무기질 토양의 공극 Pore Space of Mineral Soil

토양의 용적비중(soil bulk density)를 측정하는 주된 이유 중의 하나는 이 값이 공극(pore space)을 계산하는 데 사용되기 때문이다. 동일한 입자비중(particle density)을 가진 토양에서 용적비중이 더 적으면, 공극률도 더 커진다.

총 공극률에 영향을 주는 인자들

식물성장에 좋은 조건에 이상적인 토양 조직과 고른 입도는 대략 50%의 공극률을 가지고, 그 공극의 반은 공기로 반은 물로 차 있다. 사실 총 공극률은 용적비중이 토양마다 다양하기 때문에 다 다르게 나타난다. 공극률은 25%의 값을 가진 다져진 하층토(subsoil)에서부터 60%에 이르는 값을 가지는 많은 유기물을 가진 표층토(surface sil)에 이르기까지 다양한 값을 가진다.

용적비중과 마찬가지로 농경은 토양의 공극률에 지대한 영향을 미친다. 다양한 토양으로부터 얻은 데이터는 경작토양은 그렇지 않은 토양과 비교해서 더 낮은 공극률을 가짐을 보여준다. 유기물질의 함유량 감소와 토양의 응집(granulation)을 감소가 이 공극률의 감소와 함께 한다.

공극의 크기

용적비중의 값은 단지 총 공극률을 나타내는 것을 도와주지만, 토양의 공극은 다양한 크기와 형태로 발생한다. 공극의 크기는 공극이 토양에서 하는 역할을 주로 결정한다. 공극은 대공극(macropores), 중공극(mesopores), 미세공극(micropores), 기타 등으로 크기별로 나눌 수 있다. 여기서 우리는 간단히 대공극(macropores, 0.08mm이상)과 미세공극(micropore, 0.08mm이하)을 참고하여 토의를 할 것이다.

- 대공극(macropores) 대공극은 특징적으로 공기의 흐름과 배수를 쉽게 한다. 또한 식물의 뿌리와 토양에 서식하는 작은 동물을 수용할 만큼 크다. [그림 1]에 몇 가지 대공극을 보여준다.

대공극은 굵은 조직의 토양에서 개개의 모래조각 사이의 공간으로 생겨날 수 있다. 그러므로 사질토(sandy soil)가 상대적으로 낮은 공극률을 가지더라도 그러한 토양에서는 대공극이 많이 있어서 공기와 물의 흐름이 빠르다.

좋은 구조의 토양에서 대공극은 일반적으로 패드(ped)사이에서 발견된다. 이런 패드사이의 공극은 느슨하게 둘러싸인 입자나 밀집된 패드사이의 편편한 틈새에서 생겨난다.

뿌리, 지렁이, 그리고 다른 생물에 의해서 생겨난 대공극은 biopores라고 한다. 이것은 일반적으로 관모양을 하고 있고, 1미터이상의 길이로 계속되는 것도 있다. 어떤 점토토양에서 biopores는 대공극의 주된 형태이며 식물뿌리 성장을 아주 용이하게 한다. 나무와 어떤 풀들같이 다년생 식물은 특별히 뿌리에게 도랑의 역할을 해주는 공간을 만들어 준다.

토양의 구조(structure)와 조직(texture)이 모두 대공극과 미세공극 사이의 균형에 영향을 주는 것은 분명하다. [그림 2]에서 보듯이 깊이에 따라 유기물이 감소하고 점토(clay)이 증가하면 대공극보다 미세공극이 많아진다.

- 미세공극 대공극과는 반대로, 미세공극은 보통 물로 가득 차 있다. 물이 안 차있더라도 그것들은 너무 적어서 많은 공기를 흐르게 하지 못한다. 미세공극에서 물의 이동은 느리고 대부분의 물이 내부에 갇혀 있기 때문에 식물이 사용할 수가 없다. 특히 입자가 없는 고운조직의 토양은 총 공극의 부피는 크지만 상대적으로 느린 공기와 물의 이동을 하게 하는 대공극의 성질을 가진다. 특히 하층토(subsoil)에서 통기현상은 뿌리성장과 미생물의 활동에 불충분하게 일어난다.

