Transcript 토양수분함량, 유전율식 수분함량, 전기전도도

제주지역 화산회토양에 대한 유전율식 토양수분센서의 반응 특성
Reaction Characteristic of Dielectric Constant Sensor on Volcanic Ashes Soil
in Jeju Island
양상호*1), 강호준, 황재종, 김기택 , 이신찬2) , 오동식3)
Sang-Ho Yang*1), Ho-Jun Jang, Jae-Jong Hwang, Gi-Tak Kim., Shin-Chan Lee2), Dong-Shig Oh3)
1)제주특별자치도농업기술원, 2)농촌진흥청 농업과학기술원 환경생태과, 3)농촌진흥청 농업과학기술원 토양관리과
2)Jeju Special self-Governing Province Agricultural Reseach & Extension Services, Aewol-eup Sanggwi-ri 750-1, Korea
2)Agricultural Environment and Ecology Division, NIAST,RDA, Suwon 441-707
3)Soil Management Division, NIAST, RDA, Suwon, 441-707
약
Correlation(WT-1000)-Black soilCalibrated vol.
water
content(%)
본 시험은 제주지역에서의 한발대비 신속한 토양수분조사 및 수분관리지도를 위해 유전
율식 토양수분센서를 선발하고자 수행되었다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 유전율식 수분센서는 모두 토양의 용적수분함량의 변화에 따라 비슷하게 변화하는 경향
이었고 그 중 WT-1000의 수분반응은 암갈색 및 흑색 토양 모두 용적수분함량 40-43%
정도에서 교차하여 그 이상에서는 낮아지고 그 이하에서는 높아지는 경향이었음.
60
50
40
30
20
y = 3.2447x - 92.041
2
R = 0.9894
35
2. 유전율식 수분센서와 코아측정법과의 상관관계는 모두 결정계수가 0.96 이상 이었으며
Correlation(WT-1000)-dark brwon soilCalibrated vol.
water
content(%)
요
40
45
60
y = 1.7928x - 33.696
50
R2 = 0.9749
40
30
20
30
50
35
40
45
50
55
Measured(ch3) v ol. water content(%)
Measured(ch2) v ol. water content(%)
보정 편차가 ± 3.3% 이내로 적어 보정할 경우 모두 사용이 가능할 것으로 생각되었음.
Correlation(ECH2O)-dark brwon soil-
Calibrated vol.
water
content(%)
3. 유전율식 수분센서 중 WT-1000이 암갈색 및 흑색 토양 모두 코아측정법의 용적수분함
량과 제일 근접하였으며 결정계수가 0.975 이상으로 편차도 제일 적었음.
연구목적
○ 현재의 토양수분조사는 석고블럭법은 측정값에 대한 신뢰성이 낮고, 건토중량법은
Calibrated vol.
water
content(%)
Correlation(ECh2O)-black soil60
y = 4.8237x - 73.891
50
2
R = 0.9624
40
30
20
20
시간이 많이 소요되고 불편하여 토양수분조사 및 수분관리지도에 현장 애로사항이 큼
22
24
26
65
y = 1.2234x + 7.5958
55
R2 = 0.965
45
35
25
28
15
Measured(10cm) v ol. water content(%)
20
25
30
35
40
45
Measured(10cm) v ol. water content(%)
○ 한발대비 신속한 토양수분조사 및 수분관리지도를 위해 제주지역의 토양에 대한 유전
○ 시험토양 : 흑색화산회토양(남원통), 암갈색비화산회토양(강정통)
○ 토양수분측정 : 코아측정법, 유전율식법, 석고블럭법
센서를 매설(유전율식 센서는 수평으로)하여 장미가 끝난 후 건조시기인
2006년 9월 27일부터 10월 19일 까지 7-10일 간격으로 토양수분함량 조사
○ 주요조사항목 : 토양수분함량, 유전율식 수분함량, 전기전도도(석고블럭)
85.8
78.4
Water content(%)
80
66.1
56.1
60
51.3
53.1
45.0
43.2
34.7
40
29.4
Water content(%)
Volumetric water
Soil
Gravimetric water
5 8 .8
Black
5 3 .4 4 9 .1
4 6 .7
4 4 .4
4 4 .6
3 9 .8
4 2 .4
4 0 .3
3 6 .5
3 6 .1
3 4 .0 3 1 .5
3 3 .1
2 9 .5
3 0 .9
2 8 .6 2 6 .8
40
Soil
25
20
8/2
9/27
20cm
10/6
10/15
7/ 13
10/19
9/ 27
10 /4 10 /1 2 10 /1 9
9/ 27
10 /4
20cm
10cm
Month/date, Soil depth(cm)
70
10 /1 2 10 /1 9
10cm
Month/date, Soil depth(cm)
40
60
20
40
43
35
50
75
100
Measured electric conductiv ity(Ω)
