Heavy metal pollution in agricultural field has been a critical issue in worldwide. For this reason, remediation technologies for heavy metal polluted soil are applied especially near at the abandoned metal mine. Soil quality analysis is also an important factor for proper management in heavy metal polluted agricultural field. In this study, scoring function was utilized to evaluate soil quality in heavy metal polluted agricultural field. Among other soil properties, bulk density, soil pH, EC, $NH_4$-N, $NO_3$-N, and cation exchange capacity (CEC) were determined for minimum data set (MDS) with principal component analysis. Result showed that both upland and paddy soil contaminated with heavy metal were not suitable for crop growth except scoring of soil pH for paddy soil and CEC for upland soil. This result might indicate that chemical stabilization technology with chemical amendment could be adapted for remediation method for heavy metal polluted agiclutural field not only for heavy metal immobilization but also enhancement of soil condition for crop growth.
본 연구는 벼에 돈분액비와 화학비료를 연용하여 살포하였을 때 돈분액비가 벼의 수량과 미질 및 토양 화학성에 미치는 영향을 구명하고자 2012년부터 3년간 수행하였다. 시험은 강원도 철원군 농가 포장에서 오대벼를 공시하여 실시하였다. 시비는 돈분액비를 질소 검정시비량을 기준으로 하여 100%에 해당하는 양을 처리하였으며, 화학비료 처리구와 비교하였다. 돈분액비의 시용년수에 따른 벼의 분얼수 및 초장은 돈분액비 1년 시용구와 화학비료 사이에 유의한 차이를 나타내지 않았다. 돈분액비 3년 시용구의 분얼수는 화학비료 시용구보다 많았다. 쌀의 수량은 돈분액비 1년 시용구가 화학비료 대비 7% 감소하였다. 그러나 돈분액비 3년 연속 시용구에서 $495kg\;10a^{-1}$의 수량을 얻어 화학비료 대비 8% 증수하였다. 돈분액비로 벼를 3년 재배하였을 때 쌀의 단백질 함량은 7.01%로 대조구인 화학비료 시용구 보다 높은 수준이었다. 아밀로스 함량은 15.5~17.0%로 처리구별 유의성은 없었다. 식미치를 Toyo 식미계를 이용하여 조사한 결과 돈분액비 100% 처리구의 식미치가 65.3%로 화학비료 시용구보다 낮은 수준이었다. 쌀의 품위 특성에서 돈분액비 100% 처리구의 완전미 비율은 78.7%로 낮았으며, 불완전미의 비율을 높인 주 원인은 분상질립, 피해립의 비율이 높았기 때문이었다. 3년간 돈분 액비를 계속 사용한 결과, 화학비료 처리에 비해 토양 중 칼륨과 아연의 함량이 높았으나 다른 중금속 함량도 관행 화학비료 처리와 크게 다르지 않았다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 돈분액비의 3년 시용시 돈분 액비의 연용이 쌀의 수량성에 나쁜 영향을 미치지는 않을 것으로 판단되지만 쌀의 단백질 함량이 증가하고 Toyo 식미치와 완전미 비율은 감소하는 결과를 얻었다. 돈분액비 3년 시용 후 토양의 칼륨 축적이 되므로 토양검정에 의한 액비 적량시용이 요구된다.
다비작물이면서 재배기간이 긴 고추 재배지에서 당년의 효과를 기대하고 시용되는 유기물은 각 지역마다 사용되는 종류가 다양함으로 이들이 토양 미생물 상에 미치는 효과를 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 우리나라에서 쉽게 구할 수 있는 수피, 우분, 왕겨, 볏짚과 이것으로 만든 퇴비가 토양의 화학적 미생물적 특성에 미치는 효과를 분석하였다. 퇴비가 pH를 포함한 토양 화학적 특성 변화에 가장 효과적이었고 수피는 유기물 증가에 기여하였다. 인지질 지방산의 토양 생물학적 지표 분석에서 퇴비는 방선균과 균근균 밀도 증가에 효과적이었으며, y19:0/18:1w7c와 단불포화/포화 지방산의 비율도 증가시켰다. 수피는 곰팡이 밀도 증가에 효과적이었고, 왕겨와 볏짚은 퇴비와 수피 만큼의 토양 미생물상 군락에 미치는 효과는 적었으나 왕겨가 볏짚 보다 컸다. 그리고 전체 미생물 상을 관찰하기 위하여 PLFA와 Biolog EcoPlate 성적을 주요인 분석으로 살펴 본 결과 수피가 두 가지 방법 모두에서 다른 처리 특히 퇴비 처리구와는 구별 되는 미생물 군을 형성함을 보여주었다. 따라서퇴비와 수피가 토양의 화학적 특성과 미생물상 변화에 가장 큰 영향을 미쳤고, 특히 토양 미생물상에 미치는 두 유기 토양 개량제의 영향은 방향이 크게 다르므로 신선 수피의 토양 개량제로의 이용은 더 많은검토가 필요한 것으로 사료된다.
