• 제목/요약/키워드: nitrogen cycling

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삼나무와 편백 조림지의 낙엽·낙지에 의한 탄소 및 질소유입량 (Carbon and Nitrogen Inputs from Litterfall Components in Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa Plantations)

  • 박희정;백경원;김춘식
    • 한국산림과학회지
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    • 제113권1호
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    • pp.97-106
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    • 2024
  • 낙엽·낙지에 의한 탄소 및 질소 유입의 정량화는 산림생태계 양분순환 기작의 이해나 산림생산력 증진을 위한 토양양분관리에 중요하다. 본 연구는 서로 인접한 지역에 식재된 동일 영급의 삼나무와 편백 조림지를 대상으로 낙엽트랩을 설치한 후 2020년 12월부터 2021년 12월까지 낙엽·낙지에 의한 탄소 및 질소유입량을 3개월 단위로 조사하였다. 낙엽·낙지량은 꽃, 구과, 종자 같은 생식기관을 제외하고 수종 간 차이가 없었으며, 계절별로는 12월에서 3월에 유입량이 가장 많았다. 낙엽·낙지 중 편백 잎(낙엽)과 종자의 탄소농도는 삼나무에 비해 유의적으로 높았으며 낙엽과 꽃의 탄소농도는 계절별 변동을 보였다. 한편 낙엽의 질소농도도 계절별 변동을 보여 하절기(6월~9월)의 질소농도(삼나무 0.96%, 편백 1.01%)는 타 계절(삼나무 0.43%, 편백 0.53%)에 비해 유의하게 높았다. 수종별 질소농도는 삼나무 구과가 편백에 비해 높은 값을 보였다. 낙엽·낙지 중 낙엽에 의한 탄소 및 질소유입량은 두 수종 모두 12월~3월에 가장 많았으며, 6월~9월은 가장 적게 유입되었다. 연 탄소유입량은 삼나무 조림지 3,054 kg C ha-1 yr-1, 편백 조림지 3,129 kg C ha-1 yr-1로 두 수종 사이에 차이가 없었다. 연 질소유입량은 삼나무 조림지의 생식기관에 의한 질소유입량이 편백에 비해 크게 나타나 삼나무가 46.93 kg N ha-1 yr-1로 편백의 25.17 kg N ha-1 yr-1에 비해 약 1.9배 많았다. 본 연구 결과는 삼나무와 편백 조림지에 낙엽·낙지를 포함한 임분 단위 탄소 및 질소순환을 예측하는데 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

수도용(水稻用) 농약(農藥)의 토양미생물(土壤微生物)에 대(對)한 영향(影響) (Effects of Some Pesticides on Korean Paddy Soil Microorganisms)

  • 노정구;백옥련
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제24권3호
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    • pp.174-180
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    • 1981
  • 농약(農藥)의 사용량(使用量)이 급격(急激)히 증가(增加)함에 따라 농약(農藥)이 자연환경(自然環境)에 미치는 영향(影響)을 살펴보고 농약(農藥)의 안전성(安定性) 평가(評價)에 관(關)한 연구방법(硏究方法)을 정립(鼎立)하기 위하여 우리나라에서 많이 쓰이는 수도용(水稻用) 농약중(農藥中) 살균제(殺菌劑)인 후치왕(Fujione, Isoprothiolane), 살충제(殺蟲劑)인 오트란(Ortran, Acephate) 및 제다제(除茶劑)인 마세트(Machete Butachlor)를 대상(對象)으로 이들 농약(農藥)이 우리나라 논 토양(土壤) 미생물(微生物)에 미치는 영향(影響)에 대(對)하여 살펴 보았다. 토양(土壤) 미생물(徵生物) 수(數)의 변화(變化)를 측정(測定)하였고 미생물(微生物) 활성(活性)에 대(對)한 실험(實驗)으로 $CO_2$생성량(生成量), 질소고정능력(窒素固定能力), 질산화작용(窒酸化作用), 탈수소효소(脫水素酵素)의 역가(力價) 등을 측정(測定)한 결과(結果) 농약(農藥) 사용중(使用中) 부주의(不注意)에 의(依)한 사고(事故)를 제외(除外)하고 일반적인(一般的)인 농약(農藥) 사용(使用) 조건하(條件下)에서는 심각(深刻)한 영향(影響)은 없는 것으로 나타났다. 그러나 농약의 계속적 사용으로 인한 토양미생물 특(特)히 유전(遺傳)변이와 이에 의한 토양환경(土壤環境)의 변화(變化)등에 대(對)하여 지속적인 연구가 필요하다.

