제 9 장 토양환경의 조절 충북대학교 원예과학과 오명민.

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1 제 9 장 토양환경의 조절 충북대학교 원예과학과 오명민

2 토양환경 토양은 1. 물리적(토양구조, 입경분포, 지온, 수분, 통기성 등) 2. 화학적(토양반응, 유기물, 무기양분)
3. 생물적(미생물, 소동물) 요소로 구성된 매우 복합한 환경으로 그 조절과 관리가 쉽지 않지만 채소재배에 필수적 요소로 그 관리기술이 요구된다. 2 2

3 채소 산지 토양의 종류 (우리나라) 사토: 강변이나 해안에 있는 모래땅, 보수력과 보비력이 약함
충적토: 하천유역에 상류로부터 토사가 운반되어 퇴적된 토양, 주로 사질양토 또는 양토로 비옥함 홍적토: 염기가 용탈되어 산성을 띄고 유기물이 부족하며 척박한 점질토, 남부 구릉지에 많이 분포 화산회토: 화산 분출물이 퇴적하여 형성된 제주도 일대의 토양, 가볍고 배수가 양호하며 알루미늄 함량이 높음

4 물리적 요소와 생육 토성: 토양입자(자갈, 모래, 점토)들의 분포비율 - 사토: 점토함량이 12.5% 이하
- 양토: 점토함량이 25% - 식토: 점토함량이 50% 이상 - 사양토: 사토와 양토의 중간 - 식양토: 식토와 양토의 중간

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7 토양의 삼상 고상, 액상, 기상 이상적 비율 =50(고상):25(액상):25(기상) 삼상의 분포가 같아도 토양 입자
배열에 따라 성질이 달라짐 단립구조보다는 입단구조(입체적 배열상태)가 토양수의 이동, 보유, 및 통기성 향상으로 채소생육에 좋음

8 입단화 촉진 및 유지 유기물 시용 석회 시용 적당한 토양수분시의 경운 토양멀칭 토양개량제 시용

9 토양 수분과 통기성 토양의 삼상가운데 고상을 제외한 부분은 고상의 입자와 입자사이에 형성되는 공극인데, 이 공극은 물(액상)과 공기(기상)이 분포하는 공간임 채소류:높은 수분함량, 높은 수분요구도 보임 요수량(water requirement,증산계수): 건물중 1g을 생산하는데 필요한 수분의 양 예)벼/보리( g) vs. 토마토(350g), 수박(600g), 호박(700g) 요수량의 역수는 수분의 이용효율 수분이용효율 (water use efficiency)=건물생산량을 증발산량으로 나눔

10 토양수분의 표시와 분류 수분항수 위조점 포장용수량 수분당량 최대용수량 토양수분의 성질 무효수 모관수 중력수
*항수: 물질의 물리적, 화학적 성질을 표시하는 수치 토양수분의 성질 무효수 모관수 중력수

11 수분항수 위조점 토양수분 감소로 식물의 뿌리가 수분을 흡수 못해 시들게 되는 시점
- 초기위조점: 시들기 시작하는 점 (pF 3.8) - 영구위조점: 어느 수분함량 이하가 되어 시들었을 경우에 물을 주어도 회복되지 않는 시점 (pF 4.2) 포장용수량 - 강우나 대량 관수 후 과잉의 수분이 중력에 의하여 토양의 큰 공극을 통해 밑으로 빠지고 모관수만 토양 중에 남아 있는 수분량 - 밭 토양에서 가장 좋은 수분 상태 수분당량 - 물로 포화된 토양을 중력의 1,000배에 해당하는 원심력으로 탈수할 경우 토양 중에 남는 수분량 (pF 2.7) 최대용수량 - 정체된 수면에 접한 상태의 토양내 수분(토양이 물로 포화된 상태의 수분)

12 토양수분의 분류 무효수(흡착수); hygroscopic water 모관수; capillary water
영구위조점보다 적은 토양수분으로 식물이 흡수 이용하지 못하는 수분 모관수; capillary water 토양입단의 모관 공극내에 포함된 수분 유효수분의 대부분을 차지 모관(모세관)작용에 의해 토양 공극 내에서의 이동이 가능 중력수; gravitational water 비모관 공극내 수분으로서 토양입자의 흡인력이 극히 적어 하층으로 빠져 나가게 되는 수분 근권에 머물지 않으므로 작물에 거의 이용되지 못함

