토양의 화학적 성질

토양의 화학적 성질 토양의 보비력(保肥力)은 화분재배와 같이 자주 관수하지 않으면 안되는 경우에는 특히 중요하다. 토양의 상태보다도 관수에 의해서 비료분이 유실되기 쉽기 때문이다. 예를 들면 사질토양(砂質土壤)은 보비력이 낮고 점토질토양(粘土質土壤)은 보비력이 높은 성질을 갖고 있다. 또한 부엽토(腐葉土)등의 유기물(有機物)은 토양의 물리성을 좋게 하는 것 외에 보비력(保肥力)을 높게한다. 그래서 유기물을 많이 함유한 토양을 비옥한 토양이라고 하고 유기물이 적은 토양을 척박한 토양이라고 하고 있다. 토양중의 유기물은 이러한 비료를 보유할 수 있는 화학적 성질에 관여하고 있으며 다음과 같이 설명할 수 있다.   산성토양에서는 녹아 나오는 철과 알미늄 등이 인과 결합하여 고정되고.. 난용성 인산으로 침전된다. 알카리 토양에서는 인과 칼슘이온이 반응하여 고정된다. 즉 석회가 많은 알카리토양에서는 인산이 석회와 결합하여 물에 녹지않는 인산석회가 된다. 난용성 인산염은 미생물이 분비하는 유기산과 질산 황산등의 무기산에 의해.. 가용화 된다. 토양이 염기가 너무 많은 알카리 토양에서는 염류장애(비료염)가 발생하여 작황을 떨어뜨리지만.. 산성토양에서는 미생물.. 뿌리혹 박테리아도 살기 어렵기때문에 콩도 질소 부족이 되는 경우가 있다.     피트모스 pH 4-5  질석(버미큘라이트) pH 6.5-7.2   펄라이트 pH 7-pH 7.5   1. 양이온 치환용량(陽 ion 置換容量) : 토양의 보비력(保肥力)     1) 토양 콜로이드(collid)       토양입자 중에서 전자현미경이 아니면 보이지 않는 가장 미세한 부분을 초미립자라고       하는데 이러한 초미립자를 토양교질(土壤膠質, 토양 colloid)이라고 하며, 이러한 토양       콜로이드(collid)에는 점토입자중의 미립자나 유기물중의 부식(腐植, humus)이 있다.   2) 토양 콜로이드(colloid)는 －(minus)의 하전(荷電)을 띠고 있다.       토양 콜로이드가 －(minus)의 하전(荷電)을 띠고 있으므로       주위에 ＋이온(ion)이 흡착된다.       양이온은 H+, Ca++(석회)`, Mg++(고토), K+, NH4+으로 Ca++이 토양 중에 제일 많다.       이 토양 콜로이드에 흡착되어 있는 양이온은 외부에서 별도의 양이온을 주면       이것과 치환하게 되는데 식물의 필수양분으로 있는 NH4+, K+, Ca++, Mg++등의       양이온이 콜로이드에 흡착되어 있던 H+등과 치환해서       토양 콜로이드가 이러한 성분을 保有하게 된다.       이와 같이 토양이 양이온을 흡착할 수 있는 량(量)은 －하전을 띠고 있는 토양       콜로이드(colloid)가 많으냐 적으냐에 의해서 결정되며 이것을 토양의 양이온 치환용량       이라고 한다. 또한 양이온 치환용량에 의해서 토양의 보비력이 결정된다.   3) 그러나 양이온과 달리 음이온은 복잡한 양상을 보여주고 있다.       비료 3요소 중의 하나인 인산(H2PO4－)은 음이온(ion)이므로 토양 콜로이드에 흡착되지       않고 식물의 뿌리가 즉시 흡수하지 않는 한 강이나 저수지로 흘러 내려가게 된다.      또한 질소(N)의 화학형태가 NH4+인 경우 질산화성균에 의해서 NO3- 이온으로 되며      이 NO3- 이온 역시 음이온이므로 유실되기 쉽다. 그러나 대부분의 식물은 NO3-N의      형태로 질소분을 능율(能率)있게 흡수하므로 NH4+가 질산화성균에 의해서 산화되는      속도와 뿌리가 NO3-N를 흡수하는 속도와 균형이 맞아 질소의 유실이 적게 일어난다. 2. 토양산도(土壤酸度) 토양반응(土壤反應)은 식물이 정상적으로 생육하기 위해서 중요한 요인(要因)이다. 