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Soil Organic Matter and Nutrient Accumulation at the Abandoned Fields

  • Park, Byung Bae;Shin, Joon Hwan
    • 한국산림과학회지
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    • 제97권5호
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    • pp.492-500
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    • 2008
  • Since vegetation significantly influences on soil carbon and nutrient storage, vegetation change has been focused on terrestrial carbon and nutrient cycling studies. In this study we investigated soil carbon and major nutrient capitals at the abandoned fields, which had different vegetation composition: a three year abandoned field ($AGR_3$), two ten years abandoned fields ($PD_{10}$ dominant with Pinus densiflora and Fraxinus rhynchophylla and $PM_{10}$ dominant with Populus maximowiczii), and an over sixty years forest ($FOR_{60}$). which were located at Hongcheon-gun, Kangwon-do, South Korea. Both main effects for organic matter (%) were significant: shallow soil > deep soil and $FOR_{60}=PM_{10}$ > $AGR_3=PD_{10}$. Nitrogen concentrations at $PM_{10}$ were the highest, while the lowest at $PD_{10}$. Available phosphorus concentrations were the highest at $PD_{10}$, which were over 10 times of site $FOR_{60}$ and $AGR_3$ at 0-10 cm soil depth. The average organic matter ($173Mg\;ha^{-1}$) and nitrogen contents ($10Mg\;ha^{-1}$) of $PM_{10}$ and $FOR_{60}$ were higher than those of $AGR_3$ and $PD_{10}$ by 57% and 42%, respectively. The available phosphorus contents above 30 cm mineral soil at $PD_{10}$ ($3.8Mg\;ha^{-1}$) and $PM_{10}$ ($1.3Mg\;ha^{-1}$) were over 120 times and 40 times more than at $FOR_{60}$. Calcium ($3.7Mg\;ha^{-1}$) and magnesium contents ($2.8Mg\;ha^{-1}$) at $FOR_{60}$ were twice or three times higher than at other sites. Organic matter amounts in 0-10 cm and 10-30 em soil had significant positive relationships with nitrogen, calcium, and magnesium contents, but not available phosphorus and potassium contents. This study could not identify the effect of chronological factor and vegetation composition on soil carbon and nutrient capital owing to diverse topography as well as limited study sites. However, this study suggests the accuracy of investigation for regional carbon and nutrient sequestration can be achieved by considering the period of abandoned time on the fields and the land use types. These results may suggest the benefits of forest restoration for soil carbon and nutrient accumulation in marginal agricultural lands in South Korea.

A Checklist of the Basidiomycetous Macrofungi and a Record of Five New Species from Mt. Oseo in Korea

  • Lee, Won Dong;Lee, Hyun;Fong, Jonathan J.;Oh, Seung-Yoon;Park, Myung Soo;Quan, Ying;Jung, Paul E.;Lim, Young Woon
    • Mycobiology
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    • 제42권2호
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    • pp.132-139
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    • 2014
  • Basidiomycetous macrofungi play important roles in maintaining forest ecosystems via carbon cycling and the mobilization of nitrogen and phosphorus. To understand the impact of human activity on macrofungi, an ongoing project at the Korea National Arboretum is focused on surveying the macrofungi in unexploited areas. Mt. Oseo was targeted in this survey because the number of visitors to this destination has been steadily increasing, and management and conservation plans for this destination are urgently required. Through 5 field surveys of Mt. Oseo from April to October 2012, 116 specimens of basidiomycetous macrofungi were collected and classified. The specimens were identified to the species level by analyzing their morphological characteristics and their DNA sequence data. A total of 80 species belonging to 57 genera and 25 families were identified. To the best of our knowledge, this is the first study to identify five of these species-Artomyces microsporus, Hymenopellis raphanipes, Pholiota abietis, Phylloporus brunneiceps, and Sirobasidium magnum-in Korea.

Re-synthesis and Electrochemical Characteristics of LiFePO4 Cathode Materials Recycled from Scrap Electrodes

  • Kim, Hyung Sun;Shin, Eun Jung
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권3호
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    • pp.851-855
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    • 2013
  • This paper describes an environmentally friendly process for the recovery of $LiFePO_4$ cathode materials from scrap electrodes by a simple thermal treatment method. The active materials were easily separated from the aluminum substrate foil and polymeric binders were also decomposed at different temperatures ($400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$) for 30 min under nitrogen gas flow. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), Raman spectroscopy, Thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC). The electrochemical properties of the recycled $LiFePO_4$ cathode were evaluated by galvanostatic charge and discharge modes. The specific charge/discharge capacities of the recycled $LiFePO_4$ cathode were similar to those of the original $LiFePO_4$ cathode. The $LiFePO_4$ cathode material recovered at $500^{\circ}C$ exhibits a somewhat higher capacity than those of other recovered materials at high current rates. The recycled $LiFePO_4$ cathode also showed a good cycling performance.

