• Geomechanics and Engineering
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• 제34권2호
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• pp.139-154
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• 2023

Red-bed soft rock is a common stratum and it is necessary to evaluate the mechanical properties and bearing capacity of red-bed soft rock mass affected by different environmental effects. This paper presents a complete procedure for evaluating the bearing capacity of red-bed soft rock by means of geophysical exploration and in-situ rock mechanics tests. Firstly, the thickness of surface loosened rock mass of red-bed soft rock was determined using geophysical prospecting method. Then, three environmental effects, including natural weathering effect, dry-wet cycling effect and concrete sealing effect, were considered. After each effect lasted for three months, in-situ rock mass mechanical tests were conducted. The test results show that the mechanical properties of rock mass considering the sealing effect of concrete were maintained. After considering the natural weathering effect, the mechanical parameters decrease to a certain extent. After considering the effect of dry-wet cycling, the decreases of mechanical parameters are the most significant. The test results confirm that the red-bed soft rock dam foundation rock mass will be significantly affected by various environmental effects. Therefore, combined with the mechanical test results, some useful implementations are proposed for the construction of a red-bed soft rock dam foundation.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권1호
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• pp.33-46
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• 2024

The present research delves into the analysis of nonlinear free and forced vibrations of porous functionally graded (FG) shallow shells reinforced with oblique stiffeners, which are embedded in a nonlinear elastic foundation (NEF) subjected to external excitation. Two distinct types of PFG shallow shells, characterized by even and uneven porosity distribution along the thickness direction, are considered in the research. In order to model the stiffeners, Lekhnitskii's smeared stiffeners technique is implemented. With the stress function and first-order shear deformation theory (FSDT), the nonlinear model of the oblique stiffened shallow shells is established. The strain-displacement relationships for the system are derived via the FSDT and utilization of the von-Kármán's geometric assumptions. To discretize the nonlinear governing equations, the Galerkin method is employed. The model such developed allows analysis of the effects of the stiffeners with various angles as desired, in addition to the quantitative investigation on the influence of the surrounding nonlinear elastic foundations. To numerically solve the problem of vibrations, the 4th-order P-T method is used, as this method, known for its enhanced accuracy and reliability, proves to be an effective choice. The validation of the present research findings includes a comprehensive comparison with outcomes documented in existing literature. Additionally, a comparative analysis of the numerical results against those obtained using the 4th Runge-Kutta method is performed. The impact of stiffeners with varying angles and material parameters on the vibration characteristics of the present system is also explored. The researchers and engineers working in this field may use the results of this study as benchmarks in their design and research for the considered shell systems.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권4호
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• pp.391-406
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• 2024

The present research investigates the combination resonance behaviors of porous FG shallow shells reinforced with oblique stiffeners and subjected to a two-term excitation. The oblique stiffeners considered in this research reinforce the shell internally and externally. To model the stiffeners, Lekhnitskii's smeared stiffeners technique is utilized. According to the first-order shear deformation theory (FSDT) and stress functions, a nonlinear model of the oblique stiffened shallow shell is established. With regard to the FSDT and von-Kármán nonlinear geometric assumptions, the stress-strain relationships for the present shell system are developed. Also, in order to discretize the nonlinear governing equations, the Galerkin method is implemented. To obtain the required relations for investigating the combination resonance theoretically, the method of multiple scales is applied. For verifying the results of the present research, generated results are compared with previous research. Additionally, a comparison with the P-T method is conducted to increase the validity of the generated results, as this method has illustrated advantages over other numerical methods in terms of accuracy and reliability. In this method, the piecewise constant argument is used jointly with the Taylor series expansion, which is why it is named the P-T method. The effects of stiffeners with different angles, and the effects of material parameters on the combination resonance behaviors of the present system are addressed. With the findings of this research, researchers and engineers in this field may use them as benchmarks for their design and research of porous FG shallow shells.

