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서우 채
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1 2015 년 09 월 24 일 한국농수산대학

2 Contents Ⅰ. 토양과비료의정의및기능 Ⅱ. 토양의물리화학적성질

3 Ⅰ. 토양과비료의정의및기능

4 성분 : 용액, 기체, 무기물 ( 광물 / 무기이온 ), 유기물 ( 탄소화합물 ) - 토양의 3 상 4 성분은토양의깊이, 기상조건, 지역등에따라달라짐 - 토양을생성하는암석 / 모암광물 ( 화성암, 변성암, 퇴적암 ) 조암광물 토양모재 토양 - 모암으로부터그성질이변하지않은형태를

4 Ⅰ 2 토양이란? - 토양이란지각을덮고있는부드러운물질로암석의풍화산물인무기물과생물 ( 동물, 식물미생물등 ) 로부터유래한 유기물로구성된고상, 액상, 기상으로구성된것을말함 공기 25% 토양의생성 광물 45% - 토양의 3 상 : 기상 ( 뿌리호흡 ), 액상 ( 양분흡수 ), 고상 ( 양분공급 - 토양의 4 성분 : 용액, 기체, 무기물 ( 광물 / 무기이온 ), 유기물 ( 탄소화합물 ) - 토양의 3 상 4 성분은토양의깊이, 기상조건, 지역등에따라달라짐 - 토양을생성하는암석 / 모암광물 ( 화성암, 변성암, 퇴적암 ) 조암광물 토양모재 토양 - 모암으로부터그성질이변하지않은형태를 1 차광물 ( 자갈, 모래, 미사 ) 라하고화학적변화과정으로통해생성된것 을 2 차광물 ( 점토광물 ) 이라함 - 풍화작용 : 기계적풍화 ( 온도, 물, 얼음, 바람등 ), 화학적풍화 ( 가수분해, 수화, 탄산화, 산화등 ), 생물적풍화 ( 물리화학 적반응등 ) / 풍화의영향인자 : 기후, 조암광물의물리적성질및화학적성질 - 조암광물은암석을이루고있는주된광물을말하고석영 > 장석 > 흑운모 > 각섬석 > 휘석 > 감람석등이있음 - 토양생성인자 : 기후, 생물, 모재, 지형, 시간등 물 25% 유기물 5% 암석토양모재토양 풍화작용 풍화작용토양생성작용

Fe, Ca, Na, K, Mg 등 ) 다량원소 미량원소 원소명원소기호흡수형태원소명원소기호흡수형태 질소인칼륨칼슘마그네슘황 N P K Ca Mg S NO 3-, NH 4 + H 2 PO 4-, HPO 4 2-

5 Ⅰ 3 토양단면 - 토양단면형성과정 : 물질의변형, 운반 ( 이동 ), 첨가, 손실의과정이반복되면서형성됨 (p. 37 그림 3-3, 3-4 참고 ) 토양의기능 ( 작물재배중심 ) - 식물생육지지기반, 물순환공급및정화, 양분과유기물의순환, 토양생물서식지, 대기성분조절등 - 토양과작물생육 : 무기양분공급 (O, C, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg 등 ) 다량원소 미량원소 원소명원소기호흡수형태원소명원소기호흡수형태 질소인칼륨칼슘마그네슘황 N P K Ca Mg S NO 3-, NH 4 + H 2 PO 4-, HPO 4 2- K + Ca 2+ Mg 2+ SO 4 2- 망간철붕소아연구리몰리브덴염소 Mn Fe B Zn Cu Mo Cl Mn 2+ Fe 3+, Fe(OH) 2+, Fe(OH) 2 + H 3 BO 3, H 2 BO 3 - Zn 2+, Zn(OH) + Cu 2+, Cu(OH) + MoO 4 2-, HMoO 4 - Cl -

6 Ⅰ 4 비료란? - 작물이정상적으로생육하는데필요한하나또는그이상의원소를공급하는데사용되는모든물질 - 유기질 ( 당, 산등 ), 무기질또는화학적으로합성한모든것 - 작물의재배를돕기위하여토양내에서화학적변화를가져오게할목적으로토양에살포되는물질 - 작물에영양제공 ( 예 : 밥, 반찬, 보약및영양제등 ) 을목적으로작물에살포및공급하는물질 - 주성분에의한비료구분 단비 : 비료의 3요소 ( 질소, 인, 칼륨 / 가리 ) 중 1가지성분만포함한비료 유안및요소 ( 질소 ), 용성인비 ( 인 ), 황산칼륨 ( 황산가리 ), 염화칼륨 ( 염화가리 ) 등 복비 ( 복합비료 ) : 비료의 3요소 ( 질소, 인, 칼륨 / 가리 ) 중 2가지이상포함한비료 NK( ), 대부분의수입비료 ( , 등 ), 인산칼륨 ( ) 질소질비료 : 요소, 유안, 석회질소 ( 예 : 질산칼슘 ) 등 인산질비료 : 용성인비, 용과린등 칼륨 ( 가리 ) 질비료 : 염화칼륨, 황산칼륨, 황산칼륨고토등 미량원소비료 : 칼슘, 마그네슘 ( 고토 ), 망간, 철, 붕소, 아연등미량원소포함비료 - 효과에의한비료구분 속효성비료 : 효과가빠르게나타나는비료 / 요소, 유안및복합비료등 완효성비료 : 서서히녹아효과가나타나는비료 / 웃거름등 지효성비료 : 일정시기가지나서녹는비료 / 밑거름및퇴비등