농경지로의 개발 가능성이 높은 중국 길림성 백성지역의 주요한 토양인 흑개토의 이화학성 및 인산 흡착특성을 조사하였다. 토지 이용방식 또는 재배작물이 서로 다른 중국 길림성 백성지역 4곳과 중국 용정에 위치한 연변 대학교 농과대학 부속 시험장 1곳에서 1993년 8월에 토양을 채취하여 실험을 수행하였다, 중국 길림성 백성지역 토양의 $_PH$는 미경작지 10.2, 경작지는 $7.3{\sim}7.6$으로 비교적 높았다. 양이온 치환용량은 20 cmol(+) $kg^{-1}$ 이상이었으며, 치환성 양이온 중 Na는 특히 표토에 많이 존재하였으며, Ca의 함량이 매우 높아 Ca 포화율이 100% 이상을 나타내었다. 토양 포화 침출액의 주요 양이온은 Na이었으며, ECe와 SAR을 기준으로 백성 미경작지 토양은 염류-나트륨성 토양, 경작지 토양은 나트륨성 또는 일반 토양에 해당하였다. 백성지역 토양의 유효인산 함량은 10mg P $kg^{-1}$ 미만으로 아주 낮았으며, 최대 인산흡착량은 $ $ mg P $kg^{-1}$이었다. 길림성 백성지역 토양의 경우 유효인산 함량이 매우 낮아 토양 비옥도 중진을 위한 인산질 비료의 시용과 함께 토양 투수성의 개선 등과 같은 적절한 토양 관리가 필요하며, 용정지역 토양의 경우에는 인산흡착 특성을 고려하여 인의 과잉 축적을 방지하기 위한 인산질 비료의 적정 시용을 권장하여야 한다.
This research reports the effects of shifting cultivation on soil environment collecting samples from 0-5 cm soil depth from five locations viz. at Burburichhara, Maichchari, Longadu, Sukurchhari and Muralipara in Rangamati district of Chittagong Hill Tracts (CHTs). Soil analyses showed that fungal and bacterial population, microbial respiration and active microbial biomass, maximum water holding capacity, conductivity and moisture contents were significantly (at least $p{\leq}0.05$) lower in shifting cultivated soil compared to adjacent mixed tree plantations at all the sites. On an average in soils of 5 different shifting cultivated lands fungal population was $1.33{\times}10^5$ CFU/g dry soil and bacterial population $1.80{\times}10^7$ CFU/g dry soil and in mixed plantations fungal population was $1.70{\times}10^5$ and bacterial population $2.51{\times}10^7$ CFU/g dry soil. Organic matter and exchangeable Ca and Mg contents were significantly (at least $p{\leq}0.05$) lower and bulk density significantly (at least $p{\leq}0.05$) higher in shifting cultivated land in most of the locations compared to adjacent mixed tree plantations. Ratios of microbial respiration and organic carbon as well as active microbial biomass and organic carbon were distinctly lower and pH higher at 3 locations in shifting cultivated soils compared to mixed plantations. Findings of various soil properties, therefore, suggest that shifting cultivation has deteriorating effects on soil environment.
Kim, Min Keun;Ok, Yong Sik;Heo, Jae-Young;Choi, Si-Lim;Lee, Sang-Dae;Shin, Hyun-Yul;Kim, Je-Hong;Kim, Hye Ran;Lee, Young Han
한국토양비료학회지
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제47권2호
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pp.100-106
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2014
The present study investigated variations in soil microbial communities by fatty acid methyl ester (FAME) and the chemical properties at 24 sites of upland soils in Gyeongnam Province. The electrical conductivity of the soil under potato cultivation was significantly higher than those of the red pepper and soybean soils (p < 0.05). The gram-negative bacteria community in potato soil was significantly lower than those in the garlic and soybean soils (p < 0.05). The communities of actinomycetes and arbuscular mycorrhizal fungi in the red pepper soil were significantly higher than those in the potato soil (p < 0.05). In addition, the cy17:0 to 16:$1{\omega}7c$ ratio was significantly lower in red pepper, soybean, and garlic soils compared with potato soil, indicating that microbial stress decreased. Consequently, differences in soil microbial community were highly associated with cultivated crop species, and this might be resulted from the difference in soil chemical properties.
