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Effect of Decomposition on Nitrogen Dynamics in Soil Applied with Compost and Rye
Byong-Gu Ko,Myung-Sook Kim,Seong-Jin Park,Sun-Gang Yun,Taek-Keun Oh,Chang Hoon Lee 한국토양비료학회 2015 한국토양비료학회지 Vol.48 No.6
Soil organic matter (SOM) plays an important role in the continuous production and environmental conservation in arable soils. In particular, the decomposition of organic matter in soil might promote soil organic matter and fertility due to the mineralization of N. In this study, to evaluate the effect of organic matter amendment on the C mineralization and N dynamic, CO₂-C flux, extractable N and N₂O emission were determined using closed chamber for 4 weeks at 10, 15, 20°C of incubation temperature after the mixture of 2 Mg ha<SUP>-1</SUP> rice straw compost and rye in sandy loam and clay loam. Regardless of soil texture, decomposition rates of rice straw compost and rye at 10~20°C of incubation temperature ranged from 0.9 to 3.8% and 8.8 to 20.3%, respectively. Rye application in soil increased NH₄-N and NO₃-N content as well as the N₂O emission compared to the rice straw compost. After incubation for 4 weeks, total C content in two soils was higher in rice straw compost than in rye application. In conclusion, application of rice straw compost and rye to soil was able to improve the soil organic matter and fertility. However, organic matter including the recalcitrant compounds like rice straw compost would be effective on the management of soil organic matter and the reduction of greenhouse gases in soil.
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Effect of Decomposition on Nitrogen Dynamics in Soil Applied with Compost and Rye
Ko, Byong-Gu,Kim, Myung-Sook,Park, Seong-Jin,Yun, Sun-Gang,Oh, Taek-Keun,Lee, Chang Hoon 한국토양비료학회 2015 한국토양비료학회지 Vol.48 No.6
Soil organic matter (SOM) plays an important role in the continuous production and environmental conservation in arable soils. In particular, the decomposition of organic matter in soil might promote soil organic matter and fertility due to the mineralization of N. In this study, to evaluate the effect of organic matter amendment on the C mineralization and N dynamic, $CO_2-C$ flux, extractable N and $N_2O$ emission were determined using closed chamber for 4 weeks at 10, 15, $20^{\circ}C$ of incubation temperature after the mixture of $2Mgha^{-1}$ rice straw compost and rye in sandy loam and clay loam. Regardless of soil texture, decomposition rates of rice straw compost and rye at $10{\sim}20^{\circ}C$ of incubation temperature ranged from 0.9 to 3.8% and 8.8 to 20.3%, respectively. Rye application in soil increased $NH_4-N$ and $NO_3-N$ content as well as the $N_2O$ emission compared to the rice straw compost. After incubation for 4 weeks, total C content in two soils was higher in rice straw compost than in rye application. In conclusion, application of rice straw compost and rye to soil was able to improve the soil organic matter and fertility. However, organic matter including the recalcitrant compounds like rice straw compost would be effective on the management of soil organic matter and the reduction of greenhouse gases in soil.
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Byong-Gu Ko,Chang-Hoon Lee,Myung-Sook Kim,Gun-Yeob Kim,Seong-Jin Park,Sun-Gang Yun 한국토양비료학회 2016 한국토양비료학회지 Vol.49 No.5
Soil respiration has been recognized as a key factor of the change of organic matter and fertility due to the carbon and nitrogen mineralization. In this study, we evaluated the effect of soil respiration on the light fraction-C and inorganic N content depending on temperature in soil applied with organic matter. Soil respiration was calculated by using total CO₂ flux released from soil applied with 2 Mg ha<SUP>-1</SUP> of rice straw compost and rye for 8 weeks incubation at 15, 25, 35°C under incubation test. After incubation test, light fraction and inorganic N content were investigated. Rye application dramatically increased soil respiration with increasing temperature. Q10 value of rye application was 1.69, which was higher 27% than that of rice straw compost application. Light-C and NO₃-N contents were negatively correlated to soil respiration. Light-C in rye application more decreased than that in rice straw compost with temperature levels. These results indicate that temperature sensitivity of soil respiration could affect soil organic mater content and N availability in soil due to carbon availability. Also, light fraction would be useful indicator to evaluate decomposition rate of organic matter in soil under a short-term test.
