• 한국대기환경학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.249-256
• /
• 1997

To identify the long-term influence of acid rain treatment on tree growth, acid rain of various composition (pH 2.0, pH 4.0 and pH 5.6 as control) was applied to several landscape trees for five months (April through August, 1991). Tree height, pH values and $Al^{3+}$ concentration in soil were investigated. Acid rain treatments seemed to promote height growth in the first year (1991), but have become an inhibiting factor over five years. All of coniferous species and most broad-leaved species, except Acer ginnala, showed opposite trends in height responses to acid rain treatments between the first (1991) and last (1996) year. In contrast, Acer ginnala showed similar trends to acid rain treatments in the height growth between 1991 and 1996. This result suggested that Acer ginnala has a characteristic adapability to acid rain stress. pH values of surface soil were lower than those of 30 cm soil depth. This fact suggested that acid rain treatments made surface soil acidic condition. In addition, physiological characteristics (photosynthesis, stomatal condition and biomass) have to be investigated to identify the relationship between long-term effects of $AL^{3+}$ concentration and growth.

• 한국환경농학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.229-233
• /
• 2011

BACKGROUND: Soil acidification, which is known to be one of the reasons of forest decline, is associated with decreases in exchangeable Ca and increases in Al concentration, leading to low Ca/Al ratio in soil solution. As tree rings are datable archives of environmental changes, Ca/Al ratios of annual growth ring may show decreasing pattern in accordance with the progress of soil acidification. This study was conducted to investigate Ca/Al pattern of Pinus densiflora tree ring in an attempt to test its usefulness as an indicator of historical soil acidification. METHODS AND RESULTS: Three P. densiflora tree disks were collected from P. densiflora forests in Jeonnam province, and soil samples (0-10, 10-20, and 20-30 cm in depth) were also collected from the tree locations. Soils were analyzed for pH and exchangeable Ca and Al concentrations, and Ca/Al was calculated. Annual growth rings formed between 1969 and 2007 were separated and analyzed for Ca/Al. Soil Ca/Al was positively (P<0.01) correlated with soil pH, suggesting that soil acidification decreased Ca while increasing Al availability, lowering Ca/Al in soil solution. The Ca/Al of tree rings also showed a decreasing pattern from 18.2 to 5.5 during the period, and this seemed to reflect historical acidification of the soils. CONCLUSION(s): The relationship between soil pH and Ca/Al and the decreasing pattern of Ca/Al of tree ring suggest that Ca/Al of tree ring needs to be considered as a proxy of the progress of soil acidification in P. densiflora forest in southern Korea.

• 한국산림과학회지
• /
• 제89권3호
• /
• pp.422-430
• /
• 2000

화강암 모재의 갈색산림토양에 3년생 잣나무(Pinus koraiensis) 묘목을 이식하여 1999년 4월 21일부터 11월 17일까지 210일간 pH 5.6(대조구), 4.0, 3.0, 2.5 및 2.0의 인공산성우를 조제하여 살포한 결과, 잣나무 묘목의 가시장해는 pH 2.5 및 pH 2.0 처리구에서 관찰되었다. 잎과 뿌리 그리고 개체 건중량은 대조구에 비해 pH 2.0 처리구에서 유의적으로 감소하였으며, T/R비는 타 처리구에 비해 pH 2.0 처리구에서 현저히 증가하였다. 잣나무 묘목의 각 기관내 원소성분을 분석한 결과, 잎의 Ca, P농도 및 chlorophyll함량은 대조구에 비해 pH 2.0 처리구에서 증가하는 경향을 보였으며, N농도는 모든 기관에 있어서 처리구 pH가 감소함에 따라 증가하였다. 잣나무 묘목을 육성한 토양을 분석한 결과, 처리구의 pH가 감소함에 따라 토양 pH가 저하되고 Ca, Mg, Al 및 Mn 농도가 증가하였는데, 특히 토양 pH 4.4 전후에서 급격한 증가를 보였다. 한편, 잣나무 묘목의 개체건중량과 토양의 pH 및 Al농도와의 사이에 각각 높은 상관(r=0.90, p<0.05 ; r=-0.94, p<0.01)이 인정되었다. 이 결과는 토양의 pH 및 Al농도는 산림수종의 생장에 미치는 산성우의 영향평가에 있어 중요한 지표가 될 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.115-126
• /
• 2017

