• 제목/요약/키워드: $NH_4^+$

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Alleviating Effect of the Application of the Easily Decomposable Carbohydrate on Ammonium Toxicity in Chinese Cabbage (Brassica rapa var. chinensis)

  • Ku, Hyun-Hwoi;Lee, Sang-Eun
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.451-455
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    • 2015
  • An excess application of N fertilizer causes physiological and morphological disorder known as ammonium ($NH_4{^+}$) toxicity in Chinese cabbage and it has been to be an issue for appropriate N fertilizer management. Hence, the pot experiment was conducted in order to evaluate the alleviating effect of the application of the easily decomposable carbohydrate on $NH_4{^+}$ toxicity in Chinese cabbage. Four levels of urea at 0, 160, 320, and $640kg\;N\;ha^{-1}$, represented as T1, T2, T3, and T4, respectively, were applied. In order to evaluate the alleviating effect of the application of the easily decomposable carbohydrate (sucrose) at T3 and T4 where $NH_4{^+}$ toxicity had occurred, five levels of sucrose were applied to meet C/N ratios of 0, 2, 4, 6, and 10, respectively. Our results showed that the $NH_4{^+}$ toxicity was observed at T3 and T4 at 5 days after treatment (DAT). $NH_4{^+}$ toxicity contributed to decrease fresh weight, length of leaves, length of root, and number of leaves significantly (p<0.05). The application of sucrose as a source of mitigating $NH_4{^+}$ toxicity had a good performance at T3 with the alleviating effect as 73 % and reduced in $NH_4{^+}-N$ content in soil at 29 DAT. In the maximum N rate of T4, however, sucrose application recovered it as 32 % only compared to T2 even though the same C/N ratio was treated. Consequently, sucrose as the easily decomposable carbohydrate played crucial role to reduce $NH_4{^+}$ concentration in soil and finally alleviated $NH_4{^+}$ toxicity in plant.

질산화 토양컬럼에서 NH4-N 농도의 영향

  • 정경훈;최형일;정오진;김명희;임병갑;김우항
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2005년도 봄 학술발표회지 제14권(제1호)
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    • pp.377-379
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    • 2005
  • 실험실 규모의 토양컬럼을 사용하여 고농도의 암모니아성 질소의 질산화 영향을 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 유입수 NH$_{4}$-N의 농도 50 mg/L와 100 mg/L인 경 우 HRT 48시간에서도 NH$_{4}$-N가 99%정도 제거되었으며 유출수 평균 NO$_{3}$-N의 농도는 각각 46.3 mg/L와 98.3 mgh로 유입수 NH$_{4}$-N는 대부분 NO$_{3}$-N로 전환되었다. 2) 유입수 NH$_{4}$-N의 농도 200 mg/L인 경우 HRT 48시간에서 NH$_{4}$-N의 평균제거율이74.8%에 머물렀으나 토양컬럼 내부에 폭기장치를 설치한 결과 NH$_{4}$-N의 평균제거율은 94.7%로 개선되는 효과를 나타냈으며, 유입수 NH$_{4}$-N의 농도 400 mg/L인 경우에는 HRT 72시 간에서도 질산화가 불안정하였으나 마찬가지로 강제 폭기를 실시 한 결과 질산화가 증가하는 경향을 보였다. 4) 실험종료 후 토양컬럼 내부의 암모니아 및 아질산 산화세균을 조사한 결과 각각 1.4${\times}$10$^{5}$과 2.3${\times}$ 10$^{6}$ MPN/g${\cdot}$soil까지 증가하였다.

