토양의 정의 및 물리적 성질

목 차 1. 토양의 정의 및 구성 2. 토양의 물리적 성질 1) 토성 2) 토양 밀도 3) 토양 공극 4) 토양구조 목 차 1. 토양의 정의 및 구성 2. 토양의 물리적 성질 1) 토성 2) 토양 밀도 3) 토양 공극 4) 토양구조 5) 토양 견지성 6) 토양 색 7) 토양 온도 8) 토양수 9) 토양공기

토양의 정의 및 구성 토양이란? 토양의 구성- 토양 3상 1) 고상: 무기성분(자갈, 모래, 미사, 점토)과 - 암석의 풍화산물과 유기물이 환경의 영향을 받아 토양단면의 형태를 이루는 자연체 지구표면을 덮고 있으며 작물을 지지하며 양·수분을 공급하여 작물을 길러주는 곳 토양의 구성- 토양 3상 1) 고상: 무기성분(자갈, 모래, 미사, 점토)과 유기성분(동식물유체, 배설물, 대사산물)으로 구성 2) 액상: 토양용액으로 양분이 용해되어 있음 3) 기상: 대기에 비해 O2낮고 CO2 높음, 뿌리 및 미생물의 호흡 및 산화환원작용과 관계

1) 토성과 유기물: 점토, 모래 많으면 고상이 커지고 유기물, 입단 많으면 기상 액상 커짐 토양 3상 구성비의 지배요인 1) 토성과 유기물: 점토, 모래 많으면 고상이 커지고 유기물, 입단 많으면 기상 액상 커짐 2) 토양관리: 경운, 피복, 재배법들에 따라 입단형성 달라 기상 및 액상에 영향 3) 작물재배: 나지/ 경지, 근채류/과채류 에 따라 다름 4) 토지이용: 논, 밭, 과수, 초지, 윤작, 답전윤환 등에 따라 다름 토양3상과 작물생육과의 관계 – 뿌리신장, 양 ∙수분 흡수, 산소공급과 관련 1) 고상: 사질계(통기성 좋으나 보수력, 보비력 낮다), 식질계(사질계와는 반대) 2) 액상 높으면 토양통기 부족으로 근활력 저하, 환원성 유해물질 생성 3) 기상 높으며 수분부족으로 위조현상 초래 * 따라서 적당한 3상비는 50-25-25%로 사양토~식양토이며 유기물 5%정도 4) 토양 3상의 조절: 고상 높으면 심경, 피복, 개량제, 유기물, 답전윤환 등을 행하며 액상 높으면 배수를 함

토양의 물리성 1. 토성 토양 내 무기입자들의 크기분포로 결정, 거칠다/ 곱다 모래: 직경 0.05-2.0 mm(1차광물, 양수분 흡착력 적음, 골격 역할, 공기와 물 유통) 미사: 직경 0.002-0.05 mm(모래와 비슷, 가는것은 점토에 붙어 작물생육 이롭게 함) 점토: 직경 0.002 mm이하(2차광물, 양수분 흡착시 용적 변화, 가소성, 점착성)

토성의 결정 • 2mm체로 자갈분리 → • H2O2로 부식분해 → • 묽은 염산으로 석회제거 → 1) 토양 입자 분석법 2) 토성 삼각도 • 2mm체로 자갈분리 → • H2O2로 부식분해 → • 묽은 염산으로 석회제거 → • NaOH, Calgon같은 분산제로 Na 점토 만든 후 → • 0.2mm체로 조사 분리 → • 세사 이하는 입자 재분산 후 침강법에 의해 정량함(피펫법/ 비중계법)

• 모래: 까칠까칠 하고 3) 현장조사법(Feel method) 미사: 건조시에는 활석 비비는 것 같고 젖었을 때는 어느 정도 가소성 점토: 건조시 매끄럽고 젖으면 가소성과 점착력 지님 토성과 토양 물리화학적 특성과의 관계 1) 토양 물리성 - 가비중, 경도: 식토는 사토에 비해 가비중 적고 공극량 많다 - 통기, 투수성: 식토는 사토에 비해 공극량 많으나 크기 작아 투수성과 통기성 불량 - 경운같은 작업의 난이도 차이 2) 토양 화학성 - 보비능: 점토함량많으면 비표면적 및 음전하량 생성으로 CEC 높아져 보비능 증대 - 완충능: CEC증대하면 완충능 커짐 - 비옥도

토성과 작물생육과의 관계 - 토립이 지나치게 크지 않고 너무 미세하지도 않으며 모래분과 점토분이 적당한 비율로 혼합되어 있고 유기물이 어느 정도 혼합되어 있는 양질 토양이 작물생육에 가장 좋음 - 그러나 재배작물의 종류와 품종을 고려하여야 함 보수력, 보비력 및 통기성 - 식토: 보수력 보비력은 크나 통기성 불량 - 사토: 통기성 좋으나 보수력, 보비력 적음 따라서 식토와 사토에서는 작물생장이나 유용미생물활동 억제되어 생산력은 양토가 좋다 작물종류와 토성 - 논: 식토, - 밭작물: 식양토~사양토 3) 작물병균과 토성 - 토양 전염성 병균은 대부분이 호기성균 엉성하고 거친 토양일수록 병발생 쉽다 - 사질계토양: 벼의 깨씨무늬병, 감자 더뎅이병, 아마 잘록병, 고구마 덩굴쪼갬병

