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토양(土壤) 수분(水分)의 상태(狀態)가 대두(大豆)의 생육(生育) 및 근계발달(根系發達) 특성(特性)과 P, K 흡수(吸收)에 미치는 영향(影響)
정영상,임형식,하상건,한성,Jung, Yeong-Sang,Lim, Hyung-Sik,Ha, Sang-Geun,Han, Seong 한국토양비료학회 1992 한국토양비료학회지 Vol.25 No.1
토양수분(土壤水分)의 상태(狀態)가 콩의 지하부(地上部) 및 뿌리의 생육(生育)과 P, K흡수(吸收)에 미치는 영향(影響)을 알아보기 위하여 강수(降水)가 차단(遮斷)된 비닐하우스 내(內)에서 지하수위(地下水位)를 20cm, 40cm 그리고 60cm로 조절(調節)된 상태(狀態)의 mini-rhyzotron에서 팔달콩을 재배(栽培)하였다. 이와 비교(比較)하기 위하여 1/2000a Wagner 포트에서 단장용수량(團場容水量)으로 유지(維持)된 적습상태(適濕狀態)와 유효수분(有效水分)의 80%가 소모(消耗)되어 토양수분(土壤水分)이 부족(不足)한 상태(狀態)를 비교(比較)하였다. 각 포트에 발아(發芽)된 콩을 심어 세 개씩의 개체(個體)를 재배(栽培)하여 재배(栽培) 37일(日) 째와 수확기(收穫期)에 식물체(植物體)의 지상부(地上部) 및 뿌리를 채취(採取)하여 분석(分析)하였다. 지상부(地上部) 및 뿌리의 생육(生育)은 토양수분(土壤水分)이 부족(不足)한 처리(處理)와 지하수위(地下水位)가 20cm로 높아 과습상태(過濕狀態)가 유지(維持)된 처리(處理)에서 제한(制限)되었다. 적습유지(適濕維持) 처리(處理)와 지하수위(地下水位) 및 60cm 유지(維持) 처리(處理) 간(間)에는 큰 차이(差異)가 없었다. 생육초기(生育初期)에 식물체(植物體) 지상부(地上部)의 P 및 K의 함량(含量)은 토양수분(土壤水分)이 부족(不足)한 처리(處理)에서 적습유지(適濕維持) 처리(處理)에서보다 높았으며, 후기(後期)에는 적습유지(適濕維持) 처리(處理)에서 높았다. 전체(全體) 흡수량(吸水量)은 건물중(乾物重)이 많은 적습유지(適濕維持) 처리(處理)에서 많았다. 뿌리의 건물중(乾物重)과 길이는 지상부(地上部)보다 더 크게 영향(影響)을 받았다. 토양수분(土壤水分)의 상태(狀態)의 차이(差異)에 의하여 뿌리의 형태해부학적(形態解副學的) 차이(差異)가 있음이 관찰(觀察)되었다. 적습유지(適濕維持) 처리(處理)에서는 정상적(正常的)인 치밀(緻密)한 cortex조직(組織)이 발달(發達)되었으나, 지하수위(地下水位)가 높아 토양수분(土壤水分)이 과다(過多)한 상태(狀態)에서 생육(生育)한 뿌리에서는 비정상적(非正常的)인 cortex조직(組織)에 aerenchyma가 형성(形成)되었다. Aerenchma는 내초(內梢)의 분열조직(分裂組織) 부근을 중심(中心)으로 형성(形成)되었다. 이 시험조건(試驗條件)에서 발견(發見)된 콩의 뿌리에서 aerenchyuma의 형성(形成)은 과다(過多)한 토양수분(土壤水分) 조건(條件)에 대한 콩 식물체(植物體)의 적응성(適應性)의 하나로 판단(判斷)되며, 우리나라에서 논뚝과 같이 토양수분(土壤水分)이 과다(過多)한 조건(條件)에서 콩의 재배(栽培)가 가능(可能)한 이유(理由) 중(中)의 하나로 보아진다. An experiment was conducted to find out effect of soil water condition on shoot and root growth and P, K uptake by soybean plants. Soybean plants were grown under different soil water table levels, 20cm, 40cm and 60cm below the soil surface using minirhizotron with 20cm in diameter, and well irrigated and water stressed conditions using 1/2000a Waganer pots. Three soybean plants, Paldal culfivar, were grown and sampled at the early growing period, 37 days after planting, and at the harvesing period, 115 days after planting. Shoot and root growth were restricted by water stresed condition and by excessive soil water condition with the 20cm water table. Little difference in shoot and root growth were found between well irrigated condition and 40cm or 60cm water table conditions. The P and K contents in shoot under water stressed condition were higher than well irrigated condition at the early growing period but reversed at later harvesting period. The dry weight and length of roots were more severely restricted by water stress than those of shoots. Root morphological difference was found by anatomical observation. Normal cortex was developed under the well irrigated condition, while abnormal cortex with aerenchyma formed by lysis under excessive water conditions of 20 or 40cm water talbes. Aerenchyma was formed at outer skirt of pericycle. Role of formation of aerenchyma of soybean roots might be an adaptation to excessive soil water condition and possibly related to survival of soybean roots growing under near flooding condition on dikes of paddy lands.