56.1
51.3
43.2
34.7
29.4
-
-
-
-
Deviation
range
WT-1000(ch2)
-0.5
0.9
-0.7
1.5
-1.2
-
-
-
-
±1.5
Automata
-2.1
2.2
1.6
0.4
-2.1
-
-
-
-
±2.2
ECH2O
-2.2
3.2
0.4
0.5
-1.9
-
-
-
-
±3.2
Gypsum
5.4
0.7
-6.2
1.2
-0.7
-
-
-
-
±6.2
Soil volumetrci water content(%)
Deviation
range
Soil water
Measurement
58.8
49.1
46.7
44.4
39.8
36.5
34.0
31.5
29.5
WT-1000(ch3)
2.3
-1.1
-0.3
0.5
-2.2
-1.9
0.5
1.6
0.6
±2.3
1.0
-2.9
0.6
3.1
0.6
-1.3
-0.9
-0.3
0.1
±3.1
3.1
-1.6
-0.7
0.1
-3.3
0.4
0.6
1.1
0.1
±3.3
9.0
-0.6
-2.9
-2.0
4.4
-5.4
-0.5
0.8
-1.2
±9.0
WT-1000(ch3)
Gypsum block
90
100
70
75
50
50
30
25
10
0
29
Electric
conductivity(Ω)
80
Automata
ECH2O(20cm)
Measured vol.
water content(%)
60
Electric
conductivity(Ω)
100
51
Core method
ECH2O(10cm)
WT-1000(ch2)
Gypsum block
80
56
25
Reactivit(dark brown soil)
Measured vol.
water content(%)
Automata
ECH2O(10cm)
0
Soil volumetrci water content(%)
Gypsum
Core method
Delta-T
110
Soil water
Measurement
Dark Automata
brwon ECHO
Fig. 1. The change of soil water content for an examination period according to the
drougt time.
Reactivity(black soil)
90
Table 1. The deviation comparison among the dielectric constant sensor and gypsum
block.
70
55
50
y = 31.799x 0 . 0 9 8 5
R 2 = 0.8339
Fig. 3. The regression equation for an deviation comparison among the dielectric
constant sensor and gypsum block.
Soil water change(dark brwon soil)
100
y = 19.785e
2
R = 0.8959
60
50
40
30
20
Measured electric conductiv ity(Ω)
연구결과
Gravimetric water
0.0102x
30
○ 조사방법 : 2006년 6월 중순에 토심 10cm 깊이(암갈색토양은 10cm와 20cm) 로 수분
Volumetric water
60
50
40
30
20
Calibrated vol.
water
content(%)
Calibrated vol.
water
content(%)
재료 및 방법
Soil water change(black soil)
Correlation(Gypsum)-dark brwon soil-
Correlation(Gypsum)-Black soil-
율식 토양수분센서 반응성을 검토하여 선발하고자 함
59 49 47 44 40 37 34 32 30
Soil vol. water content(%)
Soil vol. water content(%)
Fig. 2. The reactivity of dielectric constant sensors and gypsum block according to
the change of soil volumetric water content.
결
론
○ 유전율식 수분센서는 토양용적수분함량과 제일 근접하며 보정 편차도 제일 적고 국내
Calibrated vol.
water
content(%)
65
50
y = 1.5096x - 42.955
R2 = 0.9674
35
20
45
55
65
Measured v ol. water content(%)
75
Calibrated vol.
water
content(%)
Correlation(Automata)-dark brwon soil-
Correlation(Automata)-black soil-
산이면서 가격이 제일 저렴한 WT-1000을 선발하였음.
○ 앞으로 제주지역의 모든 토양에 적용할 수 있도록 보다 세밀한 반응성 검토 및 보정식
60
y = 0.619x + 4.1725
50
R2 = 0.9693
40
30
20
30
50
산출이 요구되었음.
참고문헌
70
Measured v ol. water content(%)
90

오동식, 김이열, 정강호, 홍석영, 조현준. 2004. 지역별 밭토양 수분 원격모니터링에 의한
실시간 토양수분 조사. 농업과학기술원 농업환경부 완결보고서. pp. 281-191.