[논문]지형특성에 따른 전북지역 논토양 화학성 변화

안병구; 이진호; 김갑철; 김형국; 정성수; 전혜원; 장용선

doi:10.7745/kjssf.2012.45.3.393

지형특성에 따른 전북지역 논토양 화학성 변화
Changes in Chemical Properties of Paddy Field Soils as Influenced by Regional Topography in Jeonbuk Province 원문보기

韓國土壤肥料學會誌 = Korean journal of soil science & fertilizer, v.45 no.3, 2012년, pp.393 - 398

안병구 (전라북도농업기술원) , 이진호 (전북대학교 생물환경화학과) , 김갑철 (전라북도농업기술원) , 김형국 (전라북도농업기술원) , 정성수 (전라북도농업기술원) , 전혜원 (전라북도농업기술원) , 장용선 (국립농업과학원)

초록
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지형 특성에 따른 논토양 화학성변화를 조사하기 위해 전북지역 논 300개 지점에서 토양 물리화학성 및 중금속함량을 조사하였다. 논토양 분포 지형은 곡간 및 선상지 43.0%, 하해혼성평탄지 39.3%, 하성평탄지 15.0%, 홍적대지 2.7% 순이었다. 토양성분별 적정비율은 pH 65.3%, CEC 48.3%, 유효인산 22.3%이었고, 부족비율은 유기물 63.3%, 치환성 $K^+$ 61.3%, $Ca^{2+}$ 51.0%, $Mg^{2+}$ 59.3%, 유효규산 75.7%이었다. 곡간 및 선상지의 논토양 유형은 미숙답과 사질답이 각각 34.4과 33.6%이었고, 하성평탄지는 사질답 57.8%, 하해혼성평탄지는 보통답 47.4%, 홍적대지는 미숙답이 75.7%이었다. 곡간 및 선상지형의 토성은 양토가 53.5%를 차지하고, 하성평 탄지는 사양토 37.8%, 하해혼성평탄지에서는 미사질양토가 55.1%를 차지하고 있었다. 지형에 따라 pH와 유기물함량은 차이가 없었고, 유효인산은 홍적대지에서 224 mg $kg^{-1}$로 적정범위를 초과하였고, 치환성양이온은 곡간 및 선상지에서 $Ca^{2+}$을 제외하고 모두 적정범위에 분포하였다. 유효규산은 112~127 mg $kg^{-1}$ 수준으로 모든 지형에서 적정수준에 미치 지 못하였다. 토양 pH는 유효규산, 치환성 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, CEC, 치환성 $K^+$ 순으로 정의 상관관계, 토양유기물 함량은 CEC, 유효인산, 치환성 $Ca^{2+}$, 유효규산과 정의 상관관계를 보 였다. 논토양의 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn은 토양오염우려기준의 약 10%, As는 약 20~30%수준으로 분포하고 있어 전북지역 논토양은 안전한 것으로 조사되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the changes in chemical properties of paddy field soils at 300 different sampling sites containing 4 topography in Jeonbuk province, Korea. The soil samples were collected 43.0% from local valley and fans, 39.3% from fluvio-marine deposits, 15.0% from alluvial plains, and 2.7% from diluvium sites. The optimal values of soil properties in the total soil samples were as follows: 65.3% of total samples in soil pH value, 48.3% of total samples in cation exchange capacity (CEC) value, and 22.3% of total samples in available phosphorus content, whereas the deficient values of soil properties were 63.3% of total samples in soil organic matter (SOM) content, 75.7% of total samples in available silicate content, and 61.3%, 51.0%, and 59.3% of total samples in exchangeable $K^+$, $Ca^{2+}$, and $Mg^{2+}$ concentrations, respectively. There were different soil types in the paddy fields: that is, 34.4% immature paddy and 33.6% sandy paddy in the local valley and fans, 57.8% sandy paddy in the alluvial plains, 47.4% normal paddy in the fluvio-marine deposits, and 75.7% immature paddy in the diluvium. Soil textures were also different: 53.5% loam in the local valley and fans, 37.8% sandy loam in the alluvial plains, and 55.1% silty loam in the fluvio-marine deposits. Soil pH and SOM contents were not different among the different topographical sampling sites. However, the mean value of available phosphorus content, 224 mg $kg^{-1}$, was exceeded optimal values in the diluvium. The contents of exchangeable cations were optimal in all the sites, except exchangeable $Ca^{2+}$ contents in the local valley and fans. The contents of available silicate ranged between 112 and 127 mg $kg^{-1}$ in all the sites, which were lower than optimal value. In addition, soil pH values were proportionally correlated to the order of available silicate, exchangeable $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, CEC, and exchangeable $K^+$. The contents of SOM were proportionally correlated to the order of CEC, available $P_2O_5$, exchangeable $Ca^{2+}$, and available silicate. The contents of heavy metals, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn, were only 10% of the threshold levels of the metals, and As content was about 20 to 30% of the threshold level.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 전북지역 논을 대상으로 토양의 물리･화학적 특성과 중금속 함량을 조사하여 논토양을 보다 효율적으로 관리할 수 있는 방안을 마련하고자 수행하였다.

