The scope of precision agriculture is to reach the put up cultivation goals by adjusting inputs as precise as possible after what is required by the soil and crop potentials, on a high spatial resolution. Consequently, precision agriculture is also often called site specific agriculture. Regulation of field inputs “on the run” has been made possible by the GPS (Geographical Position System)-technology, which gives the farmer his exact real time positioning in the field. The general goal with precision agriculture is to apply inputs where they best fill their purpose. Thus, resources could be saved, and nutrient losses as well as the impact on the environment could be minimized without lowering total yields or putting product quality at risk. As already indicated the technology exists to regulate the input based on beforehand decisions. However, the real challenge is to provide a reliable basis for decision-making. To support high spatial resolution, extensive sampling and analysis is required for many soil and plant characteristics. The potential of the NIR-technology to provide rapid, low cost analyses with a minimum of sample preparation for a multitude of characteristics therefore constitutes a far to irresistible opportunity to be un-scrutinized. In our work we have concentrated on soil-analysis. The instrument we have used is a Bran Lubbe InfraAlyzer 500 (1300-2500 nm). Clay- and organic matter-contents are soil constituents with major implications for most properties and processes in the soil system. For these constituents we had a 3000-sample material provided. High performance models for the agricultural areas in Sweden have been constructed for clay-content, but a rather large reference material is required, probably due to the large variability of Swedish soils. By subdividing Sweden into six areas the total performance was improved. Unfortunately organic matter was not as easy to get at. Reliable models for larger areas could not be constructed. However, through keeping the mineral fraction of the soil at minimal variation good performance could be achieved locally. The influence of a highly variable mineral fraction is probably one of the reasons for the contradictory results found in the literature regarding organic matter content. Tentative studies have also been performed to elucidate the potential performance in contexts with direct operational implications: lime requirement and prediction of plant uptake of soil nitrogen. In both cases there is no definite reference method, but there are numerous indirect, or indicator, methods suggested. In our study, field experiments where used as references and NIR was compared with methods normally used in Sweden. The NIR-models performed equally or slightly better as the standard methods in both situations. However, whether this is good enough is open for evaluation.
우리나라 조간대의 약 83%는 서해안에 분포하고 있으며, 경기도와 인천지역에 약 35.1%가 분포하고 있다. 본 연구는 경기만 일원에 분포하는 조간대 퇴적층의 형성 환경과 특성을 이해하기 위하여 수행되었으며, 광물학적, 지구화학적, 물리적 특성에 대한 관찰과 기술을 통해 각각의 세부적인 퇴적단위를 구분하였다. 우리나라 서해 연안 조간대에서 채취된 퇴적물의 층서적 위치, 퇴적상 및 침식 부정합면을 근거로 조간대는 기반암 상위로부터 Unit 4${\rightarrow}$Unit 3${\rightarrow}$Unit 2${\rightarrow}$Unit 1의 순서로 4개의 퇴적단위로 구분되며, 경기만에서 측정된 퇴적층을 서해안 조간대 퇴적층과 대비하면 북부지역에 해당되는 청라지구에서는 Unit 4, Unit 3, Unit 2, Unit 1의 모든 지층이 나타나며, 영종도지역에서는 Unit 2, Unit 1의 지층이 관찰되며, Unit 4, Unit 3은 결층이다. 경기만의 중부와 남부지역에 해당되는 인천대교와 송도지역은 Unit 4, Unit 3, Unit 1의 지층이 관찰되며, Unit 2는 결층에 해당한다. 가로림만에 해당되는 대산 지역은 Unit 4-Unit 3-Unit 1이 관찰된다. 상부 지층에 해당하는 Unit 1과 Unit 2 지층은 경기만 북부의 청라지구와 영종도 지역에서 넓게 분포하며, 남부 지역은 하부 지층의 Unit 3과 Unit 4 지층이 잘 나타난다. 경기만에서 측정된 평균 점토광물 함량비는 청라지구에서 8.2%, 영종도에서 2.9%, 인천대교에서 18.4%, 송도지역에서 24.6%로 나타났다.