더 큰 미세공극은 식물의 뿌리털과 미생물을 수용하고 더 적은 미세공극(ultramicropores, cryptopores)은 너무 적어서 가장 적은 박테리아도 수용하지 못한다. 그러므로 그것들은 유기물들이 몇 세기 동안 아무런 변화 없이 남게 하는 장소이기도 하다.

결합된 부피보다 각각의 공극의 크기가 토양의 배수, 통기작용, 그리고 다른 반응들을 결정하는 중요한 역할을 한다.

경작과 공극

특히 유기물이 많은 토양에서 연속적인 수확은 대공극의 감소를 초래한다. 텍사스에서 고운 조직의 토양으로부터 얻은 데이터(표 3)는 분명하게 이러한 현상을 증명해준다. 쟁기를 이용한 경작법으로 수확하는 것은 크게 유기물 함량과 공극률을 감소시키는 작용을 한다. 그러나 가장 놀라운 것은 수확으로 인해 토양 공극의 크기가 영향을 받는 것이다 : 원활한 공기의 흐름에 필요한 대공극의 양이 반으로 줄어든다. 1m 깊이의 표본에서 공극의 크기의 감소는 토양단면을 따라 나타난다.

최근에 쟁기질과 토양 조작을 최소화한 보호경작법(conservation tillage)은 미국에서 광범위하게 사용되어 왔다. 표층에 유기물의 증가와 특히 biopores인 오래된 대공극의 발생 때문에 어떤 보호경작시스템은 표층부분의 대공극률을 크게 향상시킨다. 이러한 이점들은 특히 지렁이의 은신처를 많이 발생하게 한다. 하지만 불행하게도 이런 공극률의 향상은 항상 일어나지는 않는다. 어떤 환경에서 더 낮은 공극률이 기존의 경작법보다 보호경작법에서 토양 내 배수의 부족으로 인해 발생하기도 한다.

토양 덩어리의 형성과 안정화

많은 토양 덩어리의 형성과 유지는 토양 관리의 가장 어려운 것이면서 가장 중요한 것이다. 그것은 생태계의 기능에 영향을 주는 강력한 수단이기 때문이다. 상대적으로 커다란 구조의 토양덩어리를 형성하는 표층토의 조직형태는 대부분의 토양에서 필요한 낮은 용적비중(bulk density)과 높은 대공극률을 제공한다.

어떤 토양 덩어리는 비와 거친 경작으로 인해 쉽게 부서진다. 또 다른 덩어리는 잘 부서지지 않아서 비교적으로 토양을 양호한 상태로 유지하게 한다(그림 7, 그림 8을 참조). 일반적으로 더 작은 덩어리일수록 큰 것보다 더 안정적이다. 그래서 더 큰 덩어리를 유지하는 것은 많은 관리가 필요하다.

우리는 덩어리(aggregate) 형성에 필요한 인자들과 덩어리들이 안정하게 하는 것을 고찰한 후에 토양 구조를 관리하는 실질적인 방법에 대해 토의할 것이다. 그러한 인자들이 동시에 작용하기 때문에 토양에서 안정적인 덩어리 개발에 대한 그러한 인자들의 영향들을 구분하는 것이 때때로 힘들다.

토양 덩어리의 계층적 구조

대부분의 토양에서 필요한 큰 덩어리(>1mm)은 일반적으로 더 작은 덩어리로 구성되어 있다. 또한 그러한 작은 덩어리들은 크기가 0.001mm보다 더 작은 단위들인 점토 clusters와 부식물들로 이루어져 있다. 아마도 토양에서 가장 큰 덩어리를 몇 개 선택해서 부드럽게 문질러 더 작은 덩어리로 분리해보면 쉽게 덩어리의 계층구조의 존재를 알게 될 것이다.