2. 토양 밀도 밀도와 부피개념: 밀도 - 무게/qnvl(g/cm3) 비중 – 같은 부피의 물무게와 비교하여 나타낸 값 용적밀도: 고상, 액상, 기상이 종합된 자연상태의 밀도 입자밀도: 고상자체만의 밀도 용적밀도와 관련한 인자 - 토성: 사토>식토 - 유기물함량: 유기물 많으면 낮아짐 - 토양 구조: 입단형성시 낮아짐 용적밀도와 작물생육 - 뿌리신장 - 통기 - 작물생육 - 일정면적내의 토양무게 환산: 시비량, 개량제 시용량, 객토량 계산에 이용

3. 토양 공극 공극의 뜻 - 공극은 입자사이에 공기나 물로 채워진 틈(기상+액상) - 공기의 통로이자 물의 저장고, 입단에 따라 달라짐 공극율의 측정: 100(1-용적밀도/입자밀도) 크기와 기능 - 비모관공극: 배수와 통기가 이루어지는 공극(물로 포화시 24시간후 자연배수됨) - 모관공극: 모세관 작용, 보수역할 토양공극량과 관련한 요인 - 토성: 사토는 식토보다 용적밀도 커서 전체 공극량 적지만 대형공극량 많아 공기와 물의 이동이 빠름 - 토양입단의 크기: 입단이 크면 전공극량 크며 대공극량이 소공극량보다 많다 - 입자의 배열상태: 입단구조>단립구조, 정렬>사열 - 유기물함량 - 경운, 관개, 강우, 식생, 재배법

토양공극과 작물생육 1) 비모관공극과 모관공극 - 작물의 뿌리 신장과 관련 - 전공극량의 많고 적음보다 개개공극의 크기가 중요 - 비모관공극은 과잉수 없게 하고 공기 새롭게 하며 모관공극은 수분보유장소로 중요 2) 공극량과 공극비율 - 공극량은 뿌리신장과 깊이 관계 - 밭의 경우 입단간공극: 입자간공극= 1:1이 적당 3) 하층토의 공극량 - 투수, 통기, 뿌리 신장 위해 필요 - 심근성 작물재배지, 과수원에서 특히 중요 - 심경 또는 거친 유기물 시용

4. 토양 구조 입단이란? - 토양의 구성성분이 서로 결합하여 배열되는 상태, 입자의 배열, 결합상태 토양구조의 중요성 - 투수성, 보수성, 통기성, 지온, 수식성, 경운의 난이 등 토양 물리성과 깊은 관계가 있으며 뿌리신장에도 중요 입단의 생성과 발달 - 토양 구조의 생성은 토양의 입단화로부터 생성 - 토양입자 집합체의 수축-팽윤의 반복과 결합제(모재,흡착양이온,미생물, 뿌리, 균사, 다당류)의 작용에 의해 생성

토양구조의 관리(입단의 유지) 입단의 파괴 - 수분이 과소, 과다할 때의 경운 - 토양의 건조와 습윤, 동결과 융해의 반복 - 입자의 결합제인 유기물의 분해 - 강우와 기온의 변동 토양구조의 관리(입단의 유지) - 석회물질(입단화촉진)과 유기물(미생물 활동 증대) 시용으로 대소공극 균형유지 - 토양의 피목관리: 폭우, 침식시 멀칭 - 건조, 습윤시에 경우 피함(산화 촉진으로 유기물 분해) - 입단생성에 효과적인 작물재배: 심근성 두과작물, 목초 윤작

토양입단과 작물생육 1) 대소공극 균형분포 - 통기성, 투수성, 양호, 경도감소로 뿌리신장 및 경운에 도움 2) 건조와 습윤할 때 수축과 팽창 감소 3) 보수 보비력 증가 - 작물에 양수분 공급능력 증대 4) 대공극의 확대와 안정 작물에 양수분 공급능력 증대 - 투수력 증대, 유거수에 의한 토립분산 및 운반감소로 토양유실 감소 5) 유기물 분해, 미생물작용, 토양반응, 완충능에 효과

5. 토양 견지성 토양 견지성이란 1) 토양 수분 변화에 따른 토양의 상태 변화 - 포화 수분 이상에서 유동성과 점성을 나타내고 수분 감소에 따라 소성 나타내어 딱딱해짐 2) 경운 시기와 관련하여 중요 - 모래: 응집성, 부착성 약하여 쉽게 변형 - 식질 토양: 점성 강하여 경운작업 어려움 토양견지성과 관련한 인자 - 모재, 토성, 유기물, 토양수분 경도 - 외부힘에 대한 토양의 저항력, 토층의 투수성, 뿌리신장, 농기계 주행의 지지력에 영향

