토양 수분 상태와 용수량

핵심 정리

토양에 든 물은 모두 작물이 쓸 수 있는 것이 아니다. 토양 공극에 물이 얼마나 차 있는지, 그 물이 흙에 얼마나 세게 붙어 있는지에 따라 작물이 쓸 수 있는 물과 쓸 수 없는 물이 갈린다. 이 개념의 뼈대는 최대용수량, 포장용수량, 영구위조점의 세 기준이다.

최대용수량은 토양의 모든 공극에 물이 가득 찬 상태의 수분 함량이다. 포장용수량은 포화 상태의 토양에서 중력수를 배제하고 남은 수분 상태이다. 즉 포장용수량은 최대용수량에서 중력수가 빠진 뒤 남는 수분함량이다. 두 기준의 차이는 공극에서 중력으로 빠져나가는 물이 남아 있었느냐에 있다.

작물이 실제로 쓰는 물의 범위는 포장용수량에서 영구위조점을 뺀 유효수분으로 정해진다.포장용수량에서 영구위조점을 뺀 유효수분은 작물이 이용할 수 있는 수분이다. 영구위조점은 작물이 시들게 되는 토양수분상태이다. 작물이 주로 이용하는 토양 수분은 모관수다. 모관수는 토양 공극에서 표면장력에 의해 중력에 저항하여 유지되는 수분이다.

물이 흙에 붙는 힘은 수분 장력으로 나타내며, 그 척도가 pF다. 토양수분 장력은 흡습수가 가장 크고, 그다음이 모관수, 마지막이 중력수 순이다. 흡습수는 토양입자에 피막상으로 흡착된 무효수분이며, 작물이 이용하는 유효수분은 모관수이다. 초기위조점은 식물이 시들기 시작하는 수분 상태로 pF는 약 3.9이다. 포장용수량은 중력수가 빠진 뒤 모관수가 남은 상태로 pF는 약 2.5~2.7이다.

토성과 토양 구조도 같은 기준의 위치를 바꾼다. 영구위조점은 점토함량이 많을수록 높아져 사토보다 식토에서 높다. 입단이 발달한 토양은 수분과 양분의 보유력이 좋다. 같은 강수량이라도 흙의 성질에 따라 작물이 쓸 수 있는 물의 양이 달라지는 까닭이 여기에 있다.

자세히

유효수분과 모관수

유효수분의 폭은 포장용수량과 영구위조점 두 기준의 차이로 정해진다. 포장용수량 쪽이 높고 영구위조점 쪽이 낮을수록 작물이 쓸 수 있는 물의 폭이 넓어진다. 이 폭 안에 들어 있는 물 가운데 작물이 주로 쓰는 것은 모관수이며, 중력수는 작물의 주요 공급원으로 볼 수 없다. 공극에서 중력에 빠져나가는 물은 흙이 붙잡는 힘이 약해 작물 쪽으로 돌아오는 양이 적다.

수분 장력으로 보면 유효수분의 범위는 pF3 범위와 겹친다. pF3 범위의 토양 수분은 식물이 이용할 수 있다. 따라서 유효수분을 묻는 선지는 기준의 이름과 pF 범위를 함께 놓고 판단해야 한다. 이름만 외우면 흡습수나 중력수처럼 장력이 다른 물을 유효수분으로 잘못 고르기 쉽다.

포장용수량과 수분·공기 균형

작물 생육에 알맞은 토양수분은 수분과 공기가 균형을 이루는 포장용수량 부근이다. 포장용수량에서는 공극 일부가 공기로 남아 있으므로, 뿌리가 물과 공기를 함께 쓸 수 있다. 최대용수량은 공극이 모두 물로 차 있어 공기가 없는 상태이므로, 생육 조건으로 보면 포장용수량과 역할이 다르다.

두 기준은 모두 중력수가 빠진 뒤의 상태로 이해해야 헷갈리지 않는다. 최대용수량은 중력수가 가득한 상한이고, 포장용수량은 그 중력수가 빠진 뒤 모관수가 남은 지점이다.