경기만 표층퇴적물 시료 96정점에 대하여 고분해능 X선 회절분석기와 Siroquant v3.0 프로그램을 이용하여 광물조성을 구하였다. 연구해역 표층퇴적물은 조암광물이 대부분을 차지하며(석영 63.8%, 사장석 12.9%, 알카리장석 11.7%, 백운모 4.3%, 각섬석 1.2%, 흑운모 0.5%), 점토광물(일라이트 2.4%, 녹니석 1.4%, 카올리나이트 0.4%) 및 소량의 탄산염광물(방해석 0.1%, 아라고나이트 0.3%)로 구성되어 있다. 조립질 퇴적물은 연구해역 북쪽, 남쪽과 중앙부에서 많이 분포하며, 세립질 퇴적물은 연구해역 중앙부 북쪽과 남쪽에 동서 방향으로 긴 형태의 분포를 보인다. 연구해역의 남쪽에는 석영의 함량이 상대적으로 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 북쪽에서는 사장석, 백운모, 각섬석 등의 함량이 높은 조립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다. 연구해역 중앙부의 남쪽에는 일라이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되고, 연구해역 중앙부의 북쪽에서는 녹니석과 카올리나이트의 함량이 상대적으로 높은 세립질 퇴적물이 퇴적되는 것으로 나타난다.
최근 석면의 효과적인 관리를 위해 산업적 이용 규제 및 석면포함물질 처리 뿐 아니라 자연발생석면의 이해와 정화 필요성도 제기되고 있다. 그러나 국내에서 암석 내 산출되는 자연발생석면의 특성이나 풍화작용을 거쳐 토양 내 잔류하는 자연발생석면에 대한 기존 연구는 미비한 상황이다. 따라서 이 연구에서는 변성퇴적암류가 기반암인 충남 서산 대로리 일대의 토양 내 자연발생석면의 존재를 확인하고 석면형(asbestiform) 광물의 산출양상 및 광물학적 특성을 통해 석면오염토양의 효과적인 정화 방안에 대해 알아보고자 하였다. 토양의 입도 분리 및 광물학적 분석을 실시한 결과, 토양 내 무게 백분율은 모래가 26~93%, 미사가 4~23%, 점토가 3~70%이며, 토성은 사토(sand), 사양토(sandy loam), 사질 식토(sandy clay), 식토(clay) 등 다양하게 나타났다. 연구 결과 모든 시료에서 석면형 투각섬석과 석면형 양기석이 함께 산출되었고 석면의 함량은 평균 1.5%로 미국 EPA 기준(1% 이상)에 따라 석면 포함물질로 분류되었다. 모래에 존재하는 투각섬석은 벽개가 발달한 주상 형태로 평균 길이 $288{\mu}m$, 폭 $69{\mu}m$, 종횡비 4.1:1의 특징을 보인 반면, 미사에 존재하는 투각섬석은 평균 길이 $49.2{\mu}m$, 폭 $5.8{\mu}m$로 크기는 더 작고 종횡비가 8.5:1인 개별섬유 형태로 나타났다. 이는 투각섬석이 풍화작용을 받으면서 종횡비는 커지고 형태는 비산이 가능한 개별 섬유로 바뀐 것으로 사료된다. $5{\mu}m$ 이상 크기의 석면형 투각섬석과 석면형 양기석의 함량은 토양 중 미사에서 가장 높게 나타났으며 이를 통해 석면오염토양 정화 시 입도 분리를 이용한 선택적인 석면 제거의 가능성을 확인하였다.