6. 토양 색 토양 성질, 생성과정 판단시 중요, 풍화과정이나 이화학적 성질의 판정에 도움주어 간접적인 비옥도 판정 지표 토색 결정시 색상, 명도, 채도 고려해야 함 토양의 착색재료 - 부식: 유기물 부식화될수록 흑색 짙어짐, 유기물 토양-회색, 진한회색, 짙은 갈색 나타냄 - 철: 수화도가 크면 황색, 탈수되면 적색 1) 철의 산화에 의한 붉은색, 철의 수화에 의한 노란색 토양 -> 밭, 산림토양의 적색, 갈색 황색토 2) 논토양은 밭토양 보다 유리철 용탈많아 회색나타냄 배수불량 토양- 표면은 짙은 색깔 아래는 옅은 회색

토색에 영향주는 인자 - 모암: 화강암-담색, 안산암-암색, 현무암-농적색 - 함수량: 습윤하면 짙어지고 건조하면 담색 - 통기성 예) 통기 양호한 토양: 철, 망간 등의 산화-> 적색, 황색, 적갈색 통기 불량한 토양: 철, 망간 등의 환원-> 청색, 회색 통기 중간단계인 토양: 이 둘의 혼합색 - 배수상태: 배수양호(담색~황갈색, 밭), 배수불량(회색~청회색, 논)

7. 토양 온도 작물생육, 미생물활동, 토양생성작용에 중요 토양내의 생물적, 물리적, 화학적 반응률에 영향 미침 - 온도내성범위 내에서 10도 증가함에 따라 반응율이 2배 증가 토양온도와 유기물 분해 - 온도 낮으면 유기물 분해 서서히 되어 유기물 집적 - 온도 높으면 유기물 분해 빨라져 무기화작용 촉진되어 부식집적 안됨 매일 또는 계절적으로 변동, 표면에서는 심하나 심층으로 갈수록 변화 적어 3m 이하에서는 거의 일정하게 유지됨

토양온도와 관계한 인자 - 토양의 비열: 토양 1g을 1도 올리는데 필요한 열량이 물 1g을 1도 올리는데 필요한 열량의 1/5 로 토양 습도, 배수에 따라 지온의 영향이 큼 - 열 전도율 - 토양 색 - 토양의 경사방향 - 피복식물 토양온도조절 - 수분조절(비열 이용): 단열재인 눈은 녹으면 지온상승 저하, 배수, 담수 이용 - 흡열재 이용: 유기물 시용하면 건조시 지온상승, 습윤시 지온상승 저하초래 멀칭재료의 색조절 - 재배적 조치: 이랑, 피복, 하우스이용

8. 토양수 물의 흐름은 수분포텐셜로 측정, 고->저에너지 지역으로 흐름 수분포텐셜: 순수한 자유수의 위치에너지 기준(0)으로 계의 특정지점에 위치한 위치에너지, 음이 값, 삼투포텐셜, 매트릭포텐셜, 중력포텐셜의 합 - 삼투포텐셜: 용질이온이 물분자를 당기는 힘. 염류토양이나 비료가 첨가된 토양에서 중요 - 매트릭포텐셜: 물의 토양입자 표면 흡착 및 미세한 공극에 포획된 물에서 발생하는 모세관력 - 중력포텐셜: 물이 지구 중심으로 향하는 중력 수분함량에 따른 토양수의 분류 - 중력수: 중력에 의해 흘러내리는 물 - 모세관수: 표면장력에 의해 흡수유지되는 물, 유효수분 - 흡습수: 분자간 인력으로 토양표면에 흡착되는 물

위조점 및 위조계수 - 일시위조점: 토양수분이 감소함에 따라 식물이 시들기 시작하는 수분량 - 영구 위조점: 포화습도 공기중에서 회복되지 않는 수분량 포장 용수량 - 중력에 견뎌 저장할 수 있는 최대 수분량, 토양내 소공극만 채워진 수분 - 관개, 강우 후 2-3일 후 유효수분 - 포장 용수량~위조점

9. 토양공기 토양내의 산소농도로 측정, 토양수분, 토성, 토양구조, 경운, 유기물, 식생과 관계 토양 내 호흡으로 인해 CO2  & 토양 내 생물적 활성으로 인해 O2  토양수에 녹아 존재하므로 기체종류(CO2, NH3, H2S > N2), 온도 (온도  -> 용해도 ), 염해도, 대기 중의 기체 농도에 따라 용해도 다름 산화환원전위로도 측정 가능 토양 공기와 작물 생육 - 토양 생물의 활동 - 뿌리의 신장 - 산화환원과 양분형태의 변화 - 토양통기불량에 대한 작물의 저항성 - 비료성분의 변화 입단 내부의 산소농도, 선은 동일한 산소농도 나타내는 지점을 표시, 거리는 입단의 중앙으로부터의 거리를 나타냄