This study was carried out to investigate the incorporation effect of green manure crops (GMC) such as the hairy vetch on improvement of soil environment in reclaimed land during silage corn cultivation over the past two years. Plots consisted of conventional fertilization (CF) and incorporation of GMC were divided by addition rate of nitrogen fertilizer (100 kg $ha^{-1}$) with 30 - 100% of non nitrogen fertilization (NNF). Soil physico-chemical properties and growth and yield potential of silage corn were examined. The tested soils showed strong alkali and saline properties with low contents of organic matter and available phosphate while contents of exchangeable sodium and magnesium were high. Soil salinity increased during cultivation of summer crop. However, corn was not affected by salt content. The fresh weight of GMC at incorporation time was 18,345 kg $ha^{-1}$. Content of total nitrogen was 3.09% and the C/N ratio was 12.8 at incorporation time. Fresh and dry matter yield of silage corn were higher in the order of N30% reduction, CF, N50% reduction, N70% reduction, N100% reduction and NNF. Fresh and dry matter yield potential of silage corn for N30% reduction were comparable to those of CF. Bulk density of the soil decreased with incorporation of GMC, while porosity was increased. The soil pH decreased while content of exchangeable calcium, available phosphate, and organic matter increased. Also contents of exchangeable sodium and potassium decreased with incorporation of GMC. The data indicate that incorporation of hairy vetch can improve soil physical and chemical properties and reduce nitrogen fertilizer application especially for alkali saline reclaimed soil such as Saemangeum reclaimed land.
This study was conducted to develope a fertilizer-soil incorporation band tiller for the walking cultivator. Because the mixing of soil and fertilizer in the furrow of dry-field has been done manually, several time, heavy labor and much man power were required for the job. This rotary type implement is developed to substitute this manual operation for soil-fertilizer incorporation. The results of this study are summarized as follows : 1) This implement was composed of tilling device, fertilizer application device, frame and tail wheel device. 2) The revolution of driving wheel was $11\~28\;rpm$, that of application roller was $13\~14\;rpm$ the application rate range per revolution of driving wheel was $4.43\~11.80\;g$g and the application rate range by the working speed and the opening quantity was $84.12\~557.20\;g/min$. 3) The adequate working speed was $0.20\~0.40\;m/s$ and the required minimum width of open furrow was 250 mm.
Although sorghum residue production was estimated to be $8{\sim}10Mg\;ha^{-1}$, most sorghum straw was used to be burnt or removed after harvest. This experiment was conducted to evaluate the effect of the incorporation of manured sorghum residues on soil physical properties from 2010 to 2012 in the converted paddy field. Five treatment with 3 replication consisted of control, inorganic fertilizer (NPK), manured residues, sorghum stover and sawdust manure. The incorporation level of organic source was $10Mg\;ha^{-1}$ without inorganic fertilizer NPK. The investigated physical parameters were bulk density (BD), porosity, water stability aggregate (WSA), water infiltration rater (WIR), penetration resistance (PR) and soil water retention characteristics (WRC) with soil depth. The incorporation of manured sorghum residues improved WIR significantly over inorganic fertilizer (NPK), sorghum residues and sawdust manure. The BD by incorporating with manured residues on sorghum was reduced significantly with crop residue over plot of NPK and sawdust. Significant increase in WSA was observed with stubble incorporation alone or manured sorghum residues. Soil WRC were significantly enhanced with manured sorghum residue incorporated without NPK. The average PR at 0~15 cm was 0.54 MPa for manured sorghum residues. For sawdust manure plot it was 0.42 MPa, for Sawdust manure plot 0.39 MPa and for NPK plot 0.54 MPa.
