Alfalfa (Medicago sativa L.) plants have been reported to be autotoxic as well as allelopathic. Laboratory and greenhouse experiments through petri-dish and pot test were conducted to determine autotoxic effects of alfalfa leaf and soil extracts on the germination or early seedling growth of alfalfa, and to evaluate allelopathic effects of alfalfa leaf residues on alfalfa, barnyard grass, com, eclipta and soybean. Alfalfa seed germination was delayed depending on aqueous extract concentration, with no difference in final germination after 48 hours. Alfalfa root length was more sensitive to the autotoxic chemicals from leaf extracts than was germination or shoot length. Root growth of alfalfa was significantly inhibited at extract concentration of more than 1 g dry tissue/L (g $\textrm{L}^{-1}$). Hypocotyl growth, however, was not affected by all the concentrations of leaf extracts. Soil extracts from 4-yr-old alfalfa stand significantly reduced alfalfa root length by 66%, while soil extracts from 0,1, and 3yr-old stand stimulated root length up to 14-32% over the control. Residue incorporation with dry matters of alfalfa leaf at 100 g $\textrm{kg}^{-1}$ reduced seedling length of several crop and weed species, ranging from 53 to 87% inhibition. Addition of nutrient solution into alfalfa leaf extracts alleviated alfalfa autotoxic effect. This result indicates alfalfa leaf and soil extracts or residues could exert autotoxic as well as allelopathic substances into soil environments during and after establishment.
Yu, Jin;Suh, Su Jeoung;Jang, In Bae;Jang, In Bok;Moon, Ji Won;Kwon, Ki Beam;Lee, Sung Woo
Korean Journal of Medicinal Crop Science
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v.26
no.3
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pp.240-247
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2018
Background: Saline soil has negative effects on the growth of most crops. Sodium is the main element that causes salt accumulation in soil. Organic materials such as cow and poultry manure, are frequently used during the preparation stage, which causes an increase in the rate of salt accumulation in the soil. Methods and Results: To investigate the influences of sodium on ginseng, $NaH_2PO_4$, $Na_2SO_4$, and NaCl were used to adjust the sodium concentrations at 0, 12.5, 25, 50, 75 and 100 mM in nutrient solution. In a 2-year-old ginseng, toxic symptoms appeared when the sodium treatment exceeded 50 mM. The sodium concentration in the leaves was 3.33%, which is more than twice as high as that of the control treated at 50 mM. As the sodium concentration increased, the root weight significantly decreased. In the 100 mM treatment, the weight decreased by 28% when compared to that of the control. The Amount of ginsenoside significantly increased with an increase in sodium concentrations. Conclusions: These results suggest that the growth of 2-year-old ginseng is negatively affected when sodium exceeds 50 mM. This result can be used for a as basis in diagnosing the physiological disorders of ginseng.
To evaluate fertilizer value of animal cadavers for agricultural recycling, fertilizer components of animal cadavers by pig and poultry were investigated using rendering and alkali (KOH) treatment methods. Total nitrogen concentrations in meat waste by pig and poultry using rendering treatment method were 7.80% and 9.30%, respectively. Total nitrogen concentration in meat waste of pig by KOH treatment method was lower than that by rendering treatment method. Organic matter concentrations in meat waste of pig and poultry ranged 87.8~97.4%. Total phosphorus concentrations in bone waste of pig using rendering and KOH treatment methods ranged 5.59~11.18%. Animal cadavers contains nitrogen, phosphorus, potassium and other nutrients essential to plant growth. The results of this study suggest that animal cadavers can supply some of the nutrient requirements of crops and is a valuable fertilizer as well.
