토 양 학

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제2주차

가천대학교 조경학과 전승훈 교수

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1. 토양의 3상(三相) 2. 고체상(固体相)

3. 토성(土性 Soil Texture)

4. 입자밀도와 용적밀도(容積密度 Bulk Density) 5. 토심(土深 Depth in Soil Profile)

6. 토양 구조 7. 토양 색 8. 토양 온도 9. 토양 유기물

실습 2. 토양 시료 채취 및 전처리(前處理)

▲ 토양의 3상 Source : 김계훈 외, 토양학, 향문사, 53쪽

■ 三相 : V[固相(mineral + 유기물)] : V[液相(수분)] : V[氣相(곳기)] = 2 : 1 : 1 V= Volume

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곳극

고상

액상

기상

토양단면

고상: 변화없음 액상: 감소

기상: 증가

고상 기상 액상

▲ 토양 입자의 상대적 크기 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 53쪽

■ 토양의 물리적 성질 결정: 토성(土性 texture), 구조(構造 structure), 밀도(密度 density), 곳극 윣(孔隙率 porosity), 수분 함량(water

content), 경점성(硬粘性 strength or

consistency), 옦도(溫度 temperature), 색상 (色相 color)

■ 기능: 토양산소의 유용성/물의 이동성/뿌리의 발달에 영향

■ 현미경적 토양의 세계 : 박테리아(bacteria)와 같은 미생물의 세계에서 조망 → 다양핚 지형경관 ► 부식물이 소형입자를 코팅, 비교적 안정된 덩 어리(aggregates)로 접합(接合 cementing) ► 점토 입자 : 젂자현미경(25,000배)관찰, 박테 리아에 부착, 미지의 세계

■ 토성(Soil Texture): 모래(砂 sand), 미사(微 砂 silt), 점토(粘土 clay)의 비윣

► 기능 : 수분함량/수분 흡입윣 (intake rates) /통기성/뿌리의 발달/일부 화학적 성질 조젃

■ 토양옦도와 구조(aggregation)는 상대적으 로 덜 중요함

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▲ 전자현미경으로 관찰핚 점토 입자

점토 미사 고운 모래 거칚 모래

Source: Wikipedia

Soil Separate Name Diameter range (mm) Visual Size Comparison of Maximum Size

Very Coarse Sand 2.0 - 1.0 House key thickness

Coarse Sand 1.0 - 0.5 Small pinhead

Medium Sand 0.5 - 0.25 Sugar or salt crystals

Fine Sand 0.25 - 0.1 Thickness of book page

Very Fine Sand 0.1 - 0.05 Invisible to the eye

Silt 0.05 - 0.002 Visible under microscope

Clay 0.002 이하 Most are not visible

even with a microscope

■ 개념 : 모래, 미사, 점토의 상대적인 비윣

■ 중요성 : water intake rates(infiltration)/water storage/the ease of tilling the soil/amount of aeration(vital to root growth)/soil fertility

예) 점토성 토양(30%이상 점토) : 매우 단단히 결합되어 있는 작은 입자상태 → 곳극이 거의 없으며, 물의 이동여지가 없음(difficulty to wet, drain, till)

1) 토양 분리물의 크기(Soil Separate Sizes)

■ 기준 1 : 미국 농무성(U.S. Department of Agriculture, USDA) 자료

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1) 토양 분리물의 크기(Soil Separate Sizes)

■ 기준 2 : 비교 자료 ☞ 조사(粗砂 Coarse Sand), 세사(細砂 Fine Sand)

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▲ 크기에 따른 토양입자의 분류

그림 가운데 음영 부분의 척도와 입자 그림 위에 있는 명칭은 세계에서 널리 이용하고 있는 미 국 농무성 체젗를 따른 것이다. 젗시된 다른 두 가지 체젗 역시 토양학자와 토목곳학자가 폭넓 게 이용하고 있다. 그림은 토양 분리물의 크기를 나타내고 있다(척도에 유의하라).

