효율적인 논 토양의 양분관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 경남지역 논 토양 260 지점의 화학성분 변동을 1999년부터 2007년까지 4년 주기로 분석하였다. 논 토양의 화학성분 평균 함량은 pH 5.7 (범위 4.4-7.6), 유기물 29 g $kg^{-1}$ (1-86), 유효인산 202 mg $kg^{-1}$ (2-1,218), 치환성 칼륨 0.32 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.04-1.80), 치환성 칼슘 5.4 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.4-33.1), 치환성 마그네슘 1.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.2-6.0) 및 유효규산 103 mg $kg^{-1}$ (21-742) 였다. 연도별 토양 화학성분 변동 특성을 요약하면 유효인산 함량은 1999년부터 이미 적정범위 보다 높았고 유효규산 함량은 아직까지도 많이 부족한 상태였으며 치환성 양이온은 칼슘과 마그네슘에 비해 칼륨이 상대적으로 높은 편이었다. 연도별 주성분 분석결과 Eigenvalue가 1.0 이상인 주성분은 2개였고 제1주성분 (PC 1)에 속하는 토양 화학성은 치환성 칼슘 (0.511), 치환성 마그네슘 (0.478), pH (0.402), 유효규산 (0.395) 및 치환성 칼륨 (0.392) 등 5개였으며 제2주성분 (PC 2)에 속하는 토양 화학성분은 유효인산 (0.664) 및 유기물 함량 (0.551) 등 2개였다. 토양 특성은 제 1주성분이 39.1%, 제 2주성분이 20.4%로서 전체 59.5%의 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 논 토양의 화학성분을 주기적으로 모니터링 한 결과는 다양한 농업환경 변동을 이해하고 대응함으로서 지속적인 농업을 발전시키는 데 기여할 것으로 판단되며 이러한 관점에서 주성분 분석은 아주 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
효율적인 논 토양의 양분관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 경남지역 논 토양 260 지점의 화학성분 변동을 1999년부터 2007년까지 4년 주기로 분석하였다. 논 토양의 화학성분 평균 함량은 pH 5.7 (범위 4.4-7.6), 유기물 29 g $kg^{-1}$ (1-86), 유효인산 202 mg $kg^{-1}$ (2-1,218), 치환성 칼륨 0.32 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.04-1.80), 치환성 칼슘 5.4 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.4-33.1), 치환성 마그네슘 1.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.2-6.0) 및 유효규산 103 mg $kg^{-1}$ (21-742) 였다. 연도별 토양 화학성분 변동 특성을 요약하면 유효인산 함량은 1999년부터 이미 적정범위 보다 높았고 유효규산 함량은 아직까지도 많이 부족한 상태였으며 치환성 양이온은 칼슘과 마그네슘에 비해 칼륨이 상대적으로 높은 편이었다. 연도별 주성분 분석결과 Eigenvalue가 1.0 이상인 주성분은 2개였고 제1주성분 (PC 1)에 속하는 토양 화학성은 치환성 칼슘 (0.511), 치환성 마그네슘 (0.478), pH (0.402), 유효규산 (0.395) 및 치환성 칼륨 (0.392) 등 5개였으며 제2주성분 (PC 2)에 속하는 토양 화학성분은 유효인산 (0.664) 및 유기물 함량 (0.551) 등 2개였다. 토양 특성은 제 1주성분이 39.1%, 제 2주성분이 20.4%로서 전체 59.5%의 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 논 토양의 화학성분을 주기적으로 모니터링 한 결과는 다양한 농업환경 변동을 이해하고 대응함으로서 지속적인 농업을 발전시키는 데 기여할 것으로 판단되며 이러한 관점에서 주성분 분석은 아주 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
Monitoring of the dynamic changes at paddy rice agriculture is very important for agricultural sustainability. Field monitoring was performed to evaluate the soil chemical properties of 260 paddy soil samples every four years from 1999 to 2007 in Gyeongnam Province. Soil chemical properties such as ...
Monitoring of the dynamic changes at paddy rice agriculture is very important for agricultural sustainability. Field monitoring was performed to evaluate the soil chemical properties of 260 paddy soil samples every four years from 1999 to 2007 in Gyeongnam Province. Soil chemical properties such as pH, organic matter, available phosphate, silicate, exchangeable potassium, calcium, and magnesium contents were analyzed. The contents of exchangeable cations, and available silicate were significantly increased in 2007 compared to 1999. The chemical contents of organic matter, exchangeable potassium, and magnesium were significantly increased in acid sulfate soil, and silty clay loam compared to those of other soil types, and textures. Especially, content of organic matter was significantly increased in hill area compared to other soil topographies, while exchangeable potassium was significantly decreased. Principle component analysis (PCA) of chemical properties in paddy soils was obtained with eigenvalues > 1 summing 39.1%of variance for PC1, 20.4%of variance for PC2, and 59.5%of the total variance in the all of soil chemical properties. Therefore, principal component analysis is more effective for monitoring from chemical properties of paddy soil.