13 토양수분장력(pF) 1기압

14 채소류의 높은 요수량내한성이 약하고, 적정 수분 유지(위조점<유효수분영역 유지<포장용수량)가 재배적 관건

15 토양의 통기성 통기성불량산소공급 억제생육이 억제 토양산소에 따른 채소 생육의 반응 산소 작물 산소부족에 강한 것
상추, 가지, 오이, 토마토, 양배추 산소부족의 약한 것 시금치, 우엉, 무, 고구마 산소부족에 매우 약한 것 콜리플라워, 당근, 피망, 멜론

16 토양온도 적합한 지온:15~20℃ (지상부의 생육적온 보다 낮음) 작물 최저 한계온도 생육적온 최고 피망 13 18 ∽ 20
25 참외 15 ∽ 18 오이 호박 수박 토마토 온실멜론 딸기

17 부적절 지온에 따른 현상 낮은 지온: - 뿌리 호흡이 저하뿌리 생장과 기능이 억제
- 토양미생물(공중질소고정균, 질산화성균)의 활동 둔화 - 근부위조병 발생(토마토) 높은 지온: - 라코핀 생성억제(당근) - 청고병/반신위조병(가지과), 덩굴쪼김병(박과) 발생

18 화학적 요소와 생육 토양반응(soil reaction): 토양용액의 수소이온(H+)의 농도, 가장 중요한 토양의 화학적 성질
- pH (potential of hydrogen) - 생육이 적합한 적정 토양 pH의 범위 매우 좁음 염기포화도(degree of base saturation): 토양입자(양이온 치환용량; CEC)에 염기(Ca2+, Mg2+, K+, Na+ 등)가 흡착되어 있는 비율, 토양의 실제적인 비옥정도를 나타냄, 토양반응 변동의 주 요인(pH와 정비례관계), 저하 시 토양의 산성화 진행

19 우리나라 토양의 문제점 -pH는 5.5정도, 염기 포화도 30%, CEC 10 염기가 부족, 낮은 pH보다도 염기 결핍이 문제 이상적인 염기 포화도 80%

20 토양산성화의 원인 강우에 의한 염기용탈 작용 채소재배에 따른 산성화(질소시비, 높은 염기흡수량) 산성비료의 시용(과인산석회)
중성비료(생리적 산성비료)의 시용(황산암모니아) - (NH4)SO4: NH4+흡수율>SO42-흡수율토양내 황산이온이 많이 남음 암모니아태 질소 시용>질산태 질소 시용: 뿌리 흡수후 수소이온의 분비 활발

21 산성토양의 개량 알칼리성 비료 시용 증가(계분, 용성인비) 석회시용 - 나누어 시비
- 석회시용 시 인산이 불용화 되기 쉽기 때문에 인산비료를 함께 주어야 함 심경 산성 비료 시용 회피

22 염류집적 토양 중에는 여러가지 무기염이 용액 중에 이온상태로 존재, 강우에 유실되거나 작물에 흡수됨. 그러나 이러한 염류가 표층에 집적되어 여러가지 피해가 나타남 원인: 다비재배, 토양개량제 및 계분 등의 연용, 시설재배(터널, 멀칭 포함)로 인한 강우 차단 재배연수가 증가할 수록 염류농도는 높아짐

23 염류집적 피해증상 - 식물의 생육 억제 - 잎의 선단이 타 들어가다 고사함 복잡한 기작 - 수분흡수 장해 - 염류 과잉흡수
- 다른 양분의 길항적 흡수장해 - pH 상승으로 인한 양분의 불용화 - 토양미생물 활동저하 및 토양병해발생 조장

24 염류집적과 채소 생육 과채류의 생육장해 및 고사 한계염류농도 (단위 : mS·cm-1) 토양종류 생육저해한계점 고사한계점 오이
토마토 고추 사토 0.6 0.8 1.1 1.4 1.9 2.0 충적식양토 1.2 1.5 3.0 3.2 3.5 부식질 식양토 4.8

25 염류집적 토양 경감 대책 적정 시비 객토 및 유기물시용 담수처리 제염작물 도입 다량의 관수

26 토양생물과 생육 토양: 선충, 곤충, 토양미생물 등 토양의 물리성, 화학성 변화시킴/뿌리에 직접적인 영향채소의 생육조절에 중요한 요인 토양 미생물 유기물 분해탄산가스 방출 무기양분을 가급화 함 뿌리와 공생함 각종 비타민, 아미노산, 당류, 항생물질, 생장호르몬 생산식물체가 흡수 유기농업: 토양미생물과 유기물의 관계 이해가 중요함