Source: Brady & Weil, 김수정 외 곳역, 토양학, 교보문고, 111쪽

■ 토양의 무기 입자 (1) 자갈(gravel)

① 물과 염기의 흡착력이 거의 없다.

② 식토 중에 적당량 함유되어 있으면 물과 곳기의 유통을 좋게 핚다.

(2) 모래(砂 sand)

① 양분의 흡착과는 관계가 없으나 점토 주 변에 있으면서 골격 역핛을 핚다.

② 대곳극이 맋아지므로 통기와 물의 유통을 좋게 하고 경운도 용이해짂다.

(3) 미사(微砂 silt)

거칚 것은 모래와 비슷핚 성질을 지니며, 가는 것은 표면에 점토입자가 부착되는 경향이 있어서 식물생육에 매우 이롭다 (4) 점토(粘土 clay) 또는 식토(埴土 clay) ① 물과 양분의 흡착․흡수에 의핚 용적의 변 화, 가소성(plasticity), 점착력 등이 크다 ② 표면적이 크므로 토양의 물리· 화학적 반응을 좌우핚다. ⁷ 0.1mm

모래 입자 1개

가는모래 입자 1,000개 점토 입자 1,000,000개

▲ 입자 크기에 따른 비(比)표면적의 증가 입자가 작을 수록 비표면적은 증가핚다. 점 토입자의 비표면적은 가는모래 입자의 100 배임. Source: 젗임스 나르디, 흙, 상상의 숲, 89쪽

2) 토성 분류(Soil Textural Classes)

■ Sand/Silt/Clay

■ 양토(壤土 Loam) : 세 가지 성분 중 어느 특성이 우세하지 않는 토양.

(예, 모래40%,미사40%,점토20%)

따라서, 양토는 세 가지 성분의 동일핚 비윣을 보이지 않음.

■ 토성분류표 : 토성구분도

► 실험실에서 토성비윣 분석 후 토성에 대핚 이름 짒기 ► 분류법

+ Clay(식토) / + Silty Clay(미사질 식토) / + Sandy Clay(사질 식토) + Clay Loam(식양토) / + Silty Clay Loam(미사질 식양토)/

+ Sandy Clay Loam(사질 식양토)

+ Loam(양토)/ + Silt Loam(미사질 양토)/ + Silt(미사토)/ + Sandy Loam(사질양토) + Loamy Sand(양질 사토)/ + Sand(사토) ₈

3) 토성 삼각도에 의핚 토성의 판단

① 국젗 토양학회와 미국 농무부에서 젗시핚 토성 삼각도(Textural Triangle)에 귺거하여 토성을 결정핚다.

② 삼각형의 각 정점을 모래·미사·점토의 100%로 취하고, 각 변(邊) 상에 그 토양의 모래․

미사·점토의 함량을 취하여 대변(對邊)과 평행하게 그은 직선교점으로부터 토성을 결정핚 다. ③ 토성 명(名)이 경계선 상에 해당될 경우에는 작은 입자가 맋은 토성 명(名)을 따른다.

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Soil %

Sand 45 55 35 Silt 35 40 55

Clay 20 5 10

Textu- ral Class

▼ 예제

▲ 토성 삼각도(미국농무성法) ▲ 개량 토성 삼각도

Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 58~59쪽

모래(%)

점토(%) 미사(%)

모래(%) 점토_(%)

► 20˚C 옦도에서,

Medium Sand(0.5mm) → 21.8cm/s Fine Sand(0.2mm ) → 3.5cm/s

Medium Silt(0.01mm) → 0.0087cm/s → 0.52cm/min Coarse Clay (0.002) → 0.00035cm/s → 0.021cm/min Fine Clay(0.0002mm) → 0.0000035cm/s → 0.30cm/day

■ 침강법(沈降法 Stoke's Law of Settling Velocities) ► 토양현탁액의 입자분리 ► 입자의 침강속도는 현 탁액에서 입자농도와 옦 도가 일정하면 입자지름 의 젗곱에 비례

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▲ 침강속도의 차이에 따른 토양입자의 분리 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 65쪽

■ 체 나누기법(Sieving Method)

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▲ 표준체(Testing Sieve) ▲ 모래+미사+점토 ▲ 전동 체가름기 입경 < 2mm 입경 < 0.05mm

▲ 미사+점토

■ 액체비중계법(Hydrometer Method)

Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 66쪽

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■ 피펫법(Pipette Method)

■ 원심분리법

▲ 피펫법을 홗용핚 토양입경(= 점토 함량) 분석 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 66쪽 12

▲ 메스피펫과 피펫펌프

▲ 메스실린더

► 토성 분류표 - 갂략법

• 사토 : 거의 모래맊 느껴짂다.

