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1 토양관리학및실습 _ 169 제 1 장토양의정의와구성 1. 토양의정의 토양은암석의풍화산물과각종동식물로부터의유기물이혼합되어기후 생물등의작용을받아변화되며, 그변화는환경조건과평형을이루기위해항상계속되어특정한토양단면의형태를이루는자연체로서, 이것은엷은층으로지구표면을덮고있으며, 공기와수분을알맞게함유하여식물을기계적으로지지하고양분의일부분을공급하여식물생육의장소가되는곳이다. 2. 토양의구성 토양은고상 액상 기상의 3상으로구성되며, 3상의비율은토양의종류와환경조건에따라상대적으로달라진다. 가. 토양 3 상 : 토양을이루는기본적인 3 가지물질을토양 3 상이라고한다. (1) 고상 1 암석의풍화산물인무기물과동식물로부터공급되어진유기물로구성된다. 2 자갈 모래 미사및점토로구성되어있다. (2) 액상 1 토양수분으로각종유기및무기물질과이온을함유한다. 2 O 2 나 CO 2 도녹아있는상태이다. (3) 기상 1 토양공기로서대기에비해 O 2 농도는낮고 CO 2 농도는높다.

2 170 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 나. 4 성분 : 토양을이루는기본적인 4 가지물질로서 3 상중에서고상을무기물 과유기물로구분한것이다. 무기물 + 유기물 + 토양수분 + 토양공기 다. 식물생육에유리한 3 상의비율 고상 ( 무기물 45% + 유기물 5%) + 액상 (25%) + 기상 (25%) 미사질양토 라. 3 상의비율과식물생육과의관계 (1) 기상과액상이큰경우 1 경작지토양이나, 부식이많고입단화될수록기상과액상의비율이크다. 2 작물생육에유리한토양이다. (2) 고상이큰경우 1 미경작지토양이나, 점토나모래가많을수록고상의비율이크다 2 작물생육에불리한토양이다.

3 토양관리학및실습 _ 171 제 2 장암석의풍화작용 1. 토양의생성과정 풍화작용 풍화작용 모암 모재 토양생성작용 토양 가. 풍화작용 (1) 토양모재의생성작용을의미한다. (2) 토양단면의층위가생성되기직전까지미치는작용이다. (3) 모암 모재 토양물질등에끼치는모든작용을뜻한다. 나. 토양생성작용 (1) 모재에서토양으로발전하게하는작용이다. (2) 토양에특징적인단면 ( 층위의분화 ) 이이루어지게한다. 풍화작용과토양생성작용은모두함께병행해서일어난다. 2. 주요한토양생성암석 ( 모암 ) 화성암과변성암이 95% 를차지하며나머지는퇴적암이다. 가. 화성암 마그마가굳어서된암석으로생성장소에따라심성암 반심성암 화산암으로구분하며, 규산함량에의해산성암 중성암 염기성암으로구분한다.

4 172 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (1) 심성암 : 지표면아래깊은곳에서서서히냉각된암석이다. 1 화강암가심성암중에서가장넓게분포하며, 우리나라에서는 2/3를차지한다. 나주요조암광물은석영, 장석, 운모, 각섬석, 휘석등이다. 다풍화후에는양질이나사질토가된다. 라물리적성질은좋으나양분이적고산성의모재가된다. 2 섬록암 가주로사장석과각섬석으로되어있다. 나풍화되기쉽고, 식질토가된다. 3 반려암 가주성분은사장석과휘석이다. 다산화철을많이함유하는식토가된다. (2) 화산암 : 지표면에서빠르게냉각된분출암이다. 1 석영조면암가성분은화강암과비슷하며풍화토또한화강암과비슷하다. 나화강암에비해풍화가용이하다. 다칼리성분을많이함유한다. 2 안산암 가주성분은사장석이다. 나대개는갈색인식질토가되며, 중점토이므로보수력이크다. 3 현무암가암색을띠고세립질이며치밀하다. 나산화철이풍부하며중점식토로되며, 장석은석회질로된다. 다제주도토양의주요모재를이룬다.

5 토양관리학및실습 _ 173 (3) 반심성암 : 심성암과화산암의중간깊이에서냉각된암석이다. 1 휘록암가주로사장석과휘석으로구성된다. 나풍화토는산화철로착색된식질토가된다. 다석회나인산이풍부하다. 나. 퇴적암 ( 수성암 ) 자연상태의기존암석이풍화작용과침식작용을받아운반 퇴적되어고결된암석으로서조암광물이일정하지않으며, 무게로는암석권에서 5% 이지만면적으로는지구표면의 3/4을차지한다. (1) 주요한퇴적암 1 사암가모래가주성분으로응결제에따라색을달리한다. 나사암에서유래된토양은사질이다. 2 혈암가점토가주성분으로구성입자를육안으로구분할수없다. 나모든수성암의약반에해당하며, 풍화토는식질토가된다. 3 석회암가회백색 ~ 갈색으로서석회석과다소의백운석을함유한다. 나우리나라중부이북 ( 충북단양 ) 에많으며, 탄산수에의해쉽게용해된다. 다. 변성암화성암이나퇴적암이지압 ( 고압 ) 과지열 ( 고열 ) 에의해변해서생긴암석으로서, 화학적인변화없이광물학적조성이나조직 구조의변화만발생한다. 따라서변성암의성질은변하기이전광물의성질과거의비슷하다.

6 174 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (1) 편마암 1 화강암에서유래하며석영이풍부해서화강암보다풍화되기어렵다. 2 풍화토는사양토에가까우며, 칼리분이많다. (2) 편암 1 혈암 점판암 염기성화성암등에서유래된암석으로葉片狀이다. (3) 점판암 1 혈암이나이암에서유래하며, 판상으로서剝離되는성질이있다. 2 대부분암회색을띠며, 편암이나이암에비해풍화가늦다. 3 풍화토는점질이다. (4) 천매암 : 점판암에서유래하며, 력질토양을이룬다. (5) 대리석 : 석회암에서유래한다. (6) 규암 : 사암에서유래한다. 3. 풍화작용 토양이아니라토양의모재를생성하는작용으로서, 풍화작용을일으키는원인은물리적 화학적 생물적작용이있다. 가. 기계적 ( 물리적 ) 작용 (1) 온열 ( 온도 ) 의작용 1 열에대한불량도체인암석은표면과내부의온도차가커서팽창과수축정도가다르므로, 이것이장기간계속되면암석은균열이생기고붕괴된다. 2 온도변화가심한열대 대륙 고산지방에서심하게일어난다 3 암석이흑색을띠거나표면이거친경우에잘일어난다. 4 結氷풍화작용 - 암석의균열부분에물이들어가빙결될때부피의증가

7 토양관리학및실습 _ 175 로인하여암석이풍화되는작용으로, 양극지방이나고산지방에서더욱심하다. (2) 대기 ( 바람 ) 의작용 1 바람은침식 운반 퇴적의 3가지작용으로토양생성에관여한다. 2 풍식가바람이모래나가벼운물질을날리어암석을삭마하는작용이다. 나건조한사막에서대규모로작용한다. 다암석주, 버섯모양의암석, 탁자암등여려형태를만든다. (3) 물의작용 1 우흔 : 빗방울이오랜기간암석에떨어지게되면암석을파괴하는데, 건조지방의점판암표면에생기는빗방울자국을우흔이라한다. 2 수식가흐르는물에의한삭마작용이다. 나물의운반력은유속의 5제곱에비례한다 2배가되면 25=32 배 3 빙식가빙하의이동에의해일어나는삭마작용이다. 나남극지방이나그린란드등지에서의대륙빙하와, 히말라야와알프스등지의산악빙하가있다. 다빙하의작용에의해퇴적된빙퇴석이라한다. 나. 화학적작용암석이나광물의지표면에서공기나수분과접촉하여화학적으로안정되기위하여암석의본질을다른물질로변화시키는풍화작용으로서, 분해작용이라고도한다.

8 176 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (1) 산화작용 A + O 2 B + C 암석은환원조건하에서만들어졌기때문에공기와접촉하면공기중의산소에의해서산화되어풍화작용이진행된다. 1 철의산화 : 철의산화가이루어지면용적이증가되어물리적풍화가촉진된다. 그러므로아산화철을많이함유하면풍화되기쉽다 4FeO [ 아산화철 ] + O 2 = 2Fe 2 O 3 [ 산화철 ] 2 황화철의산화가황화물이산화되면용적이커지고황산을생성하여암석의풍화작용을더욱촉진하게된다. 나황화물의산화에의해생성된황산은석회석이나인회석을분해하여유효화된다. 2FeS 2 [ 황화철 ] + 7O 2 + 2H 2 O = 2FeSO 4 [ 황산제 1 철 ] + 2H 2 SO 4 (2) 가수분해 A + H 2 O B + C 물은일부가해리되어활성 H + 와 OH - 로되어있으므로주요조암광물의대부분을차지하는규산염에대하여유력한가수분해제로작용한다. K 2 Al 2 Si 6 O 16 [ 정장석 ] + 2H 2 O = H 2 Al 2 Si 6 O 16 [ 규반산 ] + 2KOH (3) 수화작용 A + H 2 O A H 2 O 1 無水物이含水物이되는작용으로서, 수화가일어나면암석이팽창되어물리적풍화를조장하게된다. 2 수화작용을받은광물은고온 건조한상태에서탈수작용에의해水和水를잃게된다. 2Fe 2 O 3 [ 적철광 ] + 3H 2 O = 2Fe 2 O 3 3H 2 O [ 갈철광 ]

9 토양관리학및실습 _ 177 (4) 탄산화작용 A + H 2 O + CO 2 B + C( 탄산염 ) 1 토양공기중에는대기 (0.03%) 보다 CO 2 함량이 10배이상함유되어있는데, 이들은토양수분에용해되어 1% 정도는활성이온으로해리되어있다. H 2 CO 3 + H 2 O H 3 O HCO 3 HCO H 2 O H 3 O CO 3 2 이와같이해리된수소이온은탄산염광물의양이온을용출시키는용해작용을하고, 규산염광물의가수분해작용을용이하게한다. K 2 Al 2 Si 6 O 16 [ 정장석 ] + 2H 2 O + CO 2 = H 4 Al 2 Si 2 O 9 [kaolinite] + 4SiO + K 2 CO 3 3 탄산화작용에의해생성된탄산염은탄산에의해가용성의중탄산염이된다. 탄산염 + H 2 O + CO 2 중탄산염 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + H 2 O + CO 2 Mg(HCO 3 ) 2 4 수산화물이탄산화작용을받으면불용성의탄산염이된다. 수산화물 + H 2 O + CO 2 불용성탄산염 + H 2 O Ca(OH) 2 + H 2 O + CO 2 CaCO 3 + 2H 2 O Mg(OH) 2 + H 2 O + CO 2 MgCO 3 + 2H 2 O 다. 생물적작용 (1) 동물 : 주로물리적인풍화작용을일으킨다. (2) 식물과미생물 : 주로화학적인풍화작용을일으키는데, 이들의호흡작용을통 해생성되는 CO 2 로인한탄산화작용이주된작용이다

10 178 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 제 3 장토양의물리적환경 앞서언급한것처럼토양의구성성분은크게 3가지로고상, 액상및기상의삼상 (Three phase) 으로구성되어있다. 골프장잔디밭에서토양은잔디를기계적으로지탱해주면서생장에반드시필요한수분과양분을저장 공급해주는매우중요한역할을하고있다. 이렇게잔디생육에있어중요한역할을하는토양은크게물리적환경과화학적환경으로나누어볼수있다. 이번장에서는토양의물리적환경에대해알아보자. 1. 토양의물리적환경요소 골프장잔디밭에서잔디지상부의생장은지하부뿌리의생장과매우밀접한연관관계를맺고있다. 잔디뿌리의생장은토양의물리적인환경조건이좋을수록양호하다. 이러한토양의물리적인환경요소에는토성, 토양 3상, 토양공극, 토양공기, 토양수분, 토양경도, 토양온도등이있다. 2. 토양의입경구분과토성 토양무기성분입자들의모양은단순한것이아니지만편의상구형으로보고입자크기에따라분류한다. 토양을음지에서건조한수 2.0mm 체로체가름을해서입자의지름이 2.0 이상을자갈이라하고, 그이하의것을세토라하며, 세토를다시모래, 미사, 점토등으로나누는데이것을입경구분이라고한다. 우리나라에서의입경구분기준은국제토양학회법또는미국농무성법에따라구분한다.