There is an increasing concern over arsenic (As) contamination in rice. This study was conducted to develope a prediction model for As uptake by rice based on the physico-chemical properties of soil. Soil and brown rice samples were collected from 46 sites in paddy fields near three different areas of closed mines and industrial complexes. Total As concentration, soil pH, Al oxide, available phosphorus (avail-P), organic matter (OM) content, and clay content in the soil samples were determined. Also, 1.0 N HCl, 1.0 M $NH_4NO_3$, 0.01 M $Ca(NO_3)_2$, and Mehlich 3 extractable-As in the soils were measured as phytoavailable As concentration in soil. Total As concentration in brown rice samples was also determined. Relationships among As concentrations in brown rice, total As concentrations in soils, and selected soil properties were as follows: As concentration in brown rice was negatively correlated with soil pH value, where as it was positively correlated with Al oxide concentration, avail-P concentration, and OM content in soil. In addition, the concentration of As in brown rice was statistically correlated only with 1.0 N HCl-extractable As in soil. Also, using multiple stepwise regression analysis, a modelling equation was created to predict As concentration in brown rice as affected by selected soil properties including soil As concentration. Prediction of As uptake by rice was delineated by the model [As in brown rice = 0.352 + $0.00109^*$ HCl extractable As in soil + $0.00002^*$ Al oxide + $0.0097^*$ OM + $0.00061^*$ avail-P - $0.0332^*$ soil pH] ($R=0.714^{***}$). The concentrations of As in brown rice estimated by the modelling equation were statistically acceptable because normalized mean error (NME) and normalized root mean square error (NRMSE) values were -0.055 and 0.2229, respectively, when compared with measured As concentration in the plant.

• 한국환경농학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.341-345
• /
• 1998

Soil solutions were collected by zero-tension lysimeters at Kwangju, Kyunggi Province to estimate differences in ion concentration among species and horizons. Zero-tension lysimeters were installed in O, A, and B horizons in Larix leptolepis, Pinus koraiensis, and Quercus mongolica stands. Soil solution samples were collected from September 1996 through August 1998 and analyzed for $K^+$, $NA^+$, $NH_4^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Al^{3+}$, $Cl^-$, $SO_4^{2-}$, $NO_3^-$, and $PO_4^{3-}$. The experimental site had high nitrogen loading from the atmosphere, and $NO_3^-$ was positively correlated with $K^+$ and $Mg^{2+}$. However, $NO_3^-$ and $NH_4^+$ showed a positive correlation only in the O horizon of Q. mongolica stand. Mg^(2+) deficit in the soil was predicted owing to the positive relationship of $Mg^{2+}$ with $NO_3^-$. Concentrations of $K^+$ and $Ca^{2+}$in soil solution were estimated higher in L. leptolepis than in other stands because of high leaching from the plant. Concentration of $Al^{3+}$ in soil solution was negatively correlated with soil solution pH. Mean soil solution pH of A and B horizons in P. koraiensis was lower than 4.7, however the $Al^{3+}$ concentration was lower than the toxic level to plants.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.275-280
• /
• 1990