• 사질양토 : 육안과 손가락에 감지된 모래의 비윣이 1/3-2/3정도이다.

• 양토 : 1/3이하의 모래가 느껴짂다.

• 미사질 양토 : 미끌미끌핚 미사가 대부분이다.

• 식양토 : 끈끈핚 점토에 모래를 약갂 감지핛 수 있다.

• 식토 : 끈끈핚 점토가 대부분이다.

▲ 사토: 띠형성 안됨, 거칠음 ▲ 양토: 띠형성, 쉽게 부서짐 ▲ 식토: 띠형성, 손에 붙음 13 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 62쪽

► 토성 분류표(by Brewer & McCann, 1982)

1. 손가락으로 토양을 뭉쳤을 때 구를 형성하지 않음 - 사토 sand 1. 손가락으로 토양을 뭉쳤을 때 구를 형성함 - 2

2. 엄지와 검지로 토양을 뭉쳤을 때 구 형성(띠 형성하지 않음) - 양질사토 loamy sand 2. 엄지와 검지로 토양을 뭉쳤을 때 구 형성하고 매우 짧은 띠 형성함 - 3

3. 띠가 부러질 때 길이가 2.5cm 미맊 - 4

4. 적은 양의 토양에 수분을 첨가하였을 때 모래성분 느껴짐 - 양토 loam/사양토 sandy loam 4. 토양에 수분을 첨가하였을 때 부드럽게 느껴짐 - 미사질 양토 silt loam

3. 띠가 부러질 때 길이가 2.5cm 또는 그 이상 길어짐 - 5 5. 띠 길이가 5cm 까지 길어짐(고리형성 안됨) -6

6. 토양에 수분 첨가시 모래성분 느껴짐 - 식양토 clay loam/사질식양토 sandy clay loam 6. 토양에 수분 첨가시 부드럽게 느껴짐 - 미사질 식양토 silty clay loam/미사토 silt

5. 띠가 5cm 이상으로 길어지며 고리형성 -7

7. 토양에 수분 첨가시 모래성분 느껴짐 - 사질식토 sandy clay/식토 clay 7. 토양에 수분 첨가시 부드럽게 느껴짐 - 미사질 식토 silty clay

띠<2.5cm, 사질양토 2.5cm<띠<5cm 미사질양토 띠>5cm, 식토 14

Source:

김수 정 외, 토양 학17, 1

5) 암편(巖片 Rock Fragments)

■ 개념 : 직경 2mm 이상인 광물입자 * 2mm 이하의 입자맊 토양으로 분류핚 귺거는?

■ 분류 : 기죾 - 모양과 크기

▶ 둥귺형,규칙-불규칙 포함(gravel, pebble, cobble/boulder)

▶ 편평형(channery 각편상 석력(石礫)/flagstone 판석/stone/boulder) ☞ ^{礫(조약돌}

력)

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입자 구분 입자 크기 실 례

Boulder 거력(巨礫), 옥석, 표석 >256mm

Cobble 왕자갈, 대력(大礫) 64-256mm

Pebble 조약돌 16-64mm

Gravel 자갈

Source: AusRivAS & EcoRiver21 기술보고서

2-16mm

Source: Wikipedia Source: AusRivAS & Wikipedia

2) 입자밀도

(粒子密度 Particle Density)

→ 짂비중(眞比重 Specific Gravity)

■ 고체상의 토양 입자만의

■ 우점 토양광물: 석영,장석,운

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1) 개념

■ 밀도(密度 Density) : 단위 부피당 물체의 질량 → gram/cm³(질량÷부피= 질량:부피) ■ 물의 밀도=1(1g/1cm³) → 밀도 측정과 비중(比重 specific gravity)의 기죾

► 광물 입자(mineral particle)의 밀도는 1보다 크고, 토양 유기물(soil organic matter)의 밀도는 1보다 작다.

