Temporal Variations on Soil Salinity and Cation Displacement at Saemangeum and Yeongsangang Reclaimed Tidal Lands

Abstract

Soil salinity at reclaimed tidal land in Korea is highly variable and depending on soil characteristics and weather conditions. The objective of this study was to evaluate the temporal changes on soil salinity and the relationships between soil salinity and salinity parameters in reclaimed tidal lands. Soil samples were periodically collected at 0-20 cm (surface) and 20-40 cm (subsurface) layer at Saemangeum (sandy loam) and Yeongsangang (silty loam) reclaimed tidal land. Electrical conductivity (EC) had a wide range from 0.0 to 34.3 dS•m −1 during the experimental period. The average soil EC was 6.4 and 3.4 dS•m −1 at Saemangeum and Yeongsangang reclaimed tidal land, respectively. Soluble sodium concentration had great variations and it was the most important single factor for temporal variations of soil EC regardless of soil textural properties. Calcium concentration was negatively correlated with soil EC and soluble sodium. Soil exchangeable sodium percentage (ESP) was estimated as a function of soil sodium adsorption ratio (SAR) and a linear regression model (ESP = 6.075 (SAR) + 0.677 for Saemangeum and ESP = 3.925 (SAR) + 0.421 for Yeongsangang reclaimed tidal soil) was suggested for predicting soil ESP from soil SAR. The characteristics of reclaimed tidal lands had different shares of saline and sodic properties during the experimental period. Saemangeum reclaimed tidal soil was highly characterized by sodium, but the effect of sodium on Yeongsangang soil was less pronounced. Our results indicate that persistent monitoring and modeling on soil salinity at reclaimed tidal soil is fundamental and the results can provide some useful information for deciding management plans for diverse utilization or to reduce salt damage for stable crop production at reclaimed tidal land.

Soil Physico-Chemical Properties and Groundwater Levels at the “Agricultural Life Science Sites” in Saemangeum Reclaimed Land

“…예를 들면, 우리나라 간척지 전체 면적의 약 33%는 배수 불량 등급에 해당하며, 나머지 역시 대부분 (약 63%) 약간 불량 등급으로 습해에 취약한 조건을 갖고 있다 (NICS, 2013). 또한, 간척지 토양은 pH, 염농도, 교환 성 나트륨 (Na + ) 함량 등이 높으며, 유기물과 교환성 칼슘 (Ca 2+ ) 함량, 양이온 교환 용량 (cation exchange capacity, CEC) 등이 매우 낮으므로 밭작물을 재배하기에는 어려움이 있다 (Lee et al, 2014). 특히, 간척지의 높은 염농도는 작 물의 수분 스트레스를 유발하여 생산성에 직접적으로 부정적인 영향을 미치며, 높은 교환성 Na + 으로 인한 점토의 분산 과 팽창 및 낮은 유기물과 점토 함량 등은 토양 내 공극 형성에 불리한 조건을 형성하여 작물 생육을 방해한다 (Chung et al, 2011;Lee et al, 2014).…”

“…또한, 간척지 토양은 pH, 염농도, 교환 성 나트륨 (Na + ) 함량 등이 높으며, 유기물과 교환성 칼슘 (Ca 2+ ) 함량, 양이온 교환 용량 (cation exchange capacity, CEC) 등이 매우 낮으므로 밭작물을 재배하기에는 어려움이 있다 (Lee et al, 2014). 특히, 간척지의 높은 염농도는 작 물의 수분 스트레스를 유발하여 생산성에 직접적으로 부정적인 영향을 미치며, 높은 교환성 Na + 으로 인한 점토의 분산 과 팽창 및 낮은 유기물과 점토 함량 등은 토양 내 공극 형성에 불리한 조건을 형성하여 작물 생육을 방해한다 (Chung et al, 2011;Lee et al, 2014). 이처럼 간척지는 특별한 관리가 없는 한 여름철 건조기에는 재염화 (resalinization)에 의한 염해 발생 및 장마기에는 습해 등으로 일반 농경지에 비해 밭작물을 재배하기에 불리한 조건이다 (Lee et al, 2014;Ryu et al, 2019).…”

“…특히, 간척지의 높은 염농도는 작 물의 수분 스트레스를 유발하여 생산성에 직접적으로 부정적인 영향을 미치며, 높은 교환성 Na + 으로 인한 점토의 분산 과 팽창 및 낮은 유기물과 점토 함량 등은 토양 내 공극 형성에 불리한 조건을 형성하여 작물 생육을 방해한다 (Chung et al, 2011;Lee et al, 2014). 이처럼 간척지는 특별한 관리가 없는 한 여름철 건조기에는 재염화 (resalinization)에 의한 염해 발생 및 장마기에는 습해 등으로 일반 농경지에 비해 밭작물을 재배하기에 불리한 조건이다 (Lee et al, 2014;Ryu et al, 2019). 따라서, 간척지 토양에서의 밭작물 재배를 위해서는 토양 이화학성 및 지하수위를 지속적으 로 모니터링하여 체계적인 데이터 베이스를 구축하여 향후 토양 개발에 활용할 필요가 있다.…”