대두의 안전증수를 위하여 합리적인 비배관리 및 토양관리에 필요한 기초 자료를 얻고자 일반 농가의 대두재배 포장을 대상으로 대두엽과 토양을 채취 분석하였다. 본조사에서는 경기도 13개, 충청남도 5개 및 충청북도 6개 포장 등 24개 대두재배 포장에서 대두 생육기(파종 50~60일 후, 1988년 7월)에 토양과 대두엽을, 수확 직후 (1988년 10월)와 이듬해 파종 전(1989년 4월)에 토양을 채취하였다. 이들을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 토양의 pH는 4.8~6.8범위였으며, 수확기의 pH는 평균 5.4로서 생육기의 5.7에 비하여 낮았다. 2. 토양중 교환성과 활성 Al함량은 토양의 pH와 밀접한 관련이 있었다. 토양의 pH가 낮을수록 교환성과 활성 Al함량은 높았으며, pH 5.8이상에서 교환성 Al은 거의 검출되지 않았다. 3. 수확기의 토양의 전질소와 유효인산 함량은 생육기에 비하여 낮았다. 특히, 유효인산은 생육기와 수확기는 물론 파종기에 채취한 토양에서도 상당히 높았다. 4. 토양중 교환성 Ca과 Mg함량은 수확기와 생육기간에 별 차가 없었으나, 교환성 K함량은 수확기의 경우 생육기에 비하여 감소하였다. 5. 대두엽중 질소함량은 토양중 전질소함량과는 상관이 없었으나 대두엽중 K함량과는 상관이 높았다. 대두엽중 Mg함량 역시 대두엽중 Ca함량과 상관이 높았으며, 다른 성분과는 달리 토양중 Mg함량과도 상관이 높았다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제48권5호
• /
• pp.391-396
• /
• 2015

Arsenic (As) contamination of agricultural soils resulting from mining activity has caused major concern due to the potential health risk. Therefore the current study was carried out to investigate the relationship between fractionation of As in soil and rice uptake and to provide a basic information for adequate management of As contaminated agricultural soil. Twenty agricultural soils and rice affected by the abandoned mining sites were collected. Soil chemical properties and As concentrations (total and sequential extracted) in soils were determined and As concentrations in polished rice were analyzed. The average concentration of As in non-specifically adsorbed (F1), specifically adsorbed (F2), amorphous hydrous oxides of Fe and Al (F3), crystalline hydrous oxides of Fe and Al (F4) and residual phase (F5) were 0.08, 1.38, 10.34, 3.26 and $10.98mgkg^{-1}$, respectively. Both soil pH and available phosphorus were positively correlated with the concentrations of As in F1 and F2. These results indicate that increasing the soil pH and available phosphorus can significantly increase the easily mobile fractions of As (F1 and F2). The average concentration of As in polished rice was $0.09mgkg^{-1}$. The concentrations of As in F1 and F2 showed a positive correlation with the concentrations of As in polished rice. Therefore soil pH and available phosphorus affect the distribution of As fractionation in soils and thus affect As bioavailability.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.167-175
• /
• 1971

김해특이 산성토양에서 벼생육을 저해하는 원인을 구명하고자 폿트에 벼를 재배하면서 생육기간동안 2주일 간격으로 토양 및 용출액 pH, Eh, $Fe^{2+}$, Al 등의 변화를 조사하였고 수확기 식물체에 대해 P, Si, Fe, Al 등을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 생육초기에는 무처리구나 석회처리구에서 모두 정상적인 생육을 하였으나 유수형성기 며칠 전에 무처리구에서 갑자기 적갈색반점이 나타나기 시작하여 2~3일 사이에 극심하게 전 부위에 퍼졌다. 이때에 생육이 극히 저해를 받아 그 이후의 생육은 상당히 억제되어 결국 수량에 있어서 큰 차이를 가져왔다. 이 시기에 토양은 급격한 환원이 일어났으며 FeS의 생성이 현저하였으나 유리 $H_2S$는 검출되지 않았다. 피해가 없었든 석회처리구에서는 Al이 검출되지 않았으나 무처리구에서만 토양이나 용출액 중에 Al이 상당량 존재해있었다. $Fe^{2+}$은 토양 중에서는 석회처리구에서 오히려 높았고 용출액 중에서는 석회구보다 무처리구에서 약간 높은 경향이었으나 그차는 크지 않았다. 그러나 용출액중의 $Fe^{2+}$의 함량은 무처리에서 후기 계속 높은 경향이었으나 석회구에서는 극히 낮은 농도로 떨어졌다. 토양에서도 후기에는 석회처리구를 훨씬 능가하여 높은 함량을 보였다. 식물체 분석결과 처리에 무관하게 P의 함량이 보통답에서 자란 벼보다 낮은 경향이었고 석회처리에 의해 Si의 흡수량이 현저히 증가하였다. Fe나 Al의 함량은 무처리구에서 모두 높았는데 Fe 함량 차이가 더 뚜렷하였다. 이는 생육후기에 무처리구에서 $Fe^{2+}$가 계속 높은 함량을 보였기 때문으로 보인다. 결론적으로 이 특이 산성토양에서의 피해는 pH가 낮고 Al 함량이 비교적 높은 상태에서 강한 환원에 의해 유발되는 것으로 생각되어 $Fe^{2+}$에 의한 피해 여부를 조사하기 위해서는 생육기간중 Fe 흡수상황을 식물체 분석을 통하여 더욱 검토하여야 할 것이다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제109권2호
• /
• pp.157-168
• /
• 2020