그런 다음 엄지와 집게손가락을 가지고 이런 가장 작은 덩어리(granules)들을 문질러 봐라. 아마 silt, clay, 그리고 부식물로 구성된 더 작은 조각들을 찾을 수가 있을 것이다. 덩어리의 계층적인 구조는 열대산화토양(oxisols)와 엔티솔(entisol)을 제외한 대부분의 토양에서 나타나는 특성일 것이다. 각각의 계층의 덩어리들은 더 작은 단위들을 묶는 데 관여하는 인자들이 서로 다르다.

토양에서 덩어리의 형성과 안정도(stability)에 영향을 주는 인자들

생물적 물리화학적 반응(biological, physical-chemical processes)들은 토양 덩어리의 형성에 관여한다. 물리화학적 반응들은 크기가 작을수록 중요해지고 생물적 반응은 그 반대이다. 또한 덩어리의 형성에서 물리화학적 반응들은 주로 점토(clay)과 관련이 있기 때문에 고운조직(fine-tuxture)을 가진 토양에서 더 영향을 미친다. 거의 점토(clay)가 없는 사질토(sandy soil)에서 덩어리의 형성은 생물적 반응에 주로 의존한다.

물리화학적 반응들

물리화학적 반응들중에서 가장 중요한 것은 점토사이의 상호인력(1)과 점토덩어리의 증가와 축소작용(2)이다. 점토의 응집반응(flocculation)과 양이온의 역할 점토가 거의 없는 완전한 사질토를 제외하고 덩어리 형성은 먼저 점토조각(particles)의 응집으로 microscopic clumps나 미세침전물(floccules)로 시작한다. 점토조각의 표면이 대부분 음전하를 띠면서 토양용액의 양이온을 끌어당긴다는 사실로부터 응집반응을 설명할 수 있다.

만약 두 개의 점토판(clay platelets)이 서로 충분히 가까이 존재하면 둘 사이에서 존재하는 양이온은 점토판의 음전하를 끌어당길 것이다. 그러므로 두 점토판을 결합하도록 교량 역할을 하게 된다. 이런 반응은 점토판이 나란히 쌓이면서 점토 domain이라는 것을 형성한다. 점토 domain의 다른 형태들은 방향이 일정하지 않는 카드뭉치와 닮는다.

이러한 것들은 점토판의 가장자리에서 양전하가 평평한 표면의 음전하를 끌어당기면서 형성된다. 전하를 가진 부식물 사이에서 점토미세침전물(clay floccules)이나 domain은 서로 또는 silt 조각을 결합하는 교량을 형성해 토양 덩어리 계층구조에서 가장 작은 크기의 그룹을 형성한다(그림 3 d). 다가의 양이온(Ca, Fe, Al)과 부식물(humus)의 영향을 응집된 이러한 domain들은 작은 미세덩어리(microaggregates, <0.03mm)에게 오랜 기간의 안정성을 제공한다.

산화철과 같은 무기물의 고형화 작용은 때때로 고온 다습한 지역의 점토성 토양(ultisol, oxisol)에서 pseudosand라 불리는 아주 작고 안정한 덩어리를 생성한다. 불모의 토양에서 다가의 양이온(Ca, Al, Na)이 많을 때, 끌어당기는 힘은 음전하를 띠는 점토들의 반발작용을 극복하지 못한다. 점토판이 응집되기 충분하도록 서로 가까이 접근할 수 없어서 서로가 떨어져 존재하게 된다.

이러한 점토는 거의 젤과 같이 입체구조가 없어서 물과 공기를 투과시키지 않아 아주 식물을 재배하기 안 좋게 한다. 점토성분에서 부피변화들 토양이 건조해지고 수분이 없어지면서 점토 domain 내에서 점토판은 서로 가까이 접근하면서 domain을 형성하면서 크기가 줄어든다. 토양 덩어리가 줄어들면서 점토판의 틈(crack)이 열리게 된다.

비와 배수로 인해서 발생하는 과정에서 틈이 발생하게 된다. 이런 틈이 커지면서 그 사이에 덩어리가 생겨난다. 식물뿌리 또한 토양의 수분을 흡수하면서 토양을 건조하게 한다. 다년생 잡초들에 의해 수분이 흡수되면서 물리적으로 덩어리들이 만들어진다. 이러한 현상은 물리적 그리고 생물적인 토양반응으로 인해 발생한다.