27 토양환경의 관리 경운과 정지 중경, 제초 및 배토 멀칭 관수와 시비

28 경운과 정지 경운(plowing/tillage): 굳은 땅을 갈아엎는 것
- 통기성 증진, 잡초제거, 잔류채소류매몰, 염류집적장해 개선 정지(soil preparation): 경운 후 흙덩이를 잘게 부수고 작물의 크기에 따라 이랑을 만드는 과정 이랑으로 인해 작토층이 두꺼워지며, 지온상승이 빠르고 통기성이 좋아짐 배수가 좋아지며 파종, 제초 및 솎음 등의 작업이 편리해짐

29 중경, 제초 및 배토 중경(intertillage): 채소재배 중 경작지 표면을 가볍게 긁어 파주는 것
표토의 경화를 막아 토양의 통기성 증진, 표면 관수시 침투를 용이하게 해 줌 최근 멀칭재배로 거의 실시하지 않음 제초(weed control): 잡초를 제거해 주는 일 - 양.수분, 광선의 경합을 방지, 타감작용(allelopathy) 방지 배토(earthing up): 경작지 표면의 흙을 그루 주변에 모아주는 것 - 잡초방지, 도복방지, 방풍대책, 맹아억제, 추비복토 등의 목적

30 잡초 방제법과 제초제 기계적 제초 (손, 기계) 화학적 제초 (제초제) 계통 상품명 대상작물 적용 잡초 페녹시계 타가 (유)
상품명에 있어서 유는 유화제를, 수는 수화제를, 입은 입제를 뜻함. 계통 상품명 대상작물 적용 잡초 페녹시계 타가 (유) 원싸이드 (유) 양파, 마늘, 딸기 벼과 요소계 트리부릴 (수) 아파론 (수) 양파, 마늘 양파, 당근 광엽 및 벼과 트리아진계 프로린 (수) 센코 (수) 당근, 마늘, 감자 감자, 토마토 아세트아닐리드계 메토라클롤 (유·입) 마늘, 고추, 파 1년생잡초 디니트로아닐린계 스톰프 (수·유·입) 에탈프로라린 (유·입) 양배추, 당근, 딸기 수박, 당근, 고추 클로로아세트아닐리드계 알라 (유·입) 무, 양파, 고추

31 타감작용 식물이 생화학적 물질을 생산해 내며 그 물질이 그 옆의 다른 식물체에 영향을 주는 현상
생화학적 물질은 이차대사산물들임 Positive allelopathy와 negative allelopathy가 있음 잡초의 경우 negative allelopathy

32 멀칭 채소가 재배되는 토양을 여러가지 재료로 덮어주는 것 재료: 플라스틱 필름, 짚, 건초, 낙엽, 왕겨
효과:지온의 조절, 토양수분의 조절, 토양 및 비료유실 방지, 잡초방지, 병원균과 해충의 회피, 토양으로부터의 오염방지, 시설내의 공중습도 조절 등 짚: 단열효과가 우수하여 나지보다 지온이 떨어짐, 저온기에 피해야할 멀칭재료 약광, 저온기: 투명플라스틱 멀칭 이용

33 관수와 시비 관수(irrigation): 적정 토양수분을 유지하기 위해 인위적으로 경작지에 수분을 공급하는 것
시비(fertilization): 부족해지기 쉬운 무기 양분을 비료의 형태로 토양에 공급하는 것 관비(fertigation): 생력화 자동화의 일환으로 관수를 겸비한 시비

34 수분이 필요한 주요시기 한계점 채소류 발아 모든 채소 (특히 봄·가을 채소류) 수분기 리마콩 꼬투리생장기
강낭콩, 완두콩, 기타 꼬투리용 채소 결구기 배추, 양배추, 녹색꽃양배추, 꽃양배추 뿌리·괴근 및 괴경 비대기 무, 당근, 순무, 양파, 감자, 고구마, 마 개화기, 과실·종자 비대기 옥수수, 박과채소, 강낭콩 개화기에서 수확기까지 균일한 관수 가지, 고추, 토마토

