Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.61
no.1
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pp.1-8
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2019
Developing reliable soil moisture prediction techniques at agricultural regions is a pivotal issue for sustaining stable crop productions. In this study, a physically-based SWAP(Soil-Water-Atmosphere-Plant) model was suggested to estimate soil moisture dynamics at the study sites. ROSETTA was also integrated to derive the soil hydraulic properties(${\alpha}$, n, ${\Theta}_r$, ${\Theta}_s$, $K_s$) as the input variables to SWAP based on the soil information(Sand, Silt and Clay-SSC, %). In order to predict the soil moisture dynamics in future, the mid-term TIGGIE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble) and long-term S2S(Subseasonal to Seasonal) weather forecasts were used, respectively. Our proposed approach was tested at the six study sites of RDA(Rural Development Administration). The estimated soil moisture values based on the SWAP model matched the measured data with the statistics of Root Mean Square Error(RMSE: 0.034~0.069) and Temporal Correlation Coefficient(TCC: 0.735~0.869) for validation. When we predicted the mid-/long-term soil moisture values using the TIGGE(0~15 days)/S2S(16~46 days) weather forecasts, the soil moisture estimates showed less variations during the TIGGE period while uncertainties were increased for the S2S period. Although uncertainties were relatively increased based on the increased leading time of S2S compared to those of TIGGE, these results supported the potential use of TIGGE/S2S forecasts in evaluating agricultural drought. Our proposed approach can be useful for efficient water resources management plans in hydrology, agriculture, etc.
Main objectives of this paper were; firstly, to explain impacts of suspended solid in the water body on the relationship between water quantity and water quality; secondly, study on the inter-relationship between organic materials, nutrients, pathogens, and suspended solids considering eco-friendly water resources. Relationship between water quality and water quantity is not easy to understand as it includes physicochemical-biological reactions and diffuse pollutions. Especially, suspended solid makes water resource management difficult. Eroded soil in the upper land transported to the downstream by water flows carrying biological and physicochemical information and sedimented in the downstream. As sediment scoured under high flow condition and environmental change, suspended solid and sediment should be emphasized for understanding the inter-relationship between water quality and water quantity. Knowledge gaps between known monitored data and management of suspended solid were identified as well for future study.
Park, Chan Gi;Kim, Chun Soo;Kim, Hwang Hee;Yoo, Sung-Yeol;Jeon, Ji Hong
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.56
no.6
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pp.85-91
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2014
In this study, the water quality purification of new medias which were NPS media, hyugato, mineral stone, charcoal for applying soil media of Integrated Management Practices (IMPs) of Low Impact Development (LID) were evaluated. The influent concentrations of COD, T-N, and T-P were 117.8 mg/L, 17.1 mg/L, and 2.062 mg/L, respectively. The infiltration capacities of NPS media, hyugoto, mineral stone, charcoal, and gravel were $7.1{\times}10m/s$, $7.3{\times}10^{-5}m/s$, $7.9{\times}10^{-5}m/s$, $6.0{\times}10^{-5}m/s$, respectively. All media meet criteria of infiltration capacity as surface soil layer at IMPs which is over $1.0{\times}10^{-5}m/s$. Maximum removal rates of COD, T-N, and T-P occurred at Charcoal with 98 % of COD removal rate, NPS with 78 % of T-N removal rate, and hyugato with 75 % fo T-P removal rate, respectively. For more high removal efficiency of all water quality item, the mixed media which is 4.5(NPS media): 1(charcoal) : 4.5 (hyugato) as volume ratio was evaluated. The infiltration capacity of mixed media was $7.9{\times}10^{-5}m/s$ and met the criteria of infiltration as surface soil layer. The water quality removal efficiencies of mixed media were very high with showing 70 % for COD, 85 % for T-N, and 71 % for T-P. The mixed media could purify the water quality of surface runoff and was recommended to used at the LID site of ground water quality problem.
Soil erosion is often extreme in Korea due to high rainfall intensities and steep slopes, and climate change has also increased the risk of erosion. Despite its significane, erosion-induced soil organic carbon (SOC) emission and water resource loss are not well understood, along with the lack of an integrated surface soil erosion protection policy. Therefore, to design adequate protection policies, land users, scientists, engineers and decision makers need proper information about surface soil and watershed properties related to greenhouse gas emission potential and water conservation capability, respectively. Assuming the total soil erosion of $346Tg\;yr^{-1}$, soil organic matter (SOM) content of 2% (58% of SOM is SOC), and mineralization rate of 20% of the displaced carbon, erosion-induced carbon emission could reach $800Gg\;C\;yr^{-1}$. Also the available water capacity of the soil was estimated to be 15.8 billion tons, which was 14 times higher than the yearly water supply demand in Seoul, Korea. Therefore, in order to prevent of soil erosion, this study proposes a three-stage plan for surface soil erosion prevention: 1) classification of soil erosion risk and scoring of surface soil quality, 2) selection of priority areas for conservation and best management practices (BMP), and 3) application of BMP and post management.
