2016년 11월 29일 오후 04:56

토양 화학성 진단방법과 기준







토양진단에서는 현지의 지형이나 주변상황의 파악 이외에, 토양관리법과 시비법, 재배방법 등에 관한 청취조사가 중요한 작업이다. 물이 모이기 쉬운 밭은 아닌지, 퇴비가 과잉인 수전은 아닌지, 시비량은 적정인지 등의 조사를 실시하는 것에 의해 즉석에서 불량요인을 판단가능한 예도 있다. 현지상황의 관찰과 청취조사는 토양진단에서 제일 중요하고 토양개량 대책과 지도시의 유력한 판단 자료가 된다.



청취나 현지조사, 작물생육상황의 조사 등에서 원인을 알 수 없는 경우, 토양물리성과 토양화학성 분석을 실시하여 핵심적인 진단을 추진한다.



토양화학성의 조사, 분석의 흐름으로는

① 토양채취, ② 토양건조, ③ 토양통 감별, ④ 토양 평량, ⑤ 토양속 성분의 추출, ⑥ 추출성분의 측정분석, ⑦ 데이타 계산, ⑧ 데이타의 의미분석, ⑨ 토양상태의 파악, ⑩ 데이타활용에 의한 토양개량 대책작성, 구체적인 토양개량의 지도, 실시라는 일련의 행정으로 이루어진다.

이중 토양화학성의 조사는 토양진단 중에서도 중요한 조작의 하나이다. 또 분석을 하기 전에 토양의 채취나 토양의 전처리도 분석 데이타의 정확성에 큰 영향을 미친다.



1. 분석방법의 종류

분석항목에 따라 각각 분석방법은 다르지만 크게는 몇 개의 분석법이 있다. 간편하게 나누면 간이법, 일반적인 방법, 정밀분석으로 나눌 수 있다. 간이법으로는 비색법으로 측정되는 지속양분 테스트법, 일반적인 방법으로는 전농형 토양분석법과 SPAD의 분석장치에 의한 방법이 있다. 정밀분석법으로는 염기류는 원자흡광분광광도법과 ICP분석방치에 의한 방법, 전질소나 전탄소는 자동분석 장치에 의한 방법 등이 있다.



간이방법은 정밀분석과 비교해서 정도가 조금 떨어진다는 단점을 가지고 있지만, 손쉽게 누구라도 간단히 단시간에 할 수 있다는 이점이 있다. 토양진단에서는 반드시 정밀한 화학성분 분석을 필요로 하는 것은 아니고, 어느 정도의 범위를 알면 충분한 케이스도 많다. 무엇보다도 중요한 것은 대량의 토양셈플을 단시간에 분석할 때 다소의 오차를 우려할 필요는 없다고 생각한다. 시간과 비용이 드는 정밀분석은 통상 토양진단에서는 특별히 필요하지 않다. 간이분석에 대한 비교검정, 미량요소결핍이나 과잉이 우려되는 경우에 필요하게 된다.



2. pH의 진단

pH와 EC는 토양화학성 진단항목중에서도 가장 기본적으로 중요한 것의 하나다. 현지 조사결과와 청취 조사결과에 더해서, 이 pH와 EC의 측정을 실시하는 것만으로도 토양상태의 상당한 부분을 알 수 있다. 토양진단의 화학성 중에서도 pH와 EC는 가장 기본적인 항목이라고 말할 수 있다.



① pH의 의미

pH는 토양중의 수소이온농도 H+의 대소를 나타내는 지표이고, 역수의 대수로 나타나기 때문에 수소이온농도가 높은 만큼 pH의 값은 낮아진다. 0에서 14.0 사이의 숫자로 나타내어 7.0이 중성이다. 5.0 이하가 강산성, 5.0∼5.5가 산성, 5.5∼6.0이 약산성, 6.0∼6.5가 미산성, 7.0∼7.5가 미알칼리성, 7.5∼8.0이 약알칼리성, 8.0∼8.5가 알칼리성, 8.5 이상이 강알칼리성이다.

과거 일본에서는 강수량이 많고 석회분을 흘려보내기 쉽고, 또 석회자재의 투입량도 충분하지 않은 것도 있어 산성화되기 쉬웠다. 하지만 지금은 석회자재의 시용 등에 의해 시설을 중심으로 알칼리성으로 되어있는 토양도 볼 수 있게 되었다. 그 때문에 pH에 관해서도 높은 토양에서 낮은 토양까지 다양한 상황이 나타나게 되었다.