골프장은 인공적으로 건설되어 지고 관리되므로 당연히 환경의 변화가 생성된 곳이므로 건설방식이나 관리 방법에 따라 코스 내 토양 미생물 군집 구조의 특이성이 있을 것이다. 현재 제주도에서는 농약 용탈 저감방안으로 골프코스 그린지반구조에 농약 흡착층을 설치하고 그 재료로 흡착성능이 우수한 입상 활성탄 1등급을 사용할 것을 환경 영향평가서에 명시하고 있다. 본 실험은 활성탄이 처리된 제주도 A, B 골프장을 대상으로 토양에서의 화학적 특성변화와 미생물 군락변화를 분석하였다. 2007년 4월, 6월, 8월 10월에 걸쳐서 총 박테리아 수, 총 곰팡이 수, 수분함량 및 토양 이화학성(pH, EC, NO3-,NH4+ 및 P2O5)의 변화를 그린과 페어웨이에서 깊이별(표토:0-15cm, 심토: 15-30cm)로 조사되었다. 그 결과, 활성탄의 시용이 수분 보유 능력, 토양산도, 전기전도도에 긍정적인 영향을 보였으나, GAC의 물질의 수착 능력에 의하여 유효 양분들을 많이 보유하는 데 도움이 될 것이라 예상하였으나, 본 실험에서는 가용성 질산과 암모늄, 및 인산의 농도를 높이는 효과는 없었다. 토양 미생물 실험에 있어서는 총 박테리아 및 총 곰팡이의 시기적 변화가 다양성을 보였다. 이러한 현상은 농약의 시용에 따라 직접적인 관련이 있을 것으로 예상되었으나, 총 곰팡이/총 박테리아 비(F/B ration) 는 활성탄을 혼합한 토양 심토(15-30cm)에서 일정한 수치를 유지하였다. 따라서, GAC 토양층의 설치 방법이나 시비와 시약 등이 미생물군집의 변화에 영향을 주며 이는 농약의 시용이 잔디관리에 큰 변수로 작용한다는 것을 시사한다.
This study was conducted to investigate the effects of different levels and types of nitrogen fertilizer on seedlings and soil chemical properties in a semi-arid area, Mongolia. 2-year-old Populus sibirica and 4-year-old Ulmus pumila seedlings were planted in May 2014. Six treatments with three levels of nitrogen (low-level: urea $5g\;tree^{-1}$; medium-level: urea $15g\;tree^{-1}$, ammonium sulfate $33g\;tree^{-1}$, urea $15g\;tree^{-1}$ with potassium phosphate $10g\;tree^{-1}$; high-level: urea $30g\;tree^{-1}$) were applied and for the medium-level of nitrogen, different types of fertilizer were treated. Survival rate, root collar diameter (RCD) growth rate, leaf nitrogen concentration of seedlings, and soil chemical properties were determined in August 2014. The seedling survival rate of both species decreased as the level of nitrogen increased. This result can be explained by water stress caused by nitrogen fertilization in arid regions. The RCD growth rate of P. sibirica was significantly decreased by the treatment of high-level of nitrogen due to excessive nitrogen fertilization, and was increased by the treatment of ammonium sulfate due to sulfur which might promote nitrogen uptake. The leaf nitrogen concentration of P. sibirica did not change by the treatment of low-level of nitrogen, and was increased by the treatment of medium-level of nitrogen. There were no significant differences in the RCD growth rate and the leaf nitrogen concentration of U. pumila among the six treatments. None of soil chemical properties was affected by nitrogen fertilization. Overall, the low-level of nitrogen showed no effect on seedlings and soil chemical properties, except on survival rate of U. pumila and the high-level of nitrogen was considered excessive fertilization. Continuous monitoring of medium-level nitrogen fertilization including the ammonium sulfate, which increased early growth of seedlings, would be needed to elucidate the effect of fertilization on seedling growth and soil properties in a semi-arid region.
In search of a method to achieve sustainable agricultural practices, a trickling filter was employed for the piggery wastewater treatment, where rice straw was the support medium in place of more commonly used materials. The filtrate from the trickling filter were applied to a soil, on which orchard grass (Dactylic glomerata L.) was grown followed by amendment of the treated straw medium. Orchard grass was cut twice, and growth parameters and yields were measured. Soil chemical properties before and after harvesting orchard grass were analyzed. Development of the forage crop was greatly enhanced by the application of the filtrate in terms of fresh weight, dry weight, and the absorption of nutrients. Better growth and higher nutrient uptake were found in the second cutting of the orchard grass. Organic matter content, ionic intensity, exchangeable cations, and phosphate of the soil increased with the application of the filtrate. The relative high concentrations of salts in the piggery trickling filtrate, expressed in electrical conductivity and content of sodium, exerted no detrimental effect on the crop and soil.
Contaminated sites are often abandoned for an extended period of time, thus organopollutants becoming sequestered. The information on the initial concentrations of the contaminants would be helpful for the economic bioremediation of the chemicals. The present study estimated the initial concentrations of atrazine and phenanthrene through multiple regression analyses using soil properties and the amount of chemicals available in situ. Percentage mineralized or extracted was best correlated with organic C or logarithm of organic C, and the $R^2$ values were 0.548 and 0.894 for atrazine and phenanthrene, respectively. Estimation of the initial concentration of the chemicals was then calculated from both the percentage mineralized or extracted and the amount of chemicals extracted or mineralized. Results showed that the estimation of the initial concentration of the chemical at the time of contamination is feasible.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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