Monitoring of the dynamic changes at paddy rice agriculture is very important for agricultural sustainability. Field monitoring was performed to evaluate the soil chemical properties of 260 paddy soil samples every four years from 1999 to 2007 in Gyeongnam Province. Soil chemical properties such as pH, organic matter, available phosphate, silicate, exchangeable potassium, calcium, and magnesium contents were analyzed. The contents of exchangeable cations, and available silicate were significantly increased in 2007 compared to 1999. The chemical contents of organic matter, exchangeable potassium, and magnesium were significantly increased in acid sulfate soil, and silty clay loam compared to those of other soil types, and textures. Especially, content of organic matter was significantly increased in hill area compared to other soil topographies, while exchangeable potassium was significantly decreased. Principle component analysis (PCA) of chemical properties in paddy soils was obtained with eigenvalues > 1 summing 39.1%of variance for PC1, 20.4%of variance for PC2, and 59.5%of the total variance in the all of soil chemical properties. Therefore, principal component analysis is more effective for monitoring from chemical properties of paddy soil.
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문제 정의
따라서 본 연구는 경남지역 논 토양 260개소를 대상으로 1999년부터 2007년까지 4년 주기로 토양 화학성분 변동조사를 수행하였으며 주성분 분석법에 의한 연도, 유형, 토성 및 지형으로 구분하여 화학성분의 특성과 주요 변동요인을 해석하여 효율적인 토양 양분 관리를 위한 기초 자료를 제공하는데 목적이 있다.
제안 방법
연도별 토양 화학성분은 5% 수준에서 LSD 검정을 하였고 유형, 지형 및 토성별 토양 화학성분은 5% 수준에서 Tukey's studentized range test를 하였다. 또한 토양 화학성분의 주성분 분석을 통하여 연도, 유형, 지형 및 토성에 따른 차이를 비교 검토하였다.
채취한 토양은 실험실에서 7일간 풍건하여 2 mm 체를 통과된 것을 화학성분 분석에 사용하였다. 화학성분 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법 (NIAST, 2000)을 적용하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 초자전극법 (Orion 520A pH meter, Orion Research Inc.
그 이후 1975년부터 1979년 사이에 실시된 토양비옥도 조기완료 5개년 사업으로 농경지 토양 화학성분 분석결과를 집계하여 비옥도를 판단하였으며 1980년부터 1989년까지 실시된 농토배양 10주년 사업에 의하여 전국적으로 논 토양 616, 687점의 토양시료를 분석하였다.
경남지역 논 토양의 화학성분 변동을 주기적으로 파악하기 위하여 1999년에 토양 유형 지형 및 토성 (RDA, 1983)과 분포면적 비율을 기준으로 260개 지점을 선정하였고 2007년까지 4년 주기로 동일한 지점을 조사하였다. 토양은 비료를 시용하기 전인 3월부터 4월 사이에 표토를 0-15 cm 깊이에서 500 g 정도를 3반복으로 채취하였다.
토양은 비료를 시용하기 전인 3월부터 4월 사이에 표토를 0-15 cm 깊이에서 500 g 정도를 3반복으로 채취하였다.
효율적인 논 토양의 양분관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 경남지역 논 토양 260 지점의 화학성분 변동을 1999년부터 2007년까지 4년 주기로 분석하였다. 논 토양의 화학성분 평균 함량은 pH 5.
데이터처리
연도별 토양 화학성분은 5% 수준에서 LSD 검정을 하였고 유형, 지형 및 토성별 토양 화학성분은 5% 수준에서 Tukey's studentized range test를 하였다.
이론/모형
채취한 토양은 실험실에서 7일간 풍건하여 2 mm 체를 통과된 것을 화학성분 분석에 사용하였다. 화학성분 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법 (NIAST, 2000)을 적용하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 초자전극법 (Orion 520A pH meter, Orion Research Inc., Boston, USA) 으로 측정하였고 유기물 은 Tyurin법으로 적정하였으며 유효인산은 Lancaster법과 유효규산은 1M NaOAc (pH 4.0)의 가용규산으로 비색계 (UV-1650PC, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)를 사용하였다. 치환성 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 양이온은 1M NH4OAc로 추출하여 원자흡광분광광도계 (AAnalyst 300, Perkin-Elmer, Norwalk, USA)로 분석하였다
성능/효과
551) 2 . 1 성분이 제 주성분이 로서 전체 의 39.1%, 2 20.4% 59.5% 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다 조사연도별 토 . 양 화학성분은 Fig.