11 토양관리학및실습 _ 179 < 표 1> 토양의입경구분과입자수및비표면적 구분 지름 (mm) 토양 1g당비표면적미국농무성법국제토양학회법입자수 (cm 2 /g) 礫 ( 자갈 ) > 2.00mm > 2.00mm - - 極粗砂 ( 왕모래 ) 2.00~ (2.00)* 粗砂 ( 거친모래 ) 1.00~ ~ (1.00)* 中間砂 ( 중모래 ) 0.50~0.25 5, (0.5)* 細砂 ( 가는모래 ) 0.25~ ~ , (0.25)* 極細砂 ( 고운모래 ) 0.10~ , (0.10)* 微砂 ( 가루모래 ) 0.05~ ~ ,776, (0.05)* 粘土 ( 찰흙 ) < < ,260,853,000 1,509,434 (5 10-6)** ( )* 안의숫자 - 비표면적의산출에사용된입자의직경 (mm) ( )** 안의숫자 - 비표면적의산출에사용된판상입자의두께 (mm) 가. 토양의무기입자 (1) 자갈 1 물과염기의흡착력이거의없다. 2 식토중에적당량함유되어있으면물과공기의유통을좋게한다. (2) 모래 1 양분의흡착과는관계가없으나점토주변에있으면서골격역할을한다. 2 대공극이많아지므로통기와물의유통을좋게하고경운도용이해진다. (3) 미사 1 거친것은모래와비슷한성질을지니며, 가는것은표면에점토입자가부착되는경향이있어서식물생육에매우이롭다.

12 180 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (4) 점토 1 물과양분의흡착 흡수에의한용적의변화, 가역성, 점착력등이크다 2 표면적이크므로토양의물리 화학적반응을좌우한다. 나. 무기입자의표면적 입자가작을수록표면적이크며, 표면적이클수록모든작용이활발히이루어진다. 따라서표면적이클수록토양의물리 화학적성질을지배한다. (1) 토양의입자수 토양의무게토립수 단일입자의무게 (2) 토양의내표면적 (1 개의입자의표면적 ) ( 일정량중의토립수 ) (3) 토양의비표면적 표면적比표면적 질량 토양의비표면적은토양의여러가지현상을지배하는주요한인자이며, 토양을조성하는입자중에서점토함량에의한비표면적에전적으로좌우된다. 즉, 토양중점토함량에의한비표면적이그토양전체의비표면적이라고볼수있다. 다. 입경구분의기계적분석 (1) 침강법 침강속도는입자반경의제곱에비례하는것을이용하여입경구분을실시한다. 즉, 입자가큰입자는침강속도가빠르고입자가작은입자는침강속도가느린성질을이용한다.

13 토양관리학및실습 _ 181 (2) 피펫법 토양의현탁액을일정시간정치했다가 pipette 을이용하여일정한깊이에서현탁액일정량을취하여토양입자를조사하는데이용된다. (3) 비중계법 토양의분산액에특수한비중계 (hydrometer) 를꽂고그농도를조정하는방법이다. 라. 토성의결정 (1) 토성의정의 토양의무기질입자의입경조성에의한토양의분류를토성이라고한다. 즉모래, 미사, 점토의함유비율에의하여결정된다. (2) 3 각도표법에의한토성의판단 1 국제토양학회와미국농부부에서제시한 3각도표법에근거하여토성을결정한다. 2 삼각형의각정점을모래 미사및점토의 100% 로취하고, 각邊상에그토양의모래 미사및점토의함량을취하여對邊과평행하게그은직선교점으로부터토성을결정한다. 3 토성명이경계선상에해당될경우에는작은입자가많은토성명을따른다.

14 182 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 < 그림 1> 국제토양학회법에의한토성구분 (3) 간이법 1 야외에서토성을판단할경우에는손으로토양을만져보거나때로는렌즈를사용하여검정하기도한다. 2 올바른토성결정을위해서는흙을물로잘축인다음손가락사이에서잘비벼보아야한다. 모래 : 까슬까슬한느낌이있다. 미사 : 건조했을때밀가루나활석가루를비비는느낌이있으며, 젖었을때에는어느정도소성이있다. 점토 : 건조하면매끈거리는감이있고, 젖었을때에는가소성과점착력이크다.

15 토양관리학및실습 _ 183 (4) 토성명에사용되는기호 < 표 2> 토성명을표기에사용하는기호 무기입자영명기호토성 모래미사 - 점토 Sand Silt Loam Clay S Si L C 사토 - 양토식토 예 ) 미사질식양토 SiCL, 사질식토 SC, 사질식양토 SCL (5) 토성과작물생육 1 식토 (C) 는보수, 보비력이크지만통기성이불량 2 사토 (S) 는통기성이좋지만, 보수, 보비력이불량 3 양토 (L) 는식토와사토의중간성질로식물생육에가장유리 3. 골프장그린상토조성용모래 퍼팅그린을조성하는데는많은비용과상당한시간이소요된다. 조성된그린이오랫동안아무런문제없이유지되기위해서는그린상토가답압에대한저항성이높고, 양호한배수성그리고플레이강도가낮아야한다. 그러나우리나라대부분의골프장은많은손님을받아그린상토가심한답압하에있다. 이러한상황하에서한번조성된퍼팅그린이오랫동안별다른문제없이유지되기위해서는중간크기 (0.25~1.00 mm ) 모래위주로그린이조성되어야한다. 적합한모래위주로조성된그린상토는내답압성이높고, 비교적양호한배수성을갖는다. 그리고통기성이양호해깊은뿌리내림으로건강한잔디생육이가능하다. 표에서보듯이입자크기가 0.25~1.00 mm사이입자는많을수록그린상토의물리성이좋으므로최소 60% 이상함유되어야하며, 미사와점토의함량은각각 5% 보다적은것이좋다. 실제로연구소에분석의뢰한그린용모래를분석해보면입자크기 0.25~1.00 mm사이입자가 70% 이상또는 80% 이상되고입자크기가

16 184 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 0.05mm이하인미사와점토함량이 1% 미만인모래가대부분이다. 입자크기를분석하면서산도 (ph), 전기전도도 (Electrical Conductivity) 그리고염분을함께분석한다. 이들은입자크기만큼모래의적합성을판단하는데절대적으로중요하지는않지만잔디생육에있어서는나름대로중요성이인정된다. 산도의경우잔디생육에적합한 ph 6.0~6.5 사이가가장좋으나 ph 5.5~7.0 범위도잔디생육에별문제는없다. 전기전도도는염분과함께바다모래여부를판단하는근거가된다. 그린조성및배토사용모래로적합한전기전도도는 0.1mS/cm 이하이고염분의경우 0.01% 이하가적합하다. 강모래의경우이기준치를대부분초과하지않는다. 앞에서제시한입자크기, 산도, 전기전도도그리고염분기준치를충족하면그린용모래로적합하다고할수있다. < 표 3> USGA 방식그린상토조성을위한입자크기별분포 Particle Name Fine gravel Very-coarse sand Coarse sand Medium sand USGA Particle Diameter 2.0 ~ 3.4 mm 1.0 ~ 2.0 mm 0.5 ~ 1.0 mm 0.25 ~ 0.50 mm Suggested Particle Distribution (by weight) 10% 이하 60% 이상 3% 이하 Fine sand 0.15 ~ 0.25 mm 20% 이하 Very-fine sand 0.05 ~ 0.15 mm 5% 이하 Silt ~ 0.05 mm 5% 이하 10% 이하 Clay < mm 5% 이하 4. 토양의공극 일정한토양용적내의입자와입자사이에공기나물로채워지는틈새가있는데이것을토양의공극이라하는데, 토양내에이부분이적당히존재할때작물의생육이좋기때문에토양공극은작물생육에아주중요한의미를가진다. 토양공극은토양의밀도 ( 비중 ) 를측정함으로써알수있다.

17 토양관리학및실습 _ 185 질량가. 토양의밀도 밀도 비중 부피 (1) 진비중 ( 입자밀도 ) 1 3상중에서고상만의밀도를나타낸다. 2 일반적으로토양에관계없이일정한값을갖는다. 3 보통 2.5~3.0g/cm 3 이며, 일반경작지는약 2.65g/cm 3 이다. 4 심토는표토의진비중보다크고, 유기물이많을수록진비중값은작아진다. (2) 가비중 ( 용적밀도 ) 1 자연토양의밀도로서, 고상 액상 기상이종합된밀도를의미한다. 2 토양의종류에따라다른값을나타낸다. 가구조가잘발달되어식물생육에유리한토양일수록값이작다. 나사토 심토 미경지는가비중이크고, 유기물이많거나기경지는가비중이작다. 다입단화가잘될수록공극량이많아가비중값이작다. 3 대체로 1.0~1.2g/cm 3 범위내에있다. < 표 4> 토양을구성하는주요광물의밀도 ( 단위 : g/cm 3 ) 구분밀도구분밀도구분밀도구분밀도 적철광 4.5~5.3 휘석 2.9~3.5 백운모 2.7~3.0 정장석 2.56 갈철광 3.6~4.0 각섬석 2.9~3.4 석영 2.65 골석 2.5~2.8 녹니석 3.3~3.5 백운석 2.83 사장석 2.62 방해석 2.5 녹렴석 3.3~3.5 흑운모 2.7~3.1 kaolinite 2.6~2.7 부식 1.1~1.3

18 186 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 나. 토양의공극 무기입자와무기입자사이에공기 ( 기상 ) 나물 ( 액상 ) 로채원진공간을공극이라한다 가비중 (1) 공극률 진비중 토양공극률은진비중과는무관하고, 가비중과밀접한관련을갖고있다. (2) 공극의분류 1 일반적분류 가모세관공극 ( 소공극 ) : 모세관현상에의해토양수분이존재하는작은공극나비모세관공극 ( 대공극 ) : 중력수가빠지고토양공기가존재하는큰공극 2 특수분류가토성공극 : 기본입자사이의공극, 즉입단내의공극으로주로소공극이다. 나구조공극 : 입단사이의공극으로주로대공극이다. 다특수공극 : 근계, 소동물, 가스발생등에의한공극이다. (3) 공극의효과 1 대공극은공기의통로가되며소공극은수분을보유하므로이두공극의균형이중요하다. 즉, 공극의절대량보다대공극과소공극의적당한비율이중요하다 2 입단간공극과입자간공극의적당한비율은일반적으로 1 : 1이가장적당하다.

19 토양관리학및실습 _ 187 (4) 토양공극량에관여하는요인 1 토성가사질계토양은대공극이소공극보다많고, 식질계토양은소공극이대공극보다많다. 나사질계토양이식질계토양보다가비중은크고공극률은작다. 2 토양구조 : 단립구조보다입단구조가공극률이크다. 3 배열상태 : 정렬구조가사열구조에비해공극률이크다. 4 입단의크기 : 입단이클수록모세관공극은줄어드나비모관공극이많아지며공극률도커진다. < 표 5> 토성별용적밀도및공극량 토성용적밀도공극량 (%) 사토사양토양토미사질양토식양토식토 % 43% 47% 50% 55% 58% < 표 6> 공극량과입단크기와의관계 입단의크기 (mm) 공극량 (%) 전공극량비모관공극량모관공극량 < ~ ~ ~ ~

20 188 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 다. 토양의입단화 토양구조가입단으로발달되면비모세관공극 ( 대공극 ) 과모세관공극 ( 소공극 ) 이증대될뿐만아니라대공극과소공극이 1:1 정도의비율이되므로공기의유통과수분의저장능력이증대되기때문에식물생육에유리하다. (1) 입단의생성 1 양이온 ( 토양염기 ) 의작용가음전하로대전된점토사이에연결되어입단생성에영향을미친다. 나수화도가작은 Ca은입단생성에유리하며, 수화도가큰 Na은입단파괴작용을한다. 2 석회시용가석회시용으로인하여미생물의활동이활발해지며유기물의분해가촉진되므로입단화가활발해진다. 나석회시용은 Ca 시용효과도있다. 3 유기물의작용가유기물시용으로인하여미생물의활동이활발해지므로입단화가촉진된다. 나완숙퇴비보다미숙퇴비가효과적이다. 다 Ca - 포화교질보다 H - 포화교질이입단화에효과적이다. 4 토양미생물의작용가균류의균사와미생물분비물인폴리우로니드의작용등이있다. 나세균보다는균류 ( 사상균 ) 의작용이훨씬효과적이다. 다지렁이의몸을통해배설된토괴의입단화작용을한다.

