The world is transitioning towards sustainable agriculture, which includes reducing chemical fertilizers and increasing the adoption of eco-friendly materials. Red clay, known for its colloidal properties, adsorption, and ion exchange capabilities, has become eco-friendly due to its non-toxic nature. However, when red clay is applied in its insoluble powdered form, its absorption by plants is limited. Processed red clay (PRC) was developed to overcome these limitations, and microbial formulations containing Lactobacillus fermentum (MFcL) were applied alongside it. Chlorophyll content and fluorescence values decreased over time after cucumber transplantation. However, co-application of PRC and MFcL resulted in higher chlorophyll content than PRC alone, suggesting that this combination could alleviate plant growth reduction caused by stress. Although the total yield of cucumbers was highest in the NF group, yield per plant increased by more than 10% in the PRC treatment compared to NF. Additionally, yield was higher when PRC was applied alongside MFcL than with MFcL alone. While the proportion of marketable fruits decreased over time in the NF treatment, it increased in the PRC treatment. Soil analysis revealed that PRC application increased soil pH by 3% and available silicon content by 7.6% compared to NF, while available phosphate levels decreased by 13%. Analysis of microbial density in the soil showed that bacteria levels significantly increased by 2-fold in PRC+MFcL compared to NF, while actinomycetes decreased by 1.5-fold. In conclusion, PRC treatment positively influenced cucumber growth, and co-application with microbial fertilizers demonstrated a synergistic effect.

음식물류폐기물의 퇴비화는 경제적인 자원화 방법이지만, 염분함량이 높아 토양에 투입될 경우 염류집적으로 인한 작물 생육 피해가 우려된다. 바이오차는 양이온교환능력이 높은 물질로 염분피해가 우려되는 토양에 적용 시 Na+이온을 흡착하여 작물생육 피해를 줄여줄 것으로 생각된다. 이에 본 연구는 바이오차와 혼합하여 제조한 음식물류폐기물 혼합 펠렛 퇴비(이하, 음폐혼합펠렛퇴비) 사용 시 배추 생육과 토양에 미치는 영향을 평가하고 이에 따른 무기질비료 절감 효과를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질비료 반량(NPK0.5), 무기질비료(NPK), 무기질비료+ 음폐퇴비(FWC), 무기질비료+음폐혼합펠렛퇴비(FWCB)이다. 배추 생육조사 결과, FWCB처리구에서 엽장, 엽폭, 구고 및 구폭 모두 가장 높았다. 수량조사 결과 8,300 kg 10a-1로 가장 높게 나타났으며, NPK처리구에 비해 무기질비료를 50% 사용하였으나 수량은 13.6% 높게 나타났다. 토양화학 성 결과 FWCB에서 EC는 0.59 ds m-1, 교환성 Na은 0.35 cmolc kg-1으로 다른처리구보다 높게 나타났으나 적정범위 이내였다. 본 연구결과, 음폐혼합펠릿퇴비의 사용은 작물의 양분 및 유기물공급 뿐만 아니라 바이오차로 인한 양이온 고정 효과로 작물 생산성을 향상시키는 것으로 생각되며, 비료성분의 공급원으로써 배추의 생육 및 생산성을 증진할 수 있는 기술로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

서식지에 따른 토양 절지동물 풍부도 및 딱정벌레 다양성 연구를 위해 세 종류의 시료(낙엽층과 토양 혼합, 낙엽층, 토양 시료)를 확보 후 체 털어잡기 하였다. 2023년 6월부터 8월까지 강원도와 충청북도에서 혼합 시료, 낙엽층 시료, 토양 시료 각각 25개씩 총 75개의 시료를 확보하였 다. 딱정벌레목 다양성을 확인한 결과, 세 가지 시료 중에서 혼합 시료에서 가장 높은 풍부도, 종 부유도, Shannon 지수가 나타났다. 이 논문에서 는 체털어잡기의 생태학적 활용 가능성에 대해 논의해 보았다. 토양성 절지동물의 채집과 시료 종류 사이의 연구가 지속적으로 이루어진다면, 최 종적으로 토양생태계 연구의 발전과 이해를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

