• 제목/요약/키워드: bulk soil

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Development of a Data Acquisition System for the Long-term Monitoring of Plum (Japanese apricot) Farm Environment and Soil

  • Akhter, Tangina;Ali, Mohammod;Cha, Jaeyoon;Park, Seong-Jin;Jang, Gyeang;Yang, Kyu-Won;Kim, Hyuck-Joo
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제43권4호
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    • pp.426-439
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    • 2018
  • Purpose: To continuously monitor soil and climatic properties, a data acquisition system (DAQ) was developed and tested in plum farms (Gyewol-ri and Haechang-ri, Suncheon, Korea). Methods: The DAQ consisted of a Raspberry-Pi processor, a modem, and an ADC board with multiple sensors (soil moisture content (SEN0193), soil temperature (DS18B20), climatic temperature and humidity (DHT22), and rainfall gauge (TR-525M)). In the laboratory, various tests were conducted to calibrate SEN0193 at different soil moistures, soil temperatures, depths, and bulk densities. For performance comparison of the SEN0193 sensor, two commercial moisture sensors (SMS-BTA and WT-1000B) were tested in the field. The collected field data in Raspberry-Pi were transmitted and stored on a web server database through a commercial communications wireless network. Results: In laboratory tests, it was found that the SEN0193 sensor voltage reading increased significantly with an increase in soil bulk density. A linear calibration equation was developed between voltage and soil moisture content depending on the farm soil bulk density. In field tests, the SEN0193 sensor showed linearity (R = 0.76 and 0.73) between output voltage and moisture content; however, the other two sensors showed no linearity, indicating that site-specific calibration is important for accurate sensing. In the long-term monitoring results, it was observed that the measured climate temperature was almost the same as website information. Soil temperature information was higher than the values measured by DS18B20 during spring and summer. However, the local rainfall measured using TR 525M was significantly different from the values on the website. Conclusion: Based on the test results obtained using the developed monitoring system, it is thought that the measurement of various parameters using one device would be helpful in monitoring plum growth. Field data from the local farm monitoring system can be coupled with website information from the weather station and used more efficiently.

토지이용별 전국 농경지 토양물리적 특성 (Soil Physical Properties of Arable Land by Land Use Across the Country)