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고병구(Byong-Gu Ko),강기경(Kee-Kyung Kang),이덕배(Deog-Bae Lee),김건엽(Gun-Yeob Kim),홍석영(Suk-Young Hong),김민경(Min-Kyeong Kim),소규호(Kyu-Ho So),서명철(Myung-Chul Seo),서종호(Jong-Ho Seo) 한국토양비료학회 2009 한국토양비료학회지 Vol.42 No.6
우리나라 주요 바이오에너지 작물인 밀, 유채, 보리, 옥수수, 고구마를 대상으로 그 에너지화 하는 잠재적 가치를 평가하기 위하여, 바이오매스 생산량과 생산열량을 조사 분석하였고, 작물재배기간 동안 투입 및 생산요인을 작물간에 분석하였다. 바이오매스 생산량은 작물별 조사한 결과와 농림통계연보에 있는 데이타와는 차이가 있었으며, 특히 작물간 및 품종간에도 차이가 있었다. 본 연구에서는 작물별 직접 조사한 결과를 이용하여 바이오매스량, 총생산열량 등을 비교분석하였다. 바이오매스 생산량에 대하여 주요 에너지 이용 부위만 고려할 때 고구마가 가장 많았고, 지상부의 곡류부위를 포함한 총 바이오매스는 옥수수(강다옥)가 많은 것으로 나타났다. 부위별 열량을 비교해 보면 바이오 에탄올의 주 원료가 되는 밀, 옥수수 등은 3,879∼4,317 ㎈ g?¹으로 비슷한 값을 보였으나, 바이오 디젤의 주 원료로 사용되는 유지작물인 유채의 씨(에너지 이용부위)는 6,673∼6,725 ㎈ g?¹으로 가장 높게 나타났다. 단위면적당 총 생산열량은 총바이오매스가 가장 많은 옥수수의 강다옥이 8,263 ㎉ m?² 으로 가장 높게 나타났다. 옥수수의 경우 영농에 필요한 투입이 가장 많았으며 생산량 가장 많은 것으로 나타났다. 고구마는 투입요소가 전반적으로 보통임에도 불구하고 생산요인은 높은 것으로 나타났다. 추후 대상작물을 확대하여 조사할 필요가 있으며, 우리나라의 좁은 농경지 면적을 감안하여 효율적 이용 측면도 고려하여 적절한 바이오에너지 작물을 선발할 필요가 있다. To evaluate the potential value of the major bioenergy crops which are wheat, canola, barley, corn, and sweet potato in Korea, we investigated the production of biomass and calorific value of crops, and also compared input and output factors among bioenergy crops during the cultivation period. There was difference between the biomass values in Agricultural and Forestry statistical yearbook(2006) and the one investigated in this experiment, also there was difference in crops and in species. Among the crops investigated, sweet potato(Jinhongmi, Yulmi) was shown the highest amount of biomass production and corn(Gangdaok) was shown the highest amount of the total biomass which is the total aboveground biomass at harvest. Oilseed canola which is presently a major source of bio-diesel had highest calorific value as 6,673~6,725 ㎈ g?¹. Wheat and corn grains which are source of bio-ethanol were in the range of 3,879~4,317 ㎈ g?¹. Gangdaok(Corn) produce the highest total calorific value in unit cultivating area among the crops as 8,263 ㎉ m?². Corn was shown that the input and output factors were the highest level among bioenergy crops during cultivation period. Sweet potato also was shown that output factor was the highest level though its input factors were average level. It is needed to be investigated more crops for collecting the higher potential value of bioenergy production further considering small land area and its effective utilization in Korea.