Fe-30%Mn-6% Si 합금의 형상기억효과에 미치는 Training(SIM↔γ)의 영향 (Effect of Training( SIM↔γ) on Shape Memory Effect of Fe-30%Mn-6%Si Alloy)

  • 한상호;전중환;최종술
    • 열처리공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.118-128
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    • 1994
  • Five alloys were selected randomly in the composition range showing the best shape memory effect in Fe-Mn-Si system reported by Murakami. The shape memory effects of those alloys were mainly investigated through the training treatment which consisted of the repetition of 2% tensile deformation at room temperature and subsequent annealing at $600^{\circ}C$ above $A_r$ temperature. At the same deformation degress in rolling $600^{\circ}C$-annealing for 1 hr. showed the best shape memory effect, and 10%-deformation degrees represented maxima of the shpae memory effects at all annealing temperatures, $500^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$. The shape memory effects of the alloys were increased by increasing training cycle up to 5 cycles. This was because a large number of dislocations introduced by training process gave rise to increase in the austenite yield stress, and acted as nucleation sites for stress induced ${\varepsilon}$ martensite. The thermal cycling treatment, repetition of cooling in nitrogen at $-196{\circ}C$ and heating to $300^{\circ}C$ for 5 min., did not improve the shape memory effect.

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Vegetation Type Effects on Nutrient Status and Stoichiometry of the Forest Floor in Southern Korea

  • Choonsig Kim;Nam Jin Noh
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제40권1호
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    • pp.9-14
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    • 2024
  • Quantitative evaluation of nutrient status and stoichiometry on the forest floor is a good indicator of litter quality in various vegetation types. This study was conducted to determine the effects of vegetation type on the nutrient concentration and stoichiometry of forest floors at a regional scale. Forest floor samples were collected from four vegetation types of evergreen coniferous forests including Cryptomeria japonica, Chamaecyparis obtusa, evergreen broadleaf, and bamboo spp. forests in southern Korea. The dry weight of the forest floor was higher in the C. japonica and C. obtusa forests than in the evergreen broadleaf and bamboo forests. The mean carbon (C) concentrations of the forest floor were highest in the broadleaf forest, followed by the bamboo forest, C. japonica and C. obtusa forests. Mean nitrogen (N) and phosphorous (P) concentrations in the the coniferous forests were lower than those in the broadleaf and bamboo forests. The mean C:N ratio was the highest in C. obtusa forest (118±25), followed by C. japonica (66±6), evergreen broadleaf (41±1), and bamboo (30±1) forests. However, C:P and N:P ratios were lower in the coniferous forests than in the broadleaf forest indicating that the stoichiometry of the forest floor varies across vegetation types. The C, N, and P stocks on the forest floor were higher in the C. obtusa forest than in the broadleaf or bamboo forests. These results highlight that vegetation type-dependent stoichiometric ratio is an useful indicator for understanding interspecific difference in quality and quantity of the forest floor.

깔개물질의 종류에 따른 한우-경종 결합 농가의 양분순환 구조 분석 (Analysis of Nutrient Cycling Structure of a Korean Beef Cattle Farm Combined with Cropping as Affected by Bedding Material Types)

  • 임상선;곽진협;박현정;이선일;이동석;김용순;윤봉기;김선우;최우정
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.354-361
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    • 2008
  • 본 연구에서는 깔개물질에 의한 양분 유입 및 축사 내 분뇨 방치 및 퇴비화 과정 중 발생하는 양분손실이 양분순환에 미치는 영향을 조사하기 위해 전남 지역 한우 농가(사육두수 100두, 경지 면적 2.5 ha)를 대상으로 사료$\rightarrow$ 가축 $\rightarrow$ 분뇨 $\rightarrow$ 퇴비 $\rightarrow$ 토양 $\rightarrow$ 사료의 양분순환구조를 분석하였다. 분뇨에 의해 발생한 질소와 인산을 기준으로 비교했을 때, 톱밥을 깔개물질로 사용할 경우 질소 1.6%, 인산 3.1%, 왕겨의 경우 질소의 14.2%와 인산 27.4%가 추가로 공급 되는 것으로 나타났다. 따라서, 양분수지 또는 양분순 환구조 분석에서 깔개물질의 종류와 사용량도 고려할 필요가 있다. 양분순환구조의 가장 큰 특징은 우사내 분뇨의 야적기간(21일)과 퇴비화 기간(90일) 동안에 발생하는 물질과 양분의 손실이었다. 톱밥퇴비의 경우 이 기간 동안 질소의 78.4%, 인산의 9.5%가 손실되었으며, 왕겨퇴비의 경우 각각의 손실률은 81.6%와 10.3%였다. 톱밥 퇴비의 물질 및 양분 손실률이 낮은 것은 톱밥의 C/N 비와 난분해성인 리그닌 함량이 높아서 유기물 분해가 상대적으로 느리게 일어났기 때문으로 판단되었다. 기존의 양분수지 연구는 대부분 분뇨 발생 시점의 양분함량을 기준으로 계산하였지만, 본 연구의 결과에 의하면 분뇨 발생 이후부터 농 경지 시용 이전까지 발생하는 양분손실과 이에 영향 을 미치는 깔개 물질의 특성을 고려하여야만 정확한 양분수지 구명이 가능한 것으로 나타났다.