  • 조희래;장용선;한경화;조현준;유진희;정기열;조광래;노안성;임수정;최승출;이진일;이원근;안병구;김병호;김찬용;박준홍;현승훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.344-352
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    • 2012
  • 시설재배지는 주로 하성평탄지 등 평평한 지형에 분포하며, 밭과 과수원은 곡간 및 선상지, 구릉지 및 산악지, 산록경사지 등 경사지에 분포한다. 논은 곡간 및 선상지, 하성평탄지, 하해혼성평탄지 등 비교적 완만한 경사에 위치한다. 이처럼 토지이용별로 분포하는 지형이 각기 다르기 때문에 토지이용별로 물리성 기준을 설정하고 관리하는 것이 필요하다. 시설재배지는 배수 및 양수분의 수직이동에 유의하여야 하며, 경사지는 침식과 양분유출에 대비하여 관리하여야 한다. 토지이용별로 토양 물리성 평균은 다음과 같다. 시설재배지는 표토심이 16.2 cm, 표토에 대한 물리성은 항목별로 경도 9.0 mm, 용적밀도 1.09 Mg $m^{-3}$, 유기물함량 29.0 g $kg^{-1}$, 심토에 대한 물리성은 항목별로 경도 19.8 mm, 용적 밀도 1.32 Mg $m^{-3}$, 유기물함량 29.5 g $kg^{-1}$ 이었다. 뿌리가 얕게 뻗는 작물에 대해서 표토심이 낮고 용적밀도가 높은 값을 보였다. 밭은 표토심이 13.3 cm, 표토에 대한 물리성 은 항목별로 경도 11.3 mm, 용적밀도 1.33 Mg $m^{-3}$, 유기물 함량 20.6 g $kg^{-1}$ (표토), 심토에 대한 물리성은 항목별로 경도 18.8 mm, 용적밀도 1.52 Mg $m^{-3}$, 유기물함량 13.0 g $kg^{-1}$ 이었다. 작물별로 물리성 평균치는 엽채류 < 과채류 < 장근채 ${\fallingdotseq}$ 단근채 순으로 값을 보였다. 과수원은 표토심이 15.4 cm, 표토에 대한 물리성은 경도 16.1 mm, 용적밀도 1.25 Mg $m^{-3}$, 유기물함량은 표토 28.5 g $kg^{-1}$, 심토에 대한 물리성은 경도 19.8 mm, 용적밀도 1.41 Mg $m^{-3}$, 유기물함량 15.9 g $kg^{-1}$ 이었다. 조사지점이 가장 많았던 과수 배는 표토심 14.4 cm, 경도 16.4 mm (표토), 19.7 mm (심토), 용적밀도 1.23 Mg $m^{-3}$ (표토), 1.40 Mg $m^{-3}$ (심토) 으로 평균에 근접한 값을 보였으며, 포도는 표토심 17.0 cm 경도 16.7 mm (표토), 20.0 mm (심토), 용적밀도 1.31 Mg $m^{-3}$ (표토), 1.45 Mg $m^{-3}$ (심토) 로 비교적 큰 값을 보였다. 논은 표토심 이 17.5 cm, 표토에 대한 물리성은 항목별로 경도가 15.3 mm, 용적밀도가 1.22 Mg $m^{-3}$, 유기물 함량은 23.5 g $kg^{-1}$, 심토에 대한 물리성은 항목별로 경도 20.3 mm, 용적밀도 1.47 Mg $m^{-3}$, 유기물 함량 17.5 g $kg^{-1}$ 이었다. 토지이용별로 용적밀도 평균치는 시설재배지 < 논 < 과수원 < 밭 순이었으며, 용적밀도 값의 분포는 표토는 1.0~1.25 Mg $m^{-3}$에서 가장 많았으며, 심토는 밭토양과 논토양은 1.50 Mg $m^{-3}$ 이상에서 50% 내외, 과수원토양은 1.35~1.50 Mg $m^{-3}$에서 40%로 가장 많았고, 시설재배지는 1.0~1.50 Mg $m^{-3}$에 고루 분포하였다. 토성 (속)별로는 대체로 식질에서 작은 값을 보였고, 미사식양질과 사질에 큰 값을 보였다. 토지이용과 토성에 따라 물리성 차이가 분명하였으며, 따라서 이러한 특성을 고려하여 토양 물리성 관리 기준을 설정하여 건전한 작물생육 환경을 유지하고 조성하는 것이 필요하겠다.

지리산국립공원내 칠선계곡 탐방로의 회복에 관한 분석 (Analysis on the Restoration of Visiting Roads of Stream of Chilsun in Jirisan National Park)

  • 박재현
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.105-113
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    • 2010
  • To investigate the restoration procedure on soil physical properties at the surface of visiting road affected by rest-year system. This study was carried out at visiting roads of stream of Chilsun in Jirisan. Mean soil strength in 20cm of soil depth was lower in the Rest-Year System areas (1.5-1.9 times in Site 2, 1.1-7.5 times in Site 3) than in the control (Site 1). Soil strength was recovered by the Rest-Year System in the national park. Mesopore rate (pF 2.7) in 0-15 cm of soil depth was higher in the Rest-Year System areas (1.2 times) than in the control. This indicates that mesopore rate is rapidly restoring in the Rest-Year System areas. Pore space rate in 0-7.5 cm of soil depth was higher in the Rest-Year System areas (23.2% in Site 2, 23.6% in Site 3) than in the control (22.4% in Site 1). Pore space rate in 7.5-15 cm of soil depth was also higher in the Rest-Year System areas (22.9% in Site 2 and Site 3) than in the control (18.9% in Site 1). Soil pore space was remediable by the Rest-Year System. Bulk density in 0-7.5 cm of soil depth was lower in the Rest-Year System areas (1.674g/$cm^3$ in Site 2, 1.668g/$cm^3$ in Site 3) than in the control (1.723g/$cm^3$ in Site 1). Bulk density in 7.5-15 cm of soil depth was lower in the Rest-Year System areas (1.785g/$cm^3$ in Site 2 and 1.721g/$cm^3$ in Site 3) than in the control (1.721g/$cm^3$ in Site 1). Soil bulk density was decreased in the Rest-Year System areas of the national park. Amount of soil erosion was lower in the Rest-Year System areas ($0.017m^3$/km/yr in site 2, $0.023m^3$/km/yr in site 3) than in the control ($0.054m^3$/km/yr in site 1).