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연구보문 : 토양환경 ; 용인시의 토지이용면적과 지표면 온도 변화를 이용한 환경보전 기능변동 계량화
고병구 ( Byong Gu Ko ),강기경 ( Kee Kyung Kang ),홍석영 ( Suk Young Hong ),이덕배 ( Deog Bae Lee ),김민경 ( Min Kyeong Kim ),서명철 ( Myung Chul Seo ),김건엽 ( Gun Yeob Kim ),박광래 ( Kwang Lai Park ),이정택 ( Jung Taek Lee ) 한국환경농학회 2009 한국환경농학회지 Vol.28 No.1
도시화로 인하여 농경지가 지속적으로 줄어듦에 따라 농업의 환경적 공익기능도 축소되고 있다. 따라서 농업의 공익기능 관련 실증 분석사례를 제공함으로써 식량안보 및 농업의 공익기능을 유지하고 농지보전 정책 논리를 제공하고자, 용인시를 대상으로 토지이용도를 이용한 연차별 농경지 이용면적과 변화를 분석하고 지표면 온도 추정을 통하여 환경보전 기능을 평가하였다. 최근 10년간 도시화가 현저히 진행된 용인시를 대상으로 세부정밀토양도에 기반한 1999년 토지이용 현황과 위성영상에서 추출한 농경지 지도와 지적도에 기반한 2006년의 농경지를 중심으로 한 토지이용 현황을 비교해 보면 논, 밭, 과수원 등 농경지와 산림의 분포가 현저히 감소한 반면, 주거·도심지의 면적이 크게 확대된 것으로 나타났다. 특히 처인구에서 농경지 감소와 도심지 확장 현상이 눈에 띄게 나타났다. 토지이용 면적 및 지목별 변화를 보면 1999년 용인시 토지이용 면적은 산림 > 논 > 밭 > 주거·도심지 순으로 나타났으나 2006년의 토지이용 면적은 산림 > 주거·도심지 > 논밭 순으로 바뀌었다. 논과 밭의 면적은 1999년에 비해 2006년에 각각 34%와 41% 감소하였고, 주거·도심지 면적은 245% 증가하였다. 논이 주거·도심지로 전용된 면적이 1,751.1 ha이며, 밭이 주거·도심지로 전용된 면적이 1,242.1ha로 나타나 전용된 면적의 가장 많은 부분을 차지하는 것으로 나타났다. 용인시의 농경지 면적 변화에 따른 농업의 환경적 기능변화에 대하여 계량화한 결과는 논 면적이 1999년에 8,063.3ha에서 2006년에 5,309.3 ha로 감소한 결과, 농경지의 환경적 공익기능이 34% 감소한 것으로 나타났다. 마찬가지로 밭 면적이 1999년에 3,572.1 ha에서 2006년 2,112.5 ha로 줄어듦에 따라 환경적 공익기능이 41% 감소된 것으로 나타났다. Landsat TM 영상의 열 적외광을 이용하여 용인시의 두 시기별 지표면 온도 분포를 비교 분석하였다. 1994년 9월에는 20℃ 이하가 대부분이었으나, 농경지 및 산림 감소와 도시 확장 이후인 2006년 9월에는 25℃ 이상 되는 지역의 면적이 현저히 넓게 분포하는 것으로 변화하였다. 시기별 토지 이용별 지표면 온도분포 비교를 하였을 때 1994년 9월 지표면 온도 영상에서 25℃ 이상인 지역은 전체 면적의 0.3%로 나타났고, 2006년 9월은 11.2%로 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 2006년 9월에 지표면 온도가 25℃ 이상 되는 지역에 분포하는 주거·도심지의 면적이 37.7%로 가장 높게 나타났으며, 논과 산림의 분포면적 비율이 각각 5.6%와 4%로 나타났다. 위의 결과로 여름철 고온기에 논과 산림이 주변의 지표면 온도를 낮춰주는 기후순화 기능이 크다는 것으로 추정할 수 있었다. This study was aimed at assess environmental conservation functions by analyzing the change of land use areas in agricultural fields between 1999 and 2006, and comparing land surface temperature distribution between 1994 and 2006 in Yongin city. Land use maps of Yongin city were obtained from soil maps for 1999, Quickbird satellite images(less than 1 m) and parcel map for 2006. The land use area for Yongin city was in the order of forest > paddy field > upland > residence & building in 1999, and forest > residence & building > paddy field > upland in 2006. Decrease of paddy and upland fields reduced 34% and 41% of the capability of agricultural multifunctionality as to environment including flood control, groundwater recharge, and air cooling. Land surface temperature(LST) was derived from Landsat TM thermal infrared band acquired in September of 1994 and 2006 and classified into three grades. The results impplied that green vegetation in agricultural field and forest play an important role to reduce land surface temperature in warm season.