21 토양관리학및실습 _ 식물뿌리의작용가식물이수분을흡수하면뿌리주위의토양수분이줄어들어토양이수축을일으키거나, 根毛의결합작용또는뿌리가죽음으로써미생물의분해작용을받기때문에입단이형성된다. 나잔뿌리가많은식물이입단화에유효하며, 적절한輪作이입단화를촉진한다. 다클로버, 알팔파같은콩과식물은입단화를촉진한다. 라옥수수, 목화, 사탕무등은구조파괴자로알려져있다. 6 토양개량제의작용가토양의입단화 통기성 배수성 보수성 경운의용이성에효과적이다나클릴리움시용시토양무게의약 0.1% 의비율로건토에시용한다다입단형성에적합한수분량은 25~60% 가유리하다 (2) 입단의파괴작용 1 수분이과소하거나과다할때의경운 2 토양의건조와습윤의반복 3 동결과융해의반복 4 입자의결합제인유기물의분해 5 강우와기온의변동 (3) 토양의구조 단립과토괴로부터발달하여입단이되는데, 이와같이토양입자의집단화또는배열을표시하는것을토양구조라고한다. 1 입상 가외관이거의구상이고, 입단이둥글다. 나건조조건하에서생성되고, 유기물이많은곳에서발달한다.

22 190 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 다 1cm 이하의빵조각구조로서작토또는표토에많으며작물생육에유리하다. 2 괴상 가다면체를이루며, 밭토양과삼림의하층토에많다. 나여러토양의 B층에서흔히볼수있으며, 입단상호간의간격이좁다. 3 주상가반건조 ~ 건조지방의심토에서발달하며, 우리나라해성토의심토에서볼수있다. 나점토질논토양과알칼리성토양에서발달한다 4 판상 가습윤지대의 A층에서발달하며논의작토밑에서볼수있다나토양수분의수직배수가불량하다 5 과립상 가단괴가작고, 입단사이의간격이좁아서물에젖으면부풀어내부의큰틈이막힌다. 5. 토양의빛깔 토양의색은토양의성질또는생성과정을아는데중요한사항의하나이며, 그토양의풍화과정이나이화학적성질의유래를판정하는데도움이된다. 또한토양의비옥도를판정하는자료로삼을수도있다.

23 토양관리학및실습 _ 191 가. 토양색의지배인자 토양의색은주로유기물과철에의해결정된다. (1) 유기물 : 부식화가진행될수록흑색을띤다. (2) 철 : 토양상태에따라존재형태를달리하여색이변한다. < 표 7> 토양상태에따른토양의색깔 토양상태존재형태토양색 산화상태 Fe 2O 3 적갈색 Fe 2O 3 3H 2O 황색 환원상태 FeO 청회색 (3) 망간 : 흑백색이나갈색을띤다. (4) 함수량 : 습윤한상태에서는색이짙고, 건조하면담색을보인다. (5) 통기성 : 통기상태가좋은표토나배수가좋은습윤지방의심토는황색 ~ 적색계통의색을보이며, 배수가불량한곳이나저습지등에서는회록색또는회청색을보인다. (6) 모암 : 산성암은淡色, 중성암은暗色, 염기성암은濃赤色을나타낸다. (7) 조암광물 : 석영, 장석, 백운모, 탄산염등은흰색을보인다. (8) 철이들어있는광물은황색내지적색을보인다. (9) 풍화정도 : 표토가황색인것은적색인것보다풍화가더진행되었다.

24 192 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 나. 토양색의표시 가장많이이용되고있는표시법은 Munsell 기호에의한것이며, 이표시법은토양색을색상 명도 채도로나타낸다. (1) 색상 : 40 색상으로구분한다. (2) 명도 : 흑을 0, 백을 10으로하여모두 11단계로구분한다. (3) 채도 : 무채색의축을 0으로하여각색상과명도를 10단계로구분한다. (4) 예를들어토양색이 5YR 5/6 로표시되었을경우, 5YR은색상, 5/ 은명도, /6 은채도를나타낸다. 6. 토양의온도 작물의생육이나미생물의생육과토양생성작용에대한주요요소의하나는토양온도이다. 일반적으로토양온도가낮아지면유기물의분해가서서히이루어지고다량의부식이쌓이게되지만, 온도가높아지면유기물의분해가빨라져서무기화작용이매우촉진된다. 따라서, 냉대와냉온대지방에서는부식의축적이이루어지고, 온대나열대지방에서는유기물의분해가신속히일어나므로부식이쌓이지않는다. 가. 토양표면의온도결정 수열량과방열량의차이에의해결정된다. (1) 수열 : 비열, 열전도도, 토양색, 피복물, 경사도, 방향등 (2) 방열 : 물의증발량, 열복사

25 토양관리학및실습 _ 193 나. 토양의비열 비열이란어떤물질 1g을 1 올리는데필요한열량으로서비열이높을수록온도변화가적다. (1) 비열크기 : 공기 (0) < 무기성분 (0.2) < 유기성분 (0.4) < 수분 (1) (2) 토양 4성분중에서물의비열이가장크므로토양온도변화는토양수분함량에의하여결정된다. (3) 사양토는이른봄에지온상승이빠르므로작물생장및성숙이바르게되어화훼나시장작물의재배에알맞다. 다. 토양의열전도율 (1) 무기성분 > 유기성분 > 액상 > 기상 (2) 대립 > 소립 (3) 부식의열전도율은낮으므로토양내부식함량이많을수록열전도가늦다. (4) 밀집구조 > 엉성한구조 (5) 사토 > 양토 > 식토 > 이탄토 라. 4. 토양색 (1) 색이진할수록토양온도가높다 (2) 흑 > 남 > 적 > 갈 > 녹 > 황 > 백색 마. 토지의경사방향 (1) 광선을받는면적은수열량과반비례한다. (2) 평지가비해경사지에수열량이많아온도가높다.

26 194 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 바. 피복식물 (1) 피복식물이있으면지온의변동이적다 (2) 잎이밀생하고초장이높을수록지면부근의일교차는적다. 7. 토양수분 가. 토양수의흡착력과표시법 (1) 흡착력 토양중의수분은부착력 ( 토양입자표면과물분자와의결합 ) 과응집력 ( 물분자간의결합 ) 에의해존재한다. (2) 토양수분표시법 1 토양수는토양에의한물의흡착력으로표시하는데, 이는토양중에간직된물을토양입자로부터떼어내는데필요한힘을의미한다. 2 토양에의한물의흡착력은 bar(mbar) 나기압과같은압력 (atm) 으로나타내며, 水柱높이의대수를취한 pf( 장력 ) 로도나타낸다. 3 토양수가적으면토양입자로부터떼어내는데많은힘이들며 ( 장력이높다 ), 토양수가많으면토양입자로부터떼어내는데적은힘이든다 ( 장력이낮다 ). 1atm = bar = 1.033kg/cm 2 = 1,033cm 水柱 = 760mm Hg 柱 = pf 3 나. 토양수의물리적분류 토양입자와토양수분간의결합력의차이에의한분류를토양수의물리적분류라한다.

27 토양관리학및실습 _ 195 (1) 결합수 (combined water) 1 토양입자의한구성성분으로되어있는수분으로서, 결정수 화합수라고도한다. 2 토양을 100~110 로가열해도분리되지않는 10,000bar(pF 7) 이상인수분이다. 3 식물에는흡수되지않지만화합물의성질에영향을준다. (2) 흡습수 (hygroscopic water) 1 분자간인력에의하여토양입자표면에흡착된수분이다. 2 31bar(pF 4.5) 이상의힘으로흡착되어서식물이이용하지못하는무효수분이다 ~110 에서 8~10 시간가열하면제거된다. 4 토양입자의표면에 10분자층의두께로흡착되며, 물이흡착될때에는遊離에너지가열로방출되는데이것을습윤열이라고한다. 5 흡습량은토양의표면적에비례한다. (3) 모세관수 (capillary water) 1 토양입자사이의소공극에모세관력 표면장력에의해유지되는수분으로서모관수의대부분은지하수의상승에의해유지된다. 2 흡착력은 1/3~31bar(pF 2.54~4.5) 이며, 식물에게유효한수분이다 3 토양입자의표면가까이에있는모세관수는내부모세관수로서식물에는거의이용되지못한다. 4 표면장력이나중력에견뎌유지되어있는내부모세관수바깥쪽의물은외부모세관수로서주로이용되는모세관수이다. 5 온도가높을때에는물의표면장력이감소, 무기염류가가해지면표면장력증가한다.

28 196 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (4) 중력수 (gravitational water) 1 대공극에서중력에의하여흘러내리는수분으로서, 중력수또는자유수라고한다. 2 흡착력는 1/3bar(pF 2.54) 이하의수분이다. 3 대부분불필요하게과잉으로존재하는수분이며배수에의하여제거된다. 4 물이아래로침투되어내려갈때양분이함께용탈된다. 다. 토양수의특정항수한토양내에서토양수의토양입자에의한흡착력은연속적으로변화되고있지만, 토양수의운동성또는토양의물리성에주어지는영향이비교적확실하게변하는수분량이있게된다. 이것은토양수의성질을이해하는데매우중요하며, 그주요한것을들어보면다음과같다. (1) 흡습계수 1 풍건토양을포화습도의대기중에두었을때토양입자와수분과의결합력을의미하는것으로, 풍건토양의수분함량을나타낸다. 2 풍건토양의일정량을 100~110 로가열하여줄어든수분량을건토에대한중량백분율로환산하여쉽게구할수있는데, 이를흡습계수또는흡습도라한다. 3 흡습도는토양입자의표면적에의해결정되는데, 모래가많을수록적어지고점토나부식이많을수록커진다. 4 포화습도상태에서는 31bar이며, 50% 의관계습도에서는 1,000bar이다. < 표 8> 몇가지토양의흡습도와표면적 구분흡습도토양 1g 의표면적 (m 2 ) 사토양토이탄토점토

29 토양관리학및실습 _ 197 (2) 위조점및위조계수 위조점은식물뿌리의흡수력의세기에따라서도다르며, 식물의종류에따라흡착력도다소다르다. 1 초기위조점 가토양수분이점차감소됨에따라식물이시들기시작하는수분량이다. 나흡착력은약 10bar(pF 3.9) 이며, 관수를하면회복가능한수분상태이다. 2 영구위조점가초기위조점을넘어계속해서수분이감소되면포화습도의공기중에둔다하더라고시든식물은회복되지않는데, 이때의수분량을영구위조점이라한다. 나흡착력은약 15bar(pF 4.2) 이다. 다일반적으로위조계수는영구위조점을말한다. 3 유효수분 가포장용수량에서위조점 ( 영구위조점 ) 사이의수분량을말한다. 나무효수분은영구위조점이상의수분을말한다. (3) 수분당량 1 물로포화시킨토양에중력의 1,000배 (1,000G) 에상당하는원심력을작용시킬때토양중에남아있는수분이다. 2 큰공극중의모세관수의대부분이제거된상태이며, 이때흡착력은 0.5~1bar 이다. (4) 포장용수량 1 많은물이토양에가해진후과잉수의대부분은대공극을통하여중력에

30 198 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 의해透水된후표층토의수분량을포장용수량이라고한다. 즉, 중력에저항해서표면장력에의한모세관작용으로소공극에남아있는수분량이다. 2 흡착력은 1/3bar(pF 2.54) 이다 (5) 최대용수량 1 중력에견뎌모세관이물로최대로포화되어있는상태, 즉머물고있는수면과접촉한바로위토양에함유된수분이다. 2 토양의전공극이수분으로포화된상태이며, pf 값은 0이다. 3 자연에서는배수가불량하고지하수면이높은곳에서나타난다. 4 최소용수량은수면으로부터의거리가멀고수면과연결되는모세관작용의영향을받지않은때에보유된수분으로서, 표장용수량과거의같다. (6) 최적수분함량 1 식물에이용되는물은 0.1~10bar 라고할수있는데, 이것은모세관수와중력수의일부로서유효수의범위에들어가지만, 식물의생육에대해서는최적수분이라고할수없다. 2 작물이정상적으로생육하기위해서는유효수분중에서도 0.1~1bar 의물이어야하며, 1bar(1 기압 ) 만넘어도작물의생육은순조롭지못하게된다. 3 식물의생육에대한최적수분함량은토양의이화학적성질 식물의종류및생육시기 기후조건등에따라다르지만, Wollny 는일반농작물의수분적량은용수량의 60~80% 라고하였다. (7) 점착점 토양입자의점착성이증가하여손이나용기에토양이더럽게묻지않는상태를점착점또는점조점이라고한다.