건조체적밀도를 적용한 혼합토사 수치모델의 개발과 수치적 안정성 평가 (Development of Numerical Model for Mixed Soil Problems Using Dry Bulk Density and Investigation of Its Numerical Stability)

  • 조용환;이광호
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권3호
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    • pp.110-121
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    • 2021
  • 산업화에 의해 소실된 갯벌의 중요성이 근래에 주목을 받으며 인공 갯벌의 조성 및 자연 갯벌의 유지 관리에 관심을 기울이고 있다. 하지만, 갯벌을 조성하는 실트, 진흙, 모래 등과 같은 저질에 의한 거동특성에 관해서는 충분한 이해가 부족하다. 갯벌과 같이 혼합토사의 이동특성에 관한 연구가 현지조사와 수리실험을 통해 이루어지고 있으나 이러한 연구결과에 기초한 수치모델의 개발은 미진한 실정이다. 본 연구에서는 갯벌을 구성하는 저질의 동적 관리를 효율적으로 수행할 수 있는 혼합토사 모델의 구축을 목적으로 한다. 혼합토사에 대한 표사이동 수치모델을 구축함에 있어서 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 재현 및 이동에 따른 수치적 안정성이 우선 검토되어야 하므로 혼합토사를 구성하는 모래와 진흙의 체적관계를 토사의 기하학적 구조를 나타내는 시상도를 바탕으로 제안하였다. 혼합토사의 건조체적밀도를 고려하기 위해 진흙이 물을 함유하는 함수비를 도입하여 진흙의 건조체적밀도를 고려할 수 있게 하였다. 또한, 제안된 혼합토사의 수치해석 모델을 혼합토사의 사면 붕괴에 적용하여 사면 붕괴에 따른 진흙과 모래의 이동계산이 안정적으로 수행되는 것을 확인하였다.

Effect of Sesame Straw Biochar Application on Soil Physics and Nitrous Oxide Emission in Upland Soil

  • Kang, Se-Won;Cho, Ju-Sik;Kim, Hyun-Tae;Seo, Dong-Cheol;Moon, Sung-Dong
    • 한국토양비료학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.259-264
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    • 2016
  • The effect of biochar application on soil physics and nitrous oxide ($N_2O$) emission from upland soil for broccoli cultivation was investigated. Sesame straw biochar (SB) was applied at amounts 0 (IF), 50 (SB50), 100 (SB100), 200 (SB200) kg $10a^{-1}$, respectively. SB addition to the upland soil decreased bulk density, and increased porosity and soil respiration. The $N_2O$ emission rates in all treatments were higher in the order of IF $${\geq_-}$$ SB50 > SB100 $${\geq_-}$$ SB200 treatments. Global warming potential in SB200 treatment decreased by 15.1% compared to IF treatment. Therefore, SB application in upland soil can improve soil physics and reduce $N_2O$ emission.

산화에 의한 산림환경변화가 토양의 특성에 미치는 영향 (Effects of Forest Environmental Changes on Soil Characteristics by Forest Fire)