• 한국토양비료학회지
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• 제7권1호
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• pp.29-34
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• 1974

호남(湖南) 야산(野山)에 널리 포(布)되어 있는 적황색(赤黃色) 토양(土壤)(송정통(松汀統))의 비옥토(肥沃土)를 증진(增進)시키기 위하여 각종(各種) 개량제(改良劑)(석회(石灰), 용인(熔燐), 퇴비(堆肥), 생고(生藁) 등(等))를 시용(施用)하여 시험(試驗)을 실시(實施)한 결과(結果)는 다음과 같이 요약(要約)할 수 있었다. 1. 신(新) 개간지(開墾地) 토양개량(土壤改良) 및 수량증대(收量增大)를 위(爲)해 시용(施用)한 퇴비(堆肥)+석회(石灰)+용인(熔燐)(인산흡수계수(燐酸吸收係數) 5% 조절(調節))구(區)에서 수량(收量)이 제일 높았고 표준구(標準區)(N6 P9 K6)에 비(比)하여 93.3% 증수(增收)되었으며 용인(熔燐) 단용구(單用區)(인후흡수계수(燐後吸收係數) 5% 조절구(調節區))에서도 표준구(標準區)에 비(比)하여 62.7%증수(增收)되었다. 2. 토양분석(土壤分析) 결과(結果) pH는 무석회구(無石灰區)인 3요소표준구(三要素標準區)와 NK 용인구(熔燐區)를 제외(除外)하고는 각구(各區) 공(共)히 원래(原來) pH 5.5에서 6.5 이상(以上)으로 증가(增加)되었고 인산(燐酸)은 시험전(試驗前) 27 ppm에 비(比)하여 인산(燐酸)을 증시(增施)하지 않은 구(區) (3요소표준구(3要素標準區)와 3요소(要素) 석회(石灰))를 제외(除外)하고는 각구(各區) 공(共)히 대두(大豆) 개화(開花): 30일(日) 후(後)엔 200 ppm 내외(內外)로 증가(增加)되었으나 대두(大豆) 수확후(收穫後) 토양중(土壤中)에 100 ppm 내외(內外)로 떨어져 기대(期待) 수준(水準)인 200 ppm 미달(未達)이었다. 유기물(有機物)은 1,000kg/10a 시용구(施用區)에서도 대두수확수(大豆收穫後) 1.7%로써 부식(腐植) 증가(增加)에는 0.8% 불과(不過)했고 이상적(理想的)인 유기물(有機物) 3.5%에 도달(到達)하기에는 장기(長期) 다량시용(多量施用)이 요구(要求)되며 염기(鹽基) 치환용량(置換容量)은 시험전(試驗前) 7.24me/100g였으나 수확후(收穫後) 석회퇴비(石灰堆肥), 인용(燐熔), 3요소(要素) 처리구(處理區)에서 13.65me/100 g 가장 많이 증가(增加)되었고 인산흡수계수(燐酸吸收係數) 5% 조절구(調節區)에서도 9.63me/100g로 증가(增加)되었다. 3. 식물체중(植物體中)의 인산함량(燐酸含量)보다는 $K_2O/Ca+Mg$의 수량(數量)과 더 유의성(有意性)있는 관계(關係)(정상관계(正相關係))를 보였다. 4. 식물체중(植物體中) 인산함량(燐酸含量)과 수량간(收量間)에는 전형적(典型的)인 C-곡선(曲線) 관계(關係)가 관찰(觀察)되어 이 토양(土壤)에서 인산(燐酸)이 일차적(一次的) 수량제한인자(收量制限因子)였음을 나타냈다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-8
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• 2013