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토양온도(土壤溫度)가 대두(大豆)의 생육(生育) 및 뿌리 특성(特性)과 P, K 흡수(吸收)에 미치는 영향(影響)
정영상,한성,하상건,임형식,Jung, Yeong-Sang,Han, Seong,Ha, Sang-Geun,Lim, Hyung-Sik 한국토양비료학회 1992 한국토양비료학회지 Vol.25 No.1
토양(土壤)의 온도(溫度)가 콩의 지상부(地上部) 및 뿌리생육(生育) 특성(特性)과 물 및 양분(養分)의 흡수(吸收)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 온도(溫室) 내에서 포트시험(試驗)을 하였다. 온도(溫度)가 자동조절(自動調節)되는 대형수조(大型水槽)에 근권(根圈)의 토양온도(土壤溫度)를 저온(低溫)인 $17^{\circ}C$, 중온(中溫)인 $25^{\circ}C$ 및 고온(高溫)인 $32^{\circ}C$로 조절(調節)하여 삼각사양토(三角砂壤土)와 이현미사질양토(梨峴微砂質壤土)로 충전(充塡)된 포트에 발아(發芽)된 팔달(八達)콩을 심어 43일간 재배(栽培)하면서 지상부(地上部)와 뿌리의 생육특성(生育特性)을 조사(調査)하고 P및 K의 흡수량(吸收量)을 조사(調査)하였다. 토양온도(土壤溫度) $17^{\circ}C$에서 $32^{\circ}C$ 범위(範圍)에서 지상부(地上部)와 지하부(地下部)의 생육량(生育量)은 온도(溫度)가 높을수록 많았으며, 초기(初期)의 지하부(地下部) 건물중(乾物重) 증가(增加)는 지상부(地上部) 건물중(乾物重) 증가(增加) 보다 빨랐다. 저온(低溫)과 중온조건(中溫條件)에서는 미사질양토(微砂質壤土)와 사양토(砂壤土) 간에 지상부(地上部) 생육량(生育量)에 큰 차이(差異)가 없었으나 고온(高溫)에서는 생육(生育) 35일(日) 이후에 미사질양토(微砂質壤土)에서 생육(生育)한 콩의 뿌리의 길이가 길었고, 저온조건(低溫條件)의 사양토(砂壤土)에서 生育한 콩의 뿌리가 굵었다. 콩 식물체(植物體) 전체(全醴)의 P및 K의 흡수량(吸收量)은 온도(溫度)가 높을수록 많았고 단위(單位) 뿌리길이당 흡수속도(吸收速度)는 사양토(砂壤土)에서 빨랐다. $25^{\circ}C$에서의 단위(單位) 뿌리표면적(表面積)당 흡수속도(吸收速度)를 기준(墓準)으로 Dalton과 Gardner의 물흡수속도(吸收速度)의 온도의존성(溫度依存性)과 비교(比較)하여 본 결과(結果) P및 K모두 강한 온도의존성(溫度依存性)을 보였으며, $25^{\circ}C$에서 저온(低溫)으로 갈수록 능동적흡수(能動的吸收)가 없는 온도의존성(溫度依存性)을 그리고 고온(高溫)으로 갈수록 능동적흡수(能動的吸收)가 있는 온도의존성(溫度依存性)을 보였다. A pot experiment was conducted to understand effect of soil temperaute on soybean shoot and root growth, and its relations to nutrient uptake including phosporus and potassium. Pregerminated soybean seedlings, Paldal cultivar, were planted for 43 days on the pots with Ihyeon silt loam and Samgag sandy loam in the temperature controled water baths at 17, 25 and $32^{\circ}C$. Shoot and root samples were taken at four times and analyzed. Shoot and root dry matter weights were heavier as higher soil temperaure. The root dry matter increased faster than shoot at earlier period. Shoot dry matter weights grown at 17 and $25^{\circ}C$ showed little difference between two soils, however, those grown in silt loam at $32^{\circ}C$ were heavier than sandy loam. The total lengths of roots were longer as higher soil temperature, and longer in silt loam than sandy loam. The roots grown in sandy loam at low temperature were thicker than the roots grown in silt loam at high temperature. The uptakes of phosphorus and potassium were higher as higher tempeature with same trend with dry matter. The uptake rate of unit root surface area was higher in sandy loam soil than silt loam. The uptake rates showed strong dependence on soil temperature as well as dependence of water uptake rate. Based on Dalton and Gardner model, at high temperature the dependence trend of phosphorus and potassium on soil temperature showed with active uptake model, while at low temperature the dependence showed without active uptake model.