얼음이 형성되는 것은 점토 domain에서 수분이 토양에서 빠져 나오는 것이기 때문에 어는 현상과 녹는 현상의 반복으로 인해 비슷한 효과를 보인다. 어는 현상과 녹는 현상의 반복이 토양 덩어리 크기의 증가와 감소를 반복하기 때문에 큰 토양 덩어리를 분해하면서 분명하게 패드로 변해가게 한다. 이러한 온도와 수분의 영향은 특히 vertisol. mollisol, 그리고 alfisol의 토양에서 발생한다.

농부들은 겨울을 지나면서 큰 덩어리의 토양이 분해되면서 부드러운 묘판(seedbed)으로 되는 것을 알고 있다. 점토질 토양에서 겨울의 낮은 온도 지역과 온대지역에서 오랜 건기 동안에 토양의 수축(compaction)과 형편없는 구조관리로부터 피할 수 있다는 것을 안다.

생물적 반응

토양 유기물의 활동 덩어리현상(aggregation)의 생물적 반응에서 가장 분명한 것은

(1) 지렁이의 활동, (2) 뿌리와 균사(fungal hyphae)의 끈적함으로 인한 응집작용, (3) 박테리아와 곰팡이와 같은 미생물에 의한 응집현상이다. 경작된 토양과 그렇지 않은 토양에서 지렁이(earthworm)와 흰개미(termite)들은 토양 속을 이동하면서 pellets이나 casts를 형성한다. 수풀진 토양에서는 포토가 우선적으로 지렁이에 의해 형성된 덩어리로 되어 있다.

식물뿌리 또한 토양에서 성장하면서 토양 조각을 이동시킨다. 이런 작용들은 토양 조각을 서로 뭉치게 하고 응집현상을 촉진한다. 동시에 식물뿌리와 토양 동물에 의해 생겨난 채널(channel)은 큰 토양 덩어리를 파괴하면서 대공극을 형성한다.

식물의 뿌리(특히, 뿌리털)와 균사는 끈적끈적한 설탕과 같은 다당류와 다른 유기물을 내 놓으면서 개개의 토양 조각과 작은 microaggregates들을 뭉치게 해서 macroaggregates라는 것을 만든다(그림 1 a). 식물뿌리와 함께 있는 실같은 곰팡이들이 특히 커다란 덩어리들을 이러한 상대적으로 짧은 기간의 안정화(stabilization) 현상에 효과적으로 작용한다.

왜냐하면 그것들은 glomulin이라는 끈적한 단백질을 분비해서 효과적으로 토양 조각들이 뭉치게 하기 때문이다(그림 1). 박테리아 또한 식물 잔해들을 분해하면서 다당류와 여러 유기물을 만들어 낸다. 박테리아의 다당류는 그림 2에서 점토와 섞여 있는 것을 볼 수 있다.

이러한 뿌리와 미생물의 유기물들은 수분에 잘 분해되지 않고 토양 덩어리 형성을 촉진할 뿐만 아니라 몇 달에서 몇 년까지의 기간에 걸쳐 토양을 안정하게 해준다. 이러한 반응들은 식물뿌리와 동물의 활동과 유기물 축적이 가장 많은 표토에서 가장 잘 나타난다.

유기물의 영향 대부분의 토양에서 유기물은 토양 덩어리의 형성과 안정화작용을 자극하는 주된 인자들이다(그림 3). 우선, 유기물은 곰팡이, 박테리아, 그리고 토양 동물들의 활동을 가능하게 하는 에너지물질을 제공한다. 둘째로, 유기물이 분해될 때, 박테리아와 콤팡이에 의해서 젤과 다른 끈적한 생산물들이 덩어리를 만든다.

식물뿌리에서 나오는 유기분비물도 이런 덩어리 현상에 한몫을 하고 있다. 복잡한 중합체(polymer)같은 부패로 인한 유기물은 화학적으로 silicate clay와 산화철과 산화알루미늄과 상호반응한다. 이런 물질들은 점토(clay)를 개개의 토양 조각들 사이에 교량을 형성하는 domain점토들로 되게 한다. 그러므로 그들을 수분에 안정된 덩어리로 함께 묶는다.

