토양환경 개요: 토양 생성, 발달, 작물 생육

제2장 토양환경 개요

• 토양의 생성 및 발달, 작물 생육에 필요한 물리적, 화학적, 광물학적 특성 파악
• 토양미생물과 유기물 분해, 집적 과정 이해
• 토양침식 방지 및 보전 관리, 환경 친화적 토양 관리 방법 학습

토양의 생성, 발달과 작물 생육

• 토양은 자연과학 여러 분야에서 활용되나, 간단하게 정의하기는 어려움
• 농업적 측면에서 토양은 암석 풍화, 운반, 퇴적 작용으로 형성되는 지각의 부드러운 물질
• 토양은 식물 지지, 수분 및 양분 저장/공급, 미생물 생육 환경 제공
• 토양은 환경 폐기물 수용체이자 재생 공장 역할
• 유기물질 재생 과정에서 방출되는 무기원소는 식물 생장에 필요한 영양분 공급
• 토양은 무기입자, 유기물, 공극(공기,물)으로 구성되며, 공극은 입자 사이 공간적 배열에 따라 형성됨
• 토양 모재는 풍화된 광물 또는 유기물에서 유래하며, 이로부터 토양 생성 과정을 거쳐 성토층이 발달함
• 토양은 기후, 식생, 지형 등의 영향으로 오랜 기간에 걸쳐 생성 및 발달
• 토양은 유기물 함량에 따라 0~100%까지 다양하게 분류 (무기질 토양, 유기질 토양)
• 유기질 토양은 표토 80cm의 반 이상이 유기물로 구성되거나, 암석 또는 자갈 위에 유기 토양 물질을 포함
• 토양은 작물 생장을 위한 배지로서 기계적 지지 기능, 수분 및 무기양분 저장/공급 기능, 공기 교환 기능을 수행
• 작물이 토양에서 흡수하는 양분은 토양 특성에 따라 달라짐
• 비옥한 토양은 양분 공급 능력이 높지만, 반드시 생산력이 높은 것은 아님
• 토양의 비옥도는 작물 생육에 필요한 양분을 균형 있게 공급할 수 있는 토양의 질
• 토양 생산 능력은 특정 관리 체계 하에서 특정 작물 생산이 가능한 토양의 능력

토양 생산 능력과 평가

• 토양 생산 능력은 토양 내 양분 양이 아닌 물리적, 화학적, 광물학적, 생물학적 특성, 지형적 요소를 반영
• 토양 생산 능력 평가는 영농 조건 하에 작물 수량 측정, 토양 적합성 평가 통해 이루어짐
• 대한민국은 논과 밭을 5등급으로 나누어 토양 평가
• 1급지는 생산력이 매우 높은 토양, 5급지는 일반 농법으로 생산력이 낮은 토양 (특별한 관리 요구)
• 경지의 합리적 이용은 비옥한 토양뿐 아니라 불량한 토양도 관리 및 개량하여 생산성을 높이는 것

토양의 물리적 성질

• 토성은 무기물과 유기물로 구성
• 무기물은 크기에 따라 자갈, 모래, 미사, 점토로 구분되며, 크기 기준은 미국농무성법, 국제토양학회법에 따름
• 토성은 모래, 미사, 점토 함량(자갈 제외) 기준으로 결정
• 식토는 점토 함량이 높고 화학적 성질은 좋으나 물리적 성질은 불량
• 사토는 모래 함량이 높고 투수성, 통기성은 좋으나 양분 저장 능력이 낮음
• 양토는 모래와 점토를 비슷하게 함유

토양 입자와 토성

• 자갈이 많은 토양은 물, 공기 투과가 과도하고 온도 변화에 민감하며, 경운 작업이 어려움
• 자갈은 토양의 물리성에 영향을 미치며, 점토와 섞이면 통기성이 향상
• 모래가 많은 토양은 통기성, 배수성이 좋으나 유기물 분해가 빠르고 가뭄에 취약
• 미사가 많은 토양은 물 저장 및 공급 능력이 크고 통기성이 좋아 작물 생육에 유리

토양 구성 광물질

• 모래, 미사는 석영, 장석, 운모 등 1차 광물로 구성
• 점토는 1차 광물이 풍화되어 생성된 2차 광물로, 점성과 가소성이 크고 수축과 팽창을 많이 함
• 점토는 표면적이 넓고 양이온 흡착 능력이 큼

토양의 물리 화학적 특징

• 점토 함량이 높은 토양은 양분 및 수분 보유 능력이 크지만, 경운이 어렵고 건조 시 균열이 심함
• 점토는 투수 속도가 느려 오염 물질 제거에 유리 (지하수 오염 위험 감소)
• 모래가 많은 토양은 배수성이 좋지만 물질 흡착력이 낮고, 오염 물질이 빠르게 지하수로 이동 (지하수 오염)

토양 구조의 정의

• 토양 입자는 무기질 입자, 유기물, 미생물 분비물 등이 결합하여 덩어리(aggregate) 형성
• 토양 구조는 입단 (ped)들이 다양한 모양, 크기, 배열로 형성되며, 발달 정도에 따라 분류
• 구조 단위(ped)는 자연적으로 형성된 입단의 단위

토양 구조의 형태와 특징

• 입상은 구형으로 표토에 주로 형성
• 괴상은 가로, 세로 축이 같고 집적층(B층)에 주로 형성
• 판상은 가로축이 세로축보다 길고 점토반층에서 나타나며, 투수성과 통기성이 나쁨
• 주상은 세로축이 가로축보다 길고 집적층(B층)에 많음

토양 단면 구조와 층위

• 집적층은 상부 토양에서 용탈된 물질이 하부에 침적되어 형성된 층위
• 용탈은 토양수가 가용성 물질을 녹여 제거하는 현상 (A층에서 발생)

토양 구조와 수분, 통기성 관계

• 주상 구조는 수분 침투성, 배수성, 통기성이 양호
• 괴상 구조는 수분 침투성, 배수성, 통기성이 중간
• 입상 구조는 수분 침투성, 배수성, 통기성이 최상
• 판상 구조는 수분 침투성, 배수성, 통기성이 불량

토양 구조 형성 과정

• 습윤, 건조, 동결, 융해 반복, 입자 수축과 팽윤 반복, 유기물, 산화철, 점토 결합제 작용, 식물, 미생물 영향 등으로 형성
• 동일 토성이라도 토양 구조에 따라 토양 성질이 달라짐
• 토양 유기물은 입자 접착을 촉진하여 입단 조성