② pH의 변화가 작물에 미치는 영향

토양이 산성화되면 약한 산성하에서는 별로 영향이 없지만 pH4.0 이하의 강산성에서는 수소이온이 직접 뿌리의 역할을 저해하게 된다. 간접적으로는 산성토양에서는 식물에 유해한 알루미늄 이온이 용출된다. 토양용액중에 1ppm을 넘은 농도가 되면 일반적인 작물은 뿌리에 장애를 받아, 양수분 흡수력도 저하한다.

또 산성화에 따라 질소나 인산, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 효소, 몰리브덴 등의 양분이 흡수하기 어렵게 되어 결핍증을 일으키기도 하고, 망간이나 철, 구리, 아연 등의 미량요소가 쉽게 빠져 나가 과잉증을 일으키는 일도 있다. 반대로 알칼리화되면 망간이나 철, 구리, 아연 등의 미량요소는 흡수되기 아렵게 되어 결핍증을 보이는 경우도 있다.



③ pH의 측정법

토양 pH는 통상 수분이 적으면 수소이온을 인출할 수가 없기 때문에 토양 그대로 측정할 수는 없다. pH는 순수(탈이온수나 증류수로 H2O라고 표시)한 물 또는 1규정염화칼륨(1NKCI)액의 첨가가 필요하다. pH는 순수추출(PHCH2O)만으로도 되고 pH는 특별한 언급이 없으면 일반적으로는 순수추출(PHCH2O)을 가리킨다. 하지만 1NACI액을 추출액(PH(KCI))를 사용해서 측정하면 숨겨져 있는 산성물질까지 끌어내도록 해서 측정할 수 있다. 통상 PH(H2O)보다도 PH(KCI)쪽이 낮고 이 양자의 차가 클수록 산성화가 진행되고 있다고 생각할 수 있다.

토양과 액의 비율은 토양의 중량 1에 대해서 순수 2.5배량으로 결정되어 있다. 토양은 생토 또는 풍건물을 쓰고 양은 약 5∼20g 범위이다. 추출액은 12.5∼50㎖로 현탁액을 측정한다. 측정법으로는 간편한 것으로는 지시약이나 pH시험지에 의한 방법이 있으며 정밀도를 요하는 경우 pH meter를 이용한다.



표 1. 지시약에 의한 pH측정법




지시약명

산성색

측정유효범위

알칼리성색


CR(크레졸레드)

TB(티몰블루)

BPB(브롬페놀 블루)

BCG(브롬크레졸그린)

MR(메틸레드)

BTB(브롬티몰블루)

CR(크레졸레드)

TB(티몰 블루)

AZY(아리자린옐로)

ALB(알칼리블루)

桃 0.0

靑紫 1.0

黃 2.4

黃 3.6

赤 5.0

黃 5.8

黃 6.8

黃 7.6

明黃 9.6

靑 10.6

0.4 ~ 2.4

1.4 ~ 3.0

2.8 ~ 4.4

4.0 ~ 5.6

5.4 ~ 7.0

6.2 ~ 7.8

7.2 ~ 8.8

8.0 ~ 9.6

10.0 ~ 12.0

11.0 ~ 13.6

黃 2.4

明黃 3.4

灰靑 4.8

黃 6.0

黃 7.4

明靑 8.2

赤紫黃 9.2

黃 10.0

赤 12.4

茶 14.0








④ pH의 기준

토양 pH값을 얻으면 그 값이 어떤 의미를 가지는지를 판단해야 한다. 토양진단에서는 이 판단이 가장 중요한 작업의 하나라 말할 수 있다. 토양전체 파악에는 많은 항목의 데이터를 필요로 하지만 pH값만으로도 그것과 관련된 단편적인 진단은 가능하다. 앞에서 기술한 바와같이 pH값이 너무 높거나 너무 낮아도 작물의 생육에는 부적절하다. 대개 대부분의 작물은 pH5∼7 범위를 좋아하지만 그중에서도 종류별로 최적의 값은 조금씩 달리하고 있다. pH만을 가지고 말하면 대충 그 기준은 (표 2)과 같다.