This study proposes a soil moisture retrieval method from ground reflection signals received by Global Positioning System (GPS) antenna modules consisting of an up-looking (UP) right-hand circular polarization (RHCP) and two down-looking (DW) RHCP and left-hand circular polarization (LHCP) signals. Field experiments at four different surface types (asphalt, grassland, dry soil, and moist soil) revealed that the DW RHCP and LHCP signals are affected by antenna height and multipath interference signals. The strength differences between the DW LHCP and UP RHCP signals were in good agreement with the DW LHCP signals. Methodologically, this study applied a spectrum analysis to the detrended surface-reflected signals for RHCP and LHCP. The study indicated that the down-looking antenna exhibited greater sensitivity to reflected GPS signals than the up-looking antenna. We demonstrated the feasibility of estimating soil moisture using GPS signals, by comparing LHCP signals received by the down-looking antenna with theoretical values. This study presents a novel method for estimating soil moisture in vegetated areas, leveraging the advantage of crosspolarization comparisons to achieve stronger signal strength than single-polarization reflection signals. With further research, including long-term observations and detailed analysis, the proposed method has the potential to enhance performance significantly.

농업에서 거친 토양 표면은 다양한 문제를 일으킨다. 물, 토양, 씨앗, 비료와 같은 자원을 낭비하여 생산비를 높이고 환경에도 부정적인 영향을 끼친다. 또, 농업 기계는 거친 토양에서 균형을 잡기 어려워 농부들의 편의성을 해치고, 장비의 내구성과 자율 주행 성능을 떨어뜨리는 등 정밀농업의 실현을 방해한다. 거친 토양 표면은 입자가 큰 토양으로 구성되어 있을 가능성이 높으며, 이는 식물 생장을 방해하고 물빠짐에도 영향을 준다. 거친 표토를 측정하는 방식은 농지 전체를 측정하기보단 일부 지점의 거칠기를 측정하여 나머지 지점의 거칠기를 추정하는 것이 다수다. 따라서, 본 연구는 무인비행체(UAV)를 이용해 효율적으로 표토 거칠기를 측정할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 실험은 경상남도 밀양시 부북면에서 40m 높이에서 180장, 86%의 중첩률로 획득한 항공 사진을 이용했다. 이미지 데이터를 바탕으로 만들어진 조밀 점군에서 파이썬으로 중심점으로부터 일정한 반경 이내에 있는 가까운 주변 8개 점을 선택하여 고도차를 이용하여 결과값을 계산하였다. TRI 지수, Roughness 지수, 표준편차 세 가지 지표는 계산 후 농지에 시각화되었다. 일부 지점에서 측정한 표토 거칠기를 바탕으로 나머지 농지에 대한 거칠기 값을 추정하는 방식과 달리, 본 연구는 모든 지점에서의 거칠기 지수를 점군 단계에서 습득할 수 있는 방식을 통해 측정의 정밀도를 높이고 농지 운영을 돕고자 하였다.

This study aimed to develop an efficient recycling process for wastewater generated from soil-washing used to remediate uranium (U(VI))-contaminated soil. Under acidic conditions, U(VI) ions leached from the soil were precipitated and separated through neutralization using hydrazine (N2H4). N2H4, employed as a pH adjuster, was decomposed into nitrogen gas (N2), water (H2O), and hydrogen ions (H+) by hydrogen peroxide (H2O2). The residual N2H4 was precipitated when the pH was adjusted using sulfuric acid (H2SO4) to recycle the wastewater in the soil-washing process. This purified wastewater was reused in the soil-washing process for a total of ten cycles. The results confirmed that the soil-washing performance for U(VI)-contaminated soil was maintained when using recycled wastewater. All in all, this study proposes an efficient recycling process for wastewater generated during the remediation of U(VI)-contaminated soil.

