀은 3~4% 수준이었다. 식물체내 칼리와 칼슘, 마그네슘의 함량도 완두콩과 헤어리베치가 호밀, 보리보다 높은 경향을 보였다. 녹비작물의 식물체내 인산 함량과 칼슘 그리고 마그네슘 함량은 녹비의 종류에 관계없이 1% 내외였으나, 칼륨은 식물체의 무기성분이 4~5% 수준으로 다량 원소 중 가장 높게 나타났다. 녹비작물의 지상부가 체내에 고정한 총 질소량이 10a당 호밀과 보리는 20.6~22.1kg으로 헤어리베치, 완두콩+쇠별꽃 보다 2배 이상 많았다. 인산과 칼리의 고정량도 호밀과 보리는 6.3~8.4kg/10a으로 헤어리베치와 완두콩+쇠별꽃에 비하여 2.7배 정도 많았고, 칼리의 고정량도 호밀과 보리는 24.7~28kg/10a으로 헤어리베치와 완두콩+쇠별꽃 보다 2배 정도 많았다. 그리고 녹비작물에 의하여 흡수된 칼슘량은 10a당 2~3kg 수준이었으며 마그네슘은 1.7~2.6kg 수준이었다. 3.녹비작물과 고추 재배에 따른 토양 화학성 변화 녹비작물 재배 토양의 pH는 무처리를 포함하여 재배 전 토양에 비하여 증가되었다. 녹비작물 재배 토양의 염류농도는 감소되었으며, 보리녹비를 제거한 토양의 염류농도는 현저하게 감소되었다. 호밀과 헤어리베치 재배 토양의 유기물함량은 변함이 없었으나, 무처리와 보리, 완두콩재배 토양에서는 감소되었으며, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양의 유기물 함량은 호밀과 헤어리베치 재배 토양에서 감소되었다. 녹비작물 재배 토양의 총질소 함량은 감소되었으나, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양의 총질소 함량은 증가되었다. 녹비작물 재배토양과 녹비를 환원 고추를 재배한 토양의 유효인산 함량은 감소되었다. 녹비작물 재배 토양의 양이온친환용량은 감소되었으나, 녹비를 환원하여 고추를 재배한 토양에서 양이온 치환용량이 증가되었다. 토양의 K, Ca, Mg 함량은 녹비작물 재배 토양과 녹비 환원 후 고추를 재배한 토양에서 감소되었다. 4.녹비작물 재배지 무경운 유기재배 고추의 생육 및 수량 녹비작물 재배 토양에 무경운으로 재배한 고추의 생육은 녹비 품종간에는 차이가 적었다. 고추 수확과수는 녹비작물을 재배하지 않은 무처리와 녹비 건물량이 적은 보리 예취이용구와 완두콩 및 헤어리베치 재배지가 보리와 호밀 재배지에 비하여 수확과수가 현저하게 많았다. 고추의 수량은 보리를 예취하여 이용한 처리와 녹비작물을 재배하지 않은 무처리 및 녹비량이 적은 완두콩과 헤어리베치 재배지가 화본과 녹비작물 재배지보다 많았다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.333-343
• /
• 2003

가축분뇨의 친환경적 농경지 환원의 기초 자료를 얻고자 곡간지 논 두 토성에서 2년간 돈분뇨 액비를 논토양에 시용하여 토양, 수질, 악취 및 벼 생육과 수량 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 공시재료(액비)의 총질소 함량은 2000년에는 $6.0g\;kg^{-1}$, 2001년에는 $4.5g\;kg^{-1}$이였다. 시험 후 토양의 화학성은 화학비료구와 액비처리구 간에 큰 차이가 없었고, 중금속 함량은 액비처리구에서 다소 높았으나 우려기준 이하이었다. 액비 살포 후 경시적인 암모니아 가스발생은 살포량이 많을수록 높았으며, 살포당일에 가장 높았고 로터리 작업 후에는 거의 발생하지 않았다. 액비살포 1일 후의 암모니아 발생 농도는 사양질이 식양질보다 약 3배 높았다. 토심 60 cm에서의 토양용액 중 $NH_4-N$은 화학비료구보다 액비시용구에서 시기가 경과함에 따라서 높아지는 경향이었다. 이앙초기에 논의 표면수 중 무기태 질소 함량은 사양질의 경우 액비 150% 시용구, 액비 100%, 액비 100%+추비구에서 높았고, 식양질의 경우는 화학비료구와 질소전량의 액비 150% 시용구에서 가장 높았으나, 분얼기 이후 무기태 질소함량은 토성과 처리간에 차이가 없었다. 벼의 경수는 전반적으로 액비시용구보다 화학비료구에서 많은 경향이었다. 식물체중 전질소 함량은 액비처리구보다 화학비료구에서 높은 경향이었고, 칼륨의 함량은 액비+추비구에서 높은 경향이었다. 벼의 수량은 두 토성 모두 화학비료구보다 액비단용 처리구에서 감수되었으나, 사양질에서는 화학비료구와 액비+NK 추비구간에 차이가 없었으며, 식양질에서는 액비 50%+50% NK 추비구 에서 5% 증수되었다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.123-128
• /
• 1998

