Chun, Hyen Chung;Jung, Ki Yuol;Choi, Young Dae;Lee, Sanghun
한국토양비료학회지
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제50권6호
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pp.520-529
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2017
In Korea, the largest agricultural lands are paddy fields which have poor infiltration and drainage properties. Recently, Korean government pursuits cultivating upland crops in paddy fields to reduce overproduced rice in Korea. In order to succeed this policy, it is critical to set criteria suitability classification for upland crops cultivating in paddy field soils. The objective of this study was developing guideline of suitability classification for sesame cultivation in paddy field soils. Yields of sesame cultivated in paddy field soils and soil properties were investigated at 40 locations at nationwide scale. Soil properties such as topography, soil texture, soil moisture contents, slope, and drainage level were investigated. The guideline of suitability classification for sesame was determined by multi-regression method. As a result, sesame yields had the greatest correlation with topography, soil moisture content, and slope. Since sesame is sensitive to excessive soil moisture content, paddy fields with well drained, slope of 7-15% and mountain foot or hill were best suit for cultivating sesame. Sesame yields were greater with less soil moisture contents. Based on these results, area of best suitable paddy field land for sesame was 161,400 ha, suitable land was 62,600 ha, possible land was 331,600 ha, and low productive land was 1,075,500 ha. Compared to existing suitability classification, the new guideline of classification recommended smaller area of best or suitable areas to cultivate sesame. This result may suggest that sesame cultivation in paddy field can be very susceptible to soil moisture contents.
Human influence on soil formation has dramatically increased as the development of human civilization and industry. Increase of anthropogenic soils induced research of those soils; classification, chemical and physical characteristics and plant growth of anthropogenic soils. However there have been no reports on soil pore properties from the anthropogenic soils so far. Therefore the objectives of this study were to test computer tomography (CT) to characterize physical properties of an anthropogenic paddy field soil and to find differences between natural and anthropogenic paddy field soils. Soil samples of a natural paddy field were taken from Ansung, Gyeonggi-do (Ansung site), and samples of an anthropogenic paddy field were from Gumi in Gyeongsangnam-do (Gasan) where paddy fields were remodeled in 2011-2012. Samples were taken at three different depths and analyzed for routine physical properties and CT scans. CT scan provided 3 dimensional images to calculate pore size, length and tortuosity of soil pores. Fractal analysis was applied to quantify pore structure within soil images. The results of measured physical properties (bulk density, porosity) did not show differences across depths and sites, but hardness and water content had differences. These differences repeated within the results of pore morphology. Top soil samples from both sites had greater pore numbers and sizes than others. Fractal analyses showed that top soils had more heterogeneous pore structures than others. The bottom layer of the Gasan site showed more degradation of pore properties than ploughpan and bottom layers from the Ansung site. These results concluded that anthropogenic soils may have more degraded pore properties as depth increases. The remodeled paddy fields may need more fundamental remediation to improve physical conditions. This study suggests that pore analyses using CT can provide important information of physical conditions from anthropogenic soils.
Human influence on soil formation has dramatically increased with human civilization and industry development. Increase of anthropogenic soils induced researches on the anthropogenic soils; classification, chemical and physical characteristics of anthropogenic soils and plant growth from anthropogenic soils. However there have been no comprehensive analyses on soil pore or physical properties of anthropogenic soils from 3 dimensional images in Korea. The objectives of this study were to characterize physical properties of anthropogenic paddy field soils by depth and to find differences between natural and anthropogenic paddy field soils. Soil samples were taken from two anthropogenic and natural paddy field soils; anthropogenic (A_c) and natural (N_c) paddy soils with topsoil of coarse texture and anthropogenic (A_f) and natural (N_f) paddy soils with topsoil of fine texture. The anthropogenic paddy fields were reestablished during the Arable Land Remodeling Project from 2011 to 2012 and continued rice farming after the project. Natural paddy fields had no artificial changes or disturbance in soil layers up to 1m depth. Samples were taken at three different depths and analyzed for routine physical properties (texture, bulk density, etc.) and pore properties with computer tomography (CT) scans. The CT scan provided 3 dimensional images at resolution of 0.01 mm to calculate pore radius size, length, and tortuosity of soil pores. Fractal and configuration entropy analyses were applied to quantify pore structure and analyze spatial distribution of pores within soil images. The results of measured physical properties showed no clear trend or significant differences across depths or sites from all samples, except the properties from topsoils. The results of pore morphology and spatial distribution analyses provided detailed information of pores affected by human influences. Pore length and size showed significant decrease in anthropogenic soils. Especially, pores of A_c had great decrease in length compared to N_c. Fractal and entropy analyses showed clear changes of pore distributions across sites. The topsoil layer of A_c showed more degradation of pore structure than that of N_c, while pores of A_f topsoil did not show significant degradation compared with those of N_f. These results concluded that anthropogenic soils with coarse texture may have more effects on pore properties than ones with fine texture. The reestablished paddy fields may need more fundamental remediation to improve physical conditions.
