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간척지에서 질소비료 및 돈분 퇴비 시용에 따른 사탕무 (Beta vulgaris var. Aaron)의 수량 반응 해석을 위한 시비반응 모델 탐색
임우진(Woo-Jin Lim),손연규(Yeon-Kyu Sonn),윤영만(Young-Man Yoon) 한국토양비료학회 2010 한국토양비료학회지 Vol.43 No.2
본 연구에서는 사탕무의 시비반응을 합리적으로 해석하고 경제성 있는 최적 시비량 및 최대 수확량의 도출을 위한 방법을 검토하기 위하여 간척지 토양에서 수준별 질소비료와 돈분퇴비의 시용에 따른 사탕무의 시비반응을 조사하였다. 시비반응은 Quadratic model, Exponential model, Square root model 및 Linear response & plateau model을 이용하여 통계적으로 분석하였다. 토양 EC가 증가함에 따라 사탕무 지하부 생체중이 지수함수적으로 감소하였다. 질소비료 시비수준별 사탕무 지하부 생체량의 시비반응은 Linear response에서 결정계수 & plateau model (R²)가 0.92<SUP>**</SUP>로 고도의 통계적 유의성을 보였으며, Linear response & plateau model에서 최적 질소시비량 (Nopt)은 138 ㎏ ㏊?¹으로 나타났다. 돈분퇴비의 시비반응은 Quadratic model에서 0.99<SUP>**</SUP>의 유의성 있는 결정계수 (R²)를 보였으며, 최적 퇴비시비량은 각각 9.17 tons ㏊?¹으로 나타났다. 상기 결과로 볼 때 사탕무에서 질소와 돈분퇴비의 시비반응을 적절히 평가하기 위해서는 각각 Linear response & plateau model과Quadratic model을 이용하는 것이 합리적인 것으로 판단되었다. In order to interpret yield response of sugar beet to nitrogen fertilizer, and pig manure compost in saline-sodic soil of reclaimed tidal land, 4 kinds of response model, i.e., quadratic, exponential, square root, and linear response, and plateau model, are applied. The root fresh yield of sugar beet decreased exponentially with the increase of soil EC. The root fresh yield of sugar beet to nitrogen fertilizer was fitted best to the linear response, and plateau model among 4 yield response models with highly significant determination coefficient (R²=0.92<SUP>**</SUP>). The optimum N rate determined on the model was 138 ㎏ N ㏊?¹. The root fresh yield of sugar beet to pig manure compost was fitted best to the quadratic model among 4 yield response models with highly significant determination coefficient (R²=0.99<SUP>**</SUP>). The maximum N rate determined on the model was 9.17 ton ㏊?¹. In conclusion, the proper model to interpret the yield of sugar beet in saline-sodic soil differs with the kinds of nutrient, linear response, and plateau model for fertilizer nitrogen, and quadratic model to pig manure compost.
집적형 이온선택성 미세전극 센서에 적합한 토양화학 분석용 침출액 종 개발
신국식(Kook-Sik Shin),임우진(Woo-Jin Lim),이상은(Sang Eun Lee),이재선(Jae Seon Lee),차근식(Geun Sig Cha) 한국토양비료학회 2009 한국토양비료학회지 Vol.42 No.6
본 연구는 현장에서 신속히 토양양분을 측정하기에 적합한 집적형 미세 이온선택성 전극을 토양화학성분석에 이용하기 위하여, 이에 적합한 침출액의 종류와 양과 같은 분석방법을 개발 하는 데에 목적을 두었다. 대상 토양화학성들은 교환성 양이온들(K?, Ca²?, Mg²?, Na?)과 무기태 질소들(NH₄?, NO₃?) 이었으며, 분석법 개발의 목표는 다 성분 동시침출액 종 선발에 있었다. 침출액 자체에 존재하는 화학종들은 이온간 방해작용으로 이온선택성 전극의 분석능에 영향을 미친다. 순수용액 내에서는 0.01M HCl 과 1M LiCl 이 모든 분석대상 화학종과 그들의 존재 농도범위(10?¹M~10?⁴M)에 대하여 가장 Nernst 이론값에 근접하였다. 그러나 실제 토양 침출용액에서 1M LiCl은 고농도(1M)의 Li? 존재로 말미암아 분석대상 화학성분의 선택성이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 반면에, 0.1M HCl로 침출하여 10배 희석 측정하거나 또는 0.01M HCl로 직접 침출하여 측정하는 것은 표준분석 방법과 고도의 유의성이 있는 상관관계를 보이므로 최적 분석 방법으로 밝혀졌다. 토양에 대하여 집적형 이온선택성 미세 전극을 사용한 분석치와 표준분석법 분석치의 사이의 회귀상관에서는 K?, Na?, Ca²?, NO₃?가 매우 우수한 회귀상관 관계를 보였다. 그러나 NH₄?이온은 K?이온과 혼재할 때 K?이온의 간섭으로 매우 낮은 선택성을 나타내었다. 또한, Mg²?이온은 현재까지 이온선택성 막을 위한 최적의 Ionophore(이온투과 담체)가 개발되어 있지 않아 분석의 어려움이 있었다. The primary goal of this research was to develop an optimized analytical procedure for soil analysis based on ion-selective microelectrodes for agricultural purposes, which can perform on-site measurement of various ions in soil easily and rapidly. For the simple and rapid on-site diagnosis, an analysis of soil chemicals was performed employing a multicomponent-in-situ-extractant and an evaluation of ionselective microelectrodes were conducted through the regressive correlation method with a standard analytical approach widely employed in this area. Examination of sensor responses between various soil nutrient extractants revealed that 0.01M HCl and 1M LiCl provided the most ideal Nernstian response. However, 1M LiCl deteriorated the selective response for analytes due to high concentration (1M) of lithium cation. Thus, employing either 0.1M HCl as an extractant followed by 10 times dilution, or 0.01M HCl as an extractant without further dilution was chosen as the optimal extractant composition. A study of regressive correlation between results from ion-selective microelectrodes and those from the standard analytical procedure showed that analyses of K?, Na?, Ca²?, and NO₃? showed the excellent consistency between two methods. However, the response for NH₄? suffered the severe interference from K?. In addition, the selectivity for Mg²? over Ca²? was not sufficient enough since available ionophores developed so far do not provide such a high selectivity for Mg²?. Therefore, as an agricultural on-site diagnostic instrument, the device in development requires further research on NH₄? analysis in the soil sample, development of Mg²?-selective ionophore, and more detailed study focused on potassium, one of the most important plant nutrients.