콩과 같은 밭작물은 주로 토양으로부터 수분을 공급받으며 토양 수분 조건에 따라 생육 반응이 민감하게 반응한다. 작물의 생육과 재배 지역의 토양 조건, 기상 등에 따라 적정 토양 수분을 유지하는 것은 작물 생산량의 증가를 위해 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 머신러닝 기법을 이용하여 토양 수분 함량 예측 모델을 개발하였다. 깊이에 따른 토양 수분과 외기, 강수량 등 기상 변수와의 상관 관계를 구명하고, 깊이별 토양 수분예측을 위한 부분최소제곱회귀(PLSR) 모델을 알고리즘을 개발하였다. 콩 재배포장의 10cm, 20cm, 30cm 깊이의 토양수분은 FDR 방식의 센서로 측정하였 고, 콩 작물 주변 환경인자(재배환경의 기온, 상대습도, 풍속, 일사량, 일조시간)는 주변의 기상관측소에서 측정된 데이터를 이용하였다. 이를 이용하여 깊이별 미래의 토양수분함량 예측 모델을 개발한 결과, 10cm와 20cm깊이에서 주요 인자는 현재 토양수분함량과 기온이었으며, 30cm 깊이에서의 주요 인자는 현재 토양수분함량과 기온, 풍속으로 나타났다. 토양 깊이가 깊어짐에 따라 토양수분함량 예측 정확도가 향상되었으며, 이는 표면에 가까울수록 토양수분함량이 변화가 크기 때문으로 예상된다. 또한 미래의 토양 수분함량예측시 1시간 후 예측 정확도가 가장 우수하였으며, 이때의 Rv 2와 RMSEV가 10cm 깊이에서 0.993와 1.069%, 20cm 깊이에서 0.994와 0.821% 였으며, 30cm 깊이에서 0.999와 0.149% 였다. 본 연구 결과는 콩 생육환경 진단을 위해 재배 포장의 토양수분함량을 토양층별로 미래의 토양수분함량도 예측이 가능함을 보여준다.

본 연구는 소나무재선충병 피해지의 식생복원을 위해 조림된 편백을 대상으로 토양개량제의 처리 효과를 조사하기 위한 목적으로 수행하였다. 2007년 소나무재선충병 피해지에 모두베기 후 조림된 8년생 편백을 대상으로 2013년부터 2016년까지 4년 동안 목탄과 톱밥을 두 수준의 복합비료 (N6:P4:K1, N3:P4:K1)에 혼합 처리한 토양개량제 처리구와 무시비구(대조구)를 대상으로 임목 생장, 토양 및 잎 양분 특성을 조사하였다. 조사기간 동안 흉고직경 또는 수고 생장량과 측정시기에 대한 선형회귀식의 회귀계수(slope)는 유의적인 차이가 없었으나, Biomass 증가량은 토양개량제 처리구와 대조구 사이의 회귀계수에 유의적인 차이가 있었다. 그러나 복합비료의 시비 수준의 회귀계수는 유의적인 차이가 없었다. 토양 EC를 제외한 토양 호흡, 토양온도, 토양수분 함량, 토양 pH는 토양개량제 처리구와 대조구 및 시비 수준 사이에 유의적인 차이가 없었다. 토양의 화학적 특성 중 유기탄소와 전질소 농도는 토양개량제 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 낮은 값을 보였으나, 유효 인, 교환성 칼슘 및 마그네슘은 토양개량제 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 크게 나타났다. 잎의 질소 및 인 농도는 토양개량제 처리구가 대조구에 비해 증가하였으나, 칼륨과 마그네슘 농도는 처리 간 차이가 없었다. 본 연구 결과에 따르면 소나무재선충병 피해지 식생복원을 위한 편백 조림지에 토양개량제 처리는 양분 유효도의 향상 및 조림목의 바이오매스 증가에 기여할 수 있는 것으로 나타났다.

최근 우리나라에서 벌채와 산사태의 연관성에 대한 논란이나 숲가꾸기의 효과에 대한 의문이 제기되면서 산림관리에 대한 중요성이 더욱 강조되고 있다. 그러나 국내에서 이를 뒷받침하기 위한 정량적 평가자료는 부족한 실정이다. 이러한 배경을 바탕으로 이 연구는 수목 뿌리의 토양보강 효과에 대한 정량적 평가를 위한 연구주제와 방향성을 제언하고자 계량서지학적 분석을 이용하여 최근 30년(1990-2019)간의 국제·국내 관련 논문의 연구동 향을 비교·분석하였다. 그 결과, 국제 연구논문의 게재 편수는 증가 추세를 보였으며, 학문 분야와 연구영역이 다양화되어 있음이 확인되었다. 연구영역의 경우 수목 뿌리의 토양보강 메커니즘 규명(제1연구영역), 임분 조건에 따른 토양보강 효과 추정(제2연구영역), 수목 뿌리의 토양보강 효과를 고려한 사면안정성 평가(제3연구영역) 및 계안안정성 평가(제4연구영역)로 구분되었다. 이처럼 국외에서는 산사태 방지에 있어 산림생태계의 구조와 기능이 중요한 요소로 인식되었던 것으로 판단되었다. 반면, 국내 학술지는 제1연구영역과 제3연구영역만이 출현하여 상대적으로 기초적인 수준으로 확인되었다. 따라서 기후변화로 다변화되는 산림생태계의 산사태 방지 효과에 대한 정량적 평가를 위해서는 향후 다양한 수종뿐만 아니라 생육조건, 교란 이후 토양보강 효과의 변화를 규명하기 위한 제2연구영역과 관련된 연구가 활발히 수행되어야 할 필요가 있을 것으로 판단되었다.