덩어리현상이 진행될 동안 토양 광물질(silts와 고운모래)은 분해된 식물잔해들과 다른 유기물질에 의해서 둘러싸이게 된다. 더 작은 크기에서는 현미경크기의 분해물과 부식물은 점토물(clay packet)에 둘러싸인다. 각각의 경우 그런 유기광물질의 복합체(organomineral complex)들은 덩어리현상을 촉진한다. [그림 2]는 토양 조각과 결합하는 유기광물질 domains의 직접적인 증거를 보여준다.

경작의 영향 농약과 경작기구의 발전은 경작 없이 양호한 잡초제거와 묘목관리를 할 수 있게 한다. 그럼에도 불구하고, 수많은 토양 관리자들이 아직까지도 토양을 위해서 경작이 일반적이고 필요한 것이라고 생각한다. 경작은 토양 덩어리 형성에 이로움과 해로움을 동시에 준다. 만약 경작을 할 때 토양이 너무 젖어 있거나 너무 건조하지 않는다면, 경작의 단기간의 효과는 긍정적이다. 경작은 커다란 덩어리(clod)를 파괴하고, 유기물이 토양에 섞이게 하며, 잡초를 제거하고, 일반적으로 양호한 묘판을 만든다. 경작 바로 후에 표토는 느슨해지고 공극률은 증가한다.

오랜 기간동안의 경작은 표토의 구조에 유해한 효과를 가져온다. 먼저, 토양을 섞고 휘저으면서 경작은 토양 유기물의 산화를 촉진시키면서, 대공극률을 감소시키고 진흙상태(puddled condition)로 만든다. 이런 작용은 또한 토양 덩어리 안에서 보호되던 유기물을 노출시키면서, 빠르게 분해시킨다. 경작된 토양과 그렇지 않은 토양사이에 구조적인 차이는 [그림 3]에 나타난다.

토양의 경작과 구조관리 structural management

밀집된 재배 등의 경작으로 토양이 보호받을 때, 몇몇 황무지를 제외하고 대부분의 토양은 충분한 빠른 물의 통과와 토양이 딱딱해지는 것을 방지하면서 안정한 구조로 변해간다. 그러나 경작하는 사람들에게는 안정된 표토의 개발과 관리는 중요한 것이다. 수많은 연구들은 오랜 기간의 경작으로 물의 침투율(water infiltration rate)과 같은 토양의 특성들이 감소한다는 것을 보여준다.

경작과 토양 Tilth

Tilth는 간단히 정의하면 식물성장과 관련하여 토양의 물리적인 상태를 말한다. Tilth는 토양 덩어리 형성과 안정화에 좌우될 뿐만 아니라 용적비중, 토양 수분함유량, 통기도, 침수율, 배수, 그리고 모세관 현상과 같은 인자들에 의해서도 좌우된다. Tilth는 종종 빠르고 크게 변한다. 예로 고운 조직 토양(fine-textured soil)의 가동성(workability)은 수분의 조그만 변화에 의해 갑자기 변할 것이다.

점토성토양(clayey soil)은 특히 높은 가소성과 응집성으로 인해 진흙투성이가 되고 잘 다져진다. 진흙토성이의 점토성 토양이 건조해지면, 일반적으로 밀집되고 딱딱한 상태가 될 것이다. 점토성 토양이 적당한 수분함유량으로 건조해지려면 아주 오랜 기간이 걸리기 때문에 적절한 타이밍을 맞추는 것이 사질토양보다도 더 어렵다.

고온 다습한 지역의 어떤 점토성 토양은 앞에 설명한 것에 비해 관리하기가 훨씬 쉽다. 이 토양의 점토조각은 철과 알루미늄의 수산화 이온을 많이 포함하고 있어서 끈적이지도, 모양이 변하지도 일하기 어렵지도 않다. 이 토양은 좋은 물리적인 특성을 가지고 있어서 수분을 많이 포함하지만 사질토양과 같이 안정된토양 덩어리를 가진다.