석회시용에 의한 카드뮴의 부동화와 식물이용성 저감효과를 구명하기 위해 우리나라의 대표적인 석회비료인 소석회를 선정하여 소석회에 의한 논토양 내 카드뮴의 부동화 기작과 벼의 카드뮴 흡수특성을 조사하였다. 소석회는 토양의 pH와 음하전도를 증대시켜 카드뮴의 흡착을 증대시키는 것으로 조사되었다. 소석회의 처리량을 증가시킴에 따라 식물이 이용하기 쉬운 형태인 유효태 카드뮴과 치환성 및 carbonate 결합태 카드뮴의 함량이 유의적으로 감소하였다. 소석회를 8,000 mg/kg 과량으로 시용하였을 때 $CdCO_3$ 형태로의 침전이 가능하였을 것으로 판단되나 8,000 mg/kg 이하로 처리하였을 때 $CdCO_3$나 $Cd(OH)_2$ 형태로의 침전은 없었던 것으로 조사되었다. 또한 토양의 pH와 음하전도는 유효태 카드뮴과 치환성 및 carbonate 결합태 카드뮴의 함량과 유의한 부의 상관관계를 나타내었다. 따라서 소석회에 의한 토양 내 카드뮴의 부동화는 $CdCO_3$나 $Cd(OH)_2$ 형태로의 침전형성에 의한 것이 아니라 pH와 음하전도의 증대에 기인된 카드뮴 이온의 흡착에 의한 것으로 판단되어 졌다. 논토양의 현장조건에서 소석회의 시용에 의한 벼의 카드뮴 흡수농도 저감효과를 시험한 결과, 소석회의 시용량을 증가시킴에 따라 벼의 카드뮴 흡수농도는 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제5권1호
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• pp.25-32
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• 1972

특이산성토양에서 석회 및 규회석의 효과를 검토하고 규회석중에 있는 석회와 규산의 개발 효과를 분리 해석하기 위하여 석회 및 규회석을 석회당량을 기준으로 처리하여 포장 벼 재배시험과 실내정온 담수시험을 행한 결과는 다음과 같다. 1. 석회물질로서 석회 및 규회석을 석회당량으로 시용했을때는 산성중화 효과는 꼭 같았다. 2. 석회는 반응성이어서 실내에서 토양과 잘 섞을경우에는 $25^{\circ}C$에서 3일이면 거의 중화점에 이르고 포장에서는 2주일전에 시용하여도 이앙묘에 알카리해를 주어 현저히 생육초기 분얼수을 감소시켰으나 규회석은 반응성이 약하여 1~2주후에 중화점에 이르렀고 포장에서도 전연 알카리 피해를 주지 않았다. 3. 석회, 규회석 모두 토양 및 토양용액중의 Al 함량을 같이 효율적으로 감소시키나 $Fe^{2+}$은 일정하지 않았다. 그러나 포장에서 이들의 피해증상이 미미하게 나타나는 정도로 이들 유해물질 감소에 의한 증수효과는 크게 인정되지 않았다. 4. 석회시용은 토양중 규산의 유효도를 현저히 높였고 수도체중 $SiO_2$ 함량을 현저히 증가시켰으며 규회석은 석회효과 이외에도 자체에서 $SiO_2$를 방출하여 수확기 볏짚중 $SiO_2$ 함량을 더욱 증가시켰다. 5. 따라서 석회물질시용시 식물체중 규산의 흡수를 증가시킴으로서 목도열병 이병율을 감소시키고 등숙율을 높임으로서 증수효과를 얻을수 있었다. 6. 석회, 규회석중 어느하나를 시용함으로서 다른것의 효과를 현저히 감소시켰다. 7. 규회석은 생육초기 분얼수 증가에 현저한 효과가 있었으나 유효경비율의 감소로 주당수수의 증가는 없었다. 8. 이들 석회물질은 수당입수를 어느 정도 증가시키는 경향이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제7권3호
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• pp.185-191
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• 1974