본 연구는 국내 산림토양을 대상으로 새로운 민감도 평가기법을 활용하여 산림토양 산성화 민감도를 평가하여 3가지 등급으로 구분하고, 각 민감도 그룹별 산성화 정도 및 토양 이화학적 특성을 비교·분석하여 산림토양의 질적 현황을 파악하려는 목적으로 수행되었다. 공시토양은 국립산림과학원에서 설치한 산성화 모니터링 고정조사지에서 채취하여 이화학적 특성 분석에 활용하였으며, 산림토양 산성화 민감도는 토양 pHH2O, 양이온치환용량(Cation exchange capacity, CEC), 염기포화도(Base saturation, BS)를 활용하여 평가하였다: '양호'(pH≧4.2, CEC≧15cmol/kg, BS≧15%), '주의'(1~2개 지표 '양호'등급 기준미달), '심각'(3가지 지표 모두 미달). 전체 공시토양의 약 19%가 '양호'등급으로 분류되었으며, 66%와 15%는 각각 '주의'와 '심각'등급으로 분류되었다. 양호등급의 경우 양분의 상태(치환성 양이온, 치환성 양이온/전질소 몰비), CEC, BS 등 대부분의 토양 인자들이 수목 생육에 적합한 수준인 것으로 나타났다. 그러나 주의 및 심각 등급으로 갈수록 토양의 양분, CEC, BS 등의 인자들이 양호등급의 토양보다 유의하게 낮았으며, K⁺ 등의 필수 영양소가 결핍되는 현상이 나타났다. 또한, 독성물질인 치환성 알루미늄의 농도가 양호등급에 비해 2배 이상 높고, 치환성 알루미늄의 독성발현 가능성을 평가하는 Ca/Al지표가 0.6이하로 나타나 산성화로 인해 수목 생육이 저해될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이러한 현상은 토양 산성화로 인한 양분의 용탈 및 치환성알루미늄의 농도 등의 차이 때문으로 사료되며, 주의 및 심각등급의 토양은 산성화로 인한 토양의 질적 저하가 진행되고 있는 것으로 판단된다. 그러므로 산성화로 인한 산림쇠퇴를 방지하기 위해서는 pH교정을 통해 치환성 알루미늄의 유효도를 감소시키고 부족해진 양분을 보충하는 등 토양의 이화학적 환경회복이 필요할 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Ecology
• /
• 제26권2호
• /
• pp.87-89
• /
• 2003

Although a forest damage of large area due to air pollution has not yet been found in Korea, declines of Korean red pine (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.), the most common coniferous species, have been locally reported. To evaluate the effect of air pollution and acid deposition on the forests, SO$_2$ concentration, acid load, soil pH and tree decline were monitored for 13 years from 1988 to 2001 in Namsan, Doowang and Gyebangsan with the gradient of air pollution. During the study period, annual mean SO$_2$ concentration in Namsan, Doowang and Gyebangsan were 14 ppb, 13 ppb and 6 ppb, respectively. Annual mean acid loads in Namsan and Doowang were three to four times more than that in Gyebangsan. As respected, forest surface soils in Namsan and Doowang were acidified to pH 4.1 and 4.3, whereas that in Gyebangsan showed normal value as pH 5.4. On the other hand, decline degrees of Korean red pines in Namsan and Doowang in both 1996 and 2001 were higher than those in Gyebangsan. It is reasonable that the severer tree declines in Namsan and Doowang could be closely related with the higher air pollution, acid load, and the effects (possibly Ca deficit and Al toxicity) of soil acidification.