표 2. pH에 대한 적정기준




pH에 대한 정도

식물에 대한 적정기준


야채류

화훼,관엽,화목류

곡물,목초,기타


저pH에 강하다

(4.0~5.0)

감자, 토란

청쭉, 동백나무

차, 담배, 벼


저pH에 조금 강하다

(4.5~6.0)

고구마, 무, 순무, 까치콩, 당근, 오이

코스모스, 금잔화, 사르비아

티모디, 소맥


저pH에 조금 약하다

(5.5~6.5)

토마토, 가지, 배추, 콜리플라워, 브로콜리, 셀러리, 완두콩, 메론, 누에

팬지, 제라늄, 칸나, 수선화, 포인세티아

크로버, 팥, 연꽃


저pH에 약하다

(6.0~7.0)

시금치, 양파, 파, 우엉, 아스파라거스, 고추, 양상치

선인장, 퓨리율러

보리, 쌀보리, 레드비트






(주) 여기서 말하는 pH는 pH(H2O)를 가리킨다



⑤ 적정 pH를 맞추기 위한 석회시용량의 산출법

토양의 pH를 얻은 후 작부하고자 하는 작물의 최적 pH와 거의 똑같으면 특별히 pH의 교정은 필요없다. 석회질을 좋아하는 식물이라면 흡수되는 분량을 다소 시용하면 좋다. 그러나 맞지않는 경우에는 교정이 필요하게 된다. 적정한 토양 pH에 맞추는 것으로 pH에 관해서는 토양진단이 완료된다.



1) 토양 pH가 작물의 적정치보다 낮은 경우

토양 pH가 낮은 경우는 희망하는 pH까지 올리지 않으면 않된다. 목적하는 pH까지 올리기 위해서는 어느 정도의 석회자재를 시용해야 하는지를 알아야 한다. 이를 위해서는 토양마다 석회요량곡선(완충곡선)을 만들어 그 곡선에서 목적하는 pH를 이끌어내게 된다.

그림 1. 석회요량곡선(완충곡선) 작성방법



* 0.1N수산화칼슘액과 수산화나트륨액 1ml는 탄산칼륨 5mg에 상당한다. 10a당 깊이 15cm의



표 3. pH를 1올리는데 필요한 석회량(kg/10a)




토의 종류

석회의 종류


탄칼륨

고토탄칼륨

소석회


부식질흑백토

점질토·충적토

사질토(사구미숙토)

300~400

180~220

100~150

280~380

170~210

90~140

240~320

140~180

80~120






그림의 0.1N(규정) 알칼리액량 1㎖는 10a당 작토(0∼15cm)의 석회 필요량으로 환산하면 탄산칼륨(CaCo3) dir 75kg에 상당한다. A의 토양에서는 pH를 4.0에서 1올리는데 필요한 석회자재의 시용량을 기준으로 나타냈다.



2) 토양 pH가 작물의 적정치보다 높은 경우

지금까지는 석회부족은 많았지만 토양 pH가 적정치보다 높은 경우는 적었다. 그러나 석회자재의 다시용과 작물종류의 다양화로 토양 pH를 낮추지 않으면 안되는 상황도 볼 수 있게 되었다. 이 경우는 pH를 내리는 개량 자재나 유황화를 시용하게 된다. 시용량은 개량자재로는 10a당 5∼200kg 정도인데 실제로는 각각의 제품 사용법에 따르게 된다. 유황화의 시용량도 10a당 10∼100kg 정도이지만 토양의 종류마다 다르다. 석회시용량을 산출하기 위한 완충곡선과 똑같이 토양별로 시용량과 pH저하 정도와의 관계를 사전에 구하고 나서 사용하도록 한다.




3. EC의 진단



① EC의 의미와 작물과의 관계



pH와 나란히 가장 기본적인 토양진단의 항목의 하나가 EC인데, 일반적으로 토양중의 염류의 농도지표로서 쓰이고 있다. EC는 Electro Conductibity(전기전도도)으로, 토양을 순수한 물과 혼합시킨 현탁액의 전기통하는 정도를 나타낸다. 순수한 물은 거의 전기가 통하지 않지만 비료 등의 염기분이 많아지면 전기가 전해지기 쉽다. 특히 EC값과 초산태질소 함량과는 상관이 높기 때문에 초산태질소량을 추정하는 것으로 이용된다. 토양중에 초산태질소량이 많아지면 pH가 낮아져 염기분이 용출되기 쉬워진다. 이를 위해 EC값을 지나치게 높아지지 않게 하려면 질소비료의 시용을 억제하여 염기분의 용출을 억제할 필요가 있다.

