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과산화수소 처리에 의한 토양 유기물 분해 반응의 온도 변화
백누리 ( Nu-ri Baek ),정영재 ( Young-jae Jeong ),서보성 ( Bo-seong Seo ),이수진 ( Su-jin Lee ),이승민 ( Seung-min Lee ),김한중 ( Han-joong Kim ),최현수 ( Hyeon-soo Choi ),오효림 ( Hyo-rim Oh ),박서우 ( Se-ou Park ),신은서 ( Eun-se 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-
토양 유기물은 토양 건강의 가장 중요한 지표이다. 토양 유기물은 대표적으로 원소분석기를 이용한 산화법과 Walkley Black (WB) 방법을 이용한 습식분해법으로 분석할 수 있다. 하지만, 원소 분석기는 고가의 장비이고, 중크롬산칼륨과 황산 등을 사용하는 WB 방법은 실험의 위험성과 폐액발생 등의 문제가 있다. 따라서, 보다 간편하고 안전하게 토양 유기물 함량을 분석할 수 있는 방법을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 환경 독성이 거의 없는 과산화수소(산화제)와 토양을 반응시켜, 토양 유기물 산화에 의해 발생하는 열에 의한 온도 상승을 이용한 토양 유기물 함량 분석법 개발을 위한 예비 실험을 수행하였다. 토양(5.52 g C kg<sup>-1</sup>) 0.25-10 g (탄소로 1.4-55.2 mg)을 250mL 삼각플라스크에 담고 30% 과산화수소 20 mL를 투입하여 토양 유기물을 산화시켰다. 토양 1 g 이상에서 반응 온도가 유의하게 증가하였고, 토양 5 g 이상에서는 반응 10분 이내에 온도가 85-90℃ 까지 상승하였다. 토양 투입량(탄소함량)과 최대 온도 간에 결정계수 0.96 이상의 상관관계가 있었다. 과산화수소의 산화 반응 후 잔류 토양의 탄소함량을 분석한 결과 초기 탄소의 10-14%가 산화되었으며, 토양 투입량이 1 g에서 10 g으로 증가함에 따라 산화율은 66%에서 24%로 감소하였다. 본 연구 결과를 통해 토양 유기물 함량에 따라 과산화수소와의 산화 반응에서 발생하는 열에 의한 온도 차이가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 향후, 이를 활용하여 토양 유기물 함량을 간편하게 분석할 수 있는 기법 개발이 가능할 것으로 기대된다.
Changes in Soil Salinity and Rice Yield with Cultivation Years in Reclaimed Coastal Tideland
Hyun-Jin Park(박현진),Bo-Seong Seo(서보성),Young-Jae Jeong(정영재),Seung-min Lee(이승민),Su-Jin Lee(이수진),Nu-Ri Baek(백누리),Han-Joong Kim(김한중),Hyeon-Soo Choi(최현수),Hyo-Rim Oh(오효림),Woo-Jung Choi(최우정) 한국토양비료학회 2020 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2020 No.10
토양 수분함량 변화에 따른 용적전기전도도 변화와 포화침출액전기전도도의 상관관계
백누리(Nuri Baek),서보성(Bo-Seong Seo),정영재(Young-Jae Jeong),이승민(Seung-Min Lee),김한중(Han-Joong Kim),오효림(Hyo-Lim, Oh),최현수(Hyeon-Su Choi),박서우(Seo-Woo Park),허수빈(Su-Bin Seo),신은서(Eun-Seo Sin),최우정(Woo-Jung Choi) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
간척농지 염농도 관리를 위해서 염농도 자동계측기 설치가 확대되고 있다. 자동계측기에서는 용적전기 전도도(Bulk electrical conductivity, EC<SUB>b</SUB>)가 측정되는데, EC<SUB>b</SUB>는 토양 수분에 크게 영향을 받는다. 따라서, EC<SUB>b</SUB>를 토양 수분함량에 독립적인 포화침출액 전기전도도(Saturated-paste extract EC, EC<SUB>e</SUB>)로 환산할 필요가 있다. 본 연구에서는, 실내 토조실험을 통해 사양토와 미사질 양토를 이용하여 EC<SUB>b</SUB>와 EC<SUB>e</SUB>의 상관관계를 구명하였다. 토조에 세 가지 수준의 염농도로 조정된 토양을 충진하고 염농도 센서(Teros12)를 설치한 후 수분을 과포화 상태로 조정하여 각각의 토양에 대해 약 2주간 실험을 수행하였다. 사양토의 EC<SUB>e</SUB>는 4.5, 7.0, 10.5 dS m<SUP>-1</SUP> 였고, 미사질양토의 EC<SUB>e</SUB>는 4.3, 7.8, 11.4 dS m<SUP>-1</SUP> 였다. 시간이 경과함에 따라 토양 수분 함량은 증발에 의해 약 0.2 cm³ cm<SUP>-3</SUP>로 감소하였다. 수분 함량이 과포화에서 약 0.3 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 수준으로 감소하는 동안 EC<SUB>b</SUB>는 염 농축에 의해 증가하였지만, 그 이후부터는 수분 함량이 감소함에 따라 이온 활동도가 감소하여 EC<SUB>b</SUB>도 감소하였다. EC<SUB>b</SUB>가 EC<SUB>e</SUB>에 가장 근접하게 측정되는 수분함량은 토양 염농도 수분별로 상이하였는데, 사양토의 경우 ECe는 4.5, 7.0, 10.5 dS m<SUP>-1</SUP>에서 각각 0.39, 0.39, 0.28 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 였고, 미사질양토의 경우에는 ECe는 4.3, 7.8, 11.4 dS m<SUP>-1</SUP>에서 각각 0.48, 0.62, 0.50 cm³ cm<SUP>-3</SUP> 였다. 해당 수분 함량에서 EC<SUB>b</SUB>와 EC<SUB>e</SUB>는 매우 강한 상관관계를 보였는데, 회귀식은 사양토와 미사질양토가 각각 EC<SUB>b</SUB>=EC<SUB>e</SUB> 0.80 x + 1.3, EC<SUB>b</SUB>=EC<SUB>e</SUB> –0.27 x² + 4.7 x - 9.8 였다. 본 연구결과는 염농도 자동계측기에서 측정하는 EC<SUB>b</SUB>가 토양 수분함량이 높을 때는 염농도 희석, 그리고 수분함량이 낮을 때는 이온 활동도 감소에 의해 크게 변하는 것을 보여준다. 따라서, EC<SUB>b</SUB>가 EC<SUB>e</SUB>와 유사한 토양 수분 함량 조건에서만 EC<SUB>b</SUB>를 직접 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 염농도 자동계측기의 활용도를 높이기 위해서는 토양수분함량에 따른 EC<SUB>b</SUB> 변화를 정량화하여 토양수분함량의 영향을 제거할 수 있는 방법 개발이 필요하다.