In order to preserve the soundness of agro-ecosystem and products safety in agriculture, this study was evaluated environmental impact in relation to the INM (Integrated Nutrient Management) and IPM (Integrated Pest Management) at paddy fields at Ok-Chun and Yang-Pyung region. By introduction of INM with the application of BB(bulk-blanded) fertilizer based on soil analysis and IPM, the application rate of fertilizer was reduced to about $28.6{\sim}39.4%$ and the yield of brown rice was increased to about $3{\sim}10%$ compared to conventional practices. The concentrations of COD, $NH_4-N$, and $NO_3-N$ in irrigation water flowed to the environmental-friendly agriculture practices were 15.0, 0.67, and 1.39 mg/L, respectively. The concentrations of COD, $NH_4-N$, and $NO_3-N$ from paddy fields in drainage water were 12.4, 0.29, and 2.42 mg/L, respectively. The total number of the freshwater invertebrates was higher in field treated with fertilization by prescription with soil testing. Also, the population density of aquatic insects was higher than the other fields at both demonstration villages. In conclusion, it was possible to reduce the amount of fertilizer and agricultural chemicals application, and increase the yield of rice by application of the environmental-friendly agriculture practices.
Most landscape areas in apartment complex have been changing. Increasing the area of underground parking lots have an effect on apartment's circumstance. Natural ground was decreased so that the most space in apartment complex were converted into an artificial ground. To suggest the soil quality management, this study examined the actual situation about the soil quality of planting ground such as the quality standard as artificial soil, the difference of natural ground, and the difference of soil quality according to the work classification. As a result, the soil quality of the apartment complex with a large underground parking lot had low quality of soil. Soil physical properties were relatively fine but soil chemical properties needed the quality control. The soil quality of natural ground and artificial ground was not statistically significant and the soil quality by the work classification also had no statistical significance. Therefore, we established improvements about standards of the chemical properties for quality management, the soil quality in the natural ground and applying the equivalent standard according to the work classification.
The swine waste industry is growing rapidly along with the world human population. The trend is toward more concentrated piggeries with numbers of herds in the thousands. Associated with these increased herds are large quantities of wastes, including organic matter, inorganic nutrients, and gaseous emissions. The trend in swine waste management is toward treatment of these wastes to minimize negative impact on the health and comfort of workers and animals and the atmosphere, water, and soil environments. Treatment of these wastes has traditionally involved land application, lagoons, oxidation ditches, and conventional batch and continuously stirred reactor designs. More sophisticated treatment systems are being implemented, involving advanced anaerobic digester designs, integrated with solids separation, aerobic polishing of digester effluents, and biological nutrient removal. This review discusses the present and future role of anaerobic processes in piggery waste treatment with emphasis on reactor design, operating and performance parameters, and effluent processing.
Defining soil quality in scopes and applications is one of the prerequisite for the sustainable management of soil environment to orient researches, strategies and policies. However, definition of soil quality is controversial depending upon a viewpoint of soil science or soil environment. Soil quality can be, irrespective of the disciplines, defined as the capacity of a soil to function within ecosystem boundaries to sustain biological productivity, maintain environmental quality and promote plant and animal health. Common to all of the soil quality concepts can be summarized as the capacity of soil to function effectively at present and in the future. The OECD includes soil quality as one of the agri-environment indicators. This article intends to i) summarize the current soil quality research, and ii) provide information on protocol of soil quality assessment. A framework for soil quality was divided into three steps: indicator selection as minimum data set (MDS), scoring of the selected indicators, and integration of scores into soil quality index. Korean government suggested possible physical and chemical indicators such as bulk density and organic matter for paddy and upland soils to OECD. The framework of soil quality assessment is not yet implemented in Korea. Countries such as USA, Canada and New Zealand have constructed the framework on soil quality assessment and developed a user-friendly version of soil quality assessment tools to evaluate the integrated effects of various soil management practices. The protocol provided in this review might help policymakers, scientists, and administrators improve awareness about soil quality and understand the way of soil environment management.
Singhal, B.K.;Chakraborti, S.;Rajan, Mala V.;Thippeswamy, T.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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v.8
no.1
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pp.1-15
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2004
Due to recent scientific innovations in mulberry cultivation, leaf yield has been increased manifold. However, with successive leaf harvest, a quantum drop in leaf yield and quality has been noted. This inturn has affected the silkworm rearing and farmers suffered by the frequent crop failures. This is mainly due to nutrient deficiencies in mulberry leaf. Moreover, no complete information is available about hunger signs of nutritional disorders, analytical diagnosis and critical levels of nutrients required. The present paper, thus, may serve as an important nutrient guide for identification of hunger signs, leaf nutrients status under deficiency and critical levels of the elements namely N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn requirements for higher leaf yield and quality. The leaf nutrient status provided may help chemist for correcting the soil status. Besides, an integration of mulberry intercropping with legumes and applications of neem and castor oil cakes, VA-mycorrhizal inoculation, biofertilizer and vermicompost are suggested as integrated nutrient management for sustainable sericulture industry. Based on the information described in this paper, a model needs to be framed for maintaining continuous supply of nutrients to obtain desired quantity and quality of mulberry leaf for successful silkworm cocoon crop and increasing overall silk productivity.
Predaceous phytoseiid mites can be important components in integrated mite management program including bio-logical control of spider mites. While conducting population study of prey-predator system in pear orchards, 6 predaceous phytoseiids were found. Amblyseius womersleyi, A. eharai, A. kokufuensi and A. finlandicus were mostly found from tree canopy. While A. rademacheri was restricted in ground vegetation, A. makuwa was equally distributed in ground vegetation and tree trunk. Some ecological information for each species was reviewed. Strate-gies for their potential utility in pest management program and future study area were discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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