EC값이 너무 낮으면 토양중의 비료분이 적어 생육불랴이 되고 너무 높으면 농도장애로 생육장애가 생긴다. 적정한 EC값은 식물의 종류나 토양의 종류에 따라서도 다르다. 대략적인 기준은 (표 4)와 같다.



표 4. 부식시의 적정 EC의 정도(mS/cm)




흙의 종류

작물의 종류


과채류

엽,근채류


부식질흑백토

점질토,충적토

사질토(사구,미숙토)

0.3~0.8

0.2~0.7

0.1~0.4

0.2~0.6

0.2~0.5

0.1~0.3






② EC의 측정

EC의 측정은 pH와 똑같이 토양 그대로의 상태를 측정할 수 없기 때문에 순수한 물의 첨가가 필요하다. 토양과 액의 비율은 1:5로 정해져 있다. 토양은 생토 또는 풍건토를 이용하고, 양은 대략 5∼20g 범위에서 현탁액을 측정한다. EC측정은 EC Meter(전기전도도계)를 이용한 방법이 쓰이고 있다. 고가의 측정기에서 싼가격까지 고루 있지만 간편하게 측정하기에는 싼기계에서도 충분히 수치를 구할 수 있다.

③ EC의 기준치

작물의 종류나 토양의 종류에서 적정치는 다르고 작부시의 대략적인 적정 EC값은 (표 4)와 같다. 또 시비전의 EC값의 차이에 따라서 원비의 시비량이 달라진다. 특히 높은 경우는 기준원비량보다도 작아서 이후의 생육상태를 보면서 추비로 조정할 필요가 있다. 이 경우 인산비료는 감비하지 않고, 질소와 칼륨을 감비한다. 시비전의 EC값에서 본 원비 기준시비량에 대한 보정(감비)의 기준은 (표 5)과 같다.

표 5. 시비전 EC에 의한 원비(N, K) 시비량 규정의 기준(대기준량)




흙의 종류

EC치


0.3이하

0.4~0.7

0.8~1.2

1.3~1.5

1.6이상


부식질흑백토

점질토,세립충적토

사질토(사구미숙토)

기준시비량

"

"

2/3

2/3

1/2

1/2

1/3

1/4

1/3

무시용

무시용

무시용

무시용

무시용






4. pH(H2O)와 EC의 동시진단



① 측정법



토양과 액의 비율은 EC에서 1 : 5, pH에서는 1 : 2.5로 흔히 측정된다. EC에서 이 비율을 바꾸면 얻어지는 값도 상당히 틀려진다. 그러나 pH에서는 다소 비율이 바뀐다해도 그 만큼의 큰 변화는 없기 때문에 하나의 토양셈플에서 pH와 EC를 측정하고자 한다면 1 : 5비율을 쓰는 것이 좋다.(표 6)

표 6. pH치와 EC치와 비교측정 토양의 화학적 상태




pH치＼EC치

EC가 낮다

EC가 높다


pH가 낮다

둘다 부족할 가능성

질소분이 많아 산성화성의 진행가능성


pH가 높다

염기분은 충분, 질소분은 부족

질소분,염소분이 충분하여 암모니아상태가 될 가능성








② pH와 EC와의 관계

pH와 EC의 데이터를 조합해서 판단하면 더욱 토양상황의 파악이 수월하다.(표 7)

표 7. 동일액을 pH Meter, EC Meter로 측정하는 방법

토양(생토에 풍건) 10g(또는 5g)을 저울로 측량

↓

100ml용의 뚜껑달린 용기(플라스틱 또는 유리)에 넣는다.

↓

증류수를 50ml(토양이 5g일 때는 25ml) 붓는다(추가).

↓

30분간 진동한다(진동기가 없을 때는 유리봉으로 섞으면서 60분간 방치)

↓

pH meter에 의한 측정

↓

측정전에 pH메타를 조절한다(취급설명서에 따른다).

↓

용기를 흔들어 토양과 물을 잘 섞어 현탁상태로 만든다

↓

pH메타의 유리전극을 현탁액속에 잠기게 한다.