이번 연구에서는 해남군 이진리 해안단구가 마지막 간빙기 최온난기(Marine Isotope Stage 5e; MIS 5e)에 형성되었음을 최초로 밝힌다. 이는 해발고도 4.8 m에서 8.8 m까지의 단구이며, 4개의 unit로 나누어진다(unit I: 4.8-5.3 m, unit II: 5.3-6.8 m, unit III: 6.8-8.3 m, unit IV: 8.3-8.8 m). 연구대상 퇴적층은 10-30 cm 간격으로 입도분포, 대자율, 함수율 등의 물리특성 분석, 주원소와 미량원소 분석, 점토광물 정량분석 등을 실시하였으며, OSL 연대분석을 통하여 unit II와 III이 MIS 5e에 형성된 것으로 추정하였다. 퇴적층에 포함된 원력들은 주변에 하천이 없는 점으로 미루어 주변 배후 산지에서 바다로 유입된 쇄설물들이 바다에서 마모 작용을 받은 후 재퇴적된 것으로 추정된다. 연대측정 결과, 전반적으로 매우 빠른 퇴적률을 보이는 점은 최온난기(125k; unit II 하위)를 전후한 급격한 해수면 상승과 더불어 강우량 등의 증가로 인해 쇄설물 유입이 증가한 것으로 추정된다. 연구 지역의 점토 광물 비를 현재의 조간대, 황해와 비교한 결과, 연구 지역의 퇴적물은 바다의 영향을 많이 받은 것으로 추정된다. 이 결과는 과거 해수면이 높았던 시기의 수문 활동 및 퇴적 환경을 규명하는데 활용될 수 있을 것으로 보인다.
The Upo wetland, the largest natural wetland in Korea, is located in Changnyeong-gun, Gyeongsannam Province ($35^{\circ}33'$ N, $128^{\circ}25'$ E), and 70 km upstream from the Nakdong River estuary. Unlike most other Korean wetlands that have been destroyed under the name of economic development, the Upo wetland has been able to preserve its precious ecosystem throughout the years. Thanks to increased public awareness about natural wetlands and environmental conservation, the Korean Ministry of Environment designated the Upo wetland an 'Ecological Conservation Area' on July 26th, 1997. On March 2nd of the following year, the Upo wetland (8.54 $\textrm{km}^2$) was designated a 'Protected Wetland' in accordance with the international Ramsar Treaty. A 4.49m long (from 9.73 to 5.24 m in altitude) UP-1 core ($35^{\circ}33'05"N$, $128^{\circ}25'17"E$), recovered in the marginal part of the Upo wetland, is divided into eight buried paleosol units of different ages on the basis of the abundance of color mottles and vertical color variations (Aslan et al., 1998). Radiocarbon datings suggested that the paleosol profile represent the last 5700 years. The entire section of the core was more or less subjected to pedogenetic processes, and shows very weak to moderate soil profile development. These Holocene paleosols are therefore regarded as synsedimentary soils of deluvium (deposits formed by floods) origin (Sycheva et al., 2003). Unit 1 to 5 paleosols are generally silt-rich and exhibit moderate profile development. The boundaries between the units are somewhat distinguishable, but not so clear cut. This is due to variable repeated combination of accumulation, denudation and soil forming processes within various periods. Mottle textures gradually decrease in abundance with increasing clay content in Unit 6, which results in weak profile development. The lower boundary of Unit 6 lies around about 2000 yrBP, the beginning of Subatlantic in Korea (Kim et al., 2001). Abrupt sediment textural change is detected in Unit 7, which is interpreted to indicate the human activities on the Upo wetland. Unit 8 represents the recent soil forming processes. The preliminary results of this ongoing study imply the primary factor for pedogenetic processes is the water table fluctuations related to the sedimentary textures like grain size distributions, and the geomorphological stability of the Upo wetland.o wetland.