분석대상 농약의 토양중 잔류분석법에 따른 검출한계는 0.001~0.005 ppm이었으며 2007년에 전국 논토양 150점에 대한 잔류농약 성분을 분석한 결과 살균제 carpropamid 등 4종, 살충제 buprofezin 등 4종, 제초제는 butachlor 등 3종 농약이 검출 되었다. 검출빈도는 oxadiazon 성분이 19.3%로 가장 높았고 살균제 hexaconazole 성분이 8.0%, isoprothiolane 2.7%순이었고 검출된 농도는 oxadiazon 0.836 ppm, isoprothiolane 0.810 ppm과 buprofezin 0.5 ppm 수준으로 최고 농도를 보였으나 그 밖의 성분은 대체로 잔류수준이 낮게 검출되었다. 2008년에 전국 시설재배지 토양 152점에 대한 잔류농약 성분을 조사한 결과 살균제 hexaconazole 등 6종, 살충제 cadusafos 등 16종, 제초제는 butachlor 등 7종 농약이 검출 되었고 검출빈도는 endosulfan 38.8%로 가장 높았으며, oxadiazon 성분이 13.2%, 살균제 hexaconazole 성분이 10.5%, isoprothiolane 7.2% 순이었다. 검출된 농도는 chlorfenapyr 5.087 ppm으로 가장 높았으며, chlorothalonil 2.565 ppm, oxadiazon 0.715 ppm, isoprothiolane 0.208 ppm 수준을 보였으나 그 밖의 성분은 대체로 잔류수준이 낮게 검출되었다.
In order to elucidate influence of nutritional status on rice brown spot caused by Cochliobolus miyabeanus, rice cultivation soils and rice straws were collected from paddy fields where ice brown spot occurred severely, moderately, a little and none respectively. Rice plant materials were analyzed to measure inorganic nutrients in rice straws and rice seeds. Analysis of chemical properties of rice paddy soil showed that EC and contents of available phosphate, cation and silicic acid in soil with severe infections were lower than those in healthy soil. This result suggests that amount and holding capacity of nutrient contents in soils collected from paddy field with infection of C. miyabeanus are relatively low compared to those in soils collected from healthy paddy field. Analysis of inorganic nutrients in rice straws showed that amount of macronutrient elements such as silicic acids, available phosphate and total nitrogen, and micronutrients such as copper, iron and zinc in rice straws from paddy field with infection were lower than those in healthy soil. Especially amount of iron and silicic acid were very low in rice straws from paddy field soils with infection Amount of inorganic nutrients such as iron and zinc in rice seeds was the same trend as those of rice straws. These results showed that one of major factors affecting rice brown spot was amount of nutrient contents in soil and rice straw.
진곡광산의 광미와 주변 밭과 논의 토양에서의 중금속과 시안의 오염도에 대해 조사하였다. 광미 중의 As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn및 CN ̄의 평균농도는 각각 3.94$\times$$10^3$, 14.3, 266, 6,13, 4.07$\times$$10^3$, 2.51$\times$$10^3$, 1.19mg/kg이었고 Kloke가 제안한 허용기준치를 이용한 오염지수는 32~58 이었으며 pH 는 약산성이었다. 토양오염공정시험법에 의한 중금속 농도는 광미와 인접한 일부 토양만을 제외하고는 토양환경보전법의 농경지 우려기준이하였다.
Objectives of this research were to fractionate heavy metals in soil samples in the upper Okdong River basin and to assess the potential pollution index of each metal fraction. Soil samples were collected from cultivated land soils and analyzed for physical and chemical properties. pH of cultivated soils ranged from 5.2 to 7.6. Contents of total kelhaldal nitrogen and loss on ignition were in the ranges of 0.6∼2.5%, and 1.9∼12.9%, respectively. Heavy metals in the cultivated land soils were higher in the abandoned closed coal mine near field soils than those in the paddy soils. Total concentrations of metals in the cultivated land soils were in the orders of Zn > Pb > Ni > Cu > Cd, exceed the corrective action level of the Soil Environment Conservation Law and higher than the naturals were abundance levels reported from uncontaminated cultivated land soils. Mobile fractions of metals were relatively small compared to the total concentrations. Soil Pollution Assesment Index(SPAI) values of each fraction of metals were leveled from Non polluted to Moderately polluted based on total concentrations. SPAI values of mobil fractions were lower than those of immobile fractions. Results on metal fractions and SPAI values of the cultivated land soils indicate that field soils samples were contaminated with heavy metals and had potential to cause a detrimental effects on plants. A prompt countermeasure to prevent field soils in the abandoned closed coal mine near fields are urgently needed.