오랜 건기가 있는 열대와 아열대지역에서 토양은 종종 우기가 시작하면서 재배를 위해서 아주 건조한 상태에서 경작을 해야만 한다. 이런 건조한 상태에서 경작은 아주 어려울 수가 있고 만약 토양이 많은 끈적한 silcate clay를 포함한다면 딱딱한 덩어리(clods)를 만들 수 있다. 그러므로 온대지역의 농부들은 일반적으로 재배시기 바로 이전에는 경작하기에는 토양이 너무 젖어 있다는 것을 안다. 반대로 열대지역의 농부들은 재배시기 바로 이전에 토양이 너무 건조해지는 것을 겪게 된다.

전통적인 경작과 곡물의 수확

중세시기 이후에 넙적한 쟁기는 서구에서 기본적인 경작도구로 사용되었다. 그것은 곡물잔해와 동물의 분뇨를 섞도록 토양을 들어올려서 비틀고 뒤집는 역할을 하였다. 넙적한 쟁기는 종종 잔해물을 잘게 부수기 위해서 disk 쟁기로 교체되었다. 잡초를 제거하고 덩어리를 부수어 알맞은 묘판을 준비하기 위해서 그러한 기본적인 경작 후에 여러 번의 추가적인 경작이 전통적인 방법으로 이루어졌다. 곡식이 심어진 후에 토양은 잡초와 토양 표면의 경화를 막기 위해 추가적인 경작을 받아야만 했다.

기계화된 농업에서는 모든 경작은 곡물이 수확되기 이전에 여러 번 땅을 지나다니는 트랙터와 다른 중장기에 의해서 이루어진다. 세계의 여러 군데에서 농부들은 괭이나 동물이 끄는 장비로 경작을 한다. 비록 사람이나 동물이 끄는 장비가 트랙터보다 무겁지는 않지만, 비교적 작은 토양면적에 무게를 작용하기 때문에 상당한 다짐작용(compaction)을 가져온다.

보호경작(conservation tillage)과 토양 Tilth

최근에 토양 관리 시스템은 경작을 최소화하도록 개발되어 왔다. 이런 시스템은 상당한 양의 식물 잔해들을 토양에 남겨두기 때문에 토양 침식(erosion)을 방지한다. 이러한 이유로 이런 시스템을 따르는 경작법을 보호경작이라 한다. 다른 최소한의 경작 시스템은 토양을 섞이게 하지만, 토양 표면에 높은 비율의 곡물 잔해가 남아 있다. 이런 유기잔해들은 빗방울과 바람의 풍화작용으로부터 토양을 보호함으로 물과 바람에 의한 침식작용을 감소시키고 토양구조를 유지한다.

토양의 고형화(crusting)

비가 많이 내리거나 sprinkler를 이용하는 동안 떨어지는 물방울은 토양 표면의 덩어리들을 부숴버린다. 어떤 토양은 이런 물방울들에 염분이 섞이게 되면 점토를 분해되어 버린다. 덩어리가 부숴져버리면, 작은 덩어리와 분해된 점토는 씻겨 내려가거나 공극을 막아버린다.

토양 표면은 곱고, 구조가 없는 surface seal이라는 얇은 층으로 덮히게 되는데, surface seal은 물의 통과를 방해하고 침식을 증가시킨다. surface seal이 마를 때, 딱딱한 토양 껍데기(crust)를 형성한다. 그것들이 생기면 그 틈새로만 묘목이 뚫고 나올 수가 있다. 이러한 껍데기를 형성하는 토양은 [그림 3]의 안정된 토양 덩어리와 비교된다.

곡식이 뿌려진 후 토양 껍데기의 형성은 곡식을 다시 심어야 할 정도로 적은 싹이 나온다. 황무지에서 토양 덮개와 토양 껍데기의 형성은 많은 지표수 손실을 가져와서 식물생장에 필요한 물을 공급할 수 없기 때문에 커다란 재난을 초래하기도 한다.