Kim, Jeong-Myeong;Yang, Keum-Chul;Choi, Sang-Kyoo;Yeon, Myung-Hun;Shin, Jin-Ho;Shim, Jae-Kuk
Korean Journal of Environmental Biology
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v.24
no.4
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pp.408-415
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2006
Serpentines soil have high values of magnesium and low values of calcium, and are usually deficient in N and P, but rich in iron, Ni, silicates. We investigated serpentine soil properties and measured the content of nutrient elements and heavy metals in shoots and root of plant species which were in common at serpentine and non-serpentine areas in Andong, Korea. The soils showed higher pH value above 6.9. The contents of Ni, Cr, Fe and Mg of serpentine soils exhibited 77, 27, 5.5 and 12.5 times more than in non-serpentine soils, respectively. The content of Na was almost same but K was two times higher in non-serpentine soil, compared with serpentine soil. The contents of nutrient element such as K, Ca, Na and P in serpentine plants did not show conspicuous differences with non-serpentine plants. On the other hand, the concentrations of Ni, Cr, Fe, Mg and Mg/Ca were very high in plant on serpentine area. The all plant species collected at the serpentine site were bodenvag plants, which are not restricted to a specific type of substrate. By the plant species and parts of plant tissues, the absorption levels and patterns showed high variation and were species-specific. Carex lanceolata, Lysimachia clethroides and Cynanchum paniculatum contained much chromium and Eupatorium chinense and C. paniculatum exhibited high contents of Ni. In leaf tissue, C. lanceolata, Rubus parvifolius, Festuca ovina, Quercus serrata, and L. clethroides took comparatively large amount of Cr in serpentine area. E. chinense contained large amount of Ni, Cr and Fe in a leaf tissue. The stem of Galium verum, Juniperus rigida included high amount of Cr, Ni and Fe. And C. paniculatum absorbed large amount of Ni and Cr in the stem.
To investigate and compare the effects of air pollution near Seoul on soil ion, plant nutrient contents and plant growth, 14 Quercus mongolica forests were studied from Mt. Namsan in Seoul to Mt. Maebongsan in Kangwon-Do along the line transect. Soil pH values decreased as approached to Seoul. Concentrations of basic cations such as exchangeable Ca/sup 2+/, Mg/sup 2+/ and Na/sup +/ and effective cation exchange capacity(ECEC) in forest soil decreased as approached to Seoul. Ca/sup 2+/ and Mg/sup 2+/ contents in l-year-old Q. mongolica twigs decreased, but their K/sup +/ and Na/sup +/ contents increased as approached to Seoul. Ca/sup 2+/ contents in l-year-old Q. mongolica leaves decreased, but their K/sup +/ and Mg/sup 2+/ contents increased as approached to Seoul. Length of l-year-old twigs generally decreased near Seoul. Tree-ring analyses of Q. mongolica trees in Mt. Namsan and Mt. Yebongsan showed that mean tree-ring width in Mt. Namsan was narrower than that of Mt. Yebongsan from early 1970's to late 1980's.
BACKGROUND: This study was conducted to investigate the effects of different organic treatments and a chemical fertilizer on the soil chemical, physical, and microbial properties in an organic pear orchard. METHODS AND RESULTS: Control was referred as a NPK chemical fertilizer (15N-9P-10K) and organic treatments included compost containing with oil cake, compost containing with humic acid, and compost containing with chitin substance. All treatments applied at rates equivalent to 200 g N per tree per year under the tree canopy in March 30 of 2008 and 2009. Soil bulk density, solid phase, liquid phase, and penetration resistance were not significantly different among the treatments. Organic treatment plots had greater organic matter, total nitrogen, potassium, and magnesium concentrations compared to control, and the nutrient concentrations were not consistently affected by the organic treatments. Microbial biomass nitrogen and carbon, dehydrogenase, acid-phosphatase, and chitinase activities overall increased from March to August. Organic treatments, especially compost containing with oil cake or chitin aicd, increased the microbial variables compared to control. CONCLUSION(s): All the organic treatments consistently stimulated soil biological activity. The consistent treatment effect, however, did not occur on the soil mineral nutrition as the trees actively taken up the nutrients during a growing season, which would have diminished treatment effects. Long-term study required for evaluating soil physical properties in a pear orchard.
BACKGROUND: Organic fertilizers in watermelon cultivation are widely used to supply nutrient and organic matter. This study was conducted to investigate the effects of application rate of organic fertilizer on the watermelon growth and soil chemical properties in greenhouse METHODS AND RESULTS: The organic fertilizers used in this experiment were mixed expeller cake (MEC) and mixed organic fertilizer (MOF). The treatments were conducted with 4 levels (1.0 N, 0.7 N, 0.5 N and 0.3 N) on the basis of soil testing nitrogen fertilization (STNF) using MEC or MOF as the basal dressing, and using chemical fertilizers (CF) as the additional dressing on the rest of STNF. These fertilizations were compared to CF 1.0 N (0.3 N as the basal and 0.7 N as the additional dressing) and non fertilization (NF). The leaf area of watermelon in treatment 0.5 N and 0.3 N using MEC or MOF was similar to CF treatment. The absorbed nutrient amounts by leaf, weight and sugar contents of fruit in the 0.5 N and 0.3 N treatments were higher than other treatments. In 0.5 N and 0.3 N treatments using MEC or MOF on the basis of STNF, soil chemical properties such as electrical conductivity (EC), available $P_2O_5$ and exchangeable K concentrations after experiment showed tendency to decreasing or similar level before experiment. CONCLUSION(s): These results suggest that the MEC or MOF application as the basal dressing at the 30~50% level of STNF and CF application as the additional dressing on the rest of STNF be best to maintain adequate nutrient of soil and to increase marketable yield for watermelon.