  • 남이;민일식;장관순;박관수;이윤원
    • 한국토양환경학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.61-70
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    • 1998
  • 본 연구는 충남 금산군에 위치한 산화적지에서 산화후 개벌지역과 비개벌지역을 대상으로 산림식생의 존재여부가 산림토양의 이화학적 성질 변화로 인한 수저유능력에 미치는 영향을 파악하기 위해 가비중, 공극율(조공극 및 세공극), 투수성, 통기성 및 유기물 함량을 비교 분석하였다. 주요 측정인자들에 의해 얻어진 결과는 다음과 같다. 산화지역의 비개벌지 및 개벌지에서 토양 통기성과 투수성을 측정한 결과 비개벌지가 개벌지 보다 양호하였으며, 특히 산정보다는 산록부근에서 가장 큰 차이를 보였다. 또한 산화 뒤 2년이 경과된 후 가장 큰 변화가 나타난 부분은 표토 5∼15cm층이었다. 토양공극 분포는 비개벌지가 개벌지 보다 전공극, 조공극, 세공극이 높게 나타났으며, 토심이 증가함에 따라 전공극량과 조공극량은 감소하였다. 토양가비중은 비개벌지가 개벌지 보다 낮게 나타났으며, 토심이 증가할수록 높게 나타났다. 또한 산록>산복>산정 순으로 통기성, 투수성, 전공극 등이 동일하게 나타났다. 유기물함량은 비개벌지가 개벌지 보다 높았으며 토심이 증가할수록 감소하였다. 토심의 증가에 따라 토양가비중은 정의 상관관계를 나타냈고, 전공극량, 조공극, 통기성, 투수성 및 유기물함량은 부의 상관관계를 나타내었다. 산화적지에서 개벌에 따른 산림환경 변화는 토양의 물리성 및 화학성을 악화시키는 것으로 나타났다.

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Factors influencing the spatial distribution of soil organic carbon storage in South Korea

  • May Thi Tuyet Do;Min Ho Yeon;Young Hun Kim;Gi Ha Lee
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.167-167
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    • 2023
  • Soil organic carbon (SOC) is a critical component of soil health and is crucial in mitigating climate change by sequestering carbon from the atmosphere. Accurate estimation of SOC storage is essential for understanding SOC dynamics and developing effective soil management strategies. This study aimed to investigate the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea, using bulk density (BD) prediction to estimate SOC stock. The study utilized data from 393 soil series collected from various land uses across South Korea established by Korea Rural Development Administration from 1968-1999. The samples were analyzed for soil properties such as soil texture, pH, and BD, and SOC stock was estimated using a predictive model based on BD. The average SOC stock in South Korea at 30 cm topsoil was 49.1 Mg/ha. The study results revealed that soil texture and land use were the most significant factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea. Forested areas had significantly higher SOC storage than other land use types. Climate variables such as temperature and precipitation had a relative influence on SOC storage. The findings of this study provide valuable insights into the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea.

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Bacterial and Fungal Communities in Bulk Soil and Rhizospheres of Aluminum-Tolerant and Aluminum-Sensitive Maize (Zea mays L.) Lines Cultivated in Unlimed and Limed Cerrado Soil

  • Mota, Da;Faria, Fabio;Gomes, Eliane Aparecida;Marriel, Ivanildo Evodio;Paiva, Edilson;Seldin, Lucy
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권5호
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    • pp.805-814
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    • 2008
  • Liming of acidic soils can prevent aluminum toxicity and improve crop production. Some maize lines show aluminum (Al) tolerance, and exudation of organic acids by roots has been considered to represent an important mechanism involved in the tolerance. However, there is no information about the impact of liming on the structures of bacterial and fungal communities in Cerrado soil, nor if there are differences between the microbial communities from the rhizospheres of Al-tolerant and Al-sensitive maize lines. This study evaluated the effects of liming on the structure of bacterial and fungal communities in bulk soil and rhizospheres of Al-sensitive and Al-tolerant maize (Zea mays L.) lines cultivated in Cerrado soil by PCR-DGGE, 30 and 90 days after sowing. Bacterial fingerprints revealed that the bacterial communities from rhizospheres were more affected by aluminum stress in soil than by the maize line (Al-sensitive or Al-tolerant). Differences in bacterial communities were also observed over time (30 and 90 days after sowing), and these occurred mainly in the Actinobacteria. Conversely, fungal communities from the rhizosphere were weakly affected either by liming or by the rhizosphere, as observed from the DGGE profiles. Furthermore, only a few differences were observed in the DGGE profiles of the fungal populations during plant development when compared with bacterial communities. Cloning and sequencing of 16S rRNA gene fragments obtained from dominant DGGE bands detected in the bacterial profiles of the Cerrado bulk soil revealed that Actinomycetales and Rhizobiales were among the dominant ribotypes.