↓

수치가 안정되면 그 값을 읽는다(안정되지 않았을 때는 30초간 방치후 수치를 읽는다)

↓

pH측정 종료(전극을 잘 씻어 건조하지 않도록 보존한다)

↓

수치가 안정되면 그 값을 읽는다(안정되지 않았을 때는 30초간 방치후 수치를 읽는다)

↓

pH측정 종료(전극을 잘 씻어 건조하지 않도록 보존한다)

↓

EC메타에 의한 측정(pH측정 후 동일액을 사용하여 측정)

↓

측정전에 EC메타를 조정한다(취급설명서에 따른다)

↓

용기를 흔들어 토양과 물을 잘 섞어 현탁상태로 만든다

↓

EC메타의 전극을 현탁액속에 잠기게 한다

↓

수치가 안정되면 그 값을 읽고(그렇지 않았을 때는 30초간 방치후의 수치를 읽는다).

↓

EC측정 종료(전극을 잘 씻어 마르지 않도록 보존한다).




5. 질소의 진단



① 토양속의 질소분과 작물의 생육



질소는 식물체속에 건물환산으로 수% 정도 포함되어 있고, 식물체에서는 빼놓을 수 없는 단백질의 구성성분으로써 중요한 성분이다. 그밖에 광합성에 필요한 엽록소나 각종체내대사를 촉진하는 효소의 구성성분이 되기도 하고, 양분흡수나 동화작용, 경엽·뿌리의 신장을 활발히 하는 역할이 있다.

질소가 결핍되면 식물전체에 녹색이 줄고, 잎의 황화가 진행된다. 뿌리의 신장이 둔화되고 식물의 생장이 떨어져 전체적으로 작아진다. 子實의 성숙이 진행되어 수량, 품질도 저하된다.

과잉되면 초기단계에서는 잎색이 농후해지고, 경엽의 증가가 현저히 많아진다. 게다가 연약화되서 병충해나 냉해에 대한 저항성이 감소한다. 엽채류나 차는 어느 정도 질소가 많은 쪽이 잎색도 좋아지고, 품질이나 수량도 증가하지만 과채류나 과수, 감자류 등은 질소과잉으로 개화, 결실, 과비대가 늦어져, 품질의 저하를 초래한다. 과일의 당도를 높일 경우 질소영양을 가능한 한 억제하여 재배하면 당도향상에 효과가 있다.



② 질소의 형태



단순히 질소라고 해도 여러 가지 형태가 있다. 공기속에 있는 질소가스는 식물에는 거의 이용할 수 없다. 토양중에 있는 질소로서 식물이나 미생물체를 형성하는 유기태질소와, 암모니아태와 초산태, 아초산태 등 무기태질소로 나눌 수 있다. 이중 식물에 이용하기 쉬운 것은 암모니아태와 초산태의 질소이고 유기태질소는 분해해서 무기화하면 흡수할 수 있게 된다. 이들의 형태변화에는 많은 미생물이 관여하고 있다.



③ 질소의 측정법



질소관계의 측정으로는 1N(규정)염화칼륨액으로 추출하는 암모니아태질소, 물 침출하는 초산태질소, 유산 등으로 분해하는 전질소 등이 있다. 그외에 암모니아태질소로 변하는 초화력이나 논을 말린 후 다시 감수상태가 되었을 때의 생성질소인 건토효과의 측정이 실시되는 곳도 있다.

전농형토양분석법으로는 암모니아태질소와 초산태질소를 측정할 수 있다. 또 전질소의 분석법으로서 켈달분해, 증류법이 있다.



전농형 토양분석법에 의한 질소의 측정법



[암모니아태질소]

풍건세토 1g 달아서 진동병에 넣는다

↓

추출시약 20ml를 추가한다.

↓

30분간 진동시킨다.

↓

No.3노지로 여과, 추출을 만든다.

↓

추출액 0.5ml를 추가한다.

↓

증류수 2.5ml를 추가한다.

↓

발색시약 A를 1ml와 발색시약 B를 1ml 부어 흔들어 섞는다.

↓

20분간 방치 후 비색계로 측정(필터 FA(610nm))

↓

(추출여액 대신에 증류수를 사용하여 브랑크액을 만들어 동일한 방법으로 측정)



[초산태질소]

풍건세토 1g 저울에 달아 진동병에 추가한다.

↓

추출시약 20ml를 추가한다.

↓

30분간 진동한다.

↓

No.3노지로 여과하여 추출액을 만든다.

↓

추출여과액 0.5ml를 시험관에 채취한다.

↓

환원시약 A를 8ml와 환원시약 B를 시약 매스로 비벼 잘라서 1잔 추가한다.

