식물생육의 기반이 되는 토양에 대하여 2

2. 토양의 주요 구성요소

 토양은 암석 또는 암석 조각의 풍화로 형성된 다공성 매체이다. 여러 크기의 암석 조각들은 토양의 골격을 이루며 토양의 무기성분의 일부분을 형성한다. 이상적인 토양은 무기성분이 부피의 45%를 차지한다. (그림 1-2) 부피의 5%는 토양에 서식하는 생물들과 그들의 분해된 조직들 그리고 지표면에 있다가 최종적으로는 토양 속으로 들어가는 동식물 잔해가 차지한다. 무기 입자들 사이의 공간은 공기로 채워진다. 즉 공기 성분이다. 토양에 수분이 가해지면 공기였던 부피의 일부가 물로 대체되는데, 이것이 물 성분이다. 이상적인 토양에서는 공기와 물은 서로 같은 부피를 갖는다. 무기 입자의 크기, 모양, 화학적 성분 그리고 네 가지 구성요소의 상대적 비율은 토양의 기본적인 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 결정하며 이러한 특성으로 인하여 관리에 대한 반응과 식물 생장 반응에 영향을 미치게 된다.

(그림 1-2) 자연토양의 네 가지 구성요소

3. 토양단면
 
 토양은 지표면에서 깊어질수록 토양 구성요소에 상당한 변화를 초래하여 토양단면을 형성한다. 야외에서 토양의 수직단면을 조사하면 깊이에 따라 다른 형상으로 나타나는 것을 볼 수 있다. 이것은 그림에서 설명된 대기권-암석권의 경계면 현상이 총 분화로 나타난 결과이다. 어떤 토양에서는 그 차이가 뚜렷하고 대조적이며, 다른 토양에서는 불분명하고 미약하다. 가장 분명한 차이는 색으로 나타난다. 이 층들은 층위로 불린다. 각각의 충들은 우세하게 나타나는 특성이 서로 다르며 따라서 토양을 어떠한 목적이든 효과적으로 이용하기 위해서는 전체 토양단면이 파악되어야 한다.
 토양 중에서 무기질 성분 위주로 되어있는 부분을 무기토양이라고 하며 유기질 성분이 우세한 부분은 유기토양이라고 한다. 대개는 무기토양에 주로 관심이 많다. 무기토양은 표면에서 부숙된 정도가 다양한 유기물층인 O층을 가지는데, 이 층은 특별히 산림식생이 형성된 지표면에서 발달하므로 (그림 1-3) 이 층은 농업토양이나 도시 토양에서는 볼 수 없다. 유기물이 섞여 들어간 상부의 무기층을 표토 또는 A층이라고 한다. A층 밑에 있는 무기층을 심토 또는 B층이라고 하며 표토는 심토와 함께 토양층을 구성한다. 토양의 모재는 부분적으로 풍화된 암반 또는 토양의 특성을 갖지 않는 비경화 퇴적물이다. 이상적인 토양층은 다음과 같은 층위로 구분된다. 유기물층은 낙엽층 L(Oi), 중간부식층 F(Oe), 부식층 H(Oa)로 구분된다. 낙엽층은 분해되지 않은 유기물로서 잎, 잔가지, 쓰러진 줄기, 동물잔해들로 이루어져 있다. 중간부식층에서는 유기물이 물리적으로 조각나 있으며 어느 정도 화학적인 분해가 진행된 상태이다. 부식층에는 물리적, 화학적인 분해과정을 거치면서 비교적 분해가 쉬운 성분들이 제거된 후 부숙도가 높은 상태의 잔존물이 남아있다. 부식질은 주로 리그닌과 셀룰로스로 되어 있으며 이들은 토양생물들에 의해 쉽게 분해되지 않는다. 토양표면의 무기층이 유기물과 혼합되어 있는 것이 A층이다. 유기물은 A층 토양을 어두운색으로 만들어 쉽게 구별된다. E층은 대개 밝은 색을 띠며 이는 무기물과 유기물에 있는 수용성 물질과 산용해성물질, 그리고 콜로이드 입자의 용탈 및 이동의 결과 형성된다. 이 물질들은 풍화 과정의 진행 정도에 따라 토양층의 낮은 곳에 축적되거나 토양층에서 완전히 빠져나가게 된다. EB층과 BE층은 E층과 B층 사이의 전환과정에서 나타나며 토양 단층에 반드시 존재하는 것은 아니다. B층에는 상위층에서 내려온 물질들이 축적된다. B층은 무기질 콜로이드입자와 산화철 때문에 전체 토양 단층에서 가장 빛나는 색을 띠게 된다. BC층은 또 다른 전이층이다. C층은 암석이 어느 정도 풍화되었으나 아직 토양을 구성할 정도로 충분히 풍화되지 못한 모재이다. 암반이 존재하는 경우 이는 R층이라고 한다. 아직 경화되지 않은 퇴적물은 C층으로 구분된다.
 토양층의 배열 또는 이와 관련된 주요 구성성분에 따라 결정되는 토양 특성은 식물근계의 생장과 발달을 위한 매체로서의 역할을 한다. 뿌리에는 수분, 양분, 산소, 열, 기계적인 지지를 공급한다. 이 요소들은 토양의 표면 근처에서는 적정수준을 유지하지만, 층간의 특성에 따라 토양층의 아래로 내려갈수록 일정 수준에 못 미치게 된다.     