두둑을 재활용한 한국형 무경운 농업 II. 시설 무경운 토양의 물리적 특성 : 입단과 용적밀도 및 삼상변화 (No-Tillage Agriculture of Korean-Style on Recycled Ridge II. Changes in Physical Properties : Water-Stable Aggregate, Bulk density, and Three Phase Ratio to Retain Water at Plastic Film Greenhouse Soil in No-Tillage System)

  • 양승구;신길호;김선국;김희권;김현우;정우진
    • 한국유기농업학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.719-733
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    • 2016
  • 본 논문은 앞그루작물 재배 시 형성된 이랑을 재활용하여 다음 뒷그루작물을 무경운으로 재배할 경우 토양의 이화학성과 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하고자 추진한 연구 결과의 일부이다. 토양에서 경운 후 시간의 경과에 따른 토양 입자 크기의 분포를 조사한 결과 관행경운과 무경운 토양 입자는 공히 입상구조(granular structure)를 이루고 있었다. 무경운 토양의 입자 크기 2 mm 이상의 분포는 무경운 토양이 경운 토양에 비하여 표토와 심토 공히 증가 되었다. 그리고 내수성입단 0.25 mm 이상 0.5 mm 이하와 0.5 mm 이상 1 mm 이하, 1 mm 이상의 대입단 분포는 경운과 무경운 1년차 토양에서 유의적인 차이가 없었으나, 무경운 2년차에서는 입단의 크기별로 각각 8.2%, 4.5%, 1.7%로 경운과 무경운 1년차에 비하여 유의적인 증가를 보였다. 관행 경운 토양 표토의 용적밀도 $1.10MG\;m^3$이 무경운 1년차에서 $1.30MG\;m^3$으로 증가 되었으나, 무경운 2년차는 $1.14MG\;m^3$, 무경운 3년차는 $1.03MG\;m^3$으로 용적밀도가 감소되었으며, 심토도 같은 경향이었다. 따라서 용적밀도와 정(+)의 상관이 있는 고상율은 표토와 심토 공히 무경운 1년차에서 관행 경운 토양에 비하여 증가되었으나, 무경운 2년차와 3년차는 감소되었다. 용적밀도 및 고상율과 부(-)의 상관관계가 있는 공극율은 경운 토양 58.5%가 무경운 1년차는 51%로 8.5% 감소되었으나, 무경운 2년차는 56.9%, 무경운 3년차는 61.2%로 증가되었으며, 심토도 같은 경향이었다. 공극율과 정(+)의 상관관계가 있는 기상율은 관행경운 토양에 비하여 무경운 1년차는 감소되었으나, 무경운 2년차와 3년차에서는 증가되었다. 그리고 기상과 함께 공극율을 결정하는 액상율은 경운 표토 24.2%가 무경운 1년차는 28.3%로 증가되었으나, 무경운 2년차는 23.4%, 무경운 3년차는 18.3%로 현저하게 감소되었으며, 심토도 같은 경향이었으나, 심토의 액상율은 표토에 비하여 증가되었다.

석회암지역 소나무림에서 지렁이의 생태학적 역할 (Ecological Role of Earthworms in Red Pine Forest in the Limestone Areas)

  • Mun, Hyeong-Tae;Jeong-Ok In
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제16권2호
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    • pp.229-238
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    • 1993
  • Ecological role of earthworms in red pine forest was investigated with emphasis on the population size, cast production and changes of physicoKDICical properties of soil by earthworm's activities. The density of earthworms was 62.8/m2 in August, 1992. Average biomass of earthworms was 16.3 g/m2. N and P concentrations in the tissue of earthworms were 28.5 mgN/g and 0.5 mgP/g, respectively. Cast production continued from April to November, with a peak in August. Annual production of earthworm casts was 5,379 g/m2. Bulk density of surface soil decreased due to the earthworm's cast-forming activity. Clay fraction in surface soil increased by addition of casts. Soil KDICical properties were significantly different between the surface soil and the earthworm casts. The amounts of organic matter, N, P, K, Ca and Mg added to the soil via earthworm casts during one year were 9.3t/ha, 11.29 kg/ha, 0.78 kg/ha, 12.36 kg/ha, 140.29 kg/ha and 20.96 kg/ha, respectively. Earthworms can feed on waxy and resinous litter when it became palatable by decomposing processes.

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