이탄 토양으로부터 분리된 세균의 유기물 분해능, 항균 활성 및 식물생육촉진능을 확인하고 다 기능성 유용 미생물을 확보하고자 하였다. 분리된 48 균주를 대상으로 β-glucosidase, cellulase, amylase, protease 생성능을 확인한 결과, SH-23, SH-26, SH-29 그리고 SH-33 균주가 우수 균주로 선발되었다. 선발된 유기물 분해 우수 세균 4 균주는 식물병원성곰팡이(Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Colletotrichum acutatum)에 대한 항진균 활성을 나타내었다. 유기물 분해능이 우수하고 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 나타낸 SH-26 균주를 최종 우수균주로 선발 하였다. 선발된 SH-26 균주의 16S rRNA 유전자 염기 서열을 결정한 결과, Pseudomonas knackmussii HG322950 B13T, Pseudomonas citronellolis BCZY01000096 NBRC 103043T, 그리고 Pseudomonas delhiensis jgi.1118306 RLD-1T 와 100%의 상동성을 나타내었다. Pseudomonas sp. SH-26 균주는 siderophore 생성능, 질소고 정능과 Indole-3-acetic acid 생성능이 있는 것으로 확인되었다.

유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 액체저장탱크의 유한요소 모형을 제시하고, 비선형 지진응답 해석기법을 정식화한다. 탱크 구조물은 기하 및 재료 비선형 거동을 고려할 수 있는 쉘 요소로 모델링한다. 유체의 거동은 acoustic 요소로 구현하고, interface 요소 를 사용하여 구조물과 결합한다. 지반-구조물 상호작용을 고려하기 위해 지반의 근역과 원역을 각각 solid 요소와 perfectly matched discrete layer로 모델링한다. 예제 20만 kl급 액체저장탱크의 지진취약도 해석에 적용하여, 유연한 지반에 구조물이 놓인 경우 부지에 서의 암반노두운동의 증폭 및 필터링으로 인해 지진취약도의 중앙값과 대수 표준편차가 감소하는 것을 관찰할 수 있다.

2010년 경기도 양평군 자연리에서 발생한 땅밀림 지역의 활동연약대 부근 토양 물리적 특성을 파악하기 위해 토양분석을 실시하였다. 우리나라 산지는 기반암 상부의 표토층이 두텁지 않으므로 강우가 계속되면 물이 사면에 집중포화되어 점차 하부로 미끌어지기 쉽다. 급격하게 변화하는 기후로 인해 집중호우가 빈번히 발생하여 산지토사재해에 대한 관심과 경각심이 고조되고 있다. 본 연구는 산지토사재해 중 하나인 땅밀림의 물리적 특성을 파악하여 땅밀림의 선제적 대응에 대한 필요성을 제시하고자 수행하였다. 땅밀림의 평균 경사는 10.2°로 경사가 완만한 지형에서 발생하였다. 땅밀림의 활동연약대 단차지역의 상부와 하부지역을 분석한 후 과학적으로 비교하였다. 토양 삼각도를 이용하여 토양 형태를 판별한 결과, 미사토양, 점토성 모래토양, 모래토양 등으로 다양하였으며, 토양경도에 있어서 땅밀림지의 상부면의 경우 평균 18.74kgf/cm2, 하부면의 경우 평균 21.51 kgf/cm2 로 분석되었다. 땅밀림지의 상부면의 붕적토가 교란되어 경도가 낮게 형성되어 있었고, 단차로 붕괴되어 사면이 와해된 결과로 판단된다. 특히 인장균열 및 단차로 영향받은 하부 지역은 경도가 높으면서 토심이 깊게 측정되어 땅밀림에 취약한 결과를 나타내므로 단차가 발생된 활동연약대에 대해서 대책마련이 필요할 것으로 판단된다.