방통대 공무원 시험용 시설원예학 핵심 요점 요약 노트 8. 토양환경

 

제8장 토양환경

 

*주요용어 ·녹비작물 : 휴작기에 재배토양에 씨를 뿌려 어느 정도 재배 후 수확하지 않고 토양과 지상부를 함께 갈아엎어 비료 가 되도록 하는 식물로 비료작물이라고도 한다. 주로 콩과식물로 만드는데, 자운영, 토끼풀, 풋베기콩, 루핀 등을 많 이 심음. ·부식 : 신선 토양유기물이 분해되어 화학적으로 안정화된 고분자량의 물질. 흑색 또는 흑갈색의 유기 콜로이드로 식 물 생장에 필요한 영양분을 공급하고, 토양수를 증가시키며 토양의 생산성을 증가시킨다는 점 때문에 농업에서 매우 중요시됨. ·염기치환능력 : 일정량의 토양입자 또는 교질물이 흡착할 수 있는 염기 양이온의 총량. 염기치환능력이 높을수록 토 양은 알칼리화 되고 비옥도가 높아짐.

1.토양환경과 작물생육
·토양환경
-화학적 환경 : 토양반응, 유기물, 염류농도, 토양오염.
-물리적 환경 : 토양구조, 입경분포, 수분, 지온, 통기성.
-생물적 환경 : 해충, 미생물, 소동물, 잡초.

·토양의 종류-일반토양
-광물질 45%, 공기 25%, 수분 25%, 유기물 5%.
-고상(광물질+유기물), 액상(수분), 기상(공기).
-시설 토양 : 많은 유기물 사용, 경운으로 광물질 비율이 줄고 공기나 물 비율이 높음.
-입경분포에 따라 : 사토, 사질양토, 양토, 점질양토, 점토.
-사토(모래) : 토양입자 지름 0.05~2.0mm
-미사토(가루모래) : 토양입자 지름 0.002~0.05mm
-점토 : 토양입자 지름 0.002mm보다 작은 것.
-생성과정에 따라 : 충적토양, 홍적토양, 화산회토.
·토양별 생산력 비교
-사질토양(sandy soil)
-장점 : 배수성과 통기성이 좋고 저온기에 지온상승이 빠르다. 작물생장속도가 빠르다.
-단점 : 보수력과 보비력, 완충능력이 약하다.
-점질토양(clay soil)
-장점 : 보수, 보비 및 완충능력이 좋다.
-단점 : 지온상승이 느리고 배수성, 통기성이 나쁘다.
-양토(loamy soil)
-사토와 점토의 중간적 성질을 띠며 생산력이 높아 원예에 이용하기에 알맞은 토양이다.
·토성
-토양 중의 광물입자 및 소량 함유된 유기물입자의 크기별 함량비에 따라 토양의 종류를 구분하는 것.
-입도별 함량비에 따라 12가지로 구별하여 토성을 정하는데, 이는 삼각도시법(triangle method)에 준하여 결정한다.
·토양의 종류-인공토양
-인공토양 : 용토, 배양토, 상토, 배지.
-유기물 : 피트모스, 코이어, 왕겨, 톱밥, 수태.
-무기물 : 암면, 펄라이트, 버미큐라이트, 경석.
·토양화학-토양용액의 수소이온농도
-토양용액의 수소이온 농도 : pH(Potential Hydrogen)
-pH=-log[H⁺](수소이온[H⁺]농도의 역수의 상용대수 값)
-산성토양(수소이온[H⁺]＞수산이온[OH⁺] : pH＜7.0
-중성토양(수소이온[H⁺]= 수산이온[OH⁺] : pH=7.0
-염기성토양(수소이온[H⁺]＜수산이온[OH⁺] : pH＞7.0
·토양반응-토양용액의 수소이온농도

-토양 산성화 : Fe, Al, Mn 과잉 흡수, P 불용화, K, Ca, Mg, Mo 흡수 억제.
-pH 5.5 이하 : 아질산가스 발생, 질산균 등 활동 억제.
-pH 5.0 이하 : 질소고정균, 질산균, 아질산균의 활동이 둔해짐.
-pH 4.0 이하 : 수소이온이 직접 뿌리에 해가 된다.
-pH 높이기 : 석회 살포.
-토양 알칼리화 : Mg, B, Fe 흡수 억제.
-pH 7.5 이상 : 암모니아가스 발생.
-pH 낮추기 : 유황가루 살포나 질산, 황산 등을 1,000~10,000배로 묽게 희석하여 관주해준다.
·토양화학-토양유기물
-동식물의 유체가 분해되어 형성된 부식(humus)6)은 토양 중에서 여러 가지 기능을 담당한다.

 

-토양의 이화학적 성질을 개선하여 작물 생육을 돕는다.
-일반적으로 10a당 2,000~3,000kg의 퇴비 사용 권장.
·토양화학-토양유기물(부식)의 기능
-무기양분의 유효화, 미생물활동의 증진, 토양입단화, 보수성 향상, 지온 상승.
·토양물리-토양구조
-단립구조 : 토양입자가 흩어져 있어 통기성이 나쁘고 양분과 수분을 지닐 수 있는 힘이 약하다.
-입단구조 : 토양입자가 모여 입단 형성, 토양공극이 커져 보수성이 증대.
·토양물리-토양 통기
-토양의 입자와 입단 사이에 생기는 공간을 토양공극이라고 한다. 이 공극은 수분과 공기성분으로 채워진다.
-토양공극에서 공기로 채워지는 비율이 전체 공극량의 20~30%.
-산소는 10% 이상 되어야 정상적 생육.
·토양생물
-소동물 : 두더지, 선충.
-해충 : 뿌리응애, 굼벵이, 야도충, 땅강아지.
-미생물 : 질산화성균, 암모니아화성균, 병원균 미생물.
-식물 : 잡초.