제안 방법

5 M HNO₃으로 100 mL 정용하여 유도결합플라즈마분광광도계 (GBC, Integra dual)로 측정하였다. Cr은 총량법으로 할 경우 유기물의 간섭 때문에 토양 5 g에 0.1 N HCl 50 mL를 혼합하여 30℃에서 1시간 항온 진탕 후 No. 6 여과지로 여과하고 유도결합플라즈마분광광도계 (GBC, Integra dual)로 측정하였다.
전북지역 논토양의 특성을 조사하기 위하여 지형 및 유형별 논 면적을 고려하여 300개 지점에서 토양을 채취하여 물리 화학성을 조사하였다. 토양물리화학성 조사용 시료는 auger를 사용하여 필지별로 3반복으로 작토 층에서 채취하여 풍건세토로 만들어 사용하였고, 지역별 채취내역은 전주 10, 군산 25, 익산 34, 정읍 30, 남원 25, 김제 41, 완주 12, 진안 12, 무주 11, 장수 14, 임실 16, 순창 15, 고창 27, 부안 28점 등이었고, 채취지역을 지형별로 분류하면 곡간 및 선상지 43.
지형 특성에 따른 논토양 화학성변화를 조사하기 위해 전북지역 논 300개 지점에서 토양 물리화학성 및 중금속함량을 조사하였다. 논토양 분포 지형은 곡간 및 선상지 43.
토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법에 따라 총량으로 측정하였다. 토양 3 g에 증류수 1 mL, HNO₃ 7 mL, HCl 21 mL를 넣고 환류냉각장치에 연결한 후 장치의 유리관에 0.5 N HNO₃ 10 mL를 넣고 30℃에서 2시간, 80℃에서 2시간 환류냉각하고 No. 6 여과지로 여과 한 후 0.5 M HNO₃으로 100 mL 정용하여 유도결합플라즈마분광광도계 (GBC, Integra dual)로 측정하였다. Cr은 총량법으로 할 경우 유기물의 간섭 때문에 토양 5 g에 0.

대상 데이터

전북지역 논토양의 특성을 조사하기 위하여 지형 및 유형별 논 면적을 고려하여 300개 지점에서 토양을 채취하여 물리 화학성을 조사하였다. 토양물리화학성 조사용 시료는 auger를 사용하여 필지별로 3반복으로 작토 층에서 채취하여 풍건세토로 만들어 사용하였고, 지역별 채취내역은 전주 10, 군산 25, 익산 34, 정읍 30, 남원 25, 김제 41, 완주 12, 진안 12, 무주 11, 장수 14, 임실 16, 순창 15, 고창 27, 부안 28점 등이었고, 채취지역을 지형별로 분류하면 곡간 및 선상지 43.0% (129지점), 하성평탄지 15% (45지점), 하해혼성평탄지 39.3% (118지점), 홍적대지 2.7% (8지점)으로 나타났다.

데이터처리

분석한 토양특성의 통계적인 분석은 SPSS (19.0K)를 사용하여 Duncan 검정과 상관관계를 실시하였다.