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Kyung-Hwa Han(한경화),Hyun-Jun Cho(조현준),Seung-Oh Hur(허승오),Sang-Geun Ha(하상건),Hee-Rae Cho(조희래),Sang-Ho Jeon(전상호) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회지 Vol.43 No.1
본 연구는 논토양 쟁기바닥층을 대상으로 특성을 파악하고 토양입자분포를 프랙탈차원화하여 물이동을 추정하고자 수행하였다. 모내기전 비담수기에 보통논과 사질논 12지점을 각각 선정하였다. 선정지점에서 깊이별 관입경도를 측정하여 쟁기바닥층 출현깊이와 두께를 도출하였다. 표토와 쟁기바닥층에서 토양입자분포, 유기물함량, 산중식 경도를, 쟁기바닥층에서 2인치 코아시료를 채취한 후 변수위법으로 포화수리전도도를 측정하였다. 토양입자분포의 프랙탈 차원화는 측정한 입자분포자료, 0-0.002, 0.002-0.053, 0.053-0.1, 0.1-0.25, 0.25-0.5, 0.5-1.0, 1.0-2.0 ㎜의 함량을 활용하여 Tyler와 Wheatcraft (1992)의 방법을 따랐다. 조사한 연구지점의 쟁기바닥층 출현깊이는 5-30 ㎝, 두께는 5-17 ㎝로 분포하였으며 보통논이 사질논보다 평균적으로 출현깊이가 깊고 두께는 얇은 것으로 나타났다. 또한 보통논은 점토함량이 18%이상으로 상대적으로 세립질 토성을, 사질논은 18%이하로 조립질 토성을 나타내었다. 토양입자분포의 프랙탈차원 (Dm)은 세립질 토성일수록 높은 값을 나타내었으며 조립질토양에서 더 높은 프랙탈성을 나타내었다. 포화수리전도도는 0.5-1420 ㎜ day?¹로 분포하였으며 사력질 사질논에서 가장 높은 값을 나타내었다. 포화수리전도도는 점토함량과 Dm이 증가함에 따라 감소하는 경향이 나타났으며 멱함수의 형태를 나타내었다. 점토함량보다 Dm을 독립변수로 사용했을 시, 적합된 멱함수의 결정계수가 높았으며 특히 사질논이 보통논보다 결정계수가 높게 나타났다. 따라서 본 연구는 토양입자분포를 프랙탈 차원화를 통해 단일 값으로 표현하여 포화수리전도도 등의 물이동 특성 추정에 활용할 수 있다고 보여준다 할 수 있다. 특히 조립질 토성을 가진 논토양의 물이동 추정에 유용할 것으로 판단할 수 있었다. This study was carried out to investigate plow pan characteristics and to grasp the relationship between its particle size distribution fractal dimension (Dm) and water transport in paddy plow pan. Twenty four soil sampling sites with different management groups, ordinary and sandy-textured, were selected and investigated for physical properties of soils such as Yamanaka hardness in April, non-submerged condition, before rice seedling transplanting. The plow pan appearing depth and thickness was determined by penetration resistance profile. Undisturbed core samples with five replicates were sampled at plow pan layer with 2 inch cores for measuring soil bulk density and saturated hydraulic conductivity. The particle size distribution fractal dimension (Dm) was calculated by the method following the procedure Tyler and Wheacraft (1992), using the USDA-based particle size analysis data with fractions of 0-0.002, 0.002-0.053, 0.053-0.1, 0.1-0.25, 0.25-0.5, 0.5-1.0, and 1.0-2.0 ㎜. The plow pan of investigated fields appeared at a range from 5 to 30 ㎝ depth, showing minimum value in sandy-textured management group and maximum value in ordinary management group. The thickness of plow pan were distributed from 5 to 17 ㎝, showing both minimum and maximum values in sandy-textured management group. Averagely, the plow appearing depth were deeper in ordinary management group than in sandy-textured management group, whereas the reverse in the thickness of plow pan. The particle size distribution fractal dimension (Dm) had higher value with finer textures, with higher fractality in coarser texture. Saturated hydraulic conductivities, Ks, of plow pan soils distributed from 0.5 to 1420 ㎜ day?¹, having the highest value in sandy skeletal soils. The Ks decreased with decreasing clay content and Dm, showing power function relationships. The coefficient of determination, R², of the fitted power functions were higher in Dm as x-axis than in clay content. This means that Dm could give us more effective estimation than clay content. Especially, sandy-textured paddy soils had higher R², compared to ordinary paddy soils. Ks of relatively coarse-textured soils with less than 18% of clay content, therefore, was more dependent on particle size distribution than that of relatively fine-textured soils. From these results, it could be concluded that the fractal scaling gives us a unique quantity describing particle size distribution and then can be applied to estimate saturated hydraulic conductivity, especially more effective in coarse-textured soils.
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