The objectives of this study were to compare nutrient natural input between thinned and unthinned natural hardwood stands at Mt. Joongwang, Pyongchang-gun, Gangwon-do. Throughfall, stemflow, A-layer and B-layer soil water as well as litterfall were sampled at two-week intervals during the period of June to October from 2002 to 2004. The amount of rainfall interception in thinned and unthinned natural hardwood stands was as 12% and 18%, respectively. The results indicated that there was no difference in annual nutrient input by rainfall between thinned and unthinned stands. $Na^+$, $Cl^-$ and $SO_4{^{2-}}$ concentrations of A-layer soil water in the unthinned stand were higher than those in the thinned stand. In the B-layer soil water, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $NO_3{^-}$ and $SO_4{^{2-}}$ concentrations in the unthinned stand were higher than those in thinned stand. Mean annual litterfall input was $2,706kg\;ha^{-1}$ in unthinned stand and $2,589kg\;ha^{-1}$ in thinned stand. Total-N input from litterfall was $50.28kg\;ha^{-1}yr^{-1}$ in the unthinned stand and $36.81kg\;ha^{-1}yr^{-1}$ in the thinned stand, while there was no difference in exchangeable cation input from litterfall between thinned and unthinned stands. Thus, the difference in nutrient inputs except for N by throughfall, stemflow and litterfall between the two stands was not influenced by thinning.
Jun Ha-Joon;Hwang Jin-Gyu;Son Mi-Ja;Kim Min;Kim Jeong-Pil
Journal of Bio-Environment Control
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v.15
no.3
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pp.264-269
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2006
This experiment has investigated the effect of growth, yield and fruit quality of fig plant by different concentration of nutrient solution. Nutrient solution for pig plant were three concentrations of the balanced nutrient formula development by Japanese Horticultural Experiment Station. Plant height, number of leaves, stem diameter and number of fruit per plant were the best at 1/2 concentration. However, leaf length and leaf width did not show any difference in other treatment. Fruit length, fruit diameter and soluble solids did not differ from the different concentration of nutrient solutions. However, the fruit weight of fig plant was heavier by hydroponics than by soil culture in 2nd experiment. Early stage growth of fig plant was better at low concentration of nutrient solution and yield was better at high concentration. The result of this experiment will be utilized in the new application for fig plant hydroponics.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.52
no.3
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pp.65-71
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2010
This study was conducted to investigate the dynamics of nutrients such as total nitrogen (TN), nitrate nitrogen ($NO_3$-N) total phosphorous (TP), and phosphate phosphorous ($PO_4$-P) in outflow from a cabbage farmland in a mixed land-use watershed. The TN concentrations in groundwater showed twice peaks in late July 2006 and late March 2007 (3.8, 4.7 mg/L, respectively), when it rained shortly after fertilizer application, indicating that nitrogen leaching is greatly influenced by fertilization and rainfall. The mean concentrations of TN and $NO_3$-N in surface water were not significantly higher than those in groundwater, while the mean concentrations of TP and $PO_4$-P in surface water were significantly (p < 0.05) were higher than those in groundwater. The TN concentrations in groundwater were generally higher than those in surface water during fertilization and early growing season due to the effect of fertilization, but vice versa in the other periods. In contrast, the TP concentrations in groundwater were always lower than those in surface water due to the sorption of particulate phosphorous by soil. The ratio of TN load in baseflow to that in total TN load (39 %) was much greater than the TP ratio (7 %), suggesting that baseflow contribute to nitrogen export. Therefore, proper fertilization management should be taken to reduce nitrogen load through baseflow.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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