[논문]분광법을 이용한 토양 유기물의 간이 측정 방법의 국내 적용 가능성

서영호; 모영문; 조병욱; 강안석; 정병찬; 정영상

[국내논문] 분광법을 이용한 토양 유기물의 간이 측정 방법의 국내 적용 가능성
Feasibility of a simple determination of soil organic matter content using spectrophotometric method in Korean soils 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.43 no.6, 2010년, pp.1008 - 1011

서영호 (강원도농업기술원) , 모영문 (강원도농업기술원) , 조병욱 (강원도농업기술원) , 강안석 (강원도농업기술원) , 정병찬 (강원도농업기술원) , 정영상 (강원대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

A method currently used to determine soil organic matter (SOM), Tyurin method, is time consuming and expensive while accurate. Recently, a spectrophotometric determination was reported to be rapid, accurate, stable, easy to execute, and amendable to field use for soil samples obtained from Texas, USA. The objective of this study was to test if the spectrophotometric method is applicable to soils in Korea. Soil organic matter was extracted by 1 M HCl followed by a 0.25 M NaOH-0.1 M sodium pyrophosphate solution at a ratio of 1:250 soil:extractant. Soil organic matter determined by Tyurin method was linearly related to the value based on absorbance at 300 nm of the soil extracts with a coefficient of determination ($r^2$) of 0.81. Therefore, the result imply that this spectrophotometric method can be used to determine the soil organic matter of agricultural soils in Korea.

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AI 본문요약
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문제 정의

(2009)은 흡광도를 측정하여 토양 유기물을 분석하는 방법을 미국 텍사스 주의 토양에 적용한 결과 빠르고, 비교적 정확하며, 안정적인 값을 얻을 수 있어 현장에서 활용할 수 있다고 하였다. 따라서 본 논문의 목적은 이 방법이 한국 토양에도 적용할 수 있는지를 검토하는 데 있다.

제안 방법

토양 유기물 함량과 흡광도 사이의 검량선을 작성하기 위하여 강원도내에서 채취한 토양 시료 가운데 39개 토양을 무작위 추출하여 사용하였으며, 이를 바탕으로 72개 토양의 유기물 함량을 구하여 관행 토양 유기물 분석법인 Tyurin 법의 측정값과 비교하였다. 본 실험에 쓰인 111개 토양의 화학성을 Table 1에 나타내었다.
45 μm 실린지 필터로 여과한 여액으로 300 nm에서 흡광도를 측정하였다. 토양에서 염산과 수산화나트륨-이인산나트륨 용액에 의해 추출된 유기물 분획의 파장별 흡광도를 비교하고, 현장에서 토양 유기물을 간이 분석할 때 참고할 수 있게 하기 위한 목적으로 유기물 수준별 반응 정도를 보기 위하여 부식산 (SigmaAldrich, St. Louis, MO)을 사용하였으며, 토양 시료에서와 같은 방법으로 반응시켰다.
토양 유기물과 흡광도에서 얻어진 식을 바탕으로 유기물 함량이 40 g kg^-1 이하인 72개 토양의 흡광도를 측정하여 유기물 함량을 결정하고 이 값을 Tyurin 법에 의한 유기물 함량과 비교하여 Fig. 3에 나타내었다. 상관관계는 통계적으로 유의 (p<0.
염산과 수산화나트륨-이인산나트륨 용액으로 추출한 다음 흡광도를 측정하여 우리나라 토양의 유기물을 측정할 수 있는지를 검토하기 위하여 39개 토양으로 검량선을 작성하였으며, 이를 바탕으로 72개 토양의 유기물을 측정하여 현재 가장 많이 쓰이고 있는 습식분해법인 Tyurin 법에 의한 정량 결과와 비교하였다. 우리나라 토양 역시 흡광도를 이용하여 토양 유기물 함량을 결정할 수 있을 것으로 사료된다.

대상 데이터

토양 유기물 함량과 흡광도 사이의 검량선을 작성하기 위하여 강원도내에서 채취한 토양 시료 가운데 39개 토양을 무작위 추출하여 사용하였으며, 이를 바탕으로 72개 토양의 유기물 함량을 구하여 관행 토양 유기물 분석법인 Tyurin 법의 측정값과 비교하였다. 본 실험에 쓰인 111개 토양의 화학성을 Table 1에 나타내었다.

데이터처리

Tyurin 법에 의한 유기물 함량과 간이 분석법에 의한 값과의 상관관계의 결정계수 (r²)와 통계적 유의성 등 통계분석은 SAS 프로그램 (v. 9.2)을 이용하였으며, root mean square error (RMSE)를 계산하였다 (Willmott et al., 1985).