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$NH_4^+:NO_3^-$ 시비 비율이 금어초 플러그 묘 생장과 상토 화학성 변화에 미치는 영향 (Influence of $NH_4^+$ and $NO_3^-$ Ratios in Fertigation Solution on Growth of Snapdragon Plug Seedlings and Changes in Medium Chemical Properties)

  • 이풍옥;이종석;최종명
    • 생물환경조절학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.251-256
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    • 2010
  • 금어초 'Potomac Red'를 200공 플러그 트레이에서 육묘하면서 $NH_4^+$$NO_3^-$ 비율을 조절한 액비로 시비한 결과 초장, 생체중 및 건물중 모두 27 : 73($NH_4^+:NO_3^-$)의 비율로 시비된 처리에서 가장 좋은 생장을 나타냈다. 파종 56일 후 식물조직의 질소와 인산함량은 27 : 73로 시비된 처리에서 각각 2.84% 및 0.39%로 가장 높게 분석되었다. 식물체내 K의 함량은 처리간 차이가 뚜렷하지 않았지만, 관비용액의 $NH_4^+$ 비율이 높아질수록 식물체의 Ca 및 Mg 함량이 감소하는 경향이었다. 상토의 pH는 파종 3주 후부터 $NH_4^+:NO_3^-$의 시비 비율에 따른 처리간 차이가 발생하여 8주까지 계속적으로 변하였으며, $NO_3^-$의 비율이 증가할수록 중성쪽으로, 그리고 $NH_4^+$의 비율이 증가할수록 산성쪽으로 변하였다. 상토의 EC는 $NH_4^+$ 의 비율이 증가할수록 높아졌고, 100% $NH_4^+$ 처리에서 파종 8주 후 $2.2dS{\cdot}m^{-1}$까지 상승하였다. $NH_4^+:NO_3^-$의 비율에 따른 상토중 질소 농도변화는 100 : 0의 비율에서 가장 높은 $NH_4^+$-N 농도를, 0 : 100에서 가장 높은 $NO_3^-$-N 농도를 나타내었고, 상토의 인산농도는 처리간 뚜렷한 차이가 없이 식물이 생장함에 따라 토양의 인산농도는 낮아졌다. 그러나 관비용액의 $NH_4^+$ 비율이 높아질수록 상토의 K, Ca 및 Mg 농도가 높아지는 경향이었다. 관비용액의 $NH_4^+:NO_3^-$의 비율에 대한 식물생장 반응을 고려할 때 두 질소 비율로 27 : 73으로 조절하는 것이 플러그 육묘를 위해 바람직하다고 판단하였다.

Characterization of the Growth, Total Lipid and Fatty Acid Profiles in Microalga, Nannochloropsis oceanica under Different Nitrogen Sources

  • Mahdieh, Majid;Shabani, Salimeh;Amirjani, Mohammad Reza
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.11-19
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    • 2019
  • The properties of microalgae as bioresources for biodiesel production can be improved by adding nitrogen sources into the culture medium. Thus, Nannochloropsis oceanica CCAP 849/10 was cultured in f/2 media supplemented with five different forms of nitrogen at $0.88mmol-N\;l^{-1}$ each: ammonium bicarbonate ($NH_4HCO_3$), ammonium sulfate ($(NH_4)_2SO_4$), sodium nitrate ($NaNO_3$), ammonium nitrate ($NH_4NO_3$), and urea. The cell density, lipid content, and fatty acid profile of the microalga were determined after 15 days of cultivation. The growth of N. oceanica based on cell number was lowest in the medium with $NH_4NO_3$, and increased significantly in the medium with $NH_4HCO_3$. Cells treated with $(NH_4)_2SO_4$, and $NH_4NO_3$ produced the highest total lipid contents (i.e., 65% and 62% by dry weight, respectively). The fatty acid profiles of the microalga were significantly different in the various nitrogen sources. The major fatty acids detected in cultures supplemented with $NH_4HCO_3$, $(NH_4)_2SO_4$, $NH_4NO_3$, or urea were C14:0, C16:0, C16:1, C18:0, C18:1, C18:2, C20:5, and C22:6. However, the C16:1 content in the $NaNO_3$-supplemented culture was very low. This study highlights that the nitrogen source can strongly influence lipid production in N. oceanica and its fatty acid composition.