치환성(置換性) Al 함량(含量)에 근거(根據)한 석회소요량결정방법(石灰所要量決定方法)을 우리나라 밭 토양(土壤)에 대(對)하여 검토(檢討)한 목적(目的)으로 실내(室內) 및 Pot시험(試驗)을 실시(實施)하였던 바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 공시(供試)된 반토양(土壤)의 pH는 5.0-5.4이었고 치환성(置換性) Al함량(含量)은 1.1~3.0me/100g 범위(範圍)에 있어 경작년도(耕作年度)가 오래된 토양(土壤)일수록 그 함량(含量)은 적었다. 2. 항온(恒溫) 실험결과(實驗結果)에서 광질토양(鑛質土壤)에 있어서는 치환성(置換性) Al의 100% 상당하는 당량(當量)의 중화석회량(中和石灰量) (토양별 소석회량(消石灰量) 범위(範圍)는 45~122kg/10a)으로 대부분의 Al이 중화(中和)되어 Al 중화비율(中和比率)은 평균(平均)95% 이었으나 화산회토양(火山灰土壤)에서는 200%의 중화석회량(中和石灰量)으로도 치환성(置換性) Al이 66.5% 만이 중화(中和)되어 더욱 많은 량(量)(100% 중화량(中和量)외 약(約) 3 배(倍))의 석회(石灰)를 요구(要究)하였다. 3. 광질토양(鑛質土壤)에서는 95%의 치환성(置換性) Al이 중화(中和)되었을 때 평균(平均) pH는 5.2에서 6.3으로 높아졌으며 화산회토양(火山灰土壤)에서는 치환성(置換性) Al의 200% 중화석회량가용(中和石灰量加用)으로 pH는 5.3에서 5.5로 변화(變化)되었을 뿐이었다. 4. 치환성(置換性) Al과 치환산도(置換酸度)($y_1$)의 두 측정치(測定値)(me 단위(單位)) 간(間)에는 r=0.99로서 고도(高度)의 상관관계(相關關係)가 있었으므로 치환산도(置換酸度)는 주로 치환성(置換性) Al에 기인(起因)된 것이라는 사실(事實)을 확인(確認)하였다. 5. 야산지토양(野山地土壤)인 송정통(松亭統) 표토(表土)에 콩을 재배(栽培)한 Pot시험(試驗)에서 인산흡수계수(燐酸吸收係數)의 5% 상당(相當)의 인산(燐酸)(32.1kg/10a)을 중과석(重過石)과 용성인비(熔成燐肥)로 시용(施用)했을 때 치환산도(置換酸度)를 기준한 최적석회소요량(最適石灰所要量)(me) 산출(算出)을 위(爲)한 Liming factor는 중과석(重過石) 1.132, 용성인비(熔成燐肥) 0.594이었고 작물생육(作物生育)을 위한 최적(最適) pH는 6.0 부근이었으며 최적(最適) Al의 중화비율(中和比率)은 80~90% 이었음을 보여 주었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제33권6호
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• pp.405-415
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• 2000

본 연구는 황 원소를 이용하여 시설재배지의 일부 토양에서 나타나는 알칼리 반응을 교정하고자 실시하였다. 황 원소의 산화와 토양 pH에 미치는 효과를 살펴보기 위하여 토양 pH 8.3을 6.3으로 낮추는데 소요되는 황 시용량을 완충곡선으로부터 계산하여 황 소요량의 1~10배 수준까지 첨가하고 50% water holding capacity에 해당하는 수분을 가한 다음, $30^{\circ}C$로 유지되는 항온실에서 정치하였다. Incubation 동안 1주 간격으로 토양 pH 및 sulfate-S의 생성량을 조사한 결과, 토양 pH는 최초의 8.3에서 4~6주 사이에는 목표 pH인 6.3 부근으로 감소하였고, 이 때의 sulfat-S의 생성율은 100%를 상회하여 완충곡선법을 이용한 황 시용량 결정법이 적절함을 확인하였다. Pot 재배시험 결과, 중화량에 해당하는 황시용구의 토양 pH는 중성부근에 이르렀으나 상추수량은 무처리구와 차이가 없었으며, 목표 pH로 낮추기 위한 황 소요량의 약 3배 이상 과량 첨가한 처리구의 토양 pH는 4.8 수준으로 급격히 감소하고 토양중 추출성 미량원소의 농도가 증가하여 상추 수량은 현저히 감소하는 한편, 식물체중 N/S비율의 감소가 나타나 과다한 황 시용으로 토양 양분의 불균형화 및 작물의 수량감소를 초래하였다. 따라서 토양 pH 조정을 목적으로 황 원소를 시용할 경우 정확한 시용량을 준수하고, 토양에 존재하는 기존의 sulfate-S 농도가 높을 경우에는 분시를 통하여 토양내 sulfate-S 농도가 일시적으로 크게 증가하지 않도록 관리해야 할 것으로 판단되었다. 또한 liming의 경우 포장에서는 실내나 pot 조건과 다르게 포장의 석회인자(Liming factor)를 구하여 석회시용량을 조절하는 것과 같이 토양의 pH를 낮추는 경우도 포장의 acidifying factor에 관한 별도의 연구가 필요할 것으로 생각된다. 한편 완충곡선법을 이용한 황 시용량 결정법을 보다 단순화하기 위하여 0.1N-HCl을 이용한 완충곡선법을 고안하였으며, 이 방법은 토양산도를 목표 pH까지 저감시키는데 소요되는 0.1N-HCl의 량을 구하여 제안된 계산식에 적용하면 쉽게 황 소요량을 구할 수 있으므로 알칼리성 토양 상토 및 호산성 작물재배토양의 pH조정에 이용 가능할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권1호
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• pp.27-37
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• 2002