이론/모형

토양 유기물의 간이 분석법은 Harvey et al. (2009)이 제안한 방법으로 하였다. 즉 풍건토양 0.
간이 분석법에 의한 유기물 함량을 농촌진흥청 국립농업과학원의 분석법 (NAAS, 2000)으로 습식분해법인 Tyurin 법에 의한 유기물 함량과 비교하였다. 즉 토양시료에 10 mL 0.

성능/효과

19). 따라서 염산과 수산화나트륨-이인산나트륨 용액에 의해 추출된 유기물 분획이 전체 토양 유기물과 선형관계인 것을 알 수 있다. 다만, 토양 유기물이 50 g kg^-1 이상인 경우에는 데이터가 비교적 많이 분산되어 있어, 이 범위에서는 오차가 상대적으로 클 것으로 보이므로 주의가 요구된다.

후속연구

38로 낮았다. 따라서 우리나라 토양도 염산과 수산화나트륨-이인산나트륨 용액으로 추출한 다음 흡광도를 측정하여 토양 유기물 함량을 결정할 수 있을 것으로 사료된다.
우리나라 토양 역시 흡광도를 이용하여 토양 유기물 함량을 결정할 수 있을 것으로 사료된다. 다만, 현장에서는 대표성 있는 시료를 얻기 위해 주의해야 하며, 육안으로 유기물 수준별 반응 정도와 비교하여 토양 유기물을 간이 측정해야 할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	현재 우리나라에서 가장 많이 쓰이고 있는 토양 유기물 분석법은 무엇인가?	현재 우리나라에서 가장 많이 쓰이고 있는 토양 유기물 분석법은 Tyurin법 (NAAS, 2000)으로, 이 방법은 비교적 정확한 장점이 있는 반면 시간이 걸리고 노동력과 비용을 요구하며 중크롬산 시약의 폐액 처리 문제 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 토양 유기물의 측정 방법들이 여러 가지 제안되어 왔다.
	Tyurin법의 장단점은 무엇인가?	현재 우리나라에서 가장 많이 쓰이고 있는 토양 유기물 분석법은 Tyurin법 (NAAS, 2000)으로, 이 방법은 비교적 정확한 장점이 있는 반면 시간이 걸리고 노동력과 비용을 요구하며 중크롬산 시약의 폐액 처리 문제 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완한 토양 유기물의 측정 방법들이 여러 가지 제안되어 왔다.
	Tyurin법의 단점을 보완한 토양 유기물의 측정 방법으로 Sikora and Stott은 어떠한 방법은 권장하였는가?	이러한 단점을 보완한 토양 유기물의 측정 방법들이 여러 가지 제안되어 왔다. 한 예로, Sikora and Stott (1996)은 950℃에서 가열한 다음의 이산화탄소 방출량이나 무게 감량으로 토양 유기탄소를 정량하거나, 950℃ 대신에 360℃에서 건조하는 방법을 권장하였다. 이 방법은 화학 시약을 사용하지 않고 상대적으로 숙련도를 요구하지 않는 단순한 방법이나, 실험실에서 수행하여야 하고 시간이 소요되며 탄산염에 의한 방해를 고려하여야 한다.

참고문헌 (8)

Gregorich, E.G., C.M. Monreal, B.H. Ellert, D.A. Angers, and M.R. Carter. 1993. Evaluating changes in soil organic matter. p. 10-1-10-7. In Acton, D.F. (ed.) A program to assess and monitor soil quality in Canada: Soil quality evaluation program summary (interim). Center Land and Biol. Res. Contr. 93-49. Agric. Res. Branch, Agric. Ottawa, Canada.
Harvey, O.R., B.E. Herbert, J.P. Harris, E.A. Stiffler, and J.A. Crenwelge. 2009. A new spectrophotometric method for rapid semiquantitative determination of soil organic carbon. Soil Sci. Soc. Am. J. 73:822-830.

상세보기
National Academy of Agricultural Science (NAAS). 2000. Methods of soil chemical analysis. National Academy of Agricultural Science, RDA, Suwon, Korea.
National Academy of Agricultural Science (NAAS). 2006. Recommended fertilization of crops. National Academy of Agricultural Science, RDA, Suwon, Korea.
Sikora, L.J. and D.E. Stott. 1996. Soil organic carbon and nitrogen. p. 157-167. In Doran, J.W. and A.J. Jones. (ed.) Methods for assessing soil quality. Soil Sci. Soc. of Am., Madison, WI, USA.
Stevenson, F.J. 1994. Humus chemistry: Genesis, composition, reactions. 2nd ed. John Wiley & Sons, New York, USA.
Vasques, G.M., S. Grunwald, and W.G. Harris. 2010. Spectroscopic models of soil organic carbon in Florida, USA. J. Environ. Qual. 39:923-934.

상세보기
Willmott, C.J., S.G. Ackleson, R.E. Davis, J.J. Feddema, K.M. Klink, D.R. Legates, and C.M. Rowe. 1985. Statistics for the evaluation and comparison of models. J. Geophys. Res. 90:8995-9005.

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