BACKGROUND: Soil carbon sequestration has been investigated for a long time because of its potential to mitigate the greenhouse effect. No- or reduced tillage, crop rotations, or cover crops have been investigated and practiced to sequester carbon in soils but the roles of soil biota, particularly microorganisms, have been mostly ignored although they affect the amount and stability of soil organic matters. METHODS AND RESULTS: In this study we analyzed the organic matter and microbial community in organically cultivated corn field soils where no-tillage (NT) or conventional tillage (CT) had been practiced for about three years. The amounts of organic matter and recalcitrant carbon pool were 18.3 g/kg dry soil and 4.1 g C/kg dry soil, respectively in NT soils, while they were 12.4 and 2.5, respectively in CT soils. The amounts of RNA and DNA, and the copy numbers of bacterial 16S rRNA genes and fungal ITS sequences were higher in NT soils than in CT soils. No-tillage treatment increased the diversities of soil bacterial and fungal communities and clearly shifted the bacterial and fungal community structures. In NT soils the relative abundances of bacterial phyla known as copiotrophs, Betaproteobacteria and Bacteroidetes, increased while those known as oligotrophs, Acidobacteria and Verrucomicrobia, decreased compared to CT soils. The relative abundance of a fungal phylum, Glomeromycota, whose members are known as arbuscular mycorrhizal fungi, was about two time higher in NT soils than in CT soils, suggesting that the higher amount of organic matter in NT soils is related to its abundance. CONCLUSION: This study shows that no-tillage treatment greatly affects soil microbial abundance and community structure, which may affect the amount and stability of soil organic matter.
Winter hairy vetch (HV) can be used as green manure with conventional tillage system (CT), in which chemical N fertilizer required for cultivation of sub-sequent com could be fully saved, or as cover crop with no-tillage system (NT) in which soil could be protected from erosion, control of weed, and the reduction of N fertilizer application. This experiment was carried out to compare the enrichment of soil mineral nitrogen (SMN) at corn root zone, and the changes of com growth and N uptake according to HV amounts (winter fallow, above-ground HV removed, intact HV, and HV added from aboveground HV removed) under two tillage systems in the upland field of National Crop Experiment Station, Suwon, Korea in 1996. HV cultivation during winter decreased SMN a little at com planting. HV incorporation with CT increased SMN rapidly during early growth stage according to rapid decomposition of Hv. SMN by HV cover with NT was increased slowly and its increase was higher in the surface soil (soil layer 0-7.5cm) compared to deep soil layer 7.5-22cm. Com growth and N status at corn silking stage, com yield and N uptake at harvest were increased in proportion to aboveground HV amounts regardless of tillage system. Average hairy vetch nitrogen (HV-N) uptake efficiency by com was 10% higher with CT than with NT in which average HV-N uptake efficiency was 43 %. Corn yields were not different between two tillage systems, but corn N uptake was increased by 33 kgN/ha more with CT than with NT due to the increase of corn N concentration. The increase of SMN and com N uptake from HV cover with NT could not be disregarded though those with CT were higher than with NT
벼 무경운 직파 재배는 노동력을 절감하고 쟁기 및 로타리 경운을 생략함으로서 에너지를 절약하는 이점이 있다. 또 토양 및 토양수분을 보전하고 논 표층에 토양유기물을 축적시키는 장점이 있다. 이는 벼 무경운 재배 논에서 동계에 많이 발생하는 뚝새풀로 인함이다. 본 시험에서 벼 무경운 재배를 한 논에서 동계에 뚝새풀이 많이 발생하였는데, 피복정도가 식양질에서 97.6%, 사양질에서 95.2%로 아주 심하게 발생을 하였다. 이로 인해 벼룩나물, 황새냉이, 개갓냉이, 선씀바귀 등 월년생 잡초나 숙근초의 발생이 줄어들었으며, 그리고 봄철 일찍 발생하는 1년생 잡초 좀명아주, 여뀌 뿐 아니라, 관개 후 논에서 발생하는 피, 알방동산이, 물달개비, 밭뚝외풀 등의 1년생 하계 논잡초들의 발생도 줄어들었다. 결론적으로 벼 무경운 직파 시 동계에 발생하는 뚝새풀로 인해 하계 논잡초 발생을 관리할 수 있는 이점도 있는 것이다.
벼 유기농업은 한국에서 빠르게 확산되고 있다. 유기재배에서 벼 생육은 토양 물리적 특성과 토양 미생물의 기능에 크게 의존한다. 본 연구는 무경운 답에서 유기농업을 위하여 토양 물리성과 미생물 생체량에 미치는 녹비작물의 효과를 검토하였다. 시험구는 무경운, 무경운+볏짚, 무경운+호밀, 무경운+자운영 그리고 경운구를 3반복으로 죽곡통에서 2005년 5월에서 2006년 10월까지 수행하였다. 경운구는 2005년과 2006년 모두 토양 가밀도가 가장 높은 반면 공극률은 가장 낮았다. 무경운+호밀 처리구는 공극률이 가장 높았으며 무경운 처리구의 표토 관입저항은 경운구 보다 낮았다. 담수 전 2005년과 2006년 토양 미생물 생체량 탄소 함량은 무경운+자운영 처리구가 477 mg $kg^{-1}$ 및485 mg $kg^{-1}$으로 가장 높았고 무경운+호밀 처리구는 413 mg $kg^{-1}$ 및 484 mg $kg^{-1}$였으며 경운 처리구는 363 mg $kg^{-1}$ 및 445 mg $kg^{-1}$을 나타냈다. 시기적으로 토양 미생물 생체량 탄소 함량은 유수형성기에 낮아지는 경향이었다. 연구결과 녹비작물을 시용한 무경운 재배기술은 경운에 비해 토양 공극률과 토양 미생물 생체량 탄소 함량을 크게 개선하였다.