토양 껍데기 형성은 어느 정도 토양을 덮어서 빗방울의 충격을 최소화할 수 있는 식물을 재배하거나 멀칭방법으로 최소화할 수 있다. 토양 껍데기가 형성되고 나면 그것을 부수기 위해서 묘목을 위해서 가벼운 경작이 필요하다. 유기물의 향상된 관리법와 토양 조작법은 토양을 잘 관리할 수 있고 점토의 분해와 토양 껍데기의 형성을 막을 수 있다.

토양 조절물(conditioners)

- 석고(gypsum), 석고(황산칼슘)은 곱게 빻은 형태(pure mined form)로 또는 산업 부산물의 주요한 구성물로서 사용하고 있다. 석고는 풍화가 심한 산성토양에서부터 낮은 염분, 높은 나트륨 이온을 포함하는 토양에 이르기까지 많은 토양의 물리적 상태를 향상시키는 데 효과적이다. 수용성 석고가 많을수록 충분한 이온(양이온과 음이온) 응집현상(flocculation)을 촉진하고 덩어리를 분해하는 것을 막으므로 토양 표면의 껍데기형성을 막아준다.

야외 실험에서 석고는 더 많은 물을 투과시키고 침식을 감소시키는 것을 알 수 있다. 비슷하게 석고는 딱딱한 하층토의 강도를 감소시켜 더 많은 뿌리가 퍼지도록 하고 더 많은 수분을 흡수하게 한다.

- 합성 유기 중합체(Synthetic Organic Polymers) 어떤 합성유기중합체는 다당류와 같은 천연 유기중합체처럼 토양 구조를 안정화시킨다. 이런 중합체를 많이 사용하게 되면 비경제적이지만, 아주 적은 양일 경우 토양 껍데기 형성을 효과적으로 방해할 수 있다.

토양 껍데기의 형성은 표면에서 일어나는 현상이라서 토양 표면에만 이런 중합체를 처리하면 된다. 관개수에다 중합체를 첨가하는 것은 편하고 효과적이다. 예로, Polyacrylamide(PAM)는 관개수에 1-15mg/L사용하거나, 1-10kg/ha만큼 뿌려진다면 토양 덩어리를 효과적으로 안정화시킬 수 있다. 그림 10은 관개수에 사용된 합성 polyacrylamide가 토양 안정화에 대한 효과를 보여준다. 많은 연구 보고서들이 PAM과 석고가 함께 사용되므로 최고의 결과를 획득할 수 있다고 보고하고 있다.

- 토양 Tilth를 관리하기 위한 일반적인 지침들

비록 각 토양이 개개의 문제와 기회를 보여주지만, 아래의 원리들은 일반적으로 토양 tilth를 관리하는 것과 관련이 있다.

1. 경작을 최소화한다. 특히 쟁기, 써레질(harrowing), 경운기로 경작하는 것(rototilling)은 토양 덩어리를 안정화시키는 유기물 손실을 줄여준다.

2. 토양이 최대한 건조했을 때, 적절히 토양정리 하는 것과 최적의 토양 수분상태에서 경작을 제한하는 것은 토양 구조의 파괴를 최소화한다.

3. 곡물이나 식물잔해로 토양표면을 멀칭하는 것은 유기물을 더해주고, 지렁이의 활동을 도와주며, 비로부터 토양덩어리를 보호한다.

4. 토양에 곡물잔해, 퇴비(composts), 그리고 동물분뇨를 첨가하는 것은 토양 덩어리를 안정되게 하는 분해산물을 효과적으로 공급한다. 가축분뇨가 clay loam 토양에 첨가되면서 덩어리작용을 향상시킨다.

5. 잔디식물은 유기물을 유지하는 것을 도와주고 가는 식물뿌리의 영향을 최대화하면서 안정된 토양 덩어리현상을 도와준다.

6. 토양을 덮어줄 수 있는 작물을 사용하는 것은 토양 구조관리를 위해서 유기물과 뿌리활동에 좋은 영향을 준다.

7. 석고만 사용하거나 합성 중합체를 함께 사용하는 방법은 토양 덩어리를 안정화하는 데 아주 유용하다.

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.07.14 06:31

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