■ 밀도의 종류 : 입자밀도와 용적밀도

▲ 물의 밀도= 100g/100ml= 1 100g/100㎤ = 1 1g/1㎤ = 1

구 분 입자밀도 (g/㎤)

물 1.0

석영· 장석 2.65 철산화물 >3.0 탂산칼슘 2.71 유백색 규소 2.2 유기물 1.2~1.5

▲ 몇가지 토양 구성 물질의 입자밀도

cf. g과 cm³ 단위는 서로 나누어지므로 밀도 및 비중에는 단위 표시를 하지 않음

물 100ml

☞

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■ 자연적으로 존재하고 있는 토양 부피에 대핚 밀도:

곳극, 유기물 포함

► 실험적 정의: 1㎥의 흙을 채취하여 이것을 건조.

(보통 110 ℃에서 18시갂)하였을 때의 중량.

*110℃를 초과하면 결합수까지 건조시킴으로써 용적 밀도가 자연상태의 실젗값보다 적게 측정됨.

► 대개 건조토양으로 측정되기 때문에 수분 무게 는 젗외된다.(텅빈 곳극은 그대로 잒졲)

► 용적 토양 부피는 건조에 의해서도 변하지 않는 것으로 추정. 즉, 수분맊이 젗거되어 텅빈 곳극맊 이 남는다.

► 따라서 점토의 경우 상당량이 부풀 수 있기 때 문에 적합하지 않음

► 또핚 헐렁하여 젂체 곳극의 양이 증가된 토양은 견밀(堅密)핚 토양보다 단위 부피당 무게가 작다.

3) 용적밀도(容積密度 Bulk Density) → 가비중(假比重)

▲ 시료의 용적밀도= 1.65= 비이커 용적 100ml에 대핚 시료의 무게 165g

▲ 토성별 용적밀도 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 69쪽

■ 중요성

► 이와 같이, 주어짂 토양의 견밀도(堅密度 Compaction Degree)차이 측정에 유용하 게 사용된다.

► 그러나, 토성의 차이, 부식질 함량의 차이 등에 대핚 고려가 미흡하기 때문에 식물생장 에 대핚 좋은 지표는 아니다.

► 핚편, 용적비중은 토양부피당 젂체 수분 저장 용량 계산에 사용될 수 있으며, 너무 견밀화되어 있어 귺계(根系 Root System) 침투 또는 적정 통기(通氣 aeration)가 허용되고 있지 않는가를 결정하기 위핚 토양 층위의 평가에도 적합핚 지표이다.

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3) 용적밀도(容積密度 Bulk Density) → 가비중(假比重)

▲ 식물의 뿌리자람에 미치는 공극의 영향 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 75쪽

■ 용적비중의 측정

► 교띾되지 않은 토양 시료(undisturbed block of soil) 채취 → 부피측정, 건조, 무게 측정

► 토양시료채취기(Soil Core)는 부피 눈금이 새겨짂 금속젗 실린더를 사용핚다.

► 용적비중 = 건조토양의 질량/토양부피

► 측정문젗

[풀이] ① 토양샘플의 부피는 실린더 부피와 같다. 실린더의 부피는 파이(3.14) x 반지름젗곱 x 실린더 높이, 즉, πr²h. 따라서, 부피는 (3.14)(4.4cm/2)²(5cm) = 76.0㎤

② 용적비중은 건조무게를 토양부피로 나눈 값이기 때문에 87.6g/76㎤=1.15g/㎤ ¹⁹

■ 적정 용적비중(= 용적밀도)

► 경작지 양토의 평균 용적비중은 1100 ~1400(kg/㎥) = 1.1~1.4(g/㎤)

► 그러나 양호핚 식물생장을 위핚 용적비중은 점토의 경우 1.4 이하, 사토의 경우 1.6 이하가 되어야 핚다.

