구획경계선(區劃境界線)의 횡단면(橫斷面)에 따른 토양특성(土壤特性)과 작물생육(作物生育)에 관한 공간변이성(空間變異性) 분석(分析) 연구(硏究) I. 토양물리성(土壤物理性)의 공간변이성(空間變異性) = Spatial Variation Analysis of Soil Characteristics and Crop Growth accross the Land-partitioned Boundary I. Spatial Variation of Soil Physical Properties

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 구획경계선(區劃境界線)이 토양물리성(土壤物理性)의 공간변이(空間變異)에 미치는 영향을 알기 위하여 10년전 구획정리(區劃整理)로 논을 전전환(田轉換)한 맥류연구소(麥類硏究所)의 시험포지 화동(華東)미사질식양토(Fine clayey, mixed, mesic family of Aquic Hapludalfs)를 공시토양으로 하여 필지경계선(筆地境界線)을 횡단(橫斷)하여 토양물리성(土壤物理性)을 조사하고 조사성적을 고여(古與) 통계학적(統計學的) 방법(方法)과 지질(地質) 통계학적(統計學的) 방법(方法)으로 공간변이성을 해석하였다. 토양입경분포(土壤粒徑分布)는 10m 간격으로 $15{\times}15$ Grid의 교차 225 지점에서 채취한 토양시료를 이용하였고 포장용수량(圃場容水量), 전용적밀도(全容積密度), 포화수리전도도(飽和水理傳導度)등에 대한 물리성은 조사대상면적의 일부분에 대하여 2.5m 간격으로 $18{\times}33$ Grid의 교차지점중 594지점에서 포장조사법으로 직접 측정하였다. 시험 분석결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 토양물리성(土壤物理性)의 변이계수(變異係數)는 4.8%에서 128.8%범위였다. 변이계수(變異係數)는 크기로 보아 포화수리전도도(飽和水理傳導度)는 고변이군(高變異群)으로 분류되었고, 전용적밀도(全容積密度)는 저변이군(低變異群) 그리고 기타 다른 물리성은 중변이군(中變異群)으로 분류할 수 있다. 2. 측정된 값의 평균치로부터 신뢰수준 95%에서 허용오차 10%이내의 정확성을 나타낼 수 있는 시료수는 포장용수량(圃場容水量)이 1개로 가장 적었고 포화수리전도도(飽和水理傳導度)는 687개로 가장 많은 시료수가 요구되었다. 기타 다른 물리성(物理性)은 6-69개의 범위를 나타내었다. 3. 도수분포곡선(度數分布曲線)과 Fractile diagram의 분석 결과 포화수리전도도(飽和水理傳導度)는 대수변환시(對數變換時) 정규분포성(正規分布性)을, 기타 다른 물리성은 실측치(實測値)가 정규분포성을 보였다. 도수분포곡선(度數分布曲線)상에서 평균치(平均値), 중앙치(中央値) 및 최빈치(最頻値)가 차이를 나타내는 특성의 산술평균(算術平均)은 곡선상의 평균에 비해 오차를 유발할 가능성이 컸다. 4. 계열상관(系列相關) 분석(分析)에 의하면 토양물리성(土壤物理性)은 모두 유의성 있는 종속성(從屬性)이 인정되었다. 자기상관(自己相關) 분석(分析) 결과(結果)는 남북방향으로 정상성(定常性)을 가지며 7.5~40m의 영향권(影響圈)을 보였고 토양 깊이간에도 차이가 있었다. 특히 토양의 깊이 50~60cm에서 대부분의 물리성이 비정상성(非定常性)을 보였다. 동서방향으로는 30㎝의 주기성(週期性)을 보이는 것이 특징적이며 구획폭(區劃幅)과 일치하여 구획에 따른 영농관리가 토양의 공간변이성(空間變異性)을 유발하는 원인들중 하나로 생각되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to study spatial variability of soil physical properties accross the land-partitioned boundary on Hwadong silt clay loam soil (Fine clayey, mixed, mesic family of Aquic Hapludalfs), all measured data were analyzed by means of kriging, fractile diagram, smooth frequency distribution, and autocorrelation. Sampling for soil particle size distribution analysis was made at 225 intersections of $15{\times}15$ grid with 10m interval. Field capacity, bulk density and saturated hydraulic conductivity were measured in situ at 594 intersections of $33{\times}18$ grid with 2.5m interval in only $6,000m^2$ reselected from $22,500m^2$ of sampling area for particle size distribution analysis. Sampled or measured soil depths were 0 to 10cm 25 to 35cm and 50 to 60cm at each intersections. The results are summarized as follows: 1. The coefficient of variance (CV) of various physical properties ranges from 4.8 to 128.8%. Saturated hydraulic conductivity is classified into the high variation group with CV greater than 100%, while the low variation group with CV smaller than 10% consists of bulk density. Other properties belong to the medium variation group with CV between 10 and 100%. 2. The appropriate number of soil samples for the determination of various physical properties with error smaller than 10% are calculated as one for bulk density, six for field moisture capacity, 16 for silt, 19 for clay, 69 for sand and 686 for saturated hydraulic conductivity. 3. Smooth frequency distribution and fractile diagram show that saturated hydraulic conductivity is in lognormal distribution while other physical properties are in normal distribution. 4. Serial correlation analysis reveals that the soil physical properties have spatial dependence between two nearest neighbouring grid points. Autocorrelation analysis of physical properties measured between the serial grid points in the direction of south to north following section boundary shows that the zone of influence showing stationarity ranges from 7.5 to 40m. In the direction of east to west across section boundary, the autocorrelogram of many physical properties shows peaks with the periodic interval of 30m, which are similar to the partitioned land width. This reveals that the land-partitioned boundary causes soil variability.