 

2.시설토양의 특성과 관리
·시설토양의 특성
-염류농도가 높다, pH가 높아진다, 통기성이 나쁘다, 연작장해가 있다, 오염되기가 쉽다.
-치환성 양이온(1cmolc/kg=1me/100g) : 토양콜로이드 입자의 음이온과 결합되어 있는 것과 토양용액에 녹아있는 것
으로서, 작물이 이용할 수 있는 양이온이라고 할 수 있다.

-양이온치환용량(염기치환용량, CEC) : 음전하(-)를 띠고 있는 토양입자표면 치환에 의해 달라붙을 수 있는 양이온(Ca,
Mg, K, Na 등)의 총량으로 단위는 me/100g으로 나타내며, 이것은 100g의 토양이 교환 가능한 치환성 양이온의 총량
을 me당량(me)으로 나타낸 것이다. 흙의 영양상태가 좋고 나쁨을 판단하는 기준의 하나로 토양이 양분을 보유할 수 있
는 능력을 말한다.
-염기포화도(degree of base saturation) : 토양에 흡착된 염기성 양이온이 차지하는 바를 말한다. 즉, 양이온치환용
량이 그릇이라면 염기포화도는 그 그릇이 얼마나 채워져 있는가를 나타내는 수치로 염기치환용량이 높아도 포화도가 낮
으면 식물이 이용할 수 있는 양분이 부족하다고 할 수 있다. pH와 관계가 큰데 염기포화도가 높으면 pH도 높아진다.

 

3.염류농도장해와 대책
·토양염류의 종류
-음이온 : 질산, 염소, 황산.
-양이온 : 칼슘, 마그네슘, 칼륨.
·염류농도의 측정-전기전도도(electric conductivity, EC)
-토양용액의 염류농도와 전기전도도 사이에는 높은 정의 상관관계가 존재하므로, 전기전도도가 높은 경우는 염류농도가
높은 경우로 염류농도장해 경감조치를 취해야 한다.
-단위면적 1cm² 전극이 1cm 떨어져 있을 때 평행 전극 사이에 채워져 있는 용액의 전기저항(ohm, Ω)의 역수(ohm⁻
¹ 또는 mho, 모)를 사용 토양용액이 낮으므로 밀리모(mmho/cm)로 나타낸다.
-통용단위 1mho→1S(siemens)

-전기전도계의 측정범위 : μS/cm, mS/cm, dS/m.
-증류수 : 0.5μS/cm, 해수 53mS/cm.
-1℃당 2% 정도 변화, 측정온도 명기.
·염류집적의 원인
-다비재배 : 집약재배, 재배년수, EC 증가.
-강우차단 : 인공관수, 유실 제한, 표층 집적.
-특이환경 : 불량환경, 생육둔화, 흡수 제한.
·염류농도 장해
-양수분흡수 최적 삼투압 : 뿌리 3~10기압, 토양 0.2~1.9 기압.
-전기전도도 2~4mmho/cm(mS/cm), 작물별 차이.
-내염성 강 : 배추과 채소, 시금치.
-내염성 약 : 딸기, 상추, 삼엽채.
-장해증상 : tip burn(끝마름), 고사, 말림, 농녹, Ca/Mg 결핍.
·염류농도 장해-채소의 토양별 생육장해 한계염류농도

·염류농도 장해대책
-객토 : 시설토양을 다른 흙으로 바꾸어 주는 것. 환토라고도 한다. 염류의 대부분은 작토층에 집적되므로 5~10cm 깊
이의 표토를 산흙이나 논흙으로 바꾸면 농도장해를 효과적으로 방지할 수 있다.
-심경 : 염류는 표토에 주로 집적되므로 깊은 곳의 흙을 파서 위로 올린다.
-유기물 시용 : 유기물은 10a당 2~3ton 또는 2~3년에 5~10ton 정도를 제공함으로써 염류가 유기물에 흡착되어 피해
를 줄일 수 있다.
-합리적 시비 : 토양 중 염류농도를 고려하여 시비량 결정(토양 EC측정만으로 염류농도 추측 가능).
-질산태질소는 염류농도를 높이는 중요한 염류.
-피복물 제거 : 여름에는 기초피복재를 벗겨 자연강우에 노출시키면 염류농도가 크게 감소된다.
-담수 또는 관수처리 : 1m²당 약 200~400L의 물을 관수하여 제염작업.
(담수나 관수처리 효과는 토성에 따라 다른데, 대개 200mm의 관수로 대부분의 염류가 제거되며 화산회토의 경우 소량
의 관수로는 제염효과가 없다.)
-청소작물재배 : 여름고온기에 일반작물의 재배가 곤란한 시기에 재배 청예용 사료작물, 녹비작물(제염작물) 이용.
(제염작물 : 호밀, 보리, 완두콩, 헤어리베치, 자운영 등)
4.시설 내의 시비이론
·시비량
-노지보다 적게 시비한다, 추천시비량을 참고한다, 전기전도도로 결정한다.
-시비시기 : 기비(인산, 칼륨), 추비(질소, 수회 분시).
-시비위치 : 기비-전층시비, 추비-작물체 주변 분산.
-엽면시비 : 건조, 저지온, 멀칭, 뿌리상해, 요소결핍시.
-액비시비 : 관수+시비=관비.
-완효비료 : 화학처리-CDU, UF, AM화성, 코팅-SCU.