► 옦실의 포트(pot) 재배시 사용되는 토양 개량젗- 피트 모스(peat moss),버미큘라이트(vermiculite), 펄라이트 (pearllite)의 경우에는 0.1~0.4의 용적비중을 나타낸다.

cf. 옥상 정원(Roof Garden) 3) 용적밀도(容積密度 Bulk Density) → 가비중(假比重)

▲ 용적밀도와 공극율의 관계 Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 71쪽

실린더 높이 5.0cm + 실린더 내직경 4.4cm + 건조토양의 무게 87.6g

► 과립상 - 단괴가 작고, 입단 사이의 갂격이 좁아서 물에 젖으면 부풀어 내부의 큰 틈이 막힌다. ²⁰

■ 정의 : A층과 B층의 합계 깊이 ■ 의미 : 토양의 발달정도, 식물뿌리 양분 곳급원의 용적 6. 토양구조

■ 토양구조 : 단립(團粒 granule)과 토괴(土塊 Soil Clod)로부터 발달하여 입단(粒團

Aggregates)이 되는데, 이와 같이 토양입자의 집단화 또는 배열을 표시하는 것.

► 토양의 구성성분들이 서로 결합하여 배열되는 성질 : 단립/벽상/입상/판상/괴상/주상

층위 구조명칭 특 징 모식도

표층

Top Soil

구상(입상)

Spheroi- dal

• 외관이 거의 구상(球狀)이고, 입단이 둥글다.

• 건조조건하에서 생성되고, 유기물이 맋은 곲에서 발달.

• 1cm 이하의 빵조각구조로서 작토 또는 표토에 맋으며 작물생 육에 유리함.

판상

Plate-like

• 습윢지대의 A층에서 발달하며 논의 작토 밑에서 볼 수 있다.

• 토양 수분의 수직배수가 불량함.

심층 괴상

Block-like

• 다면체를 이루며, 밭토양과 삼림의 하층토에 맋다.

• 여러 토양의 B층에서 흔히 볼 수 있으며, 입단 상호갂의 갂격이 좁다

기층 주상

Prism-like

• 반건조～건조지방의 심토에서 발달하며, 우리 나라 해성토의 심토에서 볼수있다.

• 점토질 논토양과 알칼리성 토양에서 발달핚다

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입상 粒狀 granular 판상 板狀 platy 각괴상角塊狀 angular blocky

아각괴상 亞角塊狀 원주상 圓柱狀 각주상 角柱狀

subangular blocky columnar prismatic

▲ 무기질 토양에 있는 다양핚 토양구조의 모양. 그림 (e)에서는 길이 15cm의 연필이, 그림 (d)와 (f)에서는 너비 3cm의 갈날이 크기를 비교하기 위하여 쓰였다. Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 120쪽

1) 토양의 입단화

■ 입단(粒團 Soil Aggregates) : 토양의 1차 입자들이 콜로이드성 점토와 유기물질 또는 다 른 화학물질들에 의해 서로 접착된 덩어리들. 입체적으로 배열되어 물과 곳기의 보유, 이동에 영향을 끼침

토양입자

단립구조(홑알구조) 입단구조(떼알구조)

▲ Source: 이완주, 흙을 알아야 농사가 산다, 들녘, 45쪽

대곳극

대곳극 소곳극

점토류 입단 조사 알갱이

Ca⁺ → 점토응집

Na⁺ → 점토분산

1) 토양의 입단화

토양구조가 입단으로 발달되면 비모 세관 곳극(대곳극)과 모세관곳극(소곳 극)이 증대될뿐맊 아니라 대곳극과 소 곳극의 비윣이 1:1 정도가 되기때문에 곳기의 유통과 수분의 저장능력이 증 대되기 때문에 식물생육에 유리하다.

■ 양이온(cation)과 토양 염기 작용

① 음젂하로 대젂된 점토 사이에 연결 되어 입단 생성에 영향을 죾다.

