손해평가사 농학개론 중 재배학 및 원예작물학
제7강
8. 토양반응과 작물
(1) 토양반응이란
토양이 산성, 중성, 염성인가의 성질로 토양 용액 중 수소이온농도와 수산이온 농도의 비율에 의해 결정되며 pH로 표시한다.
(2) pH
① pH = -log 〔 H+〕
② pH가 7보다 작으면 산성이라 하고 그 값이 작아질수록 산성이 강해진다.
③ pH가 7보다 크면 알칼리성이라 하고 그 값이 커질 수로 알칼리성이 강해진다.
④ pH가 7이면 중성이라 한다.
(3) 토양반응과 작물의 생육
①pH에 따라 토양 중 작물 양분의 유효도는 크게 달라지며 중성 내지 약산성에서 가장 높다.
②강산성에서의 작물 생육
㉠ 인, 칼슘, 마그네슘, 붕소, 몰리브덴 등의 가급도 가 떨어져 작물의 생육에 불리하다.
㉡ 암모니아가 식물체 내에 축적되고 동화되지 못해 해롭다.
③ 강알칼리성에서의 작물 생육
㉠ 붕소, 철, 망간 등의 용해도 감소로 작물의 생육에 불리하다.
㉡강염기가 증가하면 생육을 저해한다.
④산성 토양에 대한 작물의 적응성
㉠ 극히 강한 것: 벼, 밭벼, 귀리, 토란, 아마, 기장, 땅콩, 감자, 수박, 블루베리 등
㉡ 강한 것: 메밀, 옥수수, 목화, 당근, 오이, 호박, 토마토, 밀, 조, 고구마, 담배 등
㉢ 약간 강한 것: 유채, 완두, 파, 무 등
㉣ 약한 것: 보리, 클로버, 양배추, 근대, 가지, 삼, 겨자, 고추, 완두, 상추 등
㉤ 가장 약한 것: 앨팰퍼, 콩, 자운영, 시금치, 사탕무, 셀러리, 부추, 양파 등
⑤사탕무, 수수, 유채, 양배추, 목화, 보리, 버뮤다그래스 등은 알칼리성 토양에 적응력이 높지만 pH8 이상의 강알칼리성에 알맞은 작물은 거의 없다.
(4) 산성토양의 종류
①활산성과 잠산성
㉠활산성: 토양용액에 들어 있는 H+에 기인하는 산성을 활산성이라 하며 식물에 직접 해를 끼친다.
㉡잠산성(치환 산성)
㉣가수 산성
㉤양토나 식토는 사토에 비해 잠산성이 높아 pH가 같더라도 중화에 더 많은 석회를 필요로 한다.
②산성 토양 원인
㉠포화교질과 미포화교질
㉡토양유기물의 분해 시 생기는 이산화탄소나 공기 중 이산화탄소는 빗물이나 관개수 등에 용해되어 탄산을 생성하는데 치환성 염기는 탄산에 의해 용탈 되므로 강우나 관개로 토양은 산성화 되어 가며 유기물의 분해 시 생기는 여러 유기산이 토양염기의 용탈을 촉진한다.
㉢토양 중 탄산 유기산은 그 자체로 산성화 원인이며 부엽토는 부식산 때문에 산성이 강해지는 경우가 많다.
㉣토양 중 질소, 황이 산화되면 질산, 황산이 되어 토양이 산성화되며 염기의 용탈을 촉진한다.
㉤산성비료(황산암모니아, 과인산석회, 염화칼륨, 황산칼륨, 인분뇨, 녹비 등) 연용은 토양을 산성화 시킨다.
㉥화학공장에서 배출되는 산성 물질, 제련소 등에서 배출되는 아황산가스 등 토양 산성화의 원인
③산성 토양의 해
㉠과다한 수소이온이 작물의 뿌리에 해를 준다.
㉡알루미늄 이온, 망간 이온이 용출되어 작물에 해를 준다.
㉢인, 칼슘, 마그네슘, 몰리브덴, 붕소 등의 필수원소가 결핍된다.
㉣석회가 부족하고 미생물의 활동이 저해되어 유기물의 분해가 나빠져 토양의 입단 형성이 저해된다.
㉤질소고정균 등의 유용미생물의 활동이 저해된다
④산성 토양의 개량과 재배 대책
㉠근본적 개량 대책은 석회와 유기물을 넉넉히 시비하여 토양반응과 구조를 개선
㉡석회만 시비하여도 토양반응은 조정되지만 유기물과 함께 시비하는 것이 석회의 지중 침투성을 높여 석회의 중화효과를 더 깊은 토층까지 미치게 한다.
㉢유기물의 시용은 토양구조의 개선, 부족한 미량원소의 공급, 완충능 증대로 알루미늄 이온 등의 독성이 경감된다.
㉣개량에 필요한 석회의 양은 토양 pH, 토양 종류에 따라 다르며 pH가 동일하더라도 점토나 부식의 함량이 많은 토양은 석회의 시용량을 늘려야 한다.
㉤내산성 작물을 심는 것이 안전하며 산성비료의 시용을 피해야 한다.