31 토양관리학및실습 _ 199 < 표 9> 토양수분의장력계수 토양수 pf 토양수 pf 토양수 pf 결합수 7.0 이상무효수분 4.2 이상흡습계수 4.5 흡습수 4.5 ~ 7.0 유효수분 2.5 ~ 4.2 영구위조점 ( 위조계수 ) 4.2 모관수 2.5 ~ 4.5 수분당량 2.7 ~ 3.0 초기위조점 3.9 중력수 0 ~ 2.5 최적수분함량 1.8 ~ 3.0 포장용수량 2.5 최대용수량 0 라. 토양수의이동 (1) 포화이동 1 모든공극이물로차였을때의물의이동으로서중력에의하여아래로이동한다 2 공극을통과하는투수량은水頭의기울기와매체의단면적에비례하고, 매체의길이에반비례한다. 3 라이시미터 (lysimeter) : 투수량을측정하는기구로서, 침투수와함께용탈되는염류의용탈상황도알수있다. 포화이동의이론적배경 - Darcy 의법칙 식에서, f : 토양공극을통과하는물의속도 (cm/sec) k : 포화투수계수 (cm/sec) h : 수면으로부터토양의하단까지의수두차 (cm) l : 물이통과하는토양의두께 (cm) Q : 단위시간당매체를통과한물의유출량 (cm 3 /sec) A : 물이통과하는매체의전체단면적 (cm 2 )

32 200 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (2) 불포화이동 중력수가빠지고난다음에포장용수량상태에서모관수의이동으로서토양수분이동의대부분은불포화이동이다. 1 원동력 : 모세관력 장력 표면장력 수막조절작용 2 이동력가모세관의반경에반비례하고표면장력의 2배에비례한다. 나공극이작으면느리게이동하나멀리이동하므로, 식토의경우이동속도는느리지만이동거리및지하수의이동높이는높다. 다공극이크면빠르게이동하나멀리이동하지못하므로, 사토의경우이동속도는빠르지만이동거리및지하수의이동높이는낮다. (3) 수증기의이동 1 토양공기중관계습도는거의 100% 이다. 2 수증기는수증기압이높은곳에서낮은곳으로이동한다. 3 모 ( 세 ) 관응축은대공극에서수증기상태이다가소공극에서수분으로응축되는현상이다. 마. 토양수분의증발산 (1) 증발 : 수분이지표면이나수면에서대기중으로확산하는현상 (2) 증산 : 수분이식물체에흡수되어기공등을통하여대기중으로확산하는현상 (3) 증산계수 : 식물의건물 1g을생산하는데필요한증산량 (g) 의값을증산율또는증산계수라고하는데, 대략 200~1,000 정도이다. 바. 토양의수분상태 여러가지환경조건에따라토양수분의변화의질서를나타내는토양의성질

33 토양관리학및실습 _ 201 을토양수분의상태 (soil moisture regime) 라고하는데, 이것은식물에수분을공급하는것이외에풍화와용탈또는물의포화상태에서의식물뿌리의산소결핍등에대한수분의유효성을나타내게된다. 일반적으로전강우량의약 20% 는유거수로서지표를흘러지나가고, 그나머지 80% 는토양중으로스며들어간다. 토양중으로스며들어간물중약 30% 는지하수가되며, 그나머지 70% 는토양에머물러중력적상태의토양수로존재하게된다. 사. 토양수분측정 (1) 중량법 습윤한토양무게측정후 100~110 의건조기에 5~6 시간건조하여무게를측정하여이차이로수분함량측정한다. (2) 석고블록법 ( 저항괴법 ) 석고로만든 block의수분을전기전도도, 열전도도등으로부터측정하여이것과평형상태에있는주위의토양수분을구한다. (3) 중성자법 중성자의감속정도를측정하여수분량을측정하는것으로서, 같은장소에서토양구조를파괴하지않고빠르고쉽게수분함량을시간별 깊이별로반복해서여러번측정할수있다. (4) tensiometer 법 ( 장력계법 ) 포장용수량이상의수분에이용되는것으로서, 물이보유한장력만을측정한다.

34 202 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 8. 토양공기 가. 토양공기조성의특징 토양공기는대기공기에비하여산소의농도가낮고, 이산화탄소의농도가높다. (1) 산소의농도가낮은원인은식물뿌리와미생물의호흡으로인해산소가손실되기때문이다. (2) 이산화탄소농도가높은원인은식물뿌리와미생물의호흡 석회시용 유기물분해로인해이산화탄소가증가하기때문이다. < 표 10> 대기와토양공기의조성 구분 질소 산소 이산화탄소 대기 토양공기 75 ~ ~ ~ 10 나. 공기유통 (1) 공기의이동방향산소는대기에서토양으로이동하며, 이산화탄소는토양에서대기중으로이동한다. (2) 공기유통의원동력농도가높은곳에서낮은곳으로이동하는현상인확산작용이공기유통의가장큰원동력이며, 그밖에온도변화 토양수분경감 바람 기압의변화등의원인이있다. (3) 공기유통불량시생물활동 1 미생물 가산소부족으로인하여호기성미생물의활동이줄고혐기성미생물의활

35 토양관리학및실습 _ 203 동이왕성해진다나혐기성미생물의활동에의해토양물질이환원작용을받아서환원성유해물질들이생성 집적되며유기물의분해가느려져서결국식물생육에불리하게작용한다. 2 식물가산소부족으로인하여뿌리의정상적인호흡이불가능하게된다. 나뿌리의호흡이불량해지므로양분및수분의흡수가저하되어식물생육이불량해진다. 다정상적생육을위해서는손실된산소재공급이원활하게이루어져야하며, 이를산소확산율 (ODR) 이라하고 g/ cm2 /min 이하에서는뿌리생육이정지되고 30~ g/ cm2 /min 이상에서잘자랄수있다. 3 작물의산소요구량가높은작물 : 토마토, 감자, 사탕수수, 완두, 보리나중간정도인작물 : 옥수수, 밀, 연맥, 대두다낮은작물 : 기장, 풀종류 4 통기불량으로인하여 CO 2 가증가하면이것이환원작용을받아메탄가스 (CH 4 ) 유기산등의유해물질이되어식물생육에불리하게작용하며, 물과반응하여탄산화작용을일으켜토양산성화를초래한다. 다. 토양공기유통의조성책 (1) 명거나암거배수시설설치 ( 골프장에서사용가능한방법 ) (2) 심경 (3) 세사를객토하여식질토양을개량 (4) 유기물, 석회물질및토양개량제등을시용하여작토의입단화를조장

36 204 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 제 4 장토양의화학적환경 잔디를비롯한모든식물체가적절한생장을하기위해서는필요한영양분의공급이전제되어야한다. 잔디가필요로하는필수영양원소는 16가지중에탄소, 수소, 산소는대기의이산화탄소와물로부터얻을수있으므로시비가필요하지않은양분이고그이외의나머지 13개양분 (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Mo, B, Cu, Cl) 은토양에시비를통해서적절히공급해주어야하는양분이다. 토양에가해진양분의이용률은토양화학성의영향을크게받는다. 토양의화학적특성은토양입자표면과토양용액에서나타나는화학적현상으로나타나는특성을의미하며, 대표적인것으로산도 ( 수소이온농도 ), 전기전도도, 양이온치환용량, 염기포화도등이있다. 1. 점토광물에대한이해 점토광물은입경이 0.002mm 이하인소립자이므로활성표면적이매우크며, 이의함량이결국토성을지배하는기본이된다. 또한비료성분의흡착 방출 고정 산도 토양반응 통기성 투수성등물리화학적성질을결정하는데가장큰영향을끼치므로작물의생육과밀접한관계가있다. 가. 점토광물의일반적구조 점토광물은일반적으로판상격자모양을하고있는결정형구조로서, 규산4면체판과알루미나8면체판이결합되어결정단위를이루고있다. (1) 규산 4면체판 1 4개의산소이온이 1개의규소원자를둘러싸는 4면체가구성단위로되어판상으로배열된판이다. + 2 판모양형성후판상내부에정육각형의공간이생기고이공간에 NH 4 과 K + 이고정된다.

37 토양관리학및실습 _ 205 (2) 알루미나 8 면체판 1 6개의산소나수산기이온 (OH - ) 이 Al +3 나 Mg +2 를둘러싸는 8면체가구성단위로되어판상으로배열된판이다. 2 1 : 1 점토광물에서는외부로노출되어 OH - 들이 PO 4-3 및그밖의음이 온을고정한다. 나. 점토광물의분류 (1) 판상배열에따른분류 1 1:1 격자형 2 2:1 격자형 3 혼층형 (chlorite) 규산판규산판규산판 알루미나판규산판알루미나판규산판 알루미나판규산판규산판알루미나판 알루미나판규산판마그네슘8면체판규산판알루미나판 알루미나판규산판규산판 (2) 팽창유무에따른분류 1 팽창형점토광물가수분이결정단위사이로자유로이침투하여층간의간격이팽창 수축한다. 나토양의팽창과수축이심하면응집성과점착성등이커서토양구조가불안정하므로물리적성질이좋지않다. 다 K + 나 NH + 4 가규산판의내부에고정되기도한다. 라보수력이나보비력이비팽창형에비해우수하다. 마 montmorillonite, vermiculite 등

38 206 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 2 비팽창형점토광물가결정단위사이에강한결합력이작용하여단위사이간격이일정하게유지된다. 나팽창과수축이심하지않으며응집성과점착성등이작으므로토양구조를안정적으로유지해준다. 다팽창형에비해양이온치환용량이낮다. 라 illite, kaolinite 등 다. 주요점토광물의구조와성질 (1) Kaoline 계 1 1:1 형광물이며표면에 OH - 가노출되어인산고정이이루어진다. 2 비팽창형점토광물로서단위사이에 O - H 결합에의해간격이일정하다. 3 입자가크므로점착성 응집성 수축성이적어토양구조가안정적으로유지된다. 4 고령토라고도하며, 우리나라점토광물의대부분을차지한다. 5 podzol 토양의주요점토광물로서온난 습윤한기후에서염기물질이신속히용탈될때생성된다. 6 kaolinite, halloysite, metahalloysite 등이있다. (2) Montmorillonite 계 1 2 : 1 형이며팽창형점토광물이다 2 입자가미세하며, 점착성 응집성 수축성등이크다 3 산성백토라고도하며, 울산및포항근처에많이있다 4 염기가서서히용탈되는조건에서고토가많을때생성된다 5 규산4면체의규소는 Al +3 로치환되는정도가 15% 이하로한정된다. 6 생성조건에따라알루미나8면체의 Al +3 이다른양이온으로다양하게치환된다.

