농촌지도사, 연구사, 농업직 공무원 등은 필수적으로 알아야 할 토양학 핵심 정리 2강. 토양구성과 물리적 성질

2강. 토양구성과 물리적 성질

 

1. 토양의 구성 : 토양의 고상의 비율은 약 50% 내외이며, 나머지 50%가 공간(액&기상 20~30%)이다. 공간에는 물과 공기가 채워지는데, 비가 오는 경우에는 액상은 늘어나고 기상은 줄어든다. 반면에 건조가 계속되는 경우에는 액상은 줄어들고 기상은 많아진다.

① 고상의 비율이 클수록 보수성과 통기성이 나빠진다.

② 고상의 비율이 작을수록 뿌리 뻗기가 쉬워진다.

③ 고상의 비율이 일정할 때 액상이 비율이 커지면 통기성이 나빠진다.

④ 고상의 비율이 일정할 때 기상의 비율이 커지면 수분 흡수량이 적어진다.

 

2. 입경구분 : 토성은 토양의 입자크기를 점토(0.002mm 이하), 미사(0.002 ~ 0.05mm), 모래(0.05 ~ 2.0mm) 로 나누고 함유비율에 따라 토성삼각도에서 토성명이 정해진다. ※ 자갈의 크기는 2.0mm 이상 ※우리나라 밭토양 : 양토, 점토함량이 20% 내외임.

 

3. 토성(soil texture) : 토양이 양분을 지니면서 공급하는 능력뿐만 아니라 거의 보수성, 배수성, 통기성, 경운의 난이 등 식물생육과 밀접하게 관계되는 매우 중요한 토양의 기본적인 성질이다.

 

4. 토양구조 : 크게 구상, 괴상, 주상, 판상 등으로 구별하는데, 판상이 있는 토양은 물의 흐름과 뿌리 뻗음에 지장을 초래하기도 한다. ※ 우리나라 논토양의 경반층을 이루는 구조가 판상구조이며, 점토가 집적되어 물의 하향 이동을 방해하고 뿌리의 신장을 불리하게 함. 이런 토양을 개선하기 위해 깊이갈이를 추천하고 있음.

<구상>

- 입상(granualar): 입단의 모양은 구형이며 표토에서 볼 수 있다.

- 분상(crumb): 입상과 비슷하나 다공성이다.

 

<괴상>

- 각괴상(angular blocky): 구조 단위의 가로 세로축의 길이가 비슷하고 Bt 층에 나타난다.

- 아각괴상(subangular blocky): 각괴상과 비슷하나 모가 없어진 것이다. Bt 층에서 나타난다.

 

<판상(platy)>

- 가로축의 길이가 세로축의 길이보다 길며 E층과 점토반 층에서 나타난다.

 

<주상>

- 각주상(prismatic): 세로축의 길이가 가로축의 길이보다 길며 모가 있고 Bt층에서 나타난다.

- 원주상(columnar): 각주상과의 차이는 모가 없다는 것이며 B층에서 나타난다.

입단이 형성됨으로 인하여 1차입자들 사이에 있는 것보다는 더 큰 공극이 입단들 사이에 생기게 되는 것이다. 2차적으로 생기는 이러한 큰 공극을 통하여 물과 공기가 쉽게 유통하게 되고, 입단 내의 작은 1차공극에서는 보수력이 발현되므로 구조가 좋게 발달되어 있으면 배수성도 좋으면서 보수성도 좋은 토양이 되는 것이다. 그러나 모든 토양의 구조가 다 좋은 것은 아니다. 판상구조의 토양에서는 물이 상하ㆍ수직방향으로 이동하기 어려울 뿐만 아니라 뿌리가 뻗어 나가기도 매우 어렵다.

 

5. 토양 구성물 용적과 질량과의 관계 : 토양의 푸석푸석하고 치밀한 정도는 용적밀도(토양의 건조 무게를 토양의 전체 용적으로 나눈 것)로 나타낸다. 우리나라 평균 용적밀도는 1.3g/cm3 정도이며, 수치가 클수록 치밀한 것을 의미한다. 따라서 토양의 공간과 밀접한 관계를 가지며 용적밀도가 낮을수록 공극의 양은 많아진다.

 

1) 입자밀도(particle density) : 고상을 구성하는 유기물을 포함한 토양의 고형입자 자체의 밀도. 즉 토양이 갖고 있는 고유한 밀도로 인위적인 요인에 의해 변하지 않는다.

ρs (g/cm3) = 고형입자의 무게 / 고형입자의 용적 = Ms/Vs

토양의 입자밀도는 토양의 무게(105℃에서 건조시킨 후의 무게)를 토양입자들이 차지하는 부피로 나누어 얻은 값이며 고체입자들만의 밀도이므로 그 부피의 계산에 고체입자들 사이에 있는 물이나 공극의 부피를 포함하지 않는다. 따라서 한 토양의 입자밀도는 입자들 사이의 공극량에 의해서 변하지 않으며 일정한 값을 갖는다. 토양의 주요광물인 석영, 장석 및 운모 등 무기질 토양의 입자밀도는 평균적으로 2.65/cm3

 

2)용적밀도(bulk density) : 고상을 구성하는 고형입자의 무게(Ms)를 전체 용적(Vt=Va + Vw + Vs)으로 나눈 것이며, 단위는 g/cm3 또는 Mg/m3으로 나타낸다. 경작지양토의 평균 용적밀도는 대략 1.1∼1.4g/cm3의 범위에 있다. 작물의 생육에 지장이 없도록 하기 위하여 용적밀도가 식질토는 1.4g/cm3, 사질토는 1.6g/cm3 이하로 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 용적밀도가 클수록 단위용적당 토양(고상)의 비율이 높은 것을 의미하며, 수분과 공기가 들어갈 수 있는 공간이 작아 뿌리 뻗기에 불리하다.

 

3) 공극률 : 전체 토양용적에 대한 공극의 비율을 나타낸 것으로 공극률이 클수록 공기와 물이 들어갈 수 있는 공간이 커진다. 공극률(%) = {1 - (용적밀도/입자밀도)} x 100

 

7. 토양의 색 : 토양에 어떤 성분이 많이 함유되어 있는지를 나타내며, 일반적으로 색상, 명도, 채도의 조합으로 나타내는 먼셀 색표시법이 주로 사용된다. : 5YR6/4에서 4는 채도, 색상(H)-명도(V)-채도(C)의 순서로 표기

구성요소	성 분	토색	형성 요인
산화철	Fe3+	적색, 주황색, 노란색,	불포화 수분 상태
환원철	Fe2+	회청색, 밝은 녹색	포화 수분 상태
부식	부식	짙은 밤색, 검은색,	부식 기간 및 함량
염류	석회, 석고	흰색, 회색,	반건조 지역
화산회	화산재	회색, 검은색	화산폭발

8. 토양의 온도 : 토양수분함량이 증가할수록 토양의 비열은 증가하고 토양온도를 올리는 데 필요한 열량은 증가하게 된다.