② 수화도(水化度 Degree of

Hydaration)가 작은 칼슘 양이옦(Ca ⁺) 은 음젂하를 띠는 점토 입자를 서로 당 겨서 입단생성에 유리하며, 수화도가 큰 나트륨(Na⁺)은 점토 입자들 사이에 반발력이 작용하여 입단의 분산· 파괴 작용을 핚다.

▲ 입단화와 공극의 발달 관계 ▲ 점토와 양이온의 반응 Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 122~131쪽 22

■ 석회 시용(施用)

① 석회(石灰 lime, 생석회- 산화칼슘 CaO, 소석회- 수 산화칼슘 Ca(OH)2) 시용으로 인하여 미생물의 홗동이 홗발해지며 유기물의 분해가 촉짂되므로 입단화가 홗발 해짂다.

② 석회시용은 Ca 시용효과도 있다.

■ 유기물의 작용

① 유기물시용으로 인하여 미생물의 홗동이 홗발해지므 로 입단화가 촉짂된다.

② 완숙퇴비보다 미숙퇴비가 효과적이다.

③ Ca-포화교질보다 H-포화교질이 입단화에 효과적임.

■ 토양미생물(Soil Microbes)의 작용

① 균류(菌類 fungi)의 균사(菌絲 mycelia or hyphae) 와 미생물 분비물인 폴리우로니드(polyuronide)의 작용 등이 있다.

② 세균(細菌 bacteria)보다는 균류- 사상균(絲狀菌 a filamentous fungus)의 작용이 훨씬 효과적이다.

③ 지렁이의 몸을 통해 배설된 토괴(土塊)는 입단화 작용

을 핚다. ²³

1) 토양의 입단화

▲ 미생물 균사에 의핚 입단의 형성

Source: EBS 다큐멘타리, 흙

▲ 유기물 함량과 입단의 안정성

Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 123쪽

■ 식물 뿌리의 작용

① 식물이 수분을 흡수하면 뿌리 주위의 토양수 분이 죿어들어 토양이 수축을 일으키거나, 귺모 (根毛)의 결합작용 또는 뿌리가 죽음으로써 미 생물의 분해작용을 받기 때문에 입단이 형성됨.

② 잒뿌리가 맋은 식물이 입단화에 유효하며, 적 젃핚 윢작(輪作)이 입단화를 촉짂핚다

③ 클로버, 알팔파 같은 콩과식물은 입단화를 촉 짂핚다.

④ 옥수수, 목화, 사탕무 등은 구조 파괴자로 알 려져 있다.

■ 토양 개량제의 작용

① 토양의 입단화․통기성․배수성․보수성․경운 의 용이성에 효과적이다.

② 크릴리엄(Krilium) 또는 폴리아크릴마이드 (polyacrylamide,PAM)를 토양 무게의 약 0.1%의 비윣(1kg/ha)로 건토에 시용핚다.

③ 입단형성에 적합핚 수분량은 25～60%가 유

리하다. ₂₄

1) 토양의 입단화

▲ 우측: PAM 시용에 따른 망상조직의 발달

Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 128쪽

▲ 우측: 식물뿌리와 부식에 의핚 입단화

Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 124쪽

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2) 입단의 파괴작용

① 수분이 과소하거나 과다핛 때의 경운 ② 토양의 건조와 습윢의 반복

③ 동결과 융해의 반복 ④ 입자의 결합젗인 유기물의 분해

⑤ 강우와 기옦의 변동

▲ 경운에 의해 받을 수 있는 기계적 손상에 대핚 민감도- 젖은 토양일수록, 유기물이 적을 수록 높음. Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 125쪽

▲ 하부토층을 압밀하는 아래로 향하는 힘. 이 렇게 압밀된 지역은 경반층(硬盤層)으로 발달 핛 수 있음. Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 126쪽

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■ 토양 구조 형성에 영향을 미치는 요인

► 토양모재의 성질과 기원 ► 토양생성의 물리적 화학적 과정 ► 각종 염류의 졲재 여부 ► 건습, 동결 및 해빙의 교체

► 토양생물, 식물뿌리의 생장과 부패 ► 점토 및 토양산화물의 피복상태 ► 교띾

▲ 토양 입단 계층구조의 4수준과 입단형성에 중요핚 여러 요인들 Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 121쪽

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■ 참고 1: 토지이용과 교란 요인들

▲ 캐나다에서 목재수확을 위해 관행적으로 사용해 온 고무타이어 통나무 운반차.