39 토양관리학및실습 _ 207 가 saponite : 2개의 Al +3 이 3개의 Mg +2 로치환되어생성된다. 나 nontronite : Al +3 이 Fe로치환되어생성된다. 다 volkonskoitte : Al +3 이 Cr으로치환되어생성된다. 라 sauconite : Al +3 이 Zn으로치환되어생성된다. (3) Illite 계 1 가수운모라고도하는데, 2 : 1 형광물이며, 비팽창형광물이다 2 생성과정에서규산4면체의일부규소가 Al +3 으로치환되면서부족한이온을충족하기위해 K + 이층간에침입하여단위사이에 K + 이온의결합으로간격이일정하다. 3 점토광물중가장많은 SiO 2 함량과 K 2 O(K + ) 함량을보인다. 4 glauconite pyrophyllite muscovite biotite talc 등이이에속한다. (4) Chlorite 1 2 : 1 격자형광물 ( 운모층 ) 과 1 : 1 격자형광물 (brucite 층 ) 이합쳐진구조이다. 2 생성이가장빠르다. (5) Vermiculite 1 2 : 1 형이며, 팽창형점토광물이다. 2 2개분자의수분층과운모층이엇갈려조합된결정단위를가진광물이다. 3 칼륨고정능력이가장크다. (6) 산화철과산화알루미늄 1 철과알루미늄분자에결합된수산기 (OH - ) 에서 H + 의일부가해리되어주위의양이온을흡착할수있는점등이규산염점토광물과비슷한성질을갖는다. 2 규산염점토광물보다점착성, 가소성, 응집성이낮으므로물리성이비교

40 208 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 적좋다. 3 산화철의수화물에는침철광 갈철광이있고산화알루미늄의수화물에는 gibbsite가있다. (7) Allophane 1 일정한형태가없는부정형점토광물이다. 2 화산회토에서볼수있으며, 우리나라에서는제주도에많이있다. 3 부식을흡착하는힘이강하며, 강한인산고정력을나타낸다. 4 음전하발생은주로 ph 의존전하이다. 2. 양이온치환 가. 점토광물의음전하생성 점토광물의표면에는음전하가존재하기때문에각종양이온의흡착력을가진다. 이러한음전하의생성원인에대하여이제까지알려져있는사실들을종합해보면다음과같다. (1) 영구적전하 1 동형치환가규산4면체의 Si +4 나알루미나8면체의 Al +3 이이보다낮은원자가의다른양이온으로치환된후음전하의과잉또는양전하의부족으로인하여점토표면에음전하가발생한다. 나크기와구조가비슷한원자끼리치환되므로치환후에도점토광물의구조는변화되지않는다. 다 2 : 1 형광물이나 2 : 2 형광물에서만발생한다.

41 토양관리학및실습 _ 변두리전하가판상결정형의연결이 a축방향이나 c축방향으로끊어질때변두리에서음전하가발생한다. 나분말도를크게할수록음전하발생이증가한다. 다 1 : 1 형광물에서만발생한다. (2) 잠시적전하 (ph 의존전하 ) 1 교질에결합된 H + 이토양용액의 ph에따라해리와결합을하면서음전하의발생이변화한다. 2 염기성에서는교질물에흡착된 H + 이쉽게용액중으로해리되므로음전하는증가한다. 3 산성에서는토양용액중 H + 증가되어해리되는 H + 감소되며용액중의 H + 이교질에흡착하기도하므로음전하는감소하고양전하는증가한다. 나. 유기물의양면성 (1) 음전하발생 수산기 (OH) 와카르복실기 (COOH) 에서의 H + 해리로인하여음전하가발생한다. 따라서유기물의음전하발생은 ph 의존전하이며 ph가증가하면음전하가증가하고 ph가감소하면음전하는감소한다. (2) 양전하발생 아미노기 (NH + 2 ) 에의하여양전하가발생한다. 따라서산성에서는토양용액중의 H + 이유기물에흡착되어양전하는더욱증가한다.

42 210 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 교질물의음전하발생의기여정도 1 : 1 형광물 = 변두리전하 + ph 의존전하 ( 主 ) 2 : 1 형 2 : 2 형광물 = 동형치환 (3/4) + ph 의존전하 (1/4) 부식 = ph 의존전하 다. 양이온치환용량 (CEC) = 염기치환용량 (BEC) (1) 정의 양이온치환용량은일정량의토양또는교질물이가지고있는치환성양이온의총량을당량으로표시한것이며, 보통토양이나교질물 100g이보유하는치환성양이온의총량을 mg 당량 (milli equivalent ; me) 으로나타낸다. 즉, 양이온치환용량이란토양이나교질물 100g이보유하고있는음전하의수와같다. 원자량단위 : me/100g [ 당량 ] 원자가 예 ) 원자량 의당량, 원자량 의당량 원자가 원자가 이것이의미하는것은토양교질물이양이온을흡착함에있어서수소 1당량은칼슘 20당량과대체될수있다는것이다. 즉, 수소 1mg을완전히대체하려면칼슘 20mg이필요하다는것을의미한다. (2) 당량 (me) 과질량 (mg) 과의관계 me / 100g 당량 > < 당량 mg

43 토양관리학및실습 _ 211 CEC가 100me/100g 인토양 100g을전부 Ca로포화시키려면 토양 CEC Ca의당량 = = 2000mg 의 Ca이필요하다. (3) 토양조건에따른 CEC 의변화 1 토양용액의 ph에따라 CEC는다르게나타나는데, ph가증가하면 CEC 는증가하고 ph가감소하면 CEC도감소한다. 2 부식과점토가많을수록 CEC가높은토양이다. (4) 작물생육과 CEC 와의관계 CEC가클수록 ph에저항하는완충력이크며, 양분을보유하는보비력이크므로, 비옥한토양이다. 따라서작물을안정적으로재배할수있다. (5) 완충력 산성물질이나알카리성물질이가해질경우 ph의변화를저지하는능력을완충력이라하는데, 토양의완충력이클수록토양내 ph 변화가적으므로안정적인 ph에서작물을재배할수있다. < 표 11> 주요토양교질물의양이온치환용량 (me/100g) 토양교질물 CEC 토양교질물 CEC 부식 > 200 chlorite 10 ~ 40 allophane 30 ~ 200 illite 10 ~ 40 vermiculite 100 ~ 150 kaolinite 3 ~ 15 montmorillonite 80 ~ 150 halloysite(2h 2O) 5 ~ 10 halloysite(4h 2O) 40 ~ 50

44 212 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 라. 염기포화도 CEC 중에서치환성양이온 (Ca +2 Mg +2 K + Na + 등 ) 이차지하는비율로서, 일반적으로 CEC 중 H+ 나 Al +3 을제외한양이온의비율을말하기도한다. 염기포화도 치환성양이온 와 을제외한양이온 양이온치환량 (1) 염기포화도와 ph 와의관계 1 교질물의종류와함량이일정한토양본질적으로염기포화도는 ph와깊은관계가있는데, 교질물의종류와함량이일정한토양에서는 ph가증가하면염기포화도가증가하고, ph가감소하면염기포화도가감소하는경향이있다. 2 교질물의종류가다른토양가염기포화도가같은경우에 kaolinite 가많은토양의 ph가 montmorillonite 가많은토양의 ph보다높은경향이있다. 나 ph가같은경우에 kaolinite 가많은토양의염기포화도가 montmorillonite 가많은토양의염기포화도보다낮은경향이있다. (2) 염기포화도와완충력과의관계 염기포화도가 50% 일때완충력이최대이며, ph가같은경우에는완충력이클수록염기포화도가크다.

45 토양관리학및실습 _ 토양반응과토양산도 토양반응은토양이산성, 중성및알카리성인지를나타내는것으로보통토양산도값으로표시한다. 가. 토양산도의의미 이제우리가흔히말하는산성, 중성, 알칼리성의 ph 값은어떤것인지를알아보자. 짧게말하면 ph가 7인용액을중성용액, ph 값이 7보다작은용액을산성용액그리고 ph 값이 7보다큰용액을알칼리성용액이라고한다. 그러면 ph 값이 7이란것은어떤의미를갖는것일까? 왜이것을중성을나타내는값으로정했을까? 이것을이해하려면물의화학에대해조금알아야한다. 우리는물을화학기호로나타낼때 H 2 O라고쓴다. 더정확하게물의조성을나타내려면아무리순수한물도모두 H 2 O로만되어있지않다는사실을고려해야한다. 25 에서순수한물에는 10-7 mol/l ( 몰퍼리터라고읽는다 ) 수소이온 (H + ) 과 10-7 mol/l 의수산이온 (OH - ) 이들어있다. 즉순수한물의경우에는수소이온 (H + ) 농도와수산이온 (OH - ) 농도가같다. 그런데어떤용액에서수소이온농도가수산이온의농도에비해높으면 ( 즉수소이온이더많으면 ) 산성이고그반대이면알칼리성이다. 그렇다면순수한물의경우처럼수소이온농도와수산이온농도가같으면산성도알칼리성도아니니중성이라고해야할것이다. 중성일때의수소이온농도인 10-7 mol/l의 -log 값은 -log10-7 즉 7이다. 그래서 ph가 7인경우를중성이라고하는것이다. 여기서한가지중요한사실은물이있는용액의경우, 수소이온의농도가어떻게바뀌던, 수산이온의농도가어떻게바뀌던수소이온농도와수산이온농도를곱한값은일정하며그값은 이다. 나. 토양산도와영양분흡수관계 산성토양이란그토양이물과섞였을때그물의 ph가 7보다작은토양을말한다. 즉산성토양이물과접하면그물에는수산이온에비해수소이온이더많다는뜻이다. 그런데사람들은산성토양은작물이자라는데에좋지않다고한

46 214 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 다. 그렇다면작물은토양용액에들어있는수소이온을싫어하는것일까? 작물은 ph 5 정도인토양용액에들어있는정도의수소이온그자체로부터는해를받지않는다. 산성토양이작물재배에바람직하지않은것은토양용액에들어있는수소이온그자체때문이아니라토양에들어있는양분의유효도와미생물의활성, 그리고식물의생육등에여러가지형식으로영향을미치기때문이다. < 그림 2> 토양 ph 와각종영양분의유효도 잔디뿌리를통한비료의이용도는토양산도에따라토양중양분의형태와유효량이달라지기때문에잔디밭식재층의산도범위는시비프로그램에아주중요하다. 일반적으로잔디생육에적합한적정범위의산도는 6.0~7.0 사이인데이것은잔디가이용할수있는양분의유효도와밀접한관계가있다.

47 토양관리학및실습 _ 골프코스토양의이상적인이화학성 < 표 12> 골프코스토양의이상적인이화학성 ( 한국잔디연구소 ) 구 분 그린 티 페어웨이 러프 ph (H 2O 1:5) 5.5 ~ ~ ~ ~ 7.0 전기전도도 (ds/m) 0.2 이하 0.2 이하 0.3 이하 0.4 이하 유기물 (%) 0.5 ~ ~ ~ 이상 총질소 (%) 0.01 ~ ~ ~ 이상 가용성인산 (mg/kg) 100 ~ ~ ~ ~ 200 치환성칼륨 (cmol + /kg) 0.2 ~ ~ ~ ~ 1.0 치환성칼슘 (cmol+/kg) 사질토 3 ~ 6 3 ~ 8 5 ~ 11 5 ~ 11 양토 - 4 ~ 10 6 ~ 13 6 ~ 13 점토 - 5 ~ 12 7 ~ 15 7 ~ 15 치환성나트륨 (cmol + /kg) 0.2 ~ ~ ~ ~ 1.0 치환성마그네슘 (cmol + /kg) 0.5 ~ ~ ~ ~ 2.0 가용성철 (mg/kg) 2 이상 2 이상 2 이상 2 이상 가용성망간 (mg/kg) 2 이상 2 이상 2 이상 2 이상 가용성아연 (mg/kg) 1.5 이상 1.5 이상 1.5 이상 1.5 이상 가용성몰리브덴 (mg/kg) 0.03 이하 0.03 이하 0.03 이하 0.03 이하 양이온치환용량 (cmol + /kg) 5.0 ~ ~ ~ ~ 20.0

48 216 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 제 5 장 USGA 그린조성시방서 미국골프협회그린섹션 (USGA Green Section) 에서그린조성에관한시방서는 1960년에처음발표된이래 4차례의개정을거치며오랜기간에걸쳐좋은결과를제공하여왔다. 구체적인그린조성시방서에대해살펴보자. USGA 그린조성시방서에나타난조성방식은중간층 (intermediate layer) 설치유무에따라 2단구조 ( 중간층없음 ) 와 3단구조 ( 중간층있음 ) 로나눌수있다 ( 그림 1 참조 ). < 그림 3> USGA 그린단면구조 ( 좌 : 3 단구조, 우 : 2 단구조 ) 1. 지반 지반의경사는완성된그린표면의경사와일치하여야한다. 지반은지정된표면으로부터 16인치 (400mm ), 중간층이필요할때에는 18~20 인치 (450~500 mm ) 아래에조성하여야하며침하를방지하기위하여철저하게다짐을해야한다. 하층부의토양이팽창성점토, 모래, 흑니 ( 黑泥 ) 와같이불안정할경우하층토와자갈층사이에 geotextile fabric 을차단제로사용할수있다.