식물의 종류에 따라서 그 호적범위(好適範圍)가 다르다. 화강암이 모암인 우리 나라의 토양은 대체로 약산성토양(弱酸性土壤)을 나타내고 있다. 많은 식물이 약산성에서 중성(中性)을 좋아하기 때문에 산도교정(酸度矯正)이 필요하다. 식물이 생육할 수 있는 토양산도는 pH 4.5 - 7.5 범위 내에서이다. 광물질 흙의 산도는 대개 4에서 10 사이에 있다. 토양 산도의 강*약 정도는 산도 7을 중심하며, 7인 경우를 중성이라고 하며,                                                                    7 이하를 산성이라 하고,                                                                    7 이상을 알칼리성이라고 한다.   1) 토양산도에 따른 식물반응    (1) 산성토양       ① 산성토양은 식물에는 직접 해가 없고           오히려 알카리성 토양에서 직접적인 해(害)가 나타난다.       ② 토양을 산성조건으로 조정하기 위해서는 산성토양           즉 피트모스나 이탄토를 섞어주어 야 한다.       ③ 산성조건에서는 토양으로부터의 양분용탈이 심하고, 보비력이 상실되기 쉽다.           NH4+, Ca++이 유실되기 쉽다.           산성조건에서는 Al과 Mn의 과다현상(過多現象)을 초래하기 쉽다.       ④ 대부분의 온대산 식물은 미산성토양에서(pH 6.3-6.8) 잘 자란다.           한대지방원산인 식물일수록 산성조건으로 기울어진다.           가문비나무, 松栢科植物, 전나무, 낙엽송 등의 針葉樹가 자라는 곳.    (2) 알카리성 토양       ① 알카리성토양은 식물에 직접적인 해를 끼친다.           양송이를 재배하고 나온 볏집을 구해서 퇴비로 이용한 경우           이 볏집퇴비(알카리성)에 의해서 토양은 알카리성을 띠게 되어           산성식물의 경우 해를 받게된다.       ② 알카리성토양에 호산성식물을 심으면 키가 작아지고, 엽(葉)이 커지는 경향이있다.       ③ 재배하고 있는 토양이 너무 산성이 강해서 산도를 조정 할 필요가 있을 경우           즉 토양 pH를 높여 주기 위해서는 간단히 석회를 살포한다.       ④ 건조한 지역의 토양은 알카리성 토양이다.   2) 토양산도와 식물의 생장       대개의 작물들은 중성의 토양에서 잘 자라나       몇 가지 작물은 산성이나 혹은 알칼리성에 대한 선호도가 크므로 유의하도록 한다.       수목이 잘 자라는 이상적인 산도는 pH 6.0∼6.5지만       대부분의 수목은 토양 pH 5.5∼8.0에서 무난하게 잘 자라며       침엽수류는 ph 5.0에서도 잘 자란다.       * 위도에 따라 토양의 산도는 차이가 나며 위도가 높을 수록 산성에 가깝다.         ① 강산성(ph 5-6) 흙을 좋아하는 화초                 - 아잘레아, 네프롤레피스, 치자나무, 베고니아, 아 디안텀 등       ② 약산성(pH6-7) 흙을 좋아하는 화초                 - 제라늄, 시클라멘, 포인세치아, 카네이션, 백합 등       ③ 중성(pH7) 흙을 좋아하는 화초            - 백일홍, 메리골드, 프리뮬러, 마가렛, 아스타 등       ④ 알카리성(pH7-) 흙을 좋아하는 화초                 - 금잔화, 장미, 시네라리아, 거베라, 스위트피이 등     3) 토양산도와 식물의 양분 흡수의 관계      토양산도의 변화에 따라 식물이 흡수할 수 있는 양분의 종류가 달라진다.        ① 질소         질소의 흡수율은 토양박테리아가 왕성히 활동 할 때에 많이 흡수되는데         이 토양 박테리아의 활동이 가장 왕성한 토양산도는         평균적으로 pH6.5정도의 약산성 흙이다.      ② 인산         인산은 토양산도 pH5-8사이에서 가장 잘 흡수되며         그 이상과 이하에서는 거의 흡수되지 않는다.      ③ 칼리         칼리는 토양산도에 가장 영향을 적게 받는 영양소이나         산성이 강해질! 경우 보다 왕성히 흡 수되는 경향이 있다.      ④ 칼슘과 마그네슘         알칼리성이 강해질수록 흡수되는 양이 많아진다.      ⑤ 철, 망간, 붕소         산성이 강해질수록 흡수되는 양이 많아진다 .     4) 토양의 성질이 변하는 원인    (1) 흙이 산성으로 변하는 원인       ① 산기(酸基)를 가진 물질이 다른 곳으로부터 흘러 들어와 산성으로 변하는 경우         · 공기 중의 황산가스, 질산가스가 빗물에 녹아 땅 위에 떨어지므로,           이것이 빗물에 섞여 흘러들면 산성으로 변한다.       ② 화학 비료에 의한 경우         · 유안이나 황산가리와 같이 황산근 비료를 주면           이 황산근은 흙 속의 물기에 녹아서 흙을 산성으로 만든다.       ③ 토양염기가 용탈되거나 달아나서 산성으로 되는 경우         · 흙은 그 종류에 따라 다소 차이는 있으나 석회, 칼리 등의 염기를 지니고 있다.           이런 물질들이 어떠한 영향을 받아 쟁기 바닥 밑으로 흘러 내려가 버리거나,           빗물 또는 관수하는 물 등에 씻겨 내려가 산성으로 되어 버린다.         · 우리나라 밭흙의 토양산도는 보통 ph5.5-6.0정도 이므로           식물성장에는 영향이 없으나 계속 사용하게 될 경우 흙이 상성화 되는 경우가 있다.       ④ 산성부식토         · 습기가 많은 곳에서 소나무와 같이 잎에 산성 물질이 많이 들어 있는           침엽수 잎이 썩게 되면 그 부근의 흙은 산성으로 변한다.     (2) 흙이 알카리로 변하는 원인     5) 토양의 개량방법       토양의 산도는 식물의 성장에 많은 영향을 준다.       강산에서는 양분의 유효성이 낮아지고, 약산성에서 양분의 유효성이 증대한다.       질소, 칼슘, 인, 칼륨, 황, 몰리브덴, 붕소 등       대부분의 양분들은 토양이 약산성일때 식물 에 게 흡수되기 좋다.       * 우리나라 토양의 대부분이 산성이고, 간척지나 바닷가는 알칼리성이다.      (1) 산성토양의 개량방법        흙이 산성으로 변하게 되면 토양입자가 성글게 되어        작물의 생육에 필요한 양·수분을 저장하는 힘이 약해져서 생육이 불량하게 된다.        흙이 산성으로 변하면 왜 해로운가를 살펴보기로 한다.         · 수소이온의 농도가 높아져 생육장애를 일으킨다.         · 알미늄이나 망간의 성분 과다로 장해를 받는다.         · 인산의 효과가 낮아진다.         · 칼리, 석회 및 고토가 용탈되어 감소된다.         · 철이 녹아나와 해를 준다.         · 토양구조가 약화되기 쉽다.         · 유용 토양 미생물 활동이 억제된다.         · 유황성분이 많아져 해롭다.         · 붕소가 결핍되기 쉽다.      ① 석회 물질의 중화력 - 석회, 고토, 탄산석회 등 시용에 의한 개량          * 석회질비료의 효과              - 주성분은 알카리의 정도[석회(CaO)·고토(MgO)의 함량]로 표시.                · 토양개량제 : 산성토양의 중화                · 토양완충 작용의 증진 : 토양오염방지. 토양 중의 농약성분 분해 조장.                · 염기치환능력 증가 :  비료성분 흡수력의 증가                · 연작지 영양균형                · 토양병해방제제         * 비료공정규격(7종류)                · 석회석 백운석 원료제품 - 생석회. 소석회. 석회석. 석회고토.                · 조개류 껍질 원료제품 -패화석.                · 타화학제품의 부산물 - 부산소석회. 부산석회.            여러종류의 석회 가운데서 탄산석회(炭酸石灰)나 탄산마그네슘을 주성분으로 하는          석회가루나 백운석(白雲石) 가루 등이 가장 효과가 좋다.          이 밖에조 석회와 규산을 공급하는 것으로 규회석도 흙을 개량하는데 효과적이다.          흙을 개량하기 위해서는 농용 석회 가루나 규회석 가루를 주는 것이 좋다.        ② 식물 태운 재(초, 목회)         나무, 풀을 태운 재는 물에 녹으면서 수산화칼륨(KOH.가성칼리.가성칼륨)을 녹여낸다.         수산화칼륨은 부식성이 강하며 알카리성을 띤다.         재를 뿌려서 산성토양을 중화한다.        ③ 유기물 시용에 의한 개량           퇴비, 구비(부산물비료의 일종), 생초 등과 같은 유기물을 토양에 주면           토양의 물리적, 화학적 성질이 좋아지며 미생물이 잘 자라게 된다.           이와 같이 유기물은 산성토양을 간접적인 면에서 개랑하는 데 효과가 있다.           또한 유기물 속에 들어있는 질소, 인산, 칼리, 철, 망간, 붕소, 고토 등을           공급하므로 더욱 효과가 좋다.           * 산성교정을 위해             산성인 흙에 유기물을 많이 주는 경우가 있는데...             유기물이 많은 땅은 양이온 교환용량이 크므로..             산도의 급격한 변화를 막아줄 수는 있어도 산도를 바꿔주는 것은 아니다.      (2) 알카리 토양의 개량방법       ① 산성토양(피트모스 이탄토(泥炭土, peat soils) 토탄(peat))을 배합하여 조절한다.      * 이탄토(泥炭土, peat soils) 이탄토는 아한대에서 나타나는 성대내성 토양으로 습지식물의 유기체가 불완전 분해된 반석탄 상태로 퇴적되어 있다. 지하 1 m 이하의 얕은 곳에 미분해된 이탄층을 가지고, 지표부분에서 분해가 진척되어 토양화된 것이다. 보통, 표토에서도 50 % 이상의 유기물 함유율을 나타내어 농업생산력은 낮다. 저위로부터 고위에 이르는 각종 이탄지에 생성되며, 지하수위가 얕기 때문에 그레이층을 수반한다. 분해한 흑니토와 함께 유기질토양이라고 한다.       * 토탄(泥炭, peat) ≒ 이탄 · 토탄흙 · 피트(peat).  땅속에 묻힌 시간이 오래되지 아니하여 완전히 탄화하지 못한 석탄. 광택이 없고 검은 갈색을 띠며 해면 모양이나 실 모양 또는 흙덩이 모양을 하고 있다.   화분과 식물(이끼류. 갈대. 사초 등), 수목질(소나무. 자작나무 등)의 유체가  습한 땅에 쌓이어 생물학적인 변화를 받아 분해, 변질된것으로 육상의 깊지 않은 물 혹은 습지에서 많은 식물들이 자라는 환경에서 식물의 유해가 쌓여 열과 압력을 받으면서 석탄화() 된다. 석탄화 진행정도에 따라 구분된다.  토탄 (peat) → 갈탄 (lignite) → 역청탄 (bitumenous coal) → 무연탄 (anthracite).   * 이탄 넓은 뜻으로는 석탄의 한 종류에 포함되지만 일반적으로 석탄과는 구별되며, 토탄(土炭)이라고도 한다. 석탄과 달리 식물질의 주성분이 주로 지표에서 분해작용(泥炭化作用)을 받은 것이다. 이탄은 원식물질의 종류, 분해의 정도 등의 차이에 따라 구분된다. 툰드라이탄 ·초탄(草炭) ·목질이탄 ·이질이탄(泥質泥炭) 등으로 분류된다