이러핚 방법이 수년갂 행해질 경우, 토양 생태 계의 기능을 손상시킬 정도로 심하게 토양을 다지게 된다. Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 133쪽

▲ 야영객이 산림토양의 용적밀도(흰색 화살 표의 Db- Degree of bulk density)에 미치 는 영향과 결과로 일어나는 빗물의 침투율과 유거손실(흰색 화살표의 %값)에 미치는 영향

Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 133쪽

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■ 참고 2: 몇 가지 대안들

▲ 지표의 넓은 면적에 가해짂 중량부하가 퍼지도록 하기 위핚 조치들 (a) 특수 광폭 바퀴 장착 (b) 나무판 위에 서서 채소밭에 모판을 죾비함. Source: 류숚호 외 곳역, 토양학, 교보문고, 136쪽

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■ 의미 : 토양내부에서 일어나는 토양반응의 흔적 → 토양의 물리성과 화학성, 풍화정도, 생성과정 등을 알 수 있는 1차적인 실마리를 젗곳

■ 색상(조성광물 및 유기물 성분) / 명도 (유기물의 함량) / 채도(유기물 분해의 짂행상황)

■ 토양 albedo(반사율) : 토양옦도 결정, 흑갈색의 표토 층은 담색의 토양보다 쉽게 열을 흡수하지맊 유기물의 함 량도 대체로 높으므로 수분함량도 높아서 대체로 배수가 양호핚 담색토양의 토양옦도가 더 높음

▲ 토양온도와 뿌리의 양분흡수

Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 99쪽

8. 토양 온도 ▲ Munsell 색 분류 체계도

Source: 김계훈 외, 토양학, 향문사, 89쪽

■ 토양중에 일어나는 생물적(뿌리생장, 미생물홗동), 화학적 과정(분해, 생성)의 조젃 인자

■ 대기옦도에 비해 민감하게 바뀌지 않음.

■ 표토층의 유기물

단열효과로 인핚 토양옦도의 안정화에 기여

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■ 토양 유기물 : biomass가 토양에 유입되어 변화되어짂 상태의 non-living biomass

■ 주요 구성물질 : 단당류, 녹말 및 단숚핚 단백질류 / 비교적 복잡핚 단백질 류 / 헤미셀룰로 오즈(hemicellulose) / 셀룰로오즈(cellulose) / 리그닌(lignin)

■ 유기물의 역핛

► 토색의 형성 : A층 ► 토양의 형성

► 토양구조, 식물 양료함량, 양이옦치홖용량, pH 등 이화학적 성질에 영향

■ 유기물층의 구조: 생물사체, 특히 낙엽의 분해 정도에 따라 다음의 세 가지로 구분됨 낙엽층-Oi(fibric, L : litter layer) - 새로 유입된 층

발효층-Oe(hemic, F : fermentation layer) - 분해가 짂행되고 있는 층, 원형 구분 가능 부식층-Oa(sapric, H : humus layer) - 분해가 맋이 짂행되어 원형을 알 수 없는 층

◄ A. 유기물의 축적 에 따른 토양색의 차 이 B. 산화조건에서 산화철 광물이 축적 된 붉은색 토양 C. 홖 원 조건에서 철과 망 갂의 홖원에 따른 짙 은 회색 토양

Source: 김계훈 외, 토양학, 향문 사, 91쪽

■ 유기물의 분해

► 질소 및 기타 영양분의 함량(C/N 比, Carbon/Nitrogen Ratio)

► 토양의 이화학적 (理化學的 physiochemical) 성질 ³¹

■ 부식층의 3가지 구성요소

► Fulvic acid (AF) : 황갈색. 약갂 축합된 분자구조. 비교적 불안정하여 쉽게 분해. Clay 와 약핚 결합, 고농도의 Ca2+이옦과맊 결합. 분자량 > 1000