Tang, Haiming;Li, Chao;Cheng, Kaikai;Shi, Lihong;Wen, Li;Xiao, Xiaoping;Xu, Yilan;Li, Weiyan;Wang, Ke
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제30권11호
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pp.1688-1696
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2020
Soil physical and chemical characteristics, soil potential denitrification rates (PDR), community composition and nirK-, nirS- and nosZ-encoding denitrifiers were studied by using MiSeq sequencing, quantitative polymerase chain reaction (qPCR), and terminal restriction fragment polymorphism (T-RFLP) technologies base on short-term (5-year) tillage field experiment. The experiment included four tillage treatments: conventional tillage with crop residue incorporation (CT), rotary tillage with crop residue incorporation (RT), no-tillage with crop residue retention (NT), and rotary tillage with crop residue removed as control (RTO). The results indicated that soil organic carbon, total nitrogen and NH4+-N contents were increased with CT, RT and NT treatments. Compared with RTO treatment, the copies number of nirK, nirS and nosZ in paddy soil with CT, RT and NT treatments were significantly increased. The principal coordinate analysis indicated that tillage management and crop residue returning management were the most and the second important factors for the change of denitrifying bacteria community, respectively. Meanwhile, this study indicated that activity and community composition of denitrifiers with CT, RT and NT treatments were increased, compared with RTO treatment. This result showed that nirK, nirS and nosZ-type denitrifiers communities in crop residue applied soil had higher species diversity compared with crop residue removed soil, and denitrifying bacteria community composition were dominated by Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, and Betaproteobacteria. Therefore, it is a beneficial practice to increase soil PDR level, abundance and community composition of nitrogen-functional soil microorganism by combined application of tillage with crop residue management.
This study was conducted to investigate rice yield and soil chemical properties affected by incorporation levels of green barley (GB) and hairy vetch (HV). The GB and HV were applied to the pots at 500, 1,000, 1,500, and $2,000kg\;10^{-1}$ (GB500, GB1000, GB1500, GB2000, HV500, HV1000, HV1500, and HV2000, respectively), and inorganic fertilizer ($N-P-K=9-4.5-5.7kg\;10a^{-1}$) treatment as control. After rice harvesting, chemical properties of soil such as pH, OM, T-N, and available $P_2O_5$ in GB and HV treated treatments were improved over those in Control treatment. The rice yield ranged from 433 to $512kg\;10a^{-1}$ for GB treatments and 490 to $532kg\;10a^{-1}$ for HV treatments, indicating that rice yield was affected by incorporation levels of GB and HV. The rice yields in GB2000, HV1000, HV1500 and HV2000 treatments increased by 3.3, 3.1, 6.4 and 7.4% compared with Control treatment, respectively. Therefore, minimum incorporation level of GB and HV for increasing rice yield was $2,000kg\;10a^{-1}$ of GB and $1,000kg\;10a^{-1}$ of HV.
Co-incorporation of Leguminosae with Gramineae could reduce the risk of nitrogen starvation phenomena caused by appling green manure of Gramineae alone. The objective of the study was to examine the effect of mixed sowing of hairy vetch and rye seeds on soil quality in mountainous highland. Mixed sowing of hairy vetch and rye increased the yield of green manure and nutrients compared with those for sowing of hairy vetch or rye alone. The yield of green manure from row seeding was $5.3Mg\;ha^{-1}$ compared with $4.8Mg\;ha^{-1}$ for broadcast seeding. Incorporation of the two green manure crops increased yield of red-bean by 58~92% as compared with yield for incorporation of rye alone. The results obtained in the study imply that mixed sowing of hairy vetch and rye can solve the problem of low emergence of hairy vetch in spring and high C/N ratio and rough incorporation of rye, in addition to increase in yield of green manure.
Polymeric substances in organic matter of soils aggregate soil particles into a crumb structure which greatly influences such properties as water movement, aeration and heat transfer. Poorly-structured soils may be improved by the incorporation of synthetic polymers where the main objects are : promoting germination or establishing crops, improving drainage, combating wind and water erosion, and reducing evaporation from the surface of soil under arid condition.