↓

15분간 진동한다.

↓

신속하게 환원상징액 2ml를 채취하여 시험관에 넣는다.

↓

증류수 3ml를 넣은 후 후발색시약 0.5ml를 넣는다.

10분간 정치후 비색계로 측정(필터 FB(530nm))

(추출여과액 대신에 순수를 사용하여 브랑크액을 만들어 똑같은 방법으로 측정)










켈달분해·증류법에 의한 전질소의 측정법



풍건세토 1g을 저울에 달고, 200ml용 켈달 분해병에 넣는다.

↓

분해촉진제(유산동:초산칼륨=1:9로 혼합 미분화) 3g을 넣는다.

↓

농유산 10ml를 추가한 후 가열분해한다.

↓

검은기가 없어지고 녹색투명액이 될 때까지 가열한다.

↓

냉각후 100ml 메스프라스코로 용해한다.

↓

일정량(10∼30ml)을 채취하여 Semimicro 증류장치로 증류한다.

↓

0.1N(규정) 유산액으로 받아들여 일정량(50∼60ml)까지 증류한다.

↓

0.1(규정) 수산화나트륨액으로 고정한다.






④ 질소의 기준치

전질소는 분해하기 어려운 유기태질소도 바로 용출되는 무기태질소도 한꺼번에 측정되므로 꼭 토양진단의 기준이 되기는 어렵다. 토양속에 같은 량의 질소를 갖고 있다 해도 그 현태에 따라 의미가 달라진다. 무기태질소가 많으면 감비할 필요가 있지만 토양중에 분해되기 어려운 유기태질소로 저장되어 있는 것이라면 작물에는 서서히 효과가 나타나므로 시비시에 고려할 필요도 없으며 과잉이 될 가능성도 적다. 일반적인 질소의 진단으로는 토양중에 바로 용출되는 무기태질소(암모니아태나 초산태)를 참고하는 것이 현실적이라 할 수 있다.



암모니아태나 초산태질소도 토양진단 항목으로서는 반드시 확립된 것은 아니고 작물의 종류나 생육시기에 따라서는 불분명한 부분도 볼 수 있다. 예를 들면 딸기나 엽채류같이 다량의 질소를 흡수하기도 하고 인삼과 같은 것은 흡수는 적지만 어느 정도의 농도가 없으면 생육하기 어려운 작물이 있는 반면에 고구마나 콩류처럼 비교적 소량의 질소분으로 되는 작물도 있다. 비교적 비료흡수가 많은 일반적인 과채류에 있어서 대략적인 기준은 아래의 표 8과 같다.



표 8. 토양중의 무기태질소의 진단기준치(Nmg/100g 건토)




진 단

암모니아태질소

초산태질소


적 다

적 정

많 다

과 잉

0.5 이하

1~5 전후

5~10 전후

20 전후 이상

4 이하

5~15 전후

25 전후

50 이상






암모니아태나 초산태질소는 기준수치와 EC값을 동시에 고려하면서 총합적으로 판단할 필요가 있다. 가령 질소가 적정범위내에 있더라도, EC값이 너무 높거나 너무 낮을 때에는 질소비료의 추비량을 조정한다.




6. 인산의 진단



① 인산과 작물의 생육

인산도 질소와 나란히 중요한 요소중의 하나이다. 세포막성분의 인지질과 유전에 관계하는 핵산으로 구성성분이 되어 호흡과 에너지전달에도 관여한다. 개화, 결실을 좋게 하고, 성숙을 도우며 품질향상에 영향을 준다.

인산이 부족하면 발육불량이 되어 개화나 결실도 나빠지고 과실류에서는 당도가 떨어져 품질도 나빠진다.

과잉증은 비교적 나오기 힘들지만 너무 많으면 성숙이 빨라져 오히려 감수된다. 아연과 철, 마그네슘 결핍을 유발하는 일도 있다.



② 토양속의 인산과 인산고정치



토양속에 포함되어 있는 인산은 대량으로 있지만 인산의 대부분은 토양에 강하게 흡착고정 되어 있기 때문에 식물이 이용가능한 부분은 적고, 전인산의 1/5에서 1/20 정도이다. 인산고정력은 알루미늄 등을 많이 포함하는 화산재토양에서 특히 강한 경향이다. 이 때문에 이러한 토양에서는 작물이 흡수하는 양의 몇 배나 되는 양의 인산을 시비할 필요가 생긴다. 이 때문에 인산흡수계수를 측정하는 것이다.