성답의 문제점을 보완하기 위해 규산질 비료를 지속적 으로 시용한 결과인 것으로 해석되었다 습답은 . pH 5.4, 24 g kg 유기물 함량 -1, 164 mg kg 유효인산 -1, 치환성 칼륨 0.29 cmolc kg-1, 3.9 cmol 치환성 칼슘 c kg-1, 1.0 cmol 치환성 마그네슘 c kg-1 및 유효규산 65 mg kg-1으로 다른 토양 유형에 비해 낮았으며 특히 치 환성 마그네슘은 유의적으로 감소하였다 따라서 논 토 . 양의 전반적인 관리방법이지만 특히 습답의 경우 규산 질비료 공급확대가 매우 시급한 것으로 판단되었다 미.
0) cmolc kg-1으로 유의적인 증가추세를 나타냈다. 논 토 양의 pH는 1999년과 2003년의 5.7 (4.8-7.5 및 4.7-7.6) 보다 2007년에 5.6 (4.3-7.4)으로 유의적인 감소를 보였으며 토양의 유기물 함량은 2007년 30 (8-55) g kg-1으로 2003년 27 (2-86) g kg-1에 비해 유의적인 증가를 보였다. 그러나 논 토양 유효인산 평균 .
551) 2 . 및 유기물 함량 등 개였다 토양 특성은 제 주성분이 제 주성분이 로서 전 1 39.1%, 2 20.4% 체 의 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 논 토양의 화학성분을 주기적으로 모니터링 한 결과는 다양한 농업환경 변동을 이해하고 대응함으로서 지속적인 농업을 발전시키는 데 기여할 것으로 판단되며 이러한 관점에서 주성분 분석은 아주 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
양의 전반적인 관리방법이지만 특히 습답의 경우 규산 질비료 공급확대가 매우 시급한 것으로 판단되었다 미. 사질식양토의 논 토양 화학성은 유기물 pH 5.9, 39 g kg-1, 288 mg kg 유효인산 -1, 0.43 치환성 칼륨 cmolc kg-1, 2.7 cmol 치환성 칼슘 c kg-1 및 치환성 마 그네슘 1.9 cmolc kg-1으로 다른 토성에 비해 높았다. 특히 미사질식양토의 유기물 함량과 치환성 칼륨 및 치 환성 마그네슘 함량은 유의적인 증가를 나타냈으며 유 효인산 함량은 적정수준 보다 배 높아 담수상태에서 2.
, 2008). 산록 경사지 는 논 토양 유효규산 함량이 180 mg kg-1으로 다른 지 형에 비해 유의적으로 높았으며 적정수준을 유지하였다. 토양 는 바닷물의 영향을 받는 해안 평탄지가 으 pH 6.
5% 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다 조사연도별 토 . 양 화학성분은 Fig. 2와 같이 논 토양의 치환성 칼슘, 치환성 마그네슘 유효규산 및 치환성 칼륨 함량은 , pH, 1999년도 이후 점차로 증가되는 경향을 보였으며 향후 지속적인 증가로 인한 과잉의 문제가 발생될 수 있을 것으로 예측되었다 또한 토양 유형에 따른 토양 화학 . , 성분은 과 같이 염해답과 특이 산성답에서 이 Fig.
성분 변동은 농업과학기술원 에서 전국 (NIAST, 2008) 논 토양 지점을 분석한 결과와 일치하였다 논 토 2,070 . 양의 유기물 함량 치환성 칼륨 칼슘 및 마그네슘 pH, , , 평균 함량은 적정수준을 보였으나 최소값 및 최대값의 변이가 크게 나타나 실제적인 적정수준은 년 1999 pH 56.5%, 18.1%, 8.5%, 유기물 함량 치환성 칼륨 칼슘 12.3% 9.2% 2003 pH 48.1%, 및 마그네슘 였고 년 유기 물 함량 치환성 칼륨 칼슘 및 마 10.8%, 14.6%, 16.5% 그네슘 였으며 년에는 유기물 함 13.1% 2007 pH 43.5%, 량 치환성 칼륨 칼슘 및 마그네슘 20.4%, 8.5%, 16.9% 21.9% (Fig. 1). 1999 였다 유기물 함량의 초과비율은 년 40.
9 치를 나타냈다 유기물 함량과 유효인산 함량은 구릉지 . 에서 각각 52 g kg-1 및 270 mg kg-1으로 가장 높아 적정수준과 비교할 때 유기물 함량은 배 유효인산 1.7 , 함량은 배인 것으로 나타났으며 치환성 칼륨과 치환 2.3 성 칼슘 함량은 지형에 큰 영향이 없는 것으로 나타났 다 유효인산 함량은 산록 경사지와 하해혼성 평탄지 및 . 홍적대지에서 적정수준을 보였으나 나머지 곡간 및 선 상지 구릉지 하성 평탄지 및 해안 평탄지에서 높은 수 , , 치를 보여 인산질 함량을 줄일 수 있는 시비관리 방법 이 필요한 것으로 판단되었다.