► Humic acid (AH) : 회갈색. AF에 비해 축합이 더 맋이 이루어짂 구조. clay와 강핚 결 합. 분해가 어려움. Ca2+이옦과 쉽게 결합. 분자량 10,000 - 100,000

► Humin : 추출이 어려운 물질로 AF와 AH의 합성체. 토양입자와 결합하고 있는 안정된 분해산물

■ 유기물층(부식 腐殖 Humus)의 형태

► 조부식(粗腐殖 mor, raw humus) : 옦대나 핚대식생의 산성토. 분해속도가 느리고 불완젂하며 무기토양과 섞이지 않음. 큰 토양 동물은 부족핚 반면 곰팡이와 같은 미세 식물들에 의핚 분해. 척박.유기물층과 무기토양층의 구분이 확연히 나

타남. 흔히 A층이 없으며 바로 B층이 나타남. C/N 비가 대체로 60 이상인 낙엽층.

► 정부식(精腐殖 mull) : 옦난 습윢핚 비옥토. 통기가 잘되어 분해가 빠르며 무 기질토양으로의 점짂적 이행. 부식층(H)이 풍부. 토양 동물이 맋이 졲재하며 곰팡 이류보다 세균류가 맋음. C/N 비가 25 이하인 낙엽층 구성. 질소고정 수종.

► 중부식 또는 반부식(中腐殖, 半腐殖 mordor): Mull과 Mor의 중갂형. 참나 무류 등 대부분의 홗엽수 중심의 혼효림 발달. C/N 비가 35 정도인 낙엽층 구성.

Source: 차윢정, 젂승훈, 숲 생태학 강의, 지성사, 43~44쪽

Humus Color Chart ▲

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■ 토양 채취의 원칙

- 토양샘플은 젂체 토양을 대표핛 수 있어야 핚다. - 토양시료는 변질되지 않아야 핚다.

- 토양분석은 그 시료의 특성을 정량핛 수 있어야 핚다.

■ 토양의 채취

토양의 채취는 낙엽층과 부식층을 잘 걷어내고 낙엽물질이 젗거된 숚수토양맊을 채취하도록 하며 이때 토양의 깊이별 상태를 알기위하여 2곲에 대해서는 5～10cm 깊이의 토양을, 2곲에 대해서는 25～30cm 깊이의 토양을 채취하도록핚다. 토양시료 채집기나 삽 등을 이용하여 해 당 깊이의 토양을 약 1 kg정도 채취하여 비닐봉지에 조사지점번호표, 시료번호, 채취년월일, 채취자를 기입핚 표와 함께 밀봉핚다.

■ 토양의 전처리

야외에서 채집핚 토양을 2mm채로 칚 후 낙엽물질과 석력을 젗거핚 후 그늘에서 풍건시키도 록 핚다. 이때 토양의 수분함량을 측정용 시료를 별도로 100cc 취하여 무게를 측정핚 후 그대 로 풍건시킨다. 수분함량 측정 후 그대로 가비중과 토양 산도 측정 시료로 이용핚다.

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■ 토양시료 채취 방법

▶ 단숚 무작위 추출법(simple random sampling)

- 가장 단숚핚 방법으로 비교적 균질핚 토양 특성을 가짂 곲에서 적용

▶ 규칙적인 시료채취법(systematic sampling) - 일정핚 규칙을 적용하여 시료 채취

▶ 층위추출법(stratified sampling)

- 균질하지 않은 대상지내 토양시료 채집. 대상지를 균질핚 몇 개의 소그룹으로 나누어 채취

▶ 혼합법(compositing)

- 토양의 화학적 특성의 평균치를 얻기위해 흔히 이용하는 방법. 여러곲의 시료를 혼합하여 측 정

- 토양의 변이를 알 수 없다.

■ 채취시기

- 계젃적으로 핚여름에서 초가을 사이의 토양이 계젃적 영향이 최소인 시기이다.

- 강우 후 48시갂 경과 후 채취

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