전토층	솔럼	유기물층	Oi – 낙엽층
			Oe – 부분적인 분해
			Oa – 부식층
		표토	A – 유기물 축적
		심토	E – 용탈층
			AB or EB – 전이층
			BA or BE – 전이층
			B – 집적층& 점토 &         2,3 산화물 축적
			BC – 전이층
			C -  모재
			R – 전토층, 기반암

(그림 ) 자연토양의 토양단면 

 

4. 토양의 물리적 특성

 토양조직은 암석 조각에서 만들어진 다양한 크기의 토양입자로 만들어지며 이들은 특정한 기하학적 형태로 배열된다. 토성은 토양입자가 갖는 크기 등급 또는 직경의 비율을 의미한다. 토양구조는 토양의 일차적인 입자가 모여서 특정한 기하 형태로 발달한 정도 및 배열된 상태를 말한다. 이 두 가지 특성과 유기물 함량은 토양 내 공극의 총량과 크기 및 분포를 결정한다. 이는 또한 토양의 용적밀도에 영향을 미치는데, 용적밀도는 고체 부분과 공극의 부피를 포함하는 건조토양의 단위부피에 대한 중량으로 정의된다.

1) 토성
 토성은 토양의 3상 중에서 고체상을 형성하는 무기 입자의 크기 등급의 비율을 말한다. 무기입자는 집채크기만 한 바위덩어리로부터 직경 5~10cm 정도의 돌, 직경 2mm 이상의 자갈, 그리고 모래, 실트, 점토까지의 다양한 크기로 나타난다. 예를 들어 모래, 실트, 점토가 각각 40, 40, 20%의 비율로 섞여 있다면 토성은 양토로 규정된다. 
 토성은 토양습도, 수조, 공극량, 화학반응과 식물 생장에 상당한 영향을 미친다. 따라서 토양을 취급할 때 토성과 다른 토양 특석들과의 관계를 충분히 이해할 필요가 있다.

 

특성	토성등급
	모래	양토	실트질양토	점토
습한 상태에서 판별	엉성함	응집성 있음	지문이 나타남	광택성
침투성	매우 높음	좋음	보통	보통 또는 나쁨
가용수분	적음	보통	많은	보통 또는 높음
경작성	쉬움	쉬음	보통	어려움
유출수 발생 가능성	낮음	낮음 또는 보통	높음	보통 또는 높음
수분유실 가능성	높음	보통	보통	낮음
이동성	낮음	보통	높음	높음
풍식 가능성	높음	보통	낮음	낮음
양분공급능력	낮음	보통	보통	높음
답압 가능성	낮음	보통	보통 또는 높음	높음

(표) 토성의 영향에 의한 토양특성