7 Ⅰ 5 비료의기능 - 작물의생육에필요한원소공급 - 식물체분석결과 : 약 60여종의원소로구성 - p. 252, 표 15-1 참고 원소명 흡수형태 건물중함량 (%) 비고 원소명 흡수형태 건물물함량 (ppm) 비고 탄소 CO 2 45 철 Fe 2+, Fe ~500 광합성수소 H 2 O 6 망간 Mn 2+ 20~500 필수원소 산소 CO 2, O 2 45 아연 Zn 2+ 20~70 질소 NO 3-, NH + 4 2~6 구리 Cu 2+ 10~50 미량원소다량원소인 ( 인산 ) H 2 PO 4-, HPO ~1 몰리브덴 MoO 2-4 1~10 (1차원소) 칼륨 K + 1~3 붕소 H 3 BO 3, H 2 BO - 3 5~50 칼슘 Ca ~1 염소 Cl - 1,000~2,000 마그네슘 Mg ~0.5 중량원소 (2차원소) 황 SO ~0.5 - 수분 : 토양에서흡수 - 유기물 : 광합성과정에서생성 / 탄수화물, 당류, 단백질등 탄소 (C), 수소 (H), 산소 (O) 로구성 - 무기물 : 대부분비료형태로공급 질소 (N), 인 (P), 칼륨 (K), 칼슘 (Ca), 마그네슘 (Mg), 황 (S), 철 (Fe) 망간 (Mn), 몰리브덴 (Mo), 아연 (Zn), 붕소 (B), 구리 (Cu), 염소 (Cl)

8 Ⅱ. 토양의물리화학적성질

9 Ⅱ 7 토양의물리적성질 - 토양입자, 토성, 밀도, 공극 ( 공간 ), 구조, 경도, 견지성, 색, 온도등에의해결정 - 토양환경을결정하는중요한요소로작물의뿌리가생육하는데필요한생육환경제공 (p. 70) 1. 토양입자 - 자갈 2.0mm 이상, 모래 0.05~2.0mm, 미사 0.002~0.005mm, 점토 0.005mm 이하 - 표 5-1 참고 (p. 70) 2. 토성 - 입경 2.0mm 이하 ( 모래이하 ) 의세토를모래, 미사, 점토로구분하고이들의함량비율에따라토성결정 (p. 73, 그림 5-1) - 토양의양분유지력, 보수성, 배수성, 통기성, 경운의난이도등을결정하여작물생육을결정하는요인 - 점토함량이높은토양 : 식토 ( 점토 100%) / 보비력양호배수불량 - 모래함량이높은토양 : 사토 ( 모래 100%) / 배수양호하나양분용탈이심함 ( 보비력불량 ) - 미사함량이높은토양 : 미사토 ( 미사 100%) - 점토, 모래, 미사가고루섞여있는토양 : 양토 ( 중간성질 ) - 작물별선호하는토성이있어이를충분히고려하여작물선정 - 토성보완을위해서는볏짚, 쌀겨, 객토등필요

10 Ⅱ 8 3. 토양밀도 (g/cm 3 또는 Mg/m 3 ) - 일정부피의토양이가지는무게 (p. 75, 그림 5-2) - 입자밀도 (particle density) : 고체입자 ( 고상 ) 단위부피당질량 ( 무게 ) : 토양공극에따라변하지않는고유밀도 : 표토는심토에비해입자밀도가작음 유기물함량이높아서 - 용적밀도 (bulk density) : 건조토양 ( 기상, 액상포함 ) 단위부피당질량 ( 무게 ) : 토양다짐의확인할수있는기준 : 토성에따라달라짐 점토함량이높으면용적밀도는작아짐 / 모래함량이높으면용적밀도는커짐 4. 토양공극 (%) - 토양입자의배열에따라만들어지는공간 : 물과양분의통로 / 작물뿌리생장결정 - 토양의 3 구성요소중, 기상과액상을합한부분 - 모관공극 ( 대공극 ) : 물과공기가통과하는공극 / 비모관공극 ( 중공극이하 ) : 물을보유하는공극 - 크기에따른분류 : 대공극, 중공극, 소공극, 미세공극, 극소공극 - 공극률계산 : p. 77 참고 - 토양입자배열 : p. 78 그림 5-3 참고