Performance of Chlorella vulgaris for the Removal of Ammonia-Nitrogen from Wastewater

  • Choi, Hee-Jeong;Lee, Seung-Mok
    • Environmental Engineering Research
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    • 제18권4호
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    • pp.235-239
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    • 2013
  • In the present investigation, the efficiency of Chlorella vulgaris (C. vulgaris) was evaluated for the removal of ammonia-nitrogen from wastewater. Eight different wastewater samples were prepared with varied amounts of $NH_4-N$ concentrations from 15.22 to 205.29 mg/L. Experiments were conducted at pH $7.5{\pm}0.3$, temperature $25^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$, light intensity $100{\mu}E/m^2/s$, and dark-light cycles of 8-16 hr continuously for 8 days. From the results, it was found that $NH_4-N$ was completely removed by C. vulgaris, when the initial concentration was between 5.22-25.24 mg/L. However, only 50% removal was obtained when the $NH_4-N$ concentration was 85.52 mg/L, which further decreased to less than 32% when the $NH_4-N$ concentration exceeded 105.43 mg/L. The further influence of nitrogen on chlorophyll was studied by various $NH_4-N$ concentrations. The maximal value of chlorophyll a (Chl a) content was found to be 19.21 mg/L for 65.79 mg/L $NH_4-N$ concentration, and the maximum specific $NH_4-N$ removal rate of 1.79 mg/mg Chl a/day was recorded at an $NH_4-N$ concentration of 85.52 mg/L. These findings demonstrate that C. vulgaris could potentially be employed for the removal of $NH_4-N$ from wastewater.

벼 이앙재배에서 피복요소 시용에 따른 암모니아 휘산 (Ammonia Volatilization from Coated Urea in Paddy Soil of Transplanting Rice Culture)

  • 이동욱;박기도;박창영;강위금;손일수;윤을수;박성태;이석순
    • 한국토양비료학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.321-327
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    • 2005
  • LCU와 요소를 담수토양의 전층에 혼합처리한 후 $30^{\circ}C$의 항온 시험 결과, LCU와 요소 시용구에서 모두 표면수의 $NH_4-N$ 농도와 pH가 증가함에 따라 암모니아 휘산량은 지수함수적으로 증가하였다. 그러나 LCU 시용구에서는 표면수의 $NH_4-N$ 농도가 $10mg\;L^{-1}$ 이하이었고 휘산량도 $0.5kg\;N\;ha^{-1}$이었다. 반면에 요소 시용구에서는 $NH_4-N$ 농도가 $40mg\;L^{-1}$까지 증가하였고, 암모나아 휘산량도 $1.6kg\;N\;ha^{-1}$까지 증가하여 암모니아 휘산량은 $NH_4-N$ 농도와 상관이 높았다. 표면수의 pH와 암모니아 휘산량과의 상관관계를 보면 LCU와 요소 시용구에서 모두 표면수의 pH가 7.0-8.0일 때는 암모니아 휘산량이 $0.2kg\;N\;ha^{-1}$ 이하로 뚜렷한 증가가 없었으나 pH가 8.0 이상일 때에는 pH가 증가할수록 암모니아 휘산량이 급격히 증가하였다. 토양 $NH_4-N$ 농도는 이앙 후 20일경에 가장 높았는데 LCU 100% 처리구에서 $38mg\;kg^{-1}$, 요소 시용구에서 $36mg\;kg^{-1}$, LCU 80% 처리구에서 $28mg\;kg^{-1}$ 순으로 높았다. 벼 이앙재배에서 완효성질소비료인 LCU를 표준 시비량의 80%과 100% 수준으로 시용하여 관행 요소 시용에 대한 암모니아 휘산에 의한 손실 절감 효과를 검토하였다. 표면수의 $NH_4-N$ 농도는 요소시용구에서는 추비 후 $NH_4-N$ 농도가 $8-10mg\;L^{-1}$로 크게 높아졌으나, LCU 처리구에서는 생육기간동안 $1mg\;L^{-1}$ 이하로 낮았다. 요소 시용구에서의 암모니아 휘산량은 추비 시용 후 급격히 증가하였고, 시비질소에 대한 총 휘산량은 $4.9-8.4kg\;N\;ha^{-1}$ 로서 연차간에 차이를 보였다. 한편 LCU 시용시 암모니아 휘산량은 LCU의 시비량에 관계없이 $1.2-1.8kg\;N\;ha^{-1}$ 였으며, 연차간에도 휘산량의 차이를 보이지 않았다. 따라서 벼 기계이앙재배시 요소에 비하여 완효성 질소비료인 LCU의 시용으로 암모니아 휘산은 75-79% 경감되었다.

