• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제42권3호
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• pp.140-145
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• 1999

Livestock manure is generally beneficial to soil and crop production when appropriate amount is applied, but excessive application may be detrimental to soil and water environments. A proper protocol of livestock waste treatment is required to manage the quality of soil and water. A trickling filter system using rice straw media was employed to treat piggery wastewater from small-scaled livestock farms as an alternative to the currently available methods. Batches of piggery wastewater were treated with this system, and the byproducts of rice straw media and trickling filtrate were applied to the soil with cultivating rye (Secale cereale L.). Objective of this research was to characterize these byproducts for the sustainable soil amendments and rye production. Both the treated straw medium and filtrate were proven to be effective organic fertilizers for rye plant development, with the enhanced but balanced absorption of nutrients. The synergistic effects of filtrate in addition to straw application did not show, but the filtrate appeared to lead to a higher water content of the plant. No specific nutrient deficiency or toxicity symptom was shown due to the salts derived from the byproducts applied. Chemical parameters of the soil quality were significantly improved with the application of straw medium either with or without the filtrate. Judging from parameters relating to the salt accumulations, such as sodium adsorption ratio (SAR), electrical conductivity (EC), exchangeable sodium percentage (ESP), potassium adsorption ratio (KAR), and residual P concentrations, the byproducts from piggery wastewater exhibited no detrimental effects on soil quality within the ranges of treatments used. In addition to the effectiveness of the rice straw trickling filter system for the small-scaled swine farms, both rice straw medium and filtrate could be recycled for the sustainable soil amendment and plant nutrition.

• 자원환경지질
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• 제45권3호
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• pp.255-264
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• 2012

제강슬래그와 석회석을 이용하여 구리와 납으로 오염된 농경지를 대상으로 안정화 배치 및 칼럼실험을 실시하였으며, 파일럿 규모의 현장 시험구(testing ground: 가로 2 m ${\times}$ 세로 2 m ${\times}$ 깊이 0.5 m)를 4 개 제작하여 실증시험을 실시하였다. 안정화제 종류별 구리와 납의 용출 저감 효과를 규명하기위한 배치실험 결과, 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 혼합한 경우, 구리와 납 모두 85% 이상의 높은 용출 저감 효과를 나타내었다. 오염 토양의 장기적 안정화를 예측하고자 인공강우에 의한 연속 용출 칼럼실험을 실시하였다. 배수시스템이 설치된 직경 15 cm, 높이 100 cm의 대형 아크릴 칼럼을 제작하였으며, 배치실험 결과로부터 중금속 용출 저감 효과가 뛰어난 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 안정화제로 사용하였다. 안정화제를 첨가하지 않은 경우 칼럼 용출수의 납농도는 시간에 따른 저감이 발생하지 않아 지하수 생활용수 기준치(0.1 mg/L)를 초과하였으나, 안정화제를 첨가한 경우 실험진행 1년부터 0.04 mg/L 이하를 유지하여 용출 저감 효과가 뚜렷하게 나타났다. 안정화제를 첨가하지 않은 시험구의 경우, 60 일 이후에도 토양수의 납 농도는 지하수 생활용수 기준치보다 높은 0.38 mg/L이었으며, 구리의 농도는 0.69 mg/L를 나타내어 오염토양으로부터 지속적인 중금속 용출이 일어나고 있었다. 안정화제를 첨가한 3 개의 시험구 중, 석회석 3% + 제강슬래그 2%를 안정화제로 사용한 시험구의 용출 저감효과가 가장 뛰어나 20 일 이후부터는 구리와 납 모두 용출되지 않았다. 시험구에 벼를 재배하여 부위별 중금속 농도를 분석한 결과, 벼의 성장에 따른 토양으로부터 구리와 납의 식물전이는 뿌리가 가장 높았고, 잎(줄기포함), 쌀알 순이었다. 안정화제를 첨가한 시험구의 경우, 무처리 시험구보다 단위중량당 구리, 납의 식물전이량이 75% 이상 감소하였다. 연구 결과 석회석과 제강슬래그를 혼합한 안정화제 첨가에 의해 오염토양으로부터 구리, 납의 용출이 감소할 뿐 아니라, 재배하는 식물로의 전이량도 대폭 저감하는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.21-33
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• 2021