0) 103 mg 및 유효규산 kg-1 (21-742) . 였다 연도별 토양 화학성분 변동 특성 을 요약하면 유효인산 함량은 년부터 이미 적정범 1999 위 보다 높았고 유효규산 함량은 아직까지도 많이 부족 한 상태였으며 치환성 양이온은 칼슘과 마그네슘에 비 해 칼륨이 상대적으로 높은 편이었다 연도별 주성분 분 . 석결과 가 이상인 주성분은 개였고 제 Eigenvalue 1.
, 른 토양 화학성은 과 같다 논 토양 유형에 따라 화 Table 1 . 학성분 평균 함량은 특이 산성답에서 유기물 pH 6.0, 36%, 290 mg kg 인산 -1, 0.49 cmol 치환성 칼륨 c kg-1, 2.1 cmol 치환성 마그네슘 c kg-1 및 유효규산 116 mg kg-1으로 다른 토양 유형에 비해 높았으며 특 히 치환성 칼륨과 치환성 마그네슘은 유의적으로 증가 하였다 은 논 토양 개의 화학성 . Hur et al.
후속연구
4% 체 의 자료를 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 논 토양의 화학성분을 주기적으로 모니터링 한 결과는 다양한 농업환경 변동을 이해하고 대응함으로서 지속적인 농업을 발전시키는 데 기여할 것으로 판단되며 이러한 관점에서 주성분 분석은 아주 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
향후 이와 유사한 토양 모니터링 자료는 주성분 분석을 통하여 간편하게 정보를 요약할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 논 토양의 일반적인 화학성분 뿐만 아니라 미량성분 모니터링과 논 토양의 지리적 특성을 구분할 수 있는 학성분들의 분석이 필요할 것으로 판단되었다(Prakongkep et al., 2008).
이와 같이 주성분 분석을 이용하여 논 토양 화학성분의 특성을 간편하게 비교할 수 있었다. 향후 이와 유사한 토양 모니터링 자료는 주성분 분석을 통하여 간편하게 정보를 요약할 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 논 토양의 일반적인 화학성분 뿐만 아니라 미량성분 모니터링과 논 토양의 지리적 특성을 구분할 수 있는 학성분들의 분석이 필요할 것으로 판단되었다(Prakongkep et al.
3 성 칼슘 함량은 지형에 큰 영향이 없는 것으로 나타났 다 유효인산 함량은 산록 경사지와 하해혼성 평탄지 및 . 홍적대지에서 적정수준을 보였으나 나머지 곡간 및 선 상지 구릉지 하성 평탄지 및 해안 평탄지에서 높은 수 , , 치를 보여 인산질 함량을 줄일 수 있는 시비관리 방법 이 필요한 것으로 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
논 토양의 화학성분 평균 함량은 어떻게 되는가?
효율적인 논 토양의 양분관리를 위한 기초 자료를 제공하고자 경남지역 논 토양 260 지점의 화학성분 변동을 1999년부터 2007년까지 4년 주기로 분석하였다. 논 토양의 화학성분 평균 함량은 pH 5.7 (범위 4.4-7.6), 유기물 29 g $kg^{-1}$ (1-86), 유효인산 202 mg $kg^{-1}$ (2-1,218), 치환성 칼륨 0.32 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.04-1.80), 치환성 칼슘 5.4 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.4-33.1), 치환성 마그네슘 1.2 $cmol_c\;kg^{-1}$ (0.2-6.0) 및 유효규산 103 mg $kg^{-1}$ (21-742) 였다. 연도별 토양 화학성분 변동 특성을 요약하면 유효인산 함량은 1999년부터 이미 적정범위 보다 높았고 유효규산 함량은 아직까지도 많이 부족한 상태였으며 치환성 양이온은 칼슘과 마그네슘에 비해 칼륨이 상대적으로 높은 편이었다.
농업이란 어떤 산업인가?
농업은 자연의 물질순환에서 탄산가스를 고정하고 먹 을 거리를 포함한 유기물을 생산함으로써 환경과 가장 조화된 산업이다 뿐만 아니라 (Pollock et al., 2008).
농업이 가지는 기능은 무엇인가?
, 2008). 녹색 경관이나 쾌적한 환경을 조성하여 삶의 질을 향상시키고 동시에 홍수조절 지하수 보전과 침식방지 등 국토와 환경을 보전하는 사회 공익적 기능을 가지고 있다 (Pretty, 2008; Zhao et al., 2008). 이러한 공익적 기능을 은 우리나라 논에 적용하여 Eom et al.
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