③ 토양속의 인산함유량의 실태

예전에는 흑백토를 중심으로 인산이 부족한 토양이 전국적으로 많았지만 오늘날에는 지도기관이나 농가의 노력에 의해 개선되어 왔다. 또 인산비료는 「아무리 사용해도 괜찮다」라는 인산신앙과 같은 것도 있어서 서서히 부화경향도 보여져 왔다. 결과적으로 인산고정능력이 높은 화산재토양에서도 건토 100g당 100mg을 넘는 유효태(가급태)인산이 함유된 과잉지점도 나왔다. 과잉이 즉 장애로 결부되는 것은 아니지만 경제적인 의미에서도 바람직한 것은 아니다.



④ 인산의 측정법

토양진단에서는 토양속에 존재하는 인산중 식물에 흡수되기 쉬운 것만을 도출해서 측정할 필요가 있다. 측정법은 여러 가지가 있지만 약한 유산액에서 추출되는 톨오그법이 비교적 자주 이용되고 있고, 이 방법으로 측정되었던 인산을 일반적으로 가능태인산, 혹은 유효태인산이라 부른다.



전농형(JA)토양분석에 의한 유효태인산의 측정법

풍건세사 0.2g을 달아서, 폴리진동병에 넣는다.

↓

추출시약 40ml를 추가한다.

↓

30분간 진동한다.

↓

No.3여과지로 여과시켜 추출여과액을 만든다.

↓

추출액 5ml를 시험관으로 뜬다. 추출액 1ml를 시험관으로 뜬다(인산이 고농도역)

↓ ↓

추출액 5ml를 추가한다. ←――――――――― 순수 4ml 추가한다.

↓

10분간 정치후 비색계로 측정(필터 FA(610nm))

(추출여액 대신에 증류수를 이용하여 브랑크액을 만들어 동식으로 측정)




⑤ 인산의 기준치(유효태인산)

과채나 엽채 따위의 일반적인 채소류에서 유효태인산이 건토 100mg당 10mg이하에서는 생육이 극단적으로 나빠서 10∼20mg 전후를 넘으면 급격히 수량이 오르고, 100mg까지 완만히 상승하여 그 후는 완만히 저하되어가는 경우를 흔히 볼 수 있다. 작물의 종류나 토양에 따라 다르지만 일반적인 유효태인산의 기준치와 인산시비량의 보정기준은 (표 9)와 같다. 100mg을 넘는 고함량의 토양에서는 이후에 더 축적되는 것을 막기 위해서라도 인산시비를 중지할 필요가 있다.

또 벼에서는 채소류보다 더 작아도 생육한다. 논토양에서는 건토 100g당 10∼20mg 정도의 유효인산만 있으면 적정범위이다.



표 9. 채소류의 유효태인산기준치와 인산시비량보정기준




진 단

유효태인산(mg/100g 건토)

인산비료시용량의 보정


적 다

조금 적다

적 정

조금 많다

많 다

과 잉

10 이하

10~20

20~50

50~80

80~100

100 이상

기준시비량의 120%

기준시비량

기준시비량

기준시비량의 80%

기준시비량의 50%

인산무시비






7. 염기류의 진단



① 염기류의 의미와 작물생육

염기란 칼슘, 마그네슘, 칼륨과 같이 물에 녹아 양이온이 되고, 산과 결합해서 염이되는 성분을 말한다. 일반적으로 말하는 석회, 고토, 칼륨은 각각 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화칼륨 등을 나타내는 것이지만 칼슘, 마그네슘, 칼륨과 같은 의미로 사용되는 것이 많다.

이들의 성분은 토양속에서는 점토나 부식 등이 갖고 있는 음전하에 끌어당겨져서 흡착, 보지된다. 토양속에서의 수소이온과 바꿔져서 용출되며, 식물의 뿌리에서 흡수되어 일부는 유실된다. 이처럼 토양으로부터 떨어져 식물에 이용되기 쉬운 염기류가 교환성염기이고, 토양진단에 있어서 이 형태의 염기류를 분석해서 진단기준치로 파악하기 위한 개개의 성분측정이 필요하다.



