토양의 성질

왜 배우는가: 조경식재는 자연 토양이 아닌 인공 조성지에서 이루어지는 경우가 많다. 토양의 물리적·화학적·생물적 성질을 알아야 식재기반을 평가하고 생육 불량의 원인을 찾을 수 있다. 이 개념은 기출에서 물리적 성질과 화학적 성질을 나누어 설명하라는 형태로 반복해 출제되었다.

출제 이력: 제117회 2교시 3번, 제102회 3교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

토양의 성질은 토양의 물리적·화학적·생물적 특성을 종합한 것으로, 식물의 뿌리 생육과 수분·양분 공급을 좌우하는 바탕이다.

조경식재에서 토양은 식물을 지지하고 물과 양분을 공급하는 기반이다. 그래서 식재 전에 토양의 성질을 세 방향에서 나누어 확인한다. 물리적 성질은 입자의 크기와 배열, 공간을 보고, 화학적 성질은 양분과 산도를 보며, 생물적 성질은 토양 속 생물의 활동을 본다. 세 성질은 답안에서도 같은 순서로 나누어 쓰는 것이 기본이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 토성: 모래·미사·점토의 혼합 비율
• 토양 삼상: 고상·액상·기상의 부피 구성
• 토양구조: 입자가 뭉쳐 이룬 단위 구조
• 공극률: 전체 부피에서 빈 공간이 차지하는 비율
• 용적밀도: 흙의 단위 부피당 건조 무게
• 보수력: 흙이 물을 붙잡아 두는 능력
• 양이온 교환용량(CEC): 양분 이온을 붙잡아 두는 능력
• 토양 pH: 흙의 산성과 알칼리성 정도

토양 삼상은 흙을 고상, 액상, 기상으로 나눈 부피 구성이다. 고상은 광물과 유기물이고, 액상은 흙 속의 물이며, 기상은 공극을 채운 공기다. 세 상의 비율이 흙의 통기와 보수를 함께 결정한다. 이 여덟 가지 키워드가 이후 설명의 뼈대가 된다. 답안의 첫 줄에는 정의를 두고, 세 성질 각각에 대표 키워드를 한 개 이상 붙여 쓴다.

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 흙은 식물을 받치고 물과 양분을 담아 두는 땅의 윗부분이다. 같은 흙이라도 모래가 많으면 물이 빨리 빠지고, 점토가 많으면 물이 오래 머문다. 식물에 맞는 흙인지 따지는 일은 이런 차이를 읽는 일이다.

정식 정의는 다음과 같다. 토양의 성질은 토양을 이루는 광물 입자, 유기물, 공극, 토양 용액, 토양 생물의 상태와 그 상호작용으로 나타나는 특성이다. 세 성질은 따로 움직이지 않는다. 예를 들어 토양구조가 잘 발달하면 공극이 늘어 통기와 배수가 나아지고, 그 결과 미생물 활동과 뿌리 호흡이 원활해진다.

물리적 성질은 입자의 조성과 배열, 공간에 관한 성질이다. 토성은 모래·미사·점토의 비율로 정해지며, 이 비율에 따라 공극, 투수, 보수, 침식 감수성이 달라진다. 미국 농무부(USDA) 토성 삼각도에서 세 입자 중 어느 것도 우세하지 않은 흙을 양토(loam)라 한다. 양토는 부식이 조금 섞이면 농업적으로 이상적인 흙으로 여겨진다. 토양구조는 입자가 산화철, 탄산염, 점토, 부식 등에 의해 뭉쳐 이룬 단위 구조로, 공기와 물의 통로를 만든다. 같은 토성이라도 구조가 발달하면 공극이 커져 통기가 좋아진다. 용적밀도가 높으면 흙이 다져진 상태이며 뿌리 신장이 제한된다. 견밀도(consistency)는 습윤 상태에서 흙 입자가 서로 달라붙는 정도다. 전체 부피의 약 50%가 공극인 흙이 뿌리 생육과 공기·물 공급에 가장 유리하다고 설명된다.

화학적 성질은 양분의 종류와 양, 산도, 양분을 붙잡는 능력을 가리킨다. 토양 pH는 수용액 속 수소이온 활동도의 음의 로그로 정의되며, 흙과 물을 섞은 슬러리 상태에서 측정한다. 대부분 식물의 적정 범위는 pH 5.5~7.5 이다. 토양 pH는 양분의 화학적 형태를 바꾸어 식물이 흡수할 수 있는 양을 좌우한다. 양이온 교환용량은 점토 광물과 부식 표면에 붙어 다른 양이온과 교환될 수 있는 양이온의 양이다. 칼슘, 마그네슘, 칼륨 같은 양분 이온을 붙잡아 두어 비료 성분이 씻겨 나가는 것을 줄인다. 유기물 함량이 많을수록 교환용량이 커지고, 점질토는 사질토보다 교환용량이 높은 경향이 있다. 염류 농도는 전기전도도(EC)로 확인하며, 염류가 많으면 뿌리가 수분을 흡수하기 어려워진다.

생물적 성질은 토양 속 미생물, 토양동물, 뿌리 활동이 만드는 성질이다. 토양 생물은 유기물을 분해해 식물이 흡수할 양분을 만든다. 분해 과정에서 생물체에 묶인 질소와 인은 빗물에 쉽게 유실되지 않는다. 미생물의 분비물은 토양구조를 유지하는 데 기여하고, 지렁이는 흙을 섞어 통기와 배수를 돕는다. 생물 활동은 물리·화학적 조건이 좋을 때 활발해지며, 반대로 생물 활동이 토양의 구조와 양분 순환을 개선하기도 한다.