The active fraction of soil organic matter, which includes organic debris and light organic fraction, plays a major role in nutrient cycling. In addition, particulate organic matter is a valuable index of labile soil organic matter and can reflect differences in various soil behaviors. Since soil organic matter bound to soil mineral particles has its density lower than soil minerals, we partitioned soil organic matter into debris ($<1.5g\;cm^{-3}$), light fraction ($1.5-2.0g\;cm^{-3}$), and heavy fraction ($>2.0g\;cm^{-3}$), based on high density $ZnCl_{2-}$ sucrose solutions. Generally, partitioned organic bands were clearly separated, demonstrating that the $ZnCl_{2-}$ sucrose solutions are useful for such a density gradient centrifugation. The available gradient ranges from 1.2 to $2.0g\;cm^{-3}$. Although there was not a statistically meaningful difference in organic debris and organomineral fractions among the examined soils, there was a general trend that a higher content of organic debris resulted in a higher proportion of light organomineral fraction. In addition, high clay content was associated with increased fraction of light organomineals. Partitioning of soil organic carbon revealed that carbon content is reduced in the heavy fraction than in the light fraction, reflecting that the light fraction contains more fresh and abundant carbon than the passive resistant fraction. It was also found that carbon contents in the overall organic matter, debris, light fraction, and heavy fractions may differ considerably in response to different farming practices.
차령산맥 남북의 7개 유적에서 신석기시대 빗살무늬 토기부터 조선시대 백자까지 시대적으로 일부 시료를 선별하여 물리화학적 및 광물학적 정량분석을 통해 고대 세라믹의 제작기술과 특성을 해석하였다. 연구대상 선사시대 토기는 연질에 테쌓기한 흔적이 나타나며, 삼국시대 토기는 연질과 경질이 공존하나 자비와 저장용기는 모두 테쌓기한 반면 배식기는 물레성형하였다. 태토의 정선도가 높은 삼국시대 이후 토기와 달리 신석기 및 청동기시대 토기는 사질태토에 높은 광물 함량을 보이며, 태토보다 큰 비짐이 다량 확인된다. 청자와 백자 기질에서는 일차광물이 거의 나타나지 않으나 고온생성 광물의 함량이 높게 동정되었다. 분석시료들은 시기에 관계없이 유적에 따라 주성분 및 미량원소에 약간의 차이가 나타났다. 지구화학적 거동특성도 거의 동일하여 태토의 기본적 성질은 유사한 것을 지시한다. 작열감량은 0.01~12.59wt.% 범위를 보여 편차가 크나, 선사시대에서 삼국시대로 가며 급격히 감소한다. 이들은 소성에 따른 중량감소율과 관련이 있으며, 태토의 소성도와 고온생성 광물의 검출 함량에 따라 5그룹의 추정 소성온도로 분류된다. 신석기시대와 청동기시대 토기는 모두 $750{\sim}850^{\circ}C$ 그룹에 속하고, 삼국시대 토기는 $750{\sim}1,100^{\circ}C$의 소성온도 범위에서 다양하게 확인되며, 청자와 백자는 $1,150{\sim}1,250^{\circ}C$의 고온에서 소성된 것으로 나타났다. 제작시기에 따른 태토의 정선도와 소성온도 차이는 제작기술이 발전함에 따라 원료수급과 소성방식이 변화된 결과로 보인다. 그러나 같은 시기에도 제작방법에 차이를 보이기도 하여, 단순히 한 방향으로 진화된 발전보다는 사용 목적과 필요에 따라 활용한 것으로 해석된다.
본 연구는 토양 보전을 위한 표토 특성 분석 및 심토의 표토촉진화가 목적으로써 지질별 표토와 심토의 물리화학적 특성을 비교하고 정량적 차이를 분석하였다. 토양 시료는 암종별로 총 102개 지역에서 204개 시료를 채취하였으며 입도분석, 함수율, 단위중량, X-선 형광분석, X-선 회절분석에 대한 실험을 수행하고 표토와 심토에 대해 분석하였다. 분석결과 표토와 심토의 물리적 특성 차이가 확인되었으며 표토의 풍화변질지수가 심토보다 높게 나타났다. 이는 표토가 심토보다 풍화에 직접적인 영향을 더 많이 받기 때문에 점토광물의 함량이 높게 나타나는 것으로 판단되며 특히 버미큘라이트의 경우 풍화에서 발생하는 최종산물이므로 표토에서 특히 많이 나타난다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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