It is known that the poor soil fertility of newly reclaimed saline soils is due to the lack of organic matter and available mineral nutrients for crop production. The effect of green manuring with Sesbania aculeata in combination with five rates of urea-N treatments (N0. N25, N50, N75, N100) on the productivity of a subsequent whole-crop barley and the fertility of the reclaimed saline soil in Saemangeum was evaluated in the field during 2013-2014 growing season. Sesbania was grown during summer season (June to October). The amount of Sesbania incorporated was $16.2Mg\;ha^{-1}$. Sesbania contributed to $393kg\;N\;ha^{-1}$ to the soils when ploughed down and incorporated before whole-crop barley cultivated. The performances of whole-crop barley following sesbania incorporation were significantly affected by a combination of Sesbania manuring and different N rates. The N fertilizer equivalence without N fertilizer following Sesbania was 42.6% ($63.9kg\;N\;ha^{-1}$), compared with N100 ($150kg\;N\;ha^{-1}$) in fallow soils. The whole-crop barley yield responded to N fertilizer rates in both sesbania-amended and fallow soil. The yield response to nitrogen rates in fallow soil was linear (Y=0.0586X+3.3011, $R^2=0.9534$), whereas that in sesbania-amended soils was quadratic (Y= -0.001X2+0.1322X+5.7143, $R^2=0.9576$). The yield of whole-crop barley in sesbania-amended with increasing N rates was increased up to SN75 (115 kgN) $10.3Mg\;ha^{-1}$. Apparent N recovery (ANR) of whole-crop barely showed decreased with sesbania plus increasing rates of N fertilizer. Despite higher yield with sesbania manuring plus increasing N rates, the contributions of N from Sesbania with increasing N rates to whole-crop barley were decreased, whereas those from fertilizer increment due to excessively mineralized Nitrogen. Considering yield, ANR, N contribution from Sesbania and nitrogen fertilizer, the optimum N rate was N50 rate following sesbania incorporation.
본 시험은 벼 재배시 녹비작물로 녹비용 보리의 투입효과를 구명하여 호밀 대체 가능성을 검토코자 수행하였다. 호밀은 출수기, 녹비용 보리는 출수기, 출수 후 3일 및 출수 후 10일에 경운로타리 작업을 하고 담수시켜 부숙을 촉진한 다음 녹비작물 무시용구는 표준시비, 녹비작물 시용구는 토양검정시비 및 무시비 하여 동진 1호를 재배 후 토양물리화학성, 녹비작물 부숙정도, 생육 및 수량성을 검토한 결과는 다음과 같다. 녹비작물 투입시기별 생체중은 각각 10a당 2,715, 2,352, 2,867 kg이였고 건물중에 있어서 총질소 함량은 1.31, 1.46, 1.38%이었으며 탄질률은 33.4, 28.7, 34.6이였다. 녹비작물 투입으로 작토심이 깊어졌고 토양경도와 용적밀도가 낮아졌으며 공극률이 증가하여 물리성이 개선되었다. 또한 시험 전에 비하여 녹비용 보리 환원으로 양이온치환용량이 높아졌으며 치환성 양이온 함량이 증가되는 경향을 나타냈다. 쌀 수량은 관행($559kg\;10a^{-1}$)에 비하여 녹비용 보리+토양검정진단시비구에서 3~9% 증수되었으며, 현미 외관품위 중 완전립비율은 관행(73.0%)에 비하여 녹비용 보리 투입시 73.6~78.7%로 높은 경향을 나타냈다. 결론적으로 녹비용 보리를 출수 후 10일경 투입하여 벼 재배시 질소비료 절감과 지력개선에 효과적인 것으로 판단되었다.
Organic farming is rapidly expanding worldwide. Crop growth in organic systems greatly depends on the functions performed by soil microbes, and nutrient supply weed suppression by green manure crops input. Four red-pepper production systems were compared: 1) bare ground (conventional system); 2) hairy vetch monoculture; 3) rye monoculture; and 4) hairy vetch-rye mixture. Soil inorganic N reached the peak at 30 DAI and hairy vetch monoculture was the highest ($192mg\;kg^{-1}$) and soil total carbon was fluctuated sporadically during the experiment. Carbohydrate and phenolic compounds in soil kept significantly higher in green manure crops systems from 10 DBI to 30 DAI, however the level was the maximum at 10 DBI (carbohydrate) and 30 DAI (phenolic comounds). Incorporation of green manure crops residue enhanced soil microbial biomass C and N throughout the growing season except that MBN in rye was reduced after incorporation. Green manure crops systems suppressed weed occurrence and, in particular, it was prominent in rye monoculture. Mineral elements composition and production in red-pepper fruits were markedly decreased in green manure crops systems although hairy vetch monoculture has come close to bare ground (NPK-applied). Therefore, it was suggested that higher biomass production should be performed not only to improve soil quality and suppress weeds but to yield suitable red-pepper fruits in green manure crops-based organic farming.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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