국내 오염시나리오별 안정화 효율과 경제성이 뛰어난 안정화제를 선택하여 적용할 수 있도록, 국내외에서 연구된 대표적인 안정화제를 대상으로 국내 중금속 오염 현장 부지 특성별 중금속 안정화 효율이 높은 안정화제 순위를 결정하였다. 총 5종류의 오염시나리오를 가정하여 각각 해당되는 국내 오염부지 토양을 확보하였다. 국내외 활용도와 안정화 효율 연구 결과, 오염특성별 부지 시나리오에 적용 가능성 등을 고려하여 기존에 연구되었던 안정화제 13가지를 선정하였다. 선정한 오염 토양과 안정화제의 오염 가능성과 현장 적용 가능성을 평가하기 위하여 XRD/XRF 분석, 독성용출시험과 인공강우용출시험 등을 실시하였다. 부지 오염시나리오를 대표하는 5종류 오염 토양에 대하여 선정된 13종의 안정화제에 의한 비소, 수은, 납, 6가 크롬, 아연, 니켈, 구리 등 총 8종의 중금속(반금속인 비소 포함) 용출 저감 효과를 규명하는 용출 배치실험을 수행하였다. 총 5개 오염 토양에 대하여 13개 안정화제 주입 비율 3%, 5%, 7% 적용 시, 각 중금속(비소 포함)에 대한 중금속 용출 저감 효율이 안정화제를 주입하지 않은 토양 대비 20% 이상을 나타내는 안정화제 중에서 저감 효율이 높은 순위부터 5개 안정화제(Top 5)를 선택하였다. 각 안정화제에 대하여 안정화제 주입비율, 중금속 종류, 부지별 조건에 따라 수행된 배치실험 결과에 대하여 Top 5에 해당하는 총 횟수를 합산하여, 다양한 국내 부지 오염시나리오에 적용할 수 있는 안정화제의 순위를 결정하였다. 5개 오염 토양에 대하여 8개 중금속 항목별 용출 저감 효율이 20% 이상인 경우, 가장 안정화 효율이 높은 순위는 광산배수처리 슬러지(mine drainage treatment sludge), 산화철, 생석회, 소석회-석회석, 황화철, 바이오차 순으로 나타났다. 위 안정화제들에 대하여 안정화제의 효율대비 단가를 산정한 결과, 광산배수처리 슬러지, 석회석, 제강슬래그(비소의 경우), 생석회, 소석회 순으로 경제성이 높게 나타나 현장 적용성이 뛰어난 것으로 밝혀졌다.

• 식물병연구
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• 제7권1호
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• pp.25-30
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• 2001

인삼 뿌리썩음병의 발생을 경감시키기 위한 효과적인 담수조건을 확립하기 위해, 실험실 조건에서 인삼 재작지토양을 공시하여 인위적으로 담수처리하고, 담수전 유기물의 첨가 여부 및 담수후 처리온도가 토양내 Fusarium 을 비롯한 사상균과 세균 밀도에 미치는 영향을 조사하였다. 담수처리를 하였을 때 토양내 Fusarium 및 총사상균 밀도는 시일이 경과할수록 감소하였고, 담수에 의한 균밀도 감소효과는 온도가 높을수록 증가하였고, 또한 동일 온도조건에서 유기물을 첨가하였을 경우에는 그 효과가 더욱 증대하였다. 즉, 3$0^{\circ}C$ 조건에서 유기물을 첨가하지 않았을 경우 처리 60일후의 균밀도가 무담수 토양의 1/10 수준으로 감소하였던 반면, 유기물을 첨가하였을 경우에는 1/100 수준으로 감소하였다. 유기물 종류별로는 볏짚 처리효과가 청초에 비해 더 높았다. 한편 담수토양에서 총세균의 밀도변화 경향은 사상균의 경향과 유사하였으나, 담수에 의한 세균밀도 감소효과는 사상균에 비해 낮았다. 이상의 결과에서 인삼재작지 토양에 유기물을 첨가하고 포화상태로 담수한 후 3개월 이상 수온을 3$0^{\circ}C$이상 유지할 경우 뿌리썩음병 발생을 보다 경감시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권6호
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• pp.751-760
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• 2015

Management of renewable organic resources is important in attaining the sustainability of agricultural production. However, nutrient management with organic resources is more complex than fertilization with chemical fertilizer because the composition of the organic input or the environmental condition will influence organic matter decomposition and nutrient release. One of the most effective methods for estimating nutrient release from organic amendment is the use of N mineralization models. The present study aimed at parameterizing N mineralization models for a number of organic amendments being used as a nutrient source for crop production. Laboratory incubation experiment was conducted in aerobic condition. N mineralization was investigated for nineteen organic amendments in sandy soil and clay soil at $20^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, and $30^{\circ}C$. N mineralization was facilitated at higher temperature condition. Negative correlation was observed between mineralized N and C:N ratio of organic amendments. N mineralization process was slower in clay soil than in sandy soil and this was mainly due to the delayed nitrification. The single and the double exponential models were used to estimate N mineralization of the organic amendments. N mineralization potential $N_p$ and mineralization rate k were estimated in different temperature and soil conditions. Estimated $N_p$ ranged from 28.8 to 228.1 and k from 0.0066 to 0.6932. The double exponential model showed better prediction of N mineralization compared with the single exponential model, particularly for organic amendments with high C:N ratio. It is expected that the model parameters estimated based on the incubation experiment could be used to design nutrient management planning in environment-friendly agriculture.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.262-267
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• 2006