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고병구(Byong-Gu Ko),김민경(Min-Kyeong Kim),이종식(Jong-Sik Lee),김건엽(Gun-Yeob Kim),박성진(Seong-Jin Park),권순익(Soon-Ik Kwon),정구복(Goo-Buk Jung),이덕배(Deog-Bae Lee) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회지 Vol.43 No.5
수원과 태안에 위치한 농업지역에서 영농기간 중 강우의 화학적 특성을 알아보기 위하여 2009년 4월부터 11월까지 강우 53점을 채수하여 강우 중의 이온조성, 산성도 및 강우량을 고려한 가중평균 이온농도 변화를 평가하였다. 강우의 조성에서 양이온 구성은 Na? > NH₄? > Ca₂? >H? > Mg₂? > K?의 순이었으며, Na?와 NH₄? 성분이 전체 양이온 조성의 65% 이상을 차지하였다. 음이온은 SO₄<SUP>2-</SUP> >NO₃? > Cl? 순으로 SO₄<SUP>2-</SUP>가 약 61%를 차지하였다. 조사 기간 중 평균 sulfate 함량은 수원 130.2 μeq L<SUP>-1</SUP> 태안 121.3 μeq L<SUP>-1</SUP>이었으며, 이중 비해염 sulfate (NSS-SO₄<SUP>2-</SUP>) 함량이 92%를 차지하여 강우 중에 함유된 sulfate의 대부분이 인위적인 발생원에 기인된 것을 알 수 있었다. 강우량을 고려한 월별 질소 부하량은 약 1~2 kg ha<SUP>-1</SUP> 정도로 토양에 공급되는 것을 볼 수 있었다. 특히, 수원지역의 7월 강우사상별 강우량은 7.3 mm 이상으로 총질소는 6 kg ha<SUP>-1</SUP>로 가장 많이 부하되는 것으로 나타났다. 주요 영농기인 4~10월 동안 SO₄<SUP>2-</SUP>, Ca₂?, K?, Mg₂?의 부하량은 수원에서 각각 56.0, 7.4, 5.7, 1.4 kg ha<SUP>-1</SUP> 이었고,태안에서 각각 42.8, 4.7, 2.6, 1.4 kg ha<SUP>-1</SUP> 이었다. Acid rain and its problem to environment such as acid precipitation and environmental problems related to the air pollution in East Asia has been emerging. To evaluate the acidity and chemical characteristics of rainwater precipitated in western Korea, Suwon and Taean, its pH and ion concentrations were investigated during farming season (April to November) in 2009. Also, ion composition and cation-affected neutralization were determined to evaluate the contribution of cations on the acidity of rainwater. Ion and electrical conductivity between the measured and the estimated showed high correlation. The Na? in rainwater was the main cation followed by NH₄? > Ca₂? > H? > Mg₂? > K?. Sum of Na+ and NH₄? contents was over 65% of total cations contents. In the case of anions, the oncentration was in order of SO₄<SUP>2-</SUP> > NO₃? > Cl?. The SO₄<SUP>2-</SUP> among anions in rainwater composed about 61%, which showed on average 130.2 μeq L<SUP>-1</SUP> and 121.3 μeq L<SUP>-1</SUP> during monitoring at Suwon and Taean, respectively. Also, 89.6 and 88.6% of soluble sulfate in rainwater at Suwon and Taean area was NSS-SO₄<SUP>2-</SUP> (Non-Sea Salt sulfate). Especially, NH₄? and Ca₂? contributed greatly in neutralizing the acid rain in dry season. Total nitrogen content flowed into soil from rain was around 1~2 kg ha<SUP>-1</SUP> in each month, but in July at Suwon, it reached 6 kg ha<SUP>-1</SUP> due to heavy rain (over 7.3 mm).
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