리기다소나무와 낙엽송조림지(落葉松造林地)의 지상부(地上部) 양분분포(養分分布) 특성(特性) (Aboveground Nutrient Distribution in Pitch Pine (Pinus rigida) and Japanese Larch (Larix leptolepis) Plantations)

  • 김춘식
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권2호
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    • pp.266-272
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    • 1999
  • 경기도 광릉의 중부임업시험장내 31년생 리기다소나무와 낙엽송조림지를 대상으로 임분별 3개의 $20{\times}10m$ 조사구를 선정하고 각 조사구로부터 1본씩 표본목을 선정한 후 벌도하여 지상부 현존량을 측정하고 각 부위별 양분분포를 조사하였다. 조사된 임분의 지상부 현존량은 리기다소나무의 경우 170.2ton/ha, 낙엽송은 87.2ton/ha로서 리기다소나무 임분이 낙엽송 임분에 비해 높게 나타났으며, 두 임분의 현존량의 차이는 임분 밀도의 차가 원인인 것으로 나타났다. 각 부위별 현존량 분배율은 줄기>가지>수피>잎 순이었으며, 각 부위별 조직내 양분농도는 낙엽송이 리기다소나무에 비해 높았고, 두 임분 모두 잎>가지>수피>줄기 순으로 양분농도에 차이가 있었다. 양분 축적량은 리기다소나무 임분이 질소 335.9kg/ha, 칼슘 188.6kg/ha, 칼륨 121.4kg/ha, 마그네슘 93.8kg/ha, 인산 40.4kg/ha 순이었으며 낙엽송 임분은 질소 225kg/ha, 칼슘 75.7kg/ha, 칼륨 72.9kg/ha, 마그네슘 37.1kg/ha, 인산 11.5kg/ha으로 리기다소나무 임분에서 양분 축적량이 높게 나타났다. 양분에 대한 지상부 현존량의 비로 표시되는 양분이용효율중 질소이용효율은 낙엽송 임분이 리기다소나무 임분에 비해 낮게 나타났으며 이는 리기다소나무가 낙엽송에 비해 척박지에서 더 잘 견딜 수 있는 임목의 특성을 반영하고 있다.

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반응성 질소와 플라즈마 처리에 의한 문턱 스위칭 소자의 개선 (Improved Distribution of Threshold Switching Device by Reactive Nitrogen and Plasma Treatment)

  • 김동식
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권8호
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    • pp.172-177
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    • 2014
  • 두 가지 $N_2$ 프로세스(성장 중 반응성 질소 그리고 질소 플라즈마 경화)에 의해 특별히 개선된 AsGeTeS 위에 만들어진 문턱 스위칭 소자를 제시하고자 한다. 적층과 열적 안정적인 소자 구조가 가능한 두 스텝 프로세스에서의 질소의 사용은 나노급 배열 회로의 응용에서의 스위치와 메모리 소자의 집적을 가능하게 한다. 이것의 좋은 문턱 스위칭 특성에도 불구하고 AsTeGeSi 기반의 스위치는 높은 온도에서의 신뢰성 있는 저항 메모리 적용에 중요한 요소를 가진다. 이것은 보통 Te의 농도 변화에 기인한다. 그러나 chalconitride 스위치(AsTeGeSiN)은 $30{\times}30(nm^2)$ 셀에서 $1.1{\times}10^7A/cm^2$가 넘는 높은 전류 농도를 갖는 높은 온도 안정성을 보여준다. 스위치의 반복 능력은 $10^8$번을 넘어선다. 더하여 AsTeGeSiN 선택 소자를 가진 TaOx 저항성 메모리를 사용한 1 스위치-1저항으로 구성된 메모리 셀을 시연하였다.