Kim, Kwang Seop;Park, Ki Do;Kim, Suk-Jin;Choi, Jong-Seo;Lee, Yong Bok;Kim, Min-Tae
한국토양비료학회지
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제48권4호
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pp.285-294
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2015
Ordination has been recognized useful method to analyze the effects of multiple environmental factors on dozens of species in vegetation ecology because of summarizing community data by producing a low-dimensional graphics. Main objective of this study was the application of ordination method, especially principal components analysis (PCA), to analyze the soil characterization on paddy treated by different green manure crops and tillage methods. Treatments included the three tillage treatments and two green manure crops as the following; (i) moldrotary + rotary tillage without green manure crop (Con), with (ii) hairy vetch (ConHv), and (iii) hairy vetch + green barely (ConHvGb), (iv) rotary tillage without green manure crop (Rot), with (v) hairy vetch (RotHv), and (vi) hairy vetch + green barly (RotHvGb), and (vii) no-tillage (Notill). Vectorial distance result from PCA of soil properties including physical, chemical, and microbial properties showed the two main difference. Firstly, soil properties among plots without green manure were strongly affected by tillage strength [Vectorial distance: Con-Notil (5.88) > Rot-Notill (4.58)] at PC1 (35.0%) axis. But it was difficult to find the fixed trend among plots when green manure crop was added in plot. Nevertheless, two groups were separated by adding green manure crop at PC2 (29.2%) axis. These results show that PCA ordination methods could be used the research for change of soil characterization.
This experiment was conducted at the forage experimental field, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, Suweon in 1992 and 1993 to investigate the effects of tillage method-conventional and rotary-till, rye (Secde cereale L.) harvest date-early (April 14) and late (April 26), and rye residue treatmentno paraquat(1, 1-dinethyl-4,4'-bipyridinium dichloride) and paraquat in minimizing the adverse effects of the rye residue on growth and yield of succeeding corn(Zea mays L.). Corn plant height during the growing season was slighly taller with conventional tillage relative to rotary-till when rye was harvested in early and treated by paraquat. Corn LA1 during the growing season was slighly increased when rye was harvested in early and where conventional tillage was used with paraquat treatment. There were no differences in the leaf number and silking dates of corn among the tillage methods, harvest dates of rye and paraquat treatments. The dry matter yield of corn was significantly increased by paraquat treatment when rye was harvest in early, but no differences were found in the dry matter percentage, ear percent to total dry matter, and stover, ear and estimated TDN yields of corn among the treatments.
한국농업기계학회 1993년도 Proceedings of International Conference for Agricultural Machinery and Process Engineering
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pp.984-993
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1993
land application of sewage sludge requires careful monitoring because of its potential for contamination of surface water and groundwater. A rainfall simulator was used to investigated the effects of freshly applied sludge on runoff of sediment and nutrients from agricultural crop lands. Rain was applied to 16 experimental field plots. A three run sequence was used to simulate different initial moisture conditions. Runoff, sediment and nutrient losses were monitored at the base of each plot during the simulated rainfall events. Sludge was surface applied and incorporated at conventionally -tilled plots and surface applied at no-till plots, at rates of 0, 75, 150 kg-N/ha. No-till practices greatly reduced runoff, sediment , and nutrient losses form the sludge treated plots, relative to the conventional tillage practices. Incorporation of the sludge was effective in reducing nutrient yields at the conventionally-tilled plots. This effect was more pronounced during the third rain torm, with wet initial conditions. Peak loadings of nutrients appeared during the rainstorm with wet initial conditions.
This experiment was conducted in 1992 and 1993 at the forage experimental field, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University, Suweon to determine timing of rye(Secde cemde L.) harvest and residue chemical treatment prior to tillage in minimizing the adverse effects of the rye residue on growth and yield of succeeding corn(Zea muys L.). Eight treatments were established in 1993 which included four treatments such as no paraquat (1, l'diiethyl- 4, 4'-bipyridinium dichloride), paraquat treatment at 10, 23, and both 23 and 10 days prior to tillage when rye was harvested on April 14, and another four treatments such as no paraquat, paraquat treatment at 1, 5 and 10 days prior to tillage when rye was harvested on April 26. No paraquat treatment significantly resulted in reductions in corn plant height on June 3 and 10 when rye was harvested on April 14, but differences in the plant height and leaf number of corn among treatments were generally nonsignificant. Corn LA1 and silk emergence were not affected by paraquat treatment times regardless of rye harvested dates, but silk emergence was delayed by 1 to 2 days with no paraquat when rye harvested on April 14. Corn dry matter and TDN yields were significantly increased by paraquat treatment at 10 and 5 days prior to tillage treatment when rye was harvested on April 14 and 26, respectively, but other agronomic characteristics such as dry matter percentage, ear percent to total dry matter, and stover and ear yields of corn at harvest showed little or no response to paraquat treatment times.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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