Increased application of glyphosate (Gly) in glyphosate-resistant (GR) soybean cropping systems may affect rhizospheric microorganisms including IAA-producing rhizobacteria (IPR) and their effect on the growth of soybean. This field experiment was conducted to assess IPR populations in the rhizosphere of GR soybean ('Roundup-Ready' DeKalb DKB38-52) treated with glyphosate and foliar amendment treatments such as $PT21^{(R)}$ (urea solution with N 21 %) and $Grozyme^{(R)}$ (Biostimulant: mixtures of micro nutrients and enzymes). Effects of herbicide, sampling date, and their interaction on total bacterial numbers were significant (P < 0.001, 0.001, 0.013, respectively). Total bacteria (TB) numbers were increased with glyphosate treatment at 20 d after application and highest TB populations were associated with $Grozyme^{(R)}$ application, possibly due to the additional substrate from this product. The IPR of the soybean rhizosphere was significantly affected by herbicide, sampling date, and the herbicide*foliar amendment interaction. The ratios of numbers of IPR to TB ranged from 0.79 to 0.99 across the sampling dates irrespective of treatments. IPR numbers were slightly hindered by glyphosate application regardless of foliar amendment.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권4호
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• pp.345-354
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• 2020

본 연구는 고농도 염화칼슘 처리 토양에서 토양개량제인 하이드로볼, 활성탄의 처리와 수크령 식재 유무에 따른 토양침출수의 화학적 특성과 토양 내 염분 저감 효과에 미치는 영향을 규명하고자 수행하였다. 고농도 제설제처리 염분토양에서 토양개량제 하이드로볼, 활성탄의 염분 저감 효과 및 수크령의 식재 효과를 알아보기 위하여 2018년 4월부터 10월까지 유리온실에 직경 10 cm, 높이 9 cm의 플라스틱 포트에 수크령을 식재하고 무처리 (Cont.), 하이드로볼 (H), 활성탄 (AC), 수크령식재 (P), 하이드로볼 + 수크령식재 (H + P), 활성탄 + 수크령식재 (AC + P) 총 6개의 처리구로 나누었다. 염화칼슘 (CaCl₂) 처리는 10 mg/L 농도의 수용액을 조제하여 2주 간격 1회 200mL씩 분주하였다. 토양침출수 분석은 pH와 EC, 염류계치환성양이온 (K⁺, Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺) 함량을 측정하였고, 수크령의 생육은 초장, 엽장, 엽폭, 엽수를 측정한 뒤 실험종료 후 생체중, 건물중, 건물률, T/R률을 조사 분석하였다. 토양침출수 화학성 분석결과, 토양산도는 처리구별 뚜렷한 차이를 보이지는 않았으나 모든 처리구에서 약산성을 띄었으며, 전기전도도는 H + P, P, AC + P, H, AC, Cont. 순으로 감소하는 경향을 보였다. 염류계 치환성양이온함량에 있어서 토양 염류도의 지표라 할 수 있는 Ca²⁺ 항목에서 Cont., P, H, AC, H + P, AC + P 순으로 높아지는 경향을 보였다. 수크령의 생육변화는 H + P, AC + P, P 순으로 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 모든 항목에서 상대생장률이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 따라서 하이드로볼과 활성탄은 제설제 피해지역 토양개량제로 활용가치가 높으며 수크령은 토양 내 고농도 염화칼슘 염분저감 식물소재로 적합한 수종이라 판단된다.

• 한국토양동물학회:학술대회논문집
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• 한국토양동물학회 2003년도 총회 및 학술연구발표회
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• pp.11-11
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• 2003

• 한국토양비료학회지
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• 제47권5호
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• pp.340-344
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• 2014

Compost and gypsum can be used to ameliorate soil physicochemical properties in reclaimed tidal lands as an organic and inorganic amendment, respectively. To evaluate effects of compost and gypsum on soil water movement and retention as a soil physical property, we measured the soil's saturated hydraulic conductivity and field capacity after treating the soil collected in a reclaimed tidal land with compost and gypsum. Saturated hydraulic conductivity of soil increased when compost was applied at the conventional application rate of $30Mg\;ha^{-1}$. However, the further application of compost insignificantly (P > 0.05) increased saturated hydraulic conductivity. On the other hand, additional gypsum application significantly increased soil saturated hydraulic conductivity while it decreased soil field capacity, implying the possible effect of gypsum on flocculating soil colloidal particles. The results in this study suggested that compost and gypsum can be used to improve hydrological properties of reclaimed tidal lands through increasing soil water retention and movement, respectively.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권2호
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• pp.134-144
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• 2020

In-situ stabilization is a remediation method using amendments to reduce contaminant availability in contaminated soil. We tested the effects of two amendments (furnace slag and red mud) on the availability of toxic trace elements (TTEs) and soil enzyme activities (dehydrogenase, phosphatase, and urease). The application of amendments significantly decreased the availability of TTEs in soil (p < 0.05). The decreased availability of TTE content in soils was accompanied by increased soil enzyme activities. We found significant negative relationships between the TTE content assessed using Ca(NO₃)_2^-, TCLP, and PBET extraction methods and soil enzyme activities (p < 0.01). Soil enzyme activities responded sensitively to changes in the soil environment (pH, EC, and availability of TTEs). It could be concluded that soil enzyme activities could be used as bioindicators or ecological indicators for soil quality and health in environmental soil monitoring owing to their high sensitivity to changes in soil.