Comparison of the effect of peat moss and zeolite on ammonia volatilization as a source of fine particulate matter (PM 2.5) from upland soil

  • Park, Seong Min;Hong, Chang Oh
    • 농업과학연구
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    • 제46권4호
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    • pp.907-914
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    • 2019
  • Ammonia (NH3) that reacts with nitric or sulfuric acid in the air is the major culprit contributing to the formation of fine particulate matter (PM2.5). NH3 volatilization mainly originates from nitrogen fertilizer and livestock manure applied to arable soil. Cation exchange capacity (CEC) of peat moss (PM) and zeolite (ZL) is high enough to adsorb ammonium (NH4+) in soil. Therefore, they might inhibit volatilization of NH3. The objective of this study was to compare the effect of PM and ZL on NH3 volatilization from upland soil. For this, a laboratory experiment was carried out, and NH3 volatilization from the soil was monitored for 12 days. PM and ZL were added at the rate of 0, 1, 2, and 4% (wt wt-1) with 354 N g m-2 of urea. Cumulative NH3-N volatilization decreased with increasing addition rate of both materials. Mean value of cumulative NH3-N volatilization across application rate with PM was lower than that with ZL. CEC increased with increasing addition rate of both materials. While the soil pH increased with ZL, it decreased with PM. Increase in CEC resulted in NH4+ adsorption on the negative charge of the external surface of both materials. In addition, decrease in soil pH hinders the conversion of NH4+ to NH3. Based on the above results, the addition of PM or ZL could be an optimum management to reduce NH3 volatilization from the soil. However, PM was more effective in decreasing NH3 volatilization than ZL due to the combined effect of CEC and pH.

가시오갈피의 부정근 배양시 부정근의 생육과 eleutheroside류의 함량에 미치는 NO3-와 NH4+ 비율 및 농도의 영향 (Effect of NO3- and NH4+ Concentrations on Root Growth and Eleutherosides Accumulation in adventitious root Culture of Eleutherococcus senticosus)

  • 안진권;이위영;박영기
    • 한국산림과학회지
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    • 제96권1호
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    • pp.48-53
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    • 2007
  • 생물반응기를 이용하여 가시오갈피 부정근 증식시 부정근의 생장과 유용 이차대사산물인 eleuthroside 류 생산에 미치는 $NO_3{^-}$$NH_4{^+}$의 영향 및 배양기간에 따른 배지성분의 변화량을 분석하였다. 부정근 증식은 질소농도가 50 mM $NO_3{^-}$와 10 mM $NH_4{^+}$ 농도비율로 참가된 처리구에서 최대(24.4g FW/L)에 이르러 60 mM $NH_4{^+}$ 첨가에 비해서는 3.4배 증식되었다. 또한 $NH_4{^+}$의 첨가농도비율이 높아질수록 부정근의 증식은 감소하였다. Eleutheroside B와 E1은 총 질소량이 30 mM 처리에서 각각 $249{\mu}g/g$$43{\mu}g/g$을 생산하여 가장 우수하였으나, eleutheroside E는 총 질소농도가 높아질수록 생산량도 높아져 120 mM에서 $788{\mu}g/g$로 가장 우수하였다. 부정근 생장은 초기 접종량 대비 배양 9주만에 6.2배가 증식되었고, 배양기간별 배지 성분의 변화에서는 산도는 4.81-6.35로 변화가 비교적 심했고, $NH_4{^+}$$K^+$는 배양기간이 경과할수록 함유량이 낮았다. 이러한 결과로 보아 부정근의 생장과 유용이차대사산물의 함량을 높이기 위하여 다양한 처리의 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