이론/모형

토양 분석방법은 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법(NIAST, 2010)에 준하여 실시하였다. 즉 토성은 micro pipette법 (Chung et al., 1999; Park et al., 2006)으로 분석하고, 미국 농무성법 분류기준을 따랐다 (Gee and Bauder, 1986). 토양 pH와 EC는 풍건토양과 증류수를 1:5 (w/v)비율로 희석하여 pH Meter (Thermo, Orion 3 star)와 EC Meter (EUTECH, COND 600)로 각각 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 치환성양이온은 1 N CH₃COONH₄ (pH 7.
, 2006)으로 분석하고, 미국 농무성법 분류기준을 따랐다 (Gee and Bauder, 1986). 토양 pH와 EC는 풍건토양과 증류수를 1:5 (w/v)비율로 희석하여 pH Meter (Thermo, Orion 3 star)와 EC Meter (EUTECH, COND 600)로 각각 측정하였고, 유기물은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, 치환성양이온은 1 N CH₃COONH₄ (pH 7.0)으로 치환 추출하여 원자흡광분광광도계 (GBC, Avanta)를 이용하여 분석하였으며, CEC는 1 N CH₃COONH₄ (pH 7.0)으로 추출 후 Kjeldahl 분해장치 (FOSS, Kjeltec Auto Distillation)를 사용하여 분석하였다. 토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법에 따라 총량으로 측정하였다.
토양 분석방법은 농업과학기술원 토양 및 식물체 분석법(NIAST, 2010)에 준하여 실시하였다. 즉 토성은 micro pipette법 (Chung et al.
0)으로 추출 후 Kjeldahl 분해장치 (FOSS, Kjeltec Auto Distillation)를 사용하여 분석하였다. 토양중금속 조사는 Ni, Zn, Cu, Pb, Cd, As의 경우 토양오염공정시험법에 따라 총량으로 측정하였다. 토양 3 g에 증류수 1 mL, HNO₃ 7 mL, HCl 21 mL를 넣고 환류냉각장치에 연결한 후 장치의 유리관에 0.