49 토양관리학및실습 _ 배수 USGA 그린에는명암거배수가필요하다. 배수파이프의배치에있어서주관은최대낙차를따라설치하고, 지관은지반의경사를가로질러설치하여물이자연스럽게주관속으로흘러들게한다. 지관의간격은 15피트 (5m) 이내로하고그린의가장자리까지연장되게한다. 지관역시집수정이있다면집수정에연결해야한다. 경사면의제일낮은부분즉주관의그린배출부분은배수관이그린주변부를따라설치되어야하며지관의첫번째세트끝부분에연결토록한다. 이렇게함으로써배수지역의하단부에모이는물을용이하게배출할수있다. 배수설계를할때에는플레이지역과떨어진지역의배수처리나배출수처리법률에대해서고려해야한다. 배수파이프는유공관이어야하며, 최소한직경은최소 4인치 (100mm) 가되어야한다. 최소 150mm폭으로깊이 200mm의배수로를배출구까지최소 0.5% 의일정한경사를유지하도록굴착하여철저하게지반을다져야한다. 배수로에서파낸흙은제거하여배수로바닥을매끄럽고깨끗하게해야한다. 불안정한지반과자갈층사이에 geotextile fabric 을차단제로사용하고자한다면이때에설치하며, 어떠한환경에서도 fabric 이배수관이나배수로를덮지않도록해야한다. 자갈층 ( 입경에대한추천은제3단계참조 ) 은최소 1인치 (25mm) 깊이로포설해야한다. 최소한의경사를주기위하여필요하다면더깊이포설할수도있다. 모든배수파이프는배수로의자갈층위에설치되어야한다. 만약 PVC 파이프를사용할경우구멍이아래로향하도록설치해야한다. 파이프의연결은파이프라인전체의기능이유지되도록해야한다. 배수로는자갈을더추가하여되메우기를하고배수관이움직이지않도록주의한다. 둥근파이프는배수로속에다교대로설치하며, flat 파이프는준비된지반에그대로설치할수있다. flat 파이프는최소폭이 12인치 (300mm) 로 geotextile 로덥히지않아야한다. Flat 파이프는지반에꺽쇠로고정시켜야하고그렇지않으면시공중에이동되지않도록고정시켜야한다. 한개의그린배수에있어서둥근파이프와 flat 파이프를잘조합하여사용해도무방하다.

50 218 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 3. 자갈층과중간층 중간층의설치여부는자갈층에사용되는골재의입경분포에의해결정되며적합한입경의자갈 ( 표 1 참조 ) 을사용할수있다면중간층을설치할필요가없고그렇지않다면반드시중간층을조성해야한다. < 표 13> 중간층미조성시자갈에대한추천입경실행인자 추 천 Bridging factor D15( 자갈 ) 8 D85( 상토 ) Permeability factor D15( 자갈 ) 5 D15( 상토 ) D90( 자갈 ) / D15( 자갈 ) 3.0 Uniformity factor 입경 12 mm이상의입자는없을것 입경 2 mm이하의입자는 10% 이하 입경 1 mm이하의입자는 5% 이하 < 표 14> 중간층조성시자갈층과중간층골재의 USGA 입경규정골재규정입경 12.7mm이상입자 10% 이하자갈입경 6.4mm ~ 9mm사이입자최소 65% ( 중간층설치시 ) 입경 2mm이하입자 10% 이하 왕사-콩자갈 ( 중간층골재 ) 입경 1 mm ~ 4 mm입자최소 90% 가. 중간층을조성할때자재의선택과포설 중간층을조성할때자갈층과중간층에요구되는입경은표2와같다. 중간층은자갈층위에 2~4인치 (50~100 mm ) 의두께로균일하게포설되어야하며 ( 예를들어 3인치두께로포설한다면전체면적중어느곳에서나그깊이를유지해야한다 ) 표면은최종적으로완성된구배의등고선과일치해야한다.

51 토양관리학및실습 _ 219 나. 중간층을조성하지않을때자갈의선택 그린조성에있어서자갈이적정한것으로판명되면 ( 표2 참조 ) 중간층은설치할필요가없다. 이경우실제로상당한시간과경비를절약할수있다. 자갈의선택은상토에사용되는골재의입경분포에기초를두고있다. 시공자와공사감독은토양분석기관과면밀히협조하여적정입경의자갈을선택해야한다. 다음에설명한두가지방법중에하나를사용토록한다. 1 혼합상토를구성하는성분시료를의뢰할때여러종류의자갈시료를보내도록한다. 일반적으로 2~5mm의자갈을구하면된다. 토양분석기관에서는우선가장적합한혼합상토를결정하고다음으로자갈시료에대한시험을실시하여아래에설명한지침에맞는지를결정한다. 2 혼합상토를구성하는성분시료를의뢰하고, 혼합상토의시험결과를근거로그에적합한자갈에관한설명을시험기관에요구한다. 그설명에따라한종류또는몇종류의적정입경을가진자갈을선정하고그것들을실험기관에보내결과를받아둔다. 아래의기준에맞는자갈이라면중간층이필요없다. 그기준이란혼합상토의입자중에서입경이가장큰 15% 가자갈중에서입경이가장작은 15% 에 연결성 을두고있다는공학적원리에근거를두고있다. 상토층모래보다더작은공극이생기고, 혼합상토의입자들이자갈층속으로이동되는것이방지되며적절한투과성을유지시켜준다. D85( 상토 ) 란상토입자의 85%( 중량비 ) 이하로되는입자의직경을말한다. D15( 자갈 ) 이란자갈입자의 15%( 중량비 ) 이하로되는입자의직경을말한다. 연결성 (bridging) 이발생하기위해서는 D15( 자갈 ) 이 D85( 상토 ) 의 8배이하가되어야한다. 상토층과자갈층사이에적절한투과성 (permeability) 을유지하기위해서는 D15( 자갈 ) 이 D15( 상토 ) 의 5배이상이되어야한다.

52 220 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 자갈은 3.0 이하의균일계수 ( 자갈D90/ 자갈D15) 를가져야한다. 게다가선정된자갈은 1/2인치 (12mm) 체에는 100% 통과되고, 10번체 (2mm) 에는 10% 이하로통과되고, 18번체 (1mm) 에는 5% 이하로통과되어야한다. 4. 근권혼합토 가. 모래의선택 USGA방식의상토용모래는혼합상토의입경분포가표3에서설명한대로되도록선택되어야한다. < 표 15> USGA 혼합상토의입경분포 명칭 입경 추천사항 ( 중량비 ) 콩자갈 3.4~2.0mm최대 3% 극조사 2.0~1.0mm 10% 이하 조사 0.5~1.0mm 중사 0.25~0.50mm 최소 60% 세사 0.15~0.25mm 20% 이하 극세사 0.05~0.15mm 5% 이하 미사 0.002~0.05mm 5% 이하 총합이 10% 이하 점토 0.002mm미만 3% 이하 혼합상토에토양을사용할경우에는모래함량이최소한 60%, 점토함량이 5~20% 가되어야한다. 모래 / 토양 / 이탄혼합에대한최종적인입경분포는이추 천사항에따라야하며여기에설명한물리적특성에맞아야한다. 나. 유기물의선택 1 피트 - 가장일반적으로사용되는유기물은이탄이다. 이탄을사용할경우작열감량 (ASTM D2974 Method D) 으로측정하여유기물함량이중량비로최소한 85% 여야한다.

53 토양관리학및실습 _ 기타유기자원 - 왕겨, 분쇄바크, 톱밥이나기타유기성폐기물들이발열단계를지나중간안정단계까지퇴비화되고토양물리성시험소의승인된것이면사용할수있다. 퇴비는적어도 1년간숙성시켜야하며, 더구나유기개량제로서퇴비를사용한혼합상토는본추천에규정된물리적특성에적합해야한다. 퇴비는재료에따라달라질수있을뿐만아니라동일한재료라도숙성정도에따라달라질수있다. 퇴비를사용할때에는특별히주의를해야한다. 승인되지않은퇴비는그추출물로서벤트그라스나버뮤다그라스의생물검정을통하여식물에대한독성이없다는것이증명되어야한다. 다. 무기개량제및기타개량제 소성점토 ( 다공질세라믹 ), 소성규조토및제오라이트와같은다공질무기개량제가혼합상토에사용되거나이탄과함께혼합하여사용될수있으며, 혼합물의입경과물리성기준은적합해야한다. 이들제품사용자는제품에따라상당한차이가있고, 장기간에걸친사용경험이부족하다는것을인식해야한다. USGA는이러한개량제를사용할때상토의 12인치 (300mm) 깊이까지완전히혼합토록하고있다. 라. 혼합상토의물리적특성 혼합상토는 USGA 규정 ( 제안한 ASTM 표준 ) 에따라시험했을때표4에요약한특성을가져야한다. < 표 16> 혼합상토의물리적특성 물리적특성 추천범위 총공극 33 ~ 55% 공기충진공극 15 ~ 30% 모세관공극 15 ~ 25% 포화투수계수 최소 6 inch/hr (150 mm /hr)

54 222 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 주의사항 1 혼합상토의모든성분들은별도의장소에서혼합하는것이절대적으로필요하다. 균일한혼합이성공의비결이기때문에그린조성현장에서혼합한다는것은어떤이유에서라도정당화될수없다. 2 시공기간중품질관리계획은엄수되어야한다. 자격있는시험기관과협조하여자갈과상토의혼합자재들을생산에서부터혼합까지주기적으로검사해야한다. 이들재료들은모든항목에서추천사항에적합한지시험기관에의하여증명되어야한다. 3 이탄은너무과다하게분쇄되지않도록주의해야한다. 왜냐하면과다한분쇄는현장에서혼합과정에영향을끼칠지도모르기때문이다. 균일한혼합을위하여그리고이탄과모래의분리를최소화하기위하여혼합단계에서이탄은습한상태이어야한다. 5. 상토의운반, 포설, 평탄및다짐 완전하게혼합한상토를그린에포설하고 12인치 (300mm) 두께로균일하게다지며오차는 ±1인치 (25mm) 이내가되게한다. 혼합상토가자갈층으로이동하는것을막고다지기작업을쉽게하기위해서는습한상태이어야한다.

55 토양관리학및실습 _ 223 제 6 장토양물리성개선및갱신작업 1. 잔디의특성 잔디는일반작물과는다른고유의특성을가지고있다. 이러한특성을이해하는것은잔디를이용하고관리하는데있어매우중요하다. 가. 일반작물과다른잔디의특성 (1) 내답압성 : 사람이나관리장비로가해지는답압에대한저항성 (2) 지표피복성 : 예초나답압환경하에서지표면을덮을수있는성질 (3) 재생력 : 피해발생후회복할수있는능력 나. 잔디밭의특성 (1) 대취축적 : 예초에의한잔디예지물이지표면에축적 (2) 고결화 : 답압으로인해토양이단단하게굳어짐 (3) 경운불가 : 다년생잔디로지표면이피복되어경운이불가능 2. 갱신작업의필요성 골프장코스에조성된잔디를이용하기위해서는잦은예초와시비가필요하다. 골프장토양은잦은예초와시비로인해대취가과다하게축적되고골퍼와관리장비로인해토양은심하게고결화되어배수와통기성이불량해진다. 이와같은상태는골프장잔디밭조성후 2~3년쯤나타나는증상으로잔디밭표면의현저한파괴없이이러한증상을개선하기위해서갱신작업이필요하다. 가. 대취 (Thatch) 의축적 (1) 빈번한예초와잦은시비로인해대취가과다하게축적

56 224 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (2) 대취축적으로인한문제점 1 흡습성이높아져과습한토양조건이된다. 2 투수성, 통기성을저해한다. 3 병해충의서식지간된다. 4 비료와약제의침투가나빠진다. 5 지렁이발생이증가한다. (3) 대취축적의원인 1 질소비료의과잉사용 2 과도한살수특히, 빈도와양이많다. 3 예초물을제거하지않는다. 4 에어레이션, 수직깍기 (Verticut) 를하지않는다. 5 배수불량토양혹은산성토양 6 예초가부정기적이다. 나. 근군 ( 根群 ) 의과다형성잔디밭은목초지와동일하게재배연도가경과함에따라서뿌리의양이많아지고밀도도증대한다. 목초지의경우식재후 2~3년을정점으로뿌리의분포상태는재배연도가경과할수록지표면가까이에많아지며특히 0~2cm 부분에매트상으로빽빽이신장하고심도 5cm 이하에서는급격히감소한다. 이와같이근군의발달이잔디밭표층에형성되어근모의발생이감소되고뿌리는목질화하기쉬워양분과수분의흡수능력을저하시키게된다. 다. 토양미생물상의변화잔디밭의토양은매년물리적, 화학적성질이악화되어생물적성질도변한다. 특히통기성이불량해져산소가원활히공급되지않아토양미생물은호기성에서혐기성세균으로변화된다. 이런변화로인해유기물의분해가점점악화되어대취와매트의축적이증가되어연작장해가나타나고질산화되는비율이저하되므로많은양의비료를시비해도간혹질소결핍증상을나타내기도한다.