② 염기류의 측정법

교환성염기류는 초산암모니아액을 사용해서 각종 성분을 추출하여 이루어진다. 측정은 정밀분석의 원자흡광분광광도계법 외에 비색에 의한 것, 적정에 의한 것 등 여러 가지 방법이 있다. 여기서는 일례로서 전농토양분석법과 원자흡광분광광도계법을 알아보았다.



전농형 토양분석법에 의한 염기류의 측정법

[염기류분석용 추출액 만드는 방법]

풍건세토 1g을 달아 진동병에 넣는다.

↓

추출시약 20ml를 추가한다.

↓

30분간 진동시킨다.

↓

No.3여과지로 여과한다.

↓

석회, 고토, 칼륨분석용의 추출액으로 한다.

[석회분석법]

발색시약 5ml를 시험관에 채취한다.

↓

추출액 0.2ml를 보태어 혼합한다.

↓

5분간 정치후 비색계로 측정(필터 FB(530nm))

↓

(추출여액 대신에 증류수를 사용하여 브랭크액을 만드는 동식으로 측정)

[고토분석법]

발색시약 5ml를 시험관에 채취한다.

↓

추출액 0.2ml를 추가, 혼합한다.

↓

20분간 정치후 비색계로 측정(필터 FC(470nm))

↓

(추출여액 대신에 증류수를 이용하여 브랭크액을 만들어 동식으로 측정)

[칼륨분석법]

추출여과액 1ml를 시험관에 채취한다.

↓

발색시약 A 1ml를 추가하여 흔들어 섞은 후 5분간 정치한다.

↓

발색시약 B 1ml를 추가하여 흔들어 섞은 후 15분간 정치한다.

↓

증류수 2ml를 추가한 후 신속히 비색계로 측정(필터 FB(530nm))

(증류수를 브랭크액으로 동식으로 측정)










정밀분석법(원자흡광분광광도계법)에 의한 염기류의 측정법

풍건세토 5g을 달아 뚜껑달린 진동병에 넣는다.

↓

1N(규정)작산암모니아액 100ml을 홀 피펫으로 재어 추가한다.

↓

뚜껑을 덮고 나서 60분간 진동한다.

↓

No.6여과지로 여과한다.

↓

석회, 고토, 칼륨분석용 추출액으로 한다.

↓

일정량에 희석하여(10∼100배) 각각의 원자흡광 분광광도계에 건다.

↓ ↓ ↓

칼슘측정 마그네슘측정 칼륨측정

↓ ↓ ↓

각각 계산에 따라 석회, 고토, 칼륨함량을 끌어낸다.




③ 염기류의 기준치

염기류중에 특히 중요한 것은 교환성 석회, 고토, 칼륨이다. 적정량은 토양의 종류나 작물의 종류에 따라 달라질 뿐만 아니라 양이온교환용량(C.E.C)의 대소에 따라서도 달라진다. 또 각 성분의 개개량 이외에 성분간의 밸런스도 중요한 의미를 지니고 있다. 대다수의 작물에 있어서 석회>고토>칼륨의 밸런스가 좋다. 이것이 무너지면 여러 가지 장해가 발생할 수 있다. 교환성염기류의 진단기준에 대해서는 (표 10)과 같다. 이것은 어디까지나 기준치이고 실제운용은 현지상황을 고려하고 다른 측정치를 보면서 실시하도록 한다.



표 10. 교환성염기류의 진단기준치 (바람직한 이상함량 mg/100g 토양)




토양의 종류

작물의 종류

교환성 석회(CaO)

교환성 고토(MgO)

교환성 칼륨(K2O)


화산회토

CEC 30meq이상

과채,엽채류

근 채 류

전 작 물

벼

350~550

320~500

200~450

200~400

35~60

30~50

25~50

25~50

20~40

20~40

20~40

20~40


화산회토

CEC 30meq 미만

과채,엽채류

근 채 류

전 작 물

벼

300~450

250~450

180~400

180~350

30~50

25~45

20~45

20~40

20~35

20~30

20~30

20~30


양점질토

과채,엽채류

근 채 류

전 작 물

벼

200~350

150~300

200~300

150~300

20~40

20~40

25~40

20~40

20~30

20~30

20~30

20~30


사질토

과채,엽채류

근 채 류

전 작 물

벼

100~200

100~200

100~200

100~200

20~30

20~30

20~30

20~30

15~25

15~20

20~30

15~20






[출처] 토양 화학성 진단방법과 기준 |작성자 설명맨