성능/효과

7%이었다. 곡간 및 선상지의 논토양 유형은 미숙답과 사질답이 각각 34.4과 33.6%이었고, 하성평탄지는 사질답 57.8%, 하해혼성평탄지는 보통답 47.4%, 홍적대지는 미숙답이 75.7%이었다. 곡간 및 선상지형의 토성은 양토가 53.
전북지역 논토양의 지형별 토성분포율은 Table 3과 같다. 곡간 및 선상지의 토성은 미사질식양토, 미사질양토, 사양토, 식양토, 양토로 분포되어 있고, 특히 양토가 53.5%를 차지하고 있어 전반적으로 모래함량이 많은 것으로 나타났다. 우리나라 밭토양의 경우 도 곡간 및 선상지에 가장 많이 분포하고 있고 사질토와 보통밭이 많다고 하였다 (Kim, 2008).
토양 pH는 유효규산, 치환성 Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, CEC, 치환성 K⁺ 순으로 정의 상관관계, 토양유기물 함량은 CEC, 유효인산, 치환성 Ca²⁺, 유효규산과 정의 상관관계를 보였다. 논토양의 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn은 토양오염우려기준의 약 10%, As는 약 20～30%수준으로 분포하고 있어 전북지역 논토양은 안전한 것으로 조사되었다.
토양 pH, 유기물함량, 치환성 Ca²⁺, Mg²⁺ 및 CEC는 벼 재배에 적합한 수준 (NIAST, 2006)을 보였다. 유효인산은 122 mg kg^-1 수준으로 적정기준보다 약간 높았고, 치환성 K⁺는 0.24 cmolc kg^-1로 적정수준보다 약간 낮았고, 유효규산은 119 mg kg^-1으로 적정수준에 크게 미치지 못하였다. 특히 유효규산의 분포범위는 22～548 mg kg^-1수준으로 조사지점간에 편차가 크게 나타났다.
1%를 차지하고 있었다. 지형에 따라 pH와 유기물함량은 차이가 없었고, 유효인산은 홍적대지에서 224 mg kg^-1로 적정범위를 초과하였고, 치환성양이온은 곡간 및 선상지에서 Ca²⁺을 제외하고 모두 적정범위에 분포하였다. 유효규산은 112～127 mg kg^-1 수준으로 모든 지형에서 적정수준에 미치지 못하였다.
중금속 함량 지형별로 조사한 토양 중금속 함량은 Table 6에서 보는 바와 같다. 카드뮴 (Cd), Cr, Pb, Cu, 및 Ni은 지형간에 차이가 없이 통계적으로 같은 수준을 보였고, Zn은 곡간 및 선상지, 하성평탄지, 홍적대지에서, As는 하성평탄지에서 가장 높은 값을 나타내어 대체로 하성평탄지가 다른 지형에 비해 중금속 함량이 높은 결과를 보였다. 그러나 토양환경보전법 (ME, 2002)의 토양오염우려기준 가 지역 기준 (농지, Cr 4 mg kg^-1, Cd 1.
유효규산은 112～127 mg kg^-1 수준으로 모든 지형에서 적정수준에 미치지 못하였다. 토양 pH는 유효규산, 치환성 Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, CEC, 치환성 K⁺ 순으로 정의 상관관계, 토양유기물 함량은 CEC, 유효인산, 치환성 Ca²⁺, 유효규산과 정의 상관관계를 보였다. 논토양의 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn은 토양오염우려기준의 약 10%, As는 약 20～30%수준으로 분포하고 있어 전북지역 논토양은 안전한 것으로 조사되었다.
논 토양 화학성분간의 상관관계는 Table 5와 같다. 토양pH는 유효규산, 치환성 Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, CEC, 치환성 K⁺순으로 정의 상관관계를 보였고, 유효인산은 부의 관계를 보였다. 토양 pH와 유효인산이 정의 상관관계를 보인 Lee et al.
7% 순이었다. 토양성분별 적정비율은 pH 65.3%, CEC 48.3%, 유효인산 22.3%이었고, 부족비율은 유기물 63.3%, 치환성 K⁺ 61.3%, Ca²⁺ 51.0%, Mg²⁺ 59.3%, 유효규산 75.7%이었다. 곡간 및 선상지의 논토양 유형은 미숙답과 사질답이 각각 34.
(2012)의 보고와는 반대의 결과를 보였다. 토양유기물 함량은 CEC, 유효인산, 치환성 Ca²⁺, 유효규산과 정의 상관관계를 보였고, 치환성 양이온들은 다른 치환성 양이온과 유효규산, 및 CEC 등과 정의 상관관계를 보였다.
우리나라 밭토양의 경우 도 곡간 및 선상지에 가장 많이 분포하고 있고 사질토와 보통밭이 많다고 하였다 (Kim, 2008). 하성평탄지와 하해혼성평탄지에서도 곡간 및 선상지와 같은 토성들로 분포하고 있었고, 사양토 (37.8%)와 미사질양토 (55.1%)가 가장 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다. 하성평탄지는 하천이나 강물에 의해 운반된 자갈, 모래, 점토 등이 연안의 낮은 땅에 퇴적되어 이루어진 평탄지로 토양생성연대가 짧아 토양 생성발달이 미진한 편이지만 다양한 미세지형이 존재하여 다양한 토양이 분포하고 있다 (Song et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	농업은 어떤 기능을 갖고 있는가?	농업은 인류에게 먹을거리를 제공할 뿐만 아니라 홍수조절, 수자원보전, 기후순화, 대기 및 수질 정화, 토양보전 등 다원적 기능을 가지고 있다. 지속가능한 농업을 실천하고 농경지의 효율적인 이용과 생산성을 향상시키기 위해서는 경작지 토양에 대한 과학적인 조사와 평가가 뒷받침 되어야 한다.
	토양특성을 지형별로 구분하여 파악하는 것이 합리적인 이유는 무엇인가?	토양의 지형적 특성과 생성분류에서 토양생성이 지형에 따라 상이하게 발달했고 (Jung and Kim, 1988), 또한 좁은 지역에서 농경지 지형은 토양특성의 차이를 나타내는 가장 큰 요인이므로 농경지 토양특성을 지형별로 구분하여 파악하는 것이 토지이용을 위해 합리적이다. 우리나라 농경지가 분포하고 있는 지형은 하해혼성평탄지, 하성평탄지, 홍적대지, 곡간 및 선상지, 산록경사지, 구릉지, 산악지 및 용암류대지로 구분하며, 농경지 토양을 구성하는 모재와 생성형태가 다를 지라도 논은 구릉지와 산악지를 제외한 나머지 지형에 분포하고 있다 (Hyeon et al.
	전북지역 논을 대상으로 논토양을 효율적으로 관리하는 연구를 시행하는 이유는 무엇인가?	0%를 차지하고 있다 (Jeollabuk-Do, 2007). 전북지역 논토양에 대해 그동안 쌀 증산을 위한 비옥도 관련 연구가 주류를 차지하고 있었고 논토양의 지형적인 특성에 관한 연구는 미흡한 실정이었다.

참고문헌 (18)

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Song, Y.S., H.J. Jun, B.G. Jung, W.K. Park, K.S. Lee, H.K. Kwak, J.H. Yoon, C.S. Lee, B.Y. Yeon, P.J. Kim, and Y.S. Yoon. 2007. Determination of optimum rate and interval of silicate fertilizer application for rice cultivation in Korea. Korean J. Soil Sci. Fert. 40(5):354-363.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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