57 토양관리학및실습 _ 225 토양미생물상변화에의해나타나는장해 1 유기물의분해가불량해대취축적이증가한다. 2 비료의분해가나빠진다. 3 유익한세균류는감소하고유해한세균류가증가한다. 4 뿌리의발육이감소된다. 라. 토양의고결 골프장잔디밭토양표층은조성되고시간이지날수록인간 ( 골퍼, 캐디, 관리자등 ) 과관리장비의하중으로인해고결화된다. 이러한토양고결은지표면에서 10cm 정도까지이르지만 7~8cm 깊이까지가대부분이고 2~5cm 까지가가장심하다. 토양고결에의해나타나는현상은다음과같다. 1 통기성과배수성이불량해진다. 2 뿌리의신장이억제되어토양깊이뿌리를내리지못한다. 3 뿌리의생육이감퇴하여수분과양분흡수율이떨어진다. 4 통기성이불량해져토양중산소가감소하고이산화탄소의농도가높아져뿌리의생리기능이저하된다. 5 토양미생물상이변화하여비료와유기물의분해가둔화된다. 3. 갱신작업의정의와종류 가. 갱신작업의정의 (1) 잔디품질이나빠지지않도록유지하는작업 (2) 잔디의특성을파괴하지않는범위내에서토양물리성 ( 배수성, 통기성등 ) 을 개선하기위한기계적인관리방법

58 226 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 나. 갱신작업의종류 (1) 코어링 (Coring) 코어링은갱신작업의대표적인방법으로직경 6~19mm, 길이 7~18cm 의타인으로잔디를뽑아올리는것을코어링이라한다. 코어링은토양의통기성개선에유효한기계이며고결화된토양을부드럽게해양분과수분의침투를양호하게하는데효과적이다. < 그림 4> 수직방식의통기작업 (Core aerification) <Turgeon, 1985> 1 코어링의효과 갱신작업의주된목적은토양의물리성개선이다. 토양의물리성개선을항목별로살펴보면표와같다. < 표 17> 코어링작업과토양물리성개선효과 < 김경남, 2006> 항목 영어명칭 내용 통기성 aeration 1 통기성증진 : 산소공급이향상됨 2 CO 2 및유해가스 : 지상으로배출촉진 배수성 drainage 1 투수속도증가 : 배수력향상 2 습윤토양 : 과습한토양상태완화 3 표면배수로인한수분손실감소 보수성 water retention 1 소수성토양 : 코어링작업으로보수력향상 이질층 layered soil 1 근권토양 : 배토사축적으로인한이질층완화

59 토양관리학 및 실습 _ 227 <그림 5> 코어링 작업사진(좌)과 발생한 코어사진 <그림 6> 골프장 그린에 코어링작업으로 생긴 새로운 통로 ② 코어링의 시기 코어링은 정기적이고 장기적인 계획에 의거해서 시행할 필요가 있으며, 단기 간에 개선을 기대하고 작업해서는 안된다. 갱신작업은 기계적인 손상이 다소나마 남기 때문에 손상에 대한 회복을 위해 작업 후 3주일 이상의 양호한 성장기간이 있는 시기가 코어링의 적기라고 볼 수 있다. 일반적으로 코어링의 적절한 시기는 한지형 잔디 : 3월 하순 ~ 6월 초순, 9월 초순 ~ 10월 중순 난지형 잔디 : 5월 초순 ~ 7월 하순 다음과 같은 조건일 때에는 갱신작업을 피하는 것이 좋다.

60 228 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 기상환경이고온건조할때 병충해에감염되었을때 잡초의발생이최성기일경우 잔디식재층기반토양의건조가심한경우 (2) 슬라이싱 (Slicing) 슬라이싱작업은원형바퀴에 V자모양의칼날을여러개부착해고결화된토양에 V자모양으로구멍을만들거나수직으로자르는방식이다. 1 슬라이싱의효과슬라이싱작업은토양의고결화를완화시켜통기성과배수성을어느정도는향상시키나, 코어링에비해효과가작다. 슬라이싱효과는토양표면에국한되어표면배수는어느정도향상되지만전체지반의투수성개선효과는작다. < 그림 7> 스파이킹 (Spiking) 장비 ( 좌 ) 와슬라이싱 (Slicing) 장비 <Turgeon, 1996> 2 슬라이싱용도및사용회수슬라이싱작업은주로골프장의페어웨이와집중답압지역에많이활용되고있다. 코어링에비해피해정도가약해잔디생육기간에는언제나가능하며, 여름고온기에도실시할수있다.

61 토양관리학및실습 _ 229 (3) 스파이킹 (Spiking) 스파이킹은슬라이싱작업과유사하나, 슬라이싱보다도얇게토양을절단하므로갱신의효과는크지않다. 1 스파이킹의효과스파이킹작업은고결화된토양표면을일시적으로개선하고잔디의포복경이나지하경을절단해신초발달및뿌리생장을촉진시키는데사용한다. 골프장에서는여름고온기그린에조류가발생했을때코어링과슬라이싱보다도훨씬효율적이다. 2 스파이킹용도및시기 주로골프장그린에서많이활용되고있으며, 잔디밭피해정도가작아회복기간이짧아서여름고온기에도사용할수있는방법이다. (4) 버티컷팅 (Verticutting) 버티컷팅작업은토양표면과수직방향으로움직이면서잔디밭갱신을하는작업이다. 다른말로수직방향으로깍기를하기때문에수직예초 (Vertical mowing 또는 Vertical cutting) 라고도한다. 1 버티컷팅의목적버티컷팅은 V형또는 M형칼날을붙인디스크를토양표면과수직방향으로회전시켜대취의제거, 밀생한잔디를솎아내어밀도를조절하기위한작업이다. 이러한목적은버티컷팅시칼날이관통되는깊이정도에따라달라진다. 만일대취나잔디밀도가매우높다면날의깊이를잘조절하여 1회의심한작업보다는여러번적절한작업으로나누어하는것이피해를줄일수있는방법이다.

62 230 _ 2010 골프코스관리 단기교육 과정 <그림 8> 깊이에 따른 수직깍기(Vertical mowing)의 정도 <Turgeon, 1985) ② 버티컷팅의 시기 버티컷팅은 잔디뿌리가 허약해 있을 시기에는 잔디를 고사시키는 등 실패할 가능성이 높으므로 피해야 하고 가능하면 잔디생육이 왕성한 시기에 해야 한다. 일반적으로 버티컷팅의 적절한 시기는 한지형 잔디 : 이른봄(3월~5월), 가을(9월~10월) 난지형 잔디 : 늦봄~초여름(5월~7월)이 좋겠다. ③ 버티컷팅을 이용한 오버씨딩(Over seeding) 우리나라 제주도 골프장의 경우처럼 초겨울 및 초봄 잔디밭을 푸르게 하기 위해 한국잔디 등 난지형잔디 위에 한지형 잔디인 페레니얼 라이그래스 등을 파종하거나, 최근 기존 그린잔디 품종을 새품종으로 교체하기 위해 오버씨딩을 실시한다. <그림 9> 오버씨딩 시 버티컷팅 작업효과 : 종자보호 및 발아촉진 유도 <김경남, 2006>

63 토양관리학및실습 _ 231 이러한오버씨딩에요구되는여러가지작업중에버티컷팅작업이있다. 이작업은파종전에기존잔디밭의대취층에구멍을내어파종되는잔디종자를건조와유실로부터보호해발아율을높여오버씨딩효과를극대화할수있다. (5) 배토 (Top dressing) 배토작업은잔디밭에토양 ( 모래 ) 을소량얇게살포하는작업이다. 배토작업은평상시에도자주시행을하지만갱신작업특히, 코어링과버티컬모잉을실시한후에는반드시실시하는것이좋다. 1 배토작업의효과가대취층조절배토작업은대취분해를촉진하여과도한대취축적으로인한문제를완화할수있다. 나표면균일성향상소량잦은배토작업은그린표면의균일성을향상시켜그린스피드를향상시켜퍼팅의질을높일수있다. 다잔디발아및생육촉진잔디파종후배토는보수력을향상시켜발아를촉진하고, 기존잔디밭은지하경과포복경을피복해생육을촉진시킨다. 라디봇회복촉진골프장에서경기로인해발생한디봇에배토사를채우면잔디회복이촉진된다.

64 232 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 2 배토작업과이질층발생골프장에서는위에열거한여러가지효과때문에배토작업을자주실시하게되는데, 장기적으로는잔디식재층지반에서로성질이다른층들이발생할수있다. 이러한이질층이발생하면투수성, 통기성및보수성등토양물리성이불량하게된다. 그러면잔디관리의기본인관수및시비, 병충해방제등의효과가떨어질수있다. 이질층형성을예방하기위해서는많은양의배토보다는소량으로자주배토작업을실시하는것이좋다. < 그림 10> 배토작업으로양잔디티에발생한이질층

65 토양관리학및실습 _ 233 제 7 장토양관리학실습 1. 골프코스토양검정의필요성 골프코스의시비에앞서잔디가생육하는환경인토양에대한검정은필수적이다. 잔디를관리하며토양에존재하는양분에대한검정이없이시비를한다면잔디가많이흡수하는성분은부족하게되어잔디생장에결핍증상을일으키고, 그렇지않은성분은토양에과도하게축적되어잔디에해를입히게된다. 또한, 토양검정에의한과학적시비는과다한비료사용으로인한골프장관리비용을경감시키고, 토양및수질오염의위험도낮출수있으므로골프코스토양의검정은꼭필요하다. 2. 토양시료의채취및조제 가. 토양시료채취의중요성 토양검정은포장에서토양시료를채취하는것으로부터시작된다. 토양검정을정확히하기위해서는분석의각과정도중요하지만무엇보다도중요한것은정확한시료채취와채취시료를잘혼합하는일이다. 왜냐하면시료채취는넓은면적의포장에서아주적은일부만이채취되나전체포장의상태를대표하여야하기때문이다. 토양검정의전체오차중분석과시료채취오차를분석하면분석오차는 15%~20% 에불과하고 80%~85% 의오차가토양시료채취과정에서발생되므로토양검정에서토양시료의채취는대단히중요하다. 정확한토양시료채취는그포장의토양 ph 및토양의유효성분함량을반영할것이라는것이토양검정의전제가된다. 토양검정을위한분석시료는채취한토양을잘혼합하여만든혼합시료를사용해야한다.

66 234 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 나. 토양시료채취시주의사항 (1) 오염되지않은깨끗한봉투를사용한다. (2) 동일포장이라도육안이나생육상태등을감안하여비옥도의균일도가상이할때는특성이다른부분을나누어별도의시료로채취한다. (3) 동일지구 ( 부분 ) 내에서는되도록여러지점에서채취한다. (4) 여러곳에서채취한토양을잘섞어그일부를대표시료로사용한다. (5) 깨끗한시료채취도구를사용한다. (6) 각시료봉투에시료번호, 채취자, 채취장소, 채취깊이및채취일등을정확히표시한다. 다. 시료채취부위의선정 동일포장내에서도부위에따라토양비옥도가불균일하므로어느포장을대표할수있는시료를채취하기위해다음과같은방법이이용되고있다. < 그림 11> 토양시료채취부위선정방법 < 그림 11> 의방법으로동일토양내에서무작위로 10~20 개소의토양을채취하여한시료봉투에담는다.