산국(Chrysanthemum boreale M.)은 예로부터 다양한 용도의 가정 상비약과 식용으로 이용되어 왔으며, 최근 고혈압치료제로서 이용가능성이 큰 것으로 검증된바 있다. 이러한 효능과 경제성에도 불구하고 재배기술은 매우 미흡한 실정이다. 따라서 산국의 수량과 품질을 높일 수 있는 효과적인 재배방법을 개발하고 유효성분인 Cumambrin A의 함량을 증대를 위해 토양개량제 시용 효과를 검증하였다. 산국의 재배시험은 포트(1/2000a)에서 실시하였으며 석회(lime), fly ash, 계분퇴비(PMC), 돈분퇴비(SMC)를 각각 2, 20, 150, $150Mg\;ha^{-1}$비율로 처리하였다. 이때 화학비료(NPK)는 모든 처리구 ($N-P_2O_5-K_2O=150-80-80kg\;ha^{-1}$)에서 동일하게 처리를 하였다. 그 결과, 주로 식용 및 약용으로 많이 쓰이는 꽃의 수량은 NPK+SMC 와 NPK+PMC 처리구가 NPK 처리구보다 각각 37%와 27%가 높았으며, 전체 아미노산 함량은 NPK처리구보다 NPK+PMC 처리구가 58% 증가하였다. 아미노산 중 proline의 함량이 가장 높았으며 NPK+PMC가 NPK단독 처리시보다 proline 함량이 3.6배가 증가시킬 수 있었다. Sesquiterpene계 화합물로서 우수한 혈압강하효과를 가지고 있는 Cumambrin A는 식물체 부위 중에서 꽃에 가장 많이 함유되어 있었으며, NPK처리구보다 NPK+lime와 NPK+fly ash처리구에서 각각 34%와 19%가 증가하였다. 꽃에서의 Cumambrin A와 칼슘의 함량과는 고도의 상관관계가 있었으나 이에 대한 생리학적인 경로는 자세히 알려져 있지 않고 있다. 결론적으로 석회질이 함유된 토양개량제와 유기질 퇴비의 시용으로 산국의 수량과 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-17
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• 1975