용리제의 종류에 따른 금속착물의 크로마토그래피적인 거동에 관한 연구 (Studies on Chromatographic Behaviors of the Metal Complexes by Various Eluents)

  • 오창언;윤두천
    • 대한화학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.31-36
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    • 1987
  • 용리 양이온의 바뀜에 따른 양이온착물에 대한 용리거동을 조사하였다. 높은 농도의 KCl, NaCl 및 $NH_4C$l수용액을 용리제로 사용하였을 때 친수성착물의 용리부피는 $NH_4^+ > Na^+ > K^+$의 순으로 증가하였지만 낮은 농도에서 친수성착물의 용리부피는 $Na^+ > NH_4^+ > K^+의 순으로 증가하였다. 반면에 전 농도 범위의 KCl, NaCl 및 NH_4Cl수용액을 용리제로 사용하였을 때 소수성착물의 용리부피는 NH_4^+ > Na^+ > K^+의 순서로 증가하였다. 그리고 용리음이온이 바뀜에 따른 양이온착물에 대한 용리거동을 조사하였다. 친수성착물은 할로겐화 이온중의 Cl-과 강하게 회합하였지만 소수성착물은 I-과 더 강하게 회합하였다. SO_4^2$-는 비교적 수화가 강하게 일어나므로 친수성 착물과 회합이 강하였고 소수성착물과는 회합이 약하였다.

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강화도 지역에서 겨울철 $PM_{205}$의 화학적 성분 특성 (Characteristics of Chemical Species in $PM_{205}$ during the Winter in Kangwha)

  • 여현구
    • 한국대기환경학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.309-316
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    • 2000
  • Chemical compositions of air pollutants with fine particles (<2.5 ${\mu}{\textrm}{m}$, PB2.5) were evaluated at background site. Kangwha. in Korea during the winter season. The data set was obtained for seventeed days with 24-hour sampling from December 11 to 16, 1996 and from January 9 to 1997. The chemical species have been measured {{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}}, {{{{ { NO}`_{3 } ^{- } }}}}, {{{{ { NH}`_{4 } ^{+ } }}}}. OC and EC in the particulate phase, NH3 HNO3, HCl and SO2 in the gas phase using the three stage filter pack method. Mean concentration ($\mu\textrm{g}$/m3) of this study were : 35.42 for PM2.5 8.78 for organic carbon (OC) 7.25 for nss {{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}}, 4.94 for {{{{ { NO}`_{3 } ^{- } }}}}, 3.58 for {{{{ { NH}`_{4 } ^{+ } }}}} and 1.48 for elemental carbon (EC) respectively. Contributive rates of major particulate components in PM2.5 were OC (25%) nss- {{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}}(20%) ,{{{{ { NO}`_{3 } ^{- } }}}}(14%) {{{{ { NH}`_{4 } ^{+ } }}}}(10%) and EC (4%) respectively and these components could be accounted for 73% of PM2.5 mass. Reactive forms of {{{{ { NH}`_{4 } ^{+ } }}}} were considered as NH4HO3 and NH4{{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}} during the sampling periods. {{{{ { NO}`_{3 } ^{- } }}}}/({{{{ { NO}`_{3 } ^{- } }}}} + HNO3) and {{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}}/({{{{ {SO }`_{4 } ^{2- } }}}} + SO2) were calculated 0.8 and 0.9 respectively. Most of these compounds might be formed in partiiculate phase in the air. Correlation coefficient between OC and EC was 0.866 which might have the same sources during the sampling periods,.

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