67 토양관리학및실습 _ 235 라. 시료채취방법 토양시료채취기를사용하는것이좋으나골프장에서는홀커터를이용해도무방하다. 마. 분석의뢰절차 홀컵을이용하여약 10~15cm 깊이잔디토양을채취 ( 시료대표성을위해최소 5점이상을채취 ) 잔디지상부와대취층제거 신문지를깔고음지에서 1일정도방치후파쇄 (1일경과후잘게파쇄해자갈은제거 ) 음지에서 4~5일간방치하여완전히건조후시료조제 ( 시료조제방법은뒷장참조 ) 시료조제후지퍼백 ( 비닐봉지 ) 에마른토양을넣고밀봉 ( 시료양은약 500g~1kg) 비닐겉면에시료채취위치, 날짜, 채취깊이등상세히기재 ( 그린, 티, 페어웨이등 ) 분석의뢰공문동봉하여연구소로우송

68 236 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 바. 시료조제방법 깨끗하고투과성없은막위에시료를쏟는다. 손을이용해시료를고루혼합하여사각형을만든다. 실험실에의뢰할시료를 1kg 이하가될때까지아래과정반복 혼합된사각형의시료를 4등분 대각선위치의시료를제거후다시혼합 ( 예 1, 4번또는 2, 3번시료 ) 혼합시료를다시 4등분 약 0.5~1kg 되는샘플을플라스틱지퍼백에넣는다. 마커를가지고표면에레이블을작성 샘플번호, 채취일자, 채취깊이등동일한레이블을인쇄하여백에부착후새로운지퍼백에넣어테이프로봉한다. ( 시료의확실한전달 )

69 토양관리학및실습 _ 골프코스의주요토양분석항목 토양물리성분석항목 : 입도분석 ( 토성 ), 보수력, 투수계수, 경도등 토양화학성분석항목 : 토양산도 (ph), 전기전도도 (EC), 유기물함량 (O.M), 양이온치환용량 (CEC), 전질소 (T-N), 치환성양이온 (Ca, Mg, K, Na), 유효인산, 미량원소 (Fe, Mn, Zn) 등 가. 토양물리성 (1) 입도분석 토성은토양의물리적성질들중에서가장기본이되는성질이다. 토성은토양입자를크기별로모래 미사 점토로나누고, 이들의함유비율에따라토양을분류한것을말한다. 토성이라는용어가토양의성질을줄여서만들어진단어임을감안하면, 토양을구성하는입자들의크기별구성비율이여러가지토양의특성에영향을끼칠수있는가장기본적인특성이라는것을알수있다. 토성은토양에서물이이동하는속도를나타내는투수성, 물을보유하는성질을나타내는보수성, 공기의유통정도를나타내는통기성, 양분보유능력, 경운작업의용이성등에영향을끼치는중요한지표가된다. < 그림 12> 체를이용한입경분포측정

70 238 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 < 표 18> 그린상토조성및배토용모래의기준 입경분포 그린상토권장치 >3.4 mm None mm mm mm mm mm mm 0.05mm미만 극조사 조사 중간사 세사 극세사 미사 (%) % 이하 60% 이상 20% 이하 10% 이하 3% 5% 이하 이하 < 표 19> 페어웨이상토조성및배토용모래의기준 입경분포 그린상토권장치 >3.4 mm mm mm mm mm mm mm 0.05mm미만 극조사 조사 중간사 세사 극세사 미사 (%) % 이하 60% 이상 20% 이하 < 표 20> 벙커용모래의기준 입경분포 >3.4 mm mm mm mm mm mm mm 0.05mm미만 (%) 벙커사권장치 75% 이상 (2) 토양수분 1) 토양수의물리적분류 토양입자와토양수분간의결합력의차이에의한분류를토양수의물리적분류라한다.

71 토양관리학및실습 _ 결합수 (combined water) - 토양입자의한구성성분으로되어있는수분으로서, 결정수 화합수라고도한다. - 토양을 100~110 로가열해도분리되지않는 10,000bar(pF7) 이상인수분이다 - 식물에는흡수되지않지만화합물의성질에영향을준다. 2 흡습수 (hygroscopic water) - 분자간인력에의하여토양입자표면에흡착된수분이다 - 31bar(pF4.5) 이상의힘으로흡착되어서식물이이용하지못하는무효수분이다 - 100~110 에서 8~10 시간가열하면제거된다. - 토양입자의표면에 10분자층의두께로흡착되며, 물이흡착될때에는遊離에너지가열로방출되는데이것을습윤열이라고한다 - 흡습량은토양의표면적에비례한다 3 모세관수 (capillary water) - 토양입자사이의소공극에모세관력 표면장력에의해유지되는수분으로서모관수의대부분은지하수의상승에의해유지된다 - 흡착력은 1/3~31bar(pF 2.54~4.5) 이며, 식물에게유효한수분이다 - 토양입자의표면가까이에있는모세관수는내부모세관수로서식물에는거의이용되지못한다 - 표면장력이나중력에견뎌유지되어있는내부모세관수바깥쪽의물은외부모세관수로서주로이용되는모세관수이다 - 온도가높을때에는물의표면장력이감소, 무기염류가가해지면표면장력증가한다 4 중력수 (gravitational water) - 대공극에서중력에의하여흘러내리는수분으로서, 중력수또는자유수라고한다.

72 240 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 - 흡착력는 1/3bar(pF 2.54) 이하의수분이다 - 대부분불필요하게과잉으로존재하는수분이며배수에의하여제거된다. - 물이아래로침투되어내려갈때양분이함께용탈된다. 2) 토양수분측정방법 1 중량법 - 습윤한토양무게측정후 100~110 의건조기에 5~6 시간건조하여무게를측정하여이차이로수분함량측정한다 2 석고블록법 ( 저항괴법 ) - 석고로만든 block의수분을전기전도도, 열전도도등으로부터측정하여이것과평형상태에있는주위의토양수분을구한다 3 중성자법 - 중성자의감속정도를측정하여수분량을측정하는것으로서, 같은장소에서토양구조를파괴하지않고빠르고쉽게수분함량을시간별 깊이별로반복해서여러번측정할수있다 4 tensiometer 법 ( 장력계법 ) - 포장용수량이상의수분에이용되는것으로서, 물이보유한장력만을측정한다 < 표 21> 토성별수분함량기준표 (%) 구분 포장용수량 유효수분함량 위조점수분함량 사양토 양토 미사질양토 식양토 식토

73 토양관리학및실습 _ 241 (3) 보수력 토양의보수력은포장용수량과위조계수및유효수분범위로표시되며, 식물이토양수분을이용할때는토성, 토양구조및토양의치밀성뿐만아니라, 토양용액의염류함량에따라서도다르다. 또한토양이젖을때와말랐을때의같은장력에서의토양수분이다른데이것을 Hysteresis( 이력현상 ) 라한다. 그러나일반적으로이현상은무시한다. 보수력측정에서는각종토양에따른유효수분범위를결정하기위해위조점과포장용수량에대한분석을한다. 측정은 2mm 체를통과한풍건시료를사용하여, 위조점은 Membrane plate apparatus 로포장용수량은 Pressure porous plate apparatus 로사용하는데전자는 1기압이상의것에대한수분함량을결정하며, 후자는낮은기압에대한수분범위를결정한다. 포장용수량은대부분의토양에서 1/3기압에해당하는수분함량을사용하며, 사질토양의포장용수량은 1/10기압에해당하는수분함량을사용하는것이실제에가깝다. < 그림 13> 보수력측정사진

74 242 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (4) 투수계수 그린의투수계수란그린의상토층을통과하는수량을측정하여한시간당통과한수량을 mm로나타낸수치를말한다. 측정장치로는실내에서측정할경우는토양코어 (core) 를사용하고현장에서는주로실린더인필트로미터 (cylinder infilterometer) 를사용한다. 토양코어보다실린더인필트로미터가그린의투수성을측정하는데조작이간편하고정확하기때문에많이사용되고있으며주로더블링 (double ring) 방식이쓰인다. 투수계수 (mm/h) = 내부실린더의면적 cm2 배수시간 < 그림 14> 토양코어를이용한방법 ( 좌 ) 과더블링방법 ( 우 ) (5) 토양경도 작물뿌리가토양속으로신장해들어가려면토양이유연하여야되는데이와같이외부관입물체에대해서저항하는토양의힘을경도 (hardness), 저항또는강도라한다. 토양경도는접촉면적 ( cm3 ) 당저항하는힘 ( kg ) 즉, kg / cm3으로표시할수있다. < 그림 15> 그린경도측정사진

75 토양관리학및실습 _ 243 < 표 22> 벙커사경도 ( 프라이드에그 ) 기준 경도 (kg/cm2) 프라이드에그잠재성 2.4 이상 매우낮은묻힘가능성 약간묻힘가능성 적당한묻힘가능성 1.8 이하 높은묻힘가능성 나. 토양화학성 (1) 토양반응 (ph) 토양이나타내는산성또는알칼리성의정도를토양반응이라고하며, 보통 ph로나타낸다. 토양반응은토양의중요한화학적성질의하나이고, 또한토양미생물과식물의생육에영향을끼치는생리학적성질이기도하다. 따라서토양의 ph를측정하면토양과식물의영양을진단하는데필요한기본적인정보를얻을수있다. 토양산도는 ph meter를이용하여측정한다. < 그림 16> 토양 ph 측정기 < 표 23> 골프코스토양의적정 ph 구분그린티페어웨이러프 ph (H 2O 1:5) 5.5 ~ ~ ~ ~ 7.0

76 244 _ 2010 골프코스관리단기교육과정 (2) 전기전도도 (EC) 전기전도도는용액중에존재하는염류이온의농도에비례하기때문에전도도를측정하여토양또는토양용액중의염류농도를알수있다. 그러나염농도는용액중의염농도에비례하기도하지만전기가흐르는면의접촉면적, 측정하는전극간의거리, 온도등에따라서도달라지기때문에전기가흐르는면의면적과두전극의거리를일정하게 < 그림 17> 토양전기전도도측정기해서측정한값을쓰는데접촉면의면적을 1cm3, 두전극간의거리를 1cm로해서측정한전도도를특히비전도도라고하며, ds/m를사용하여나타낸다. < 표 24> 골프코스토양의적정전기전도도 구분그린티페어웨이러프 전기전도도 (ds/m) 0.2 이하 0.2 이하 0.3 이하 0.4 이하 (3) 토양유기물 (O.M) 유기물은토양의양이온교환용량 (cation exchange capacity, CEC) 과보수력을증가시키고토양의입단화를향상시켜공기와물의흐름을원활하게한다. 또한, 미생물이나식물의생육에영양분을공급해준다. 이와같은이유때문에유기물은토양의질을향상시키는중요한역할을할수있다. < 표 25> 골프코스토양의적정유기물함량 구분그린티페어웨이러프 유기물 (%) 0.5 ~ ~ ~ 이상

77 토양관리학및실습 _ 245 (4) 양이온치환용량 (CEC) 일정량의토양이나교질물이양이온을흡착 교환할수있는능력을양이온교환용량이라고하며, 건조토양 1kg이교환할수있는양이온의총량을 cmolc 로나타낸다 (cmolc/kg). 토양의 CEC는무기및유기콜로이드가흡착할수있는양이온의총량이다. CEC가높은토양일수록보비력이높고보비력이높은토양에는비료를많이주어도과비현상이적게나타난다. < 표 26> 골프코스토양의적정양이온치환용량 구분그린티페어웨이러프 양이온치환용량 (cmol c/kg) 5.0 ~ ~ ~ ~ 20.0 (5) 염기포화도 토양콜로이드입자의표면에흡착되어있는양이온중토양을산성화시키는수소와알루미늄이온을제외한양이온들, 즉 Ca Mg K Na 등은토양을알칼리성으로만들려는경향이있기때문에교환성염기 (exchangeable basic cation) 라고한다. 교환성양이온의총량또는양이온교환용량에대한교환성염기의양을염기포화도라고하며다음과같은식으로나타낼수있다. 염기포화도 교환성염기의총량 양이온교환용량

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