35 관수방법 고랑관수:이랑 사이에 물을 흘러가게 하는 관수방법,주로 노지채소에서 이용,물 소모량이 많음
호스관수:작은 구멍이 뚫린 플라스틱호스를 이용하는 방법, 설치비용은 저렴하나 수압이 높으면 플라스틱이 찢어지는 단점 살수관수:스프링클러를 이용하여 관수하는 방법 점적관수:점적튜브나 다기식 호스를 이용하여 관수하는 방법,시설비가 다소 필요하나 살수관수보다 물소비량을 40% 감소

36 관수방법 담배수관수:주로 과채류의 암면육묘나 포트육묘시 이용하는 방법, 일정 시간마다 물이 포트의 하단 5-10 cm 까지 상승했다가 배수되는 시스템, 지하에 대단위 저수탱크가 필요하므로 초기시설비가 많이 필요 매트관수:매트 위에 점적튜브를 설치하고 일정한 양의 물을 포트의 하단을 통해 공급하는 방법,주로 포트 육묘시 사용 미스트관수:높은 수압을 이용해서 안개상태로 관수하는 방법,육묘나 시설내의 온도하강을 목적으로 이용 지중관수: 지하에 유공파이프를 묻어 관수하는 방법

37 시비량의 결정 이론적: 식물체내 성분량, 토양중의 천연공급량, 성분의 이용효율을 이용
시비량/10a=시비배율ⅹ주당흡수량ⅹ재식본 수/10a 시비배율: 비료의 이용률과 천연 공급량으로 산출하는데 일반적으로 1.2(질소), 0.8(칼륨), 3.6(인산) 정도임 실제적: 작물별, 토양별, 작형별 시비시험을 실시 (토양 및 배지 분석, 식물의 분석) 표준 시비량 결정

38 양분 필요량

39 시비시기 완효성 성분 : 밑거름 속효성 성분 : 덧거름 가을에 시비 (노지) 질소와 칼륨 : 밑거름으로 30-40%
식물의 생육기에 따라 2-3회 나누어 줌 인 : 밑거름으로 주는 것이 효과적 칼슘 : 전량 밑거름 마그네슘, 붕소, 철 : 밑거름

40 시비방법 밑거름을 주는 방법 덧거름을 주는 방법 전원시비법 고랑시비법 윤구시비법
밭 전면에 비료를 골고루 뿌리고 갈아엎어 주는 방법 고랑시비법 골을 파고 그곳에만 시비하는 방법 전원시비법보다 초기생육이 빠르고 수량도 많다 덧거름을 주는 방법 이랑의 가장자리에 고랑을 파고 시비한 후에 흙을 덮어주는 방법 윤구시비법 식물체 주위를 둥글게 구덩이를 파고 시비하는 방법

41 엽면시비 극히 제한된 범위에서 잎을 통해 양분을 흡수할 수 있도록 잎에 비료를 살포하여 기공과 세포막을 통하여 무기영양을 공급하는 방법 엽면시비가 필요한 경우 토양시비가 곤란한 경우(멀칭재배) 토양과 뿌리의 양수분 흡수기능이 불량한 경우 특정 무기양분의 결핍이 예상되거나 나타날 경우 작물의 초세를 급격히 회복시킬 필요가 있는 경우 엽색의 회복과 유지가 필요한 경우 살포방법 잎의 표면보다 뒷면에 뿌려 주고, 엽면시비의 효과를 높이기 위하여 전착제를 희석해서 저녁에 뿌려 주는 것이 효과적

42 엽면시비의 농도 원소 엽면시비 농도 (%) 몰리브덴 0.5 붕산 0.5 – 1.0 황산망간 1 – 2 황산아연 황산마그네슘 2
염화칼슘

43 품질과 시비와의 관계

44 채소의 연작장해 연작장해: 동일한 포장에 동일한 채소를 반복해서 재배하는 연작에 의해서 나타나는 생육저해현상
원인: 병원균과 해충이 집적, 토양의 물리성.화학성 저하, 작물에 의한 독소물질 분비 토양전염성 병원균의 집적에 의한 피해가 가장 큼 연작지의 토양은 특정 양분이 부족해지기 쉽고, 토양반응이 변하기 쉬움

45 연작장해의 대책 윤작을 중심으로 하는 합리적인 작부체계의 수립 연작이 불가피한 경우… 토양의 물리.화학성 개선
토양소독: 약제소속, 가열소독 접목재배 담수처리 수경재배법 도입