11 Ⅱ 9 5. 토양구조 - 여러개의입자들이모여하나의입단형성 : 유기물, 철산화물, 탄산염등과결합 - 토양구조 : 모양, 크기, 발달정도등을기준으로분류 : 모양에따른분류 구상 ( 입단 ), 판상, 괴상, 주상 (p. 81 그림 5-4, p. 38 그림 3-4 참고 ) : 크기에따른 p. 82 표 5-2 참고 : 발달정도에따른분류 4개단계로구분, 단계가상승할수록형태가명확함 - 토양입단구조는작물의생육에아주중요함 : 토양의투수성, 보수성, 통기성결정에중요한요인 : 입단관리 유기물및미생물활성, 작물재배방법, 토양개량, 비료선택, 경운등에관리 6. 토양경도및견지성 - 토양입자의응집성과마찰력에의해형성되며외부로부터받는힘에대한토양의저항력 - 경도 : 딱딱함즉, 관입에대한저항 - 견지성 : 유동과변형에대한저항력즉, 관수시무너짐등 (p. 86 그림 5-6 참고 ) 7. 토양공기 - 뿌리호흡에필요 : 10% 이상의산소가요구됨 - 충분한물을관수는토양공기내산소공급및뿌리확장에유리함 - 토양공기교환방식 : 이동 ( 온도및바람등 ) 과확산 ( 농도차이등 )

토양내유기물이많은수록어두운갈색을나타냄 : 대부분토양유기물함량 2~5% 정도 / 제주화산회토 10% 이상 석회암 - 태라로사 현무암 - 화산회토 - 붉은색토양 :

12 Ⅱ 토양색 - 토양성질을예측할수있는요인으로토양의생성과관련됨 - 토양색결정요인 : 토양유기물, 철, 망간, 산화환원상태, 토양수분함량등 - 토양내유기물이많은수록어두운갈색을나타냄 : 대부분토양유기물함량 2~5% 정도 / 제주화산회토 10% 이상 석회암 - 태라로사 현무암 - 화산회토 - 붉은색토양 : 산화철 (3 가철 ) / 산화상태 / 밭토양 - 청회색또는담록색토양 : 2 가철 / 환원상태 / 밭토양 - 진회색토양 : 환원상태의망간 / 논토양 9. 토양온도 - 토심에따라달라짐 : 30cm 이내토양은하루중온도변화가발생할수있는깊이 / 3m 온도변화없음 - 작물의뿌리생장과밀접한관계 : 토양수분, 토양유기물, 토양피복, 경사면방향등에따라변함

Ⅱ 11 토양반응 ( 화학반응 ) - 토양의산성또는알카리성정도를나타내는것 : ph - 산성, 중성, 알카리성 (p. 136) - 토양중의양분유효도, 유해물질 ( 독성물질 ) 유효도, 식물뿌리및미생물의생리활성반응결정등에중요함 - 토양 ph : 토양성질및작물의영양상태를진단하는데필요한기본적인정보제공 1.

13 Ⅱ 11 토양반응 ( 화학반응 ) - 토양의산성또는알카리성정도를나타내는것 : ph - 산성, 중성, 알카리성 (p. 136) - 토양중의양분유효도, 유해물질 ( 독성물질 ) 유효도, 식물뿌리및미생물의생리활성반응결정등에중요함 - 토양 ph : 토양성질및작물의영양상태를진단하는데필요한기본적인정보제공 1. 토양 ph의중요성 - 토양내무기성분의용해도를결정 - ph 4~5 정도 ( 산성 ) 로내려가면작물에유해할정도로 Al 및 Mn 농도증가 - 산성 (ph 4~5) 에서미생물생육저해 - 강우적은지역 : 염류집적발생 Ca 함량증가 - 알카리 (ph 8.0 이상 ) 에서 Ca와 Mg 증가로 K와 Na 함량감소 - 알칼리토양에서는미량원소의유효도감소로생리장해발생 - 토양산성발생원인 (p. 138) : 토양내수소이온농도증가 : Al 농도가높은토양 : 염화칼륨 (KCl) 사용으로이온교환 2. 토양산화환원전위 (pe, p. 142) - 토양내무기이온에의한반응에의해발생 - 토양환경의중요한지표 - 토양내화학성분의이온형태, 유효도, 이동성등의지표

14 12 유기농업산업기사토양학 Q1. 부피가 10cm 3, 무게 14g, 건조한토양을물 20ml 담겨있는메스실린더에넣었더니수고의높이가 25ml 이었다. 이토양의용적밀도, 입자밀도및공극률은? A1 : 용적밀도 1.4g/cm 3, 입자밀도 2.8g/cm 3, 공극률 50% Q2. 토양 100g 을건조시켜 75g 의건조토양을얻었다. 원토양의수분함량은? A2 : 25% Q3. 토양의용적밀도가 1.2g/cm3, 입자밀도가 2.5g/cm3 일때토양공극률은? A3 : 52%

15 감사합니다.

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통권 제101호(2007년 10월호) 특허가족 건강길라잡이(비만 시리즈4) 특허가족 건강길라잡이 (비만 시리즈 4) 변리사 김 일 성 킴스국제특허법률사무소 2. 비만과 영양소 4. 무기질(Minerals) 무기질은 단백질, 당질, 지질들과 달리 에너지를 낼 수 없고, 비타민류와 달리 조리과정에서 파괴되지 않는다. 그러나 물에 용해되므로 조리 중의 용액을 버리