야산(野山)의 신개간지토양(新開墾地土壤)과 화산회토양(火山灰土壤)에 있어 특(特)히 문제(問題)가 되는 인산(燐酸)의 시비량(施肥量) 결정(決定)의 한 기준(基準)인 인산흡착력(燐酸吸着力)의 측정방법(測定方法)을 검토(檢討)할 목적(目的)으로 화산회토양(火山灰土壤)과 광질토양(鑛質土壤)(미경지(未耕地)및 기경지토양(旣耕地土壤))에 대(對)하여 인산흡착(燐酸吸着)에 관(關)한 시험(試驗)을 행(行)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. Langmuir 흡착식(吸着式)을 이용(利用)하여 구(求)한 인산(燐酸)의 최대흡착량(最大吸着量)은 기경지토양(旣耕地土壤)6.2~32.9, 미경지토양(未耕地土壤) 74.1~90.4, 화산회토양(火山灰土壤) 720~915mg.p/100g 이였다. 2. 인산흡수계수(燐酸吸收係數)는 기경지토양(旣耕地土壤)에서 116~179, 미경지토양(未耕地土壤)에서 161~259, 화산회토양(火山灰土壤)에서 1,098~1,205mg.p/l이며, 인산흡수계수(燐酸吸收係數)/Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)의 비(比)는 인산흡착력(燐酸吸着力)이 큰 화산회토양(火山灰土壤)에서 적고 (1.3~1.5) 인산흡착력(燐酸吸着力)이 낮은 토양(土壤)일수록 컷다. (2.2~18.7) 3. 인산흡수계수(燐酸吸收係數)의 측정(測定)은 고농도(高濃度)의 인산용액(燐酸溶液)에서 행(行)하여 지므로 이로서는 석회(石灰) 또는 인산시용(燐酸施用)에 의(依)한 흡착량(吸着量)의 변동(變動)을 명확(明確)히 추정(推定)하기 어려우나, 저농도(低濃度)에서 측정(測定)한 농도별(濃度別) 인산흡착량(燐酸吸着量)및 Langmuir 흡착식(吸着式)을 이용(利用)하여 구(求)한 최대흡착량(最大吸着量)으로서는 흡착량(吸着量)의 변동추정(變動推定)을 분명(分明)히 할수 있었다. 4. 치환성(置換性) 알루미늄을 중화(中和)하기 위한 당량(當量)의 수산화(水酸化)칼슘을 가(加)하여 포장용수량(圃場容水量)에서 40일간(日間) 항온($25{\sim}30^{\circ}C$) 처리(處理)하므로서 치환성(置換性) 알루미늄 함량(含量)이 높은 광질토양(鑛質土壤)에서는 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)이 유의(有意)한 감소(減少)를 보였다. 5. 인산(燐酸)을 처리(處理)하여 50일간(日間) 포장용수량(圃場容水量) 상태에서 항온($25{\sim}30^{\circ}C$) 처리(處理)한 토양(土壤)에 대(對)하여 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)을 측정(測定)한바 최대흡착량(最大吸着量)에 상당(相當)하는 인산(燐酸)의 시용(施用)으로 화산회토양(火山灰土壤)은 25.5 미경지토양(未耕地土壤)은 54.4%, 기경지토양(旣耕地土壤)은 76.2%의 포화율(飽和率)을 나타내었다. 6. 토양(土壤)의 인산흡착량(燐酸吸着量)은 첨가인산(添加燐酸)의 농도(濃度)가 높아짐에 따라 곡선적(曲線的)으로 증가(增加)하여 어느 일정농도(一定濃度)에 이르면 흡착포화점(吸着飽和點)에 달(達)하며 광질토양(鑛質土壤)에서는 100mg.p/l, 화산회토양(火山灰土壤)에서는 1,000mg.p/l의 인산용액(燐酸溶液)으로 측정(測定)되는 인산흡착량(燐酸吸着量)은 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量)에 매우 근사(近似)한 값을 나타내므로 이를 토양(土壤)의 인산흡착력(燐酸吸着力)을 나타내는 새로운 지표(指標)로 삼고 포화흡착량(飽和吸着量)이라 정의(定義)하였다. 7. 단일농도(單一濃度)에서 이루어지는 포화흡착량(飽和吸着量)의 측정(測定)으로 여러 농도(濃度)에서 인산(燐酸)의 흡착량(吸着量)을 구(求)하여야 하는 Langmuir 최대흡착량(最大吸着量) 측정(測定)의 번잡성(煩雜性)을 피(避)할 수 있어 이 방법(方法)은 실용적(實用的)인 방법(方法)으로 판단(判斷)되었다.