The objective of this study is to develop GLEANS-PADDY model to predict nutrients loading from paddy-field areas. This model is developed by modifying the GLEANS model which is used for uplands, and composed of hydrology and nutrient submodels. The optimal field size for CLEANS-PADDY model application is about up to 50 ha with mild slope, relatively homogeneous Soils and spatially rainfall, and a single crop farming. The CLEAMS model is modified to handle ponded soil surface condition and saturated soil profile in paddy field. In the hydrology submodel of the CLEAMS-PADDY model. the ponded depth routing method is used to handle the ponded water condition of paddy field. To compute potential evapotranspiration the FAO-24 Corrected Blaney-Criddle method is used for paddy field instead of Penman-Monteith method in the CLEAMS model. In the nutrients submodel of the CLEAMS-PADDY model, the soil was assumed saturated and soil profile in the root zone was divided into oxidized and reduced zones.
This paper was studied $CO_2$ respiration rate with physicochemical properties of soils at wetland, paddy field and forest in Nongju-ri, Haeryong-myeon, Suncheon city, Jeollanam-do. Soil temperature and $CO_2$ respiration rate were measured at the field, and soil pH, moisture and soil organic carbon were analyzed in laboratory. Field monitoring was conducted at 6 points (W3, W7, W13, W17, W23, W27) for wetland, 3 points (P1, P2, P3) for paddy field and 3 points (F1, F2, F3) for forest in 10 January 2009. $CO_2$ concentrations in chamber were measured 352~382 ppm for wetland, 364~382 ppm for paddy field and 379~390 ppm for forest, and the average values were 370 ppm, 370 ppm and 385 ppm, respectively. $CO_2$ respiration rates of soils were measured $-73{\sim}44\;mg/m^2/hr$ for wetland, $-74{\sim}24\;mg/m^2/hr$ for paddy field and $-55{\sim}106\;mg/m^2/hr$ for forest, and the average values were $-8\;mg/m^2/hr$, $-25\;mg/m^2/hr$ and $38\;mg/m^2/hr$. $CO_2$ was uptake from air to soil in wetland and paddy field, but it was emission from soil to air in forest. $CO_2$ respiration rate function in uptake condition increased exponential and linear as soil temperature and soil organic carbon. But, it in emission condition decreased linear as soil temperature and soil organic carbon. $CO_2$ respiration rate function in wetland decreased linear as soil moisture, but its in paddy and forest increased linear as soil moisture. $CO_2$ respiration rate function in all sites increased linear as soil pH, and increasing rate at forest was highest.
Uniformity and leveled distributions of soil chemicals across paddy fields are critical to manage optimal crop yields, reduce environmental risks and efficiently use water in rice cultivation. In this study, an investigation of spatial distributions on soil chemical properties was conducted to evaluate the effect of land leveling on mitigation of soil chemical property heterogeneity from a remodeled paddy field. The spatial variabilities of chemical properties were analyzed by geostatistical analyses; semivariograms and kriged simulations. The soil samples were taken from a 1 ha paddy field before and after land leveling with sufficient water. The study site was located at Bon-ri site of Dalseong and river sediments were dredged from Nakdong river basins. The sediments were buried into the paddy field after 50 cm of top soils at the paddy field were removed. The top soils were recovered after the sediments were piled up. In order to obtain the most accurate spatial field information, the soil samples were taken at every 5 m by 5 m grid point and total number of samples was 100 before and after land leveling with sufficient water. Soil pH increased from 6.59 to 6.85. Geostatistical analyses showed that chemical distributions had a high spatial dependence within a paddy field. The parameters of semivariogram analysis showed similar trends across the properties except pH comparing results from before and after land leveling. These properties had smaller "sill" values and greater "range" values after land leveling than ones from before land leveling. These results can be interpreted as land leveling induced more homogeneous distributions of soil chemical properties. The homogeneous distributions were confirmed by kriged simulations and distribution maps. As a conclusion, land leveling with sufficient water may induce better managements of fertilizer and water use in rice cultivation at disturbed paddy fields.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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