1996년 작물시험장 전작포장에서 헤어리베치의 피복 및 질소시비가 옥수수의 생육 및 질소 흡수량 에 미치는 영향을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 봄 초 고사시키기 전 헤어리베치의 피복은 표 토충(O~7.5cm)과 충위 7.5~22cm에서 토양의 무기태 질소 함량을 감소시켰으나 옥수수 6엽기(추비시기)의 토양에서 무기태 질소 함량을 중가시켰다. 질소 비료 무시용시 헤어리베치의 피복은 출사시까지의 옥수수 생육, 건물중 그리고 출사기 질소 흡수량이 무피복에 비해 감소되었지만 출사기 이후 건물중이 회복되어 수확시에는 차이가 나타나지 않았다. 질소 비료 135kgFN/ha 시용시 헤어리베치의 피복은 옥수 수 출사기를 다소 늦추고 건물중을 무피복보다 감소 시켰으나 수확기에는 차이가 없었다. 질소비료 무시 용시 헤어리베치의 피복은 옥수수 전질소 흡수량을 중가시켰는데 이는 주로 출사기 이후의 질소 흡수량의 중가에 기언하였다. 헤어리베치의 피복에 관계없 이 질소비료 135kgFN/ha의 시용은 질소 무시용시 보다 옥수수 생육파 수량을 중가시 키고 수확시 질소 흡수량도 증가시켰는데 특히 무피복구에서 출사기까지의 질소 흡수량을 많이 중가시켰다. 시비한 질소비료는 주로 출사기 전에 주로 흡수되었고 헤어리 베치에서 무기화된 질소는 출사기 이후에 많이 흡수되었으므로 헤어리베치를 이용한 옥수수 재배에서는 옥수수의 초기생장 및 질소 흡수량을 중진시키기 위해서 헤어리베치에 의해 무기화 될 질소를 제외한 나머지 질소량은 옥수수 파종전 기비로 전량 시용하는 것이 바람직한 것으로 보였다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제34권5호
• /
• pp.382-389
• /
• 2009

An in-situ probe-based spectrophotometer has been developed. This system used two spectrometers to measure soil reflectance spectra from 450 nm to 2200 nm. It collects soil electrical conductivity (EC) and insertion force measurements in addition to the optical data. Six fields in Kansas were mapped with the VIS-NIR (visible-near infrared) probe module and sampled for calibration and validation. Results showed that VIS-NIR correlated well with carbon in all six fields, with RPD (the ratio of standard deviation to root mean square error of prediction) of 1.8 or better, RMSE of 0.14 to 0.22%, and $R^2$ of 0.69 to 0.89. From the investigation of carbon variability within the soil profile and by tillage practice, the 0-5 cm depth in a no-till field contained significantly higher levels of carbon than any other locations. Using the selected calibration model with the soil NIR probe data, a soil profile map of estimated carbon was produced, and it was found that estimated carbon values are highly correlated to the lab values. The array of sensors (VIS-NIR, electrical conductivity, insertion force) used in the probe allowed estimating bulk density, and three of the six fields were satisfactory. The VIS-NIR probe also showed the obtained spectra data were well correlated with nitrogen for all fields with RPD scores of 1.84 or better and coefficient of determination ($R^2$) of 0.7 or higher.