㉥용성인비는 산성토양에서도 유효 태인 수용성 인산을 함유하며 마그네슘의 함유량도 많아 효과가 크다
⑤알칼리 토양의 생성
㉠해안지대의 신간척지 또는 바닷물의 침입 지대는 알칼리토양이 된다.
㉡강우가 적은 건조 지대에서는 규산염 광물의 가수분해에 의해서 방출되는 강염기에 의해 알칼리성 토양이 된다.
9. 토양미생물
(1) 토양미생물의 역할
1) 유기물의 분해
①유기물을 분해하여 무기화작용으로 유리되는 양분을 식물이 흡수할 수 있게 한다.
②무기화 작용: 유기태 질소화합물을 무기태로 변환하는 것으로 첫 단계가 아미드 물질로부터 암모니아를 생성하는 암모니아화 작용이다.
③점성의 분해 중간물은 토양입단의 안정성을 높여준다.
④유기물이 분해되며 생기는 유기. 무기산(질산, 황산, 탄산)은 석회석과 같은 암석이나 인산, 철, 망간 같은 양분의 유효도를 높여준다.
2) 유리질소의 고정
①대기 중에 가장 풍부한 질소는 유리상태로 고등식물이 직접 이용할 수 없으며 반드시 암모니아 같은 화합 형태가 되어야 양분이 될 수 있는데 이 과정을 분자 질소의 고정작용이라 하고 자연계의 물질순환, 식물에 대한 질소 공급. 토양 비옥도 향상을 위해서는 매우 중요하다.
②근류균은 콩과 식물과 공생하면서 유리질소를 고정하며 아조토박터(Azotobacter),아조토먼스(Azotomonas)등은 호기 상태에서 클로스트리듐(Clostridium) 등은 혐기 상태에서 단돈으로 유리질소를 고정한다.
3) 질산화작용
암모니아 이온이 아질산과 질산으로 산화되는 과정으로 암모니아를 질산으로 변하게 하여 작물에 이롭게 한다.
4) 무기물의 산화
5) 가용성 무기성분의 동화로 유실을 적게 한다.
6) 균사 등의 점질 물질에 의해서 토양의 입단을 형성한다.
7) 미생물 간의 길항작용에 의해서 유해 작용을 경감한다.
8) 호르몬성의 생장촉진물질을 분비한다.
9) 근권 형성
식물 뿌리는 많은 유기물을 분비하거나 근관과 잔뿌리가 탈락하여 새로운 유기물이 되어 다른 생물의 먹이가 되어 뿌리 근처에 강력한 생물학적 활동 영역근권을 형성하여 뿌리의 양분흡수 촉진, 뿌리 신장생장의 억제, 뿌리 효소활성을 높인다.
10) 균근의 형성
㉠뿌리에 사상균 등이 착생하여 공생으로 내생균근이 특수 형태 형성으로 식물은 물과 양분의 흡수가 용이해지고 뿌리 유효 표면이 증가하며 내염성, 내건성, 내병성 등이 강해진다.
㉡토양 양분의 유효화로 담자균류, 자낭균 등의 외생균근이 왕성해지면 병원균의 침입을 막게 되는데 이는 균사가 펙틴질, 탄수화물을 섭취하여 뿌리 외부에 연속적으로 자라면서 하나의 피복을 이루면서 뿌리를 완전히 둘러싸기 때문이다.
(2) 토양미생물의 해 작용
㉠토양 유래 식물 병을 일으키는 미생물이 많다.
㉡타질 작용을 일으킨다.
㉢황산염을 환원하여 황화수소 등의 유해한 환원성물질을 생성하고 혐기성세균은 황산염을 환원하여 황화수소가 되게 한다.
㉣미숙 유기물을 시비했을 때 질소 기아 현상처럼 작물과 미생물 간에 양분의 쟁탈이 일어난다.
(3) 토양조건과 미생물
① 유용 토양미생물의 생육조건
㉠토양 내에 유기물이 많고, 통기가 좋은 조건에서 생육이 좋다.
㉡토양반응은 중성~미산성, 토양 습도는 과습 하거나 과건하지 않은 조건에서 생육이 좋다
㉢토양온도는 20~ 30°C 일 때 생육이 왕성하다.
②유해한 토양미생물은 윤작, 담수, 또는 배수, 토양소독 등에 의해서 생육 활동 억제 및 경감시킬 수 있다.
10. 논토양과 밭 토양
※ 추락현상: 노후화 논의 벼는 초기에는 건전하게 보이지만, 벼가 자림에 따라 깨씨무늬명의 발생이 많아지고 점차로 아랫잎이 죽으며, 가을 성숙기에 윗 잎까지도 죽어 버려서 벼의 수확량이 감소하는 현상
※ 밭 토양의 개량 돌려짓기
①콩과 식물 또는 심근성 식물: 돌려짓기하는 것은 토양의 지력을 향상시킬 뿐만 아니라 토양의 물리성도 개량하는 효과가 있다
②목초 : 몇 년 재배하여 돌려짓기를 하면, 토양의 유기물 함량을 높이는데도 효과가 매우 크다.
