[스크랩] 산성 토양의 문제점과 대책

한솔 | 한솔
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1. 산도(酸度=pH: potential Hydrogen)의 의미

 

pH는 용액 중의 수소(H) 이온 농도를 표시하는 지수이다. 토양 중 pH 즉, 토양산도는 토양반응의 정도를 나타내는 지수로서, 토양 중에 있는 물질의 성질이나 행동에 중요한 영향을 미치며, 또한 토양미생물의 활동이나 식물의 생육을 좌우하는 인자이다.

토양산도는 토양의 산성, 중성, 알칼리성을 알기 위해 산도 측정기로 측정하는데, pH7은 중성이고, pH7보다 낮은 값은 산성, 높은 값은 알칼리성이며, 토양반응이 중성(pH6.5~7.0)에 가까울 때 양분의 유효도가 가장 높다. 1)

 

 

 

위 자료 출처: 임선욱(서울대학교 명예교수), 조경수 관리기술 중 조경수의 토양, 서울대학교 식물병원, 67쪽.

 

토양산도는 토양의 화학적 성질을 구분하는 기준이며, 직접적으로 식물의 생육과 미생물의 활동 뿐만 아니라 간접적으로 토양의 물리적 성질(공극율-통기성, 배수성 등)에도 영향을 미칩니다. 또한, 시비의 효과와도 밀접한 관련을 맺고 있습니다. 다음 주제인, '토양 반응의 중요성'에서 더 자세히 살펴 보기로 합니다.

 

 

2. 토양반응(산성)의 중요성

 

- 토양의 발달 특징화에 대한 영향
- 식물양분의 용해성, 유효도에 대한 영향
- 토양 생물, 미생물의 분포와 활성
- 식물 종의 분포와 생육성
- 입단구조의 형성과 유지 2)

 

식물 양분의 용해성(溶解性), 유효도(有效度)라 함은, 산성토양에서는 인산(P), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 붕소(B) 등의 토양 양분이 불용화(不溶化)되어 식물의 뿌리가 제대로 흡수할 수 없는 상태로 존재하기 때문에 시비의 효과가 떨어진다는 뜻입니다. 따라서, 토양 분석시 토양 내 잔류하는 양분의 총량을 기준으로 삼는 것은 부적절합니다. 올바른 기준은 식물이 흡수할 수 있는 양분의 총량이 되어야 합니다. 즉, 토양 내 양분 함량이 적정치라 할지라도 산성 토양이라면, 일부 양분들은 식물이 이용할 수 없는 상태에 놓여 있기 때문에 토양 내 '잔존량'만으로 토양의 비옥도를 측정하는 것은 실질적인 '유효량'을 반영하지 못하는 결과를 낳게 됩니다.
 
입단구조(粒團構造=떼알구조; aggregated structure)는 단립구조(單粒構造=홑알구조; single grained structure)와 대비되는 토양의 특성을 가리키는 표현입니다. 홑알구조는 작은 흙알갱이들이 서로 흩어져 있는 모습이며, 떼알구조는 작은 흙알갱이들이 서로 모여 보다 큰 하나의 흙알갱이를 형성합니다.

 

 

 

 

따라서, 홑알구조를 갖는 토양은 입자가 작고, 떼알구조의 토양입자는 굵습니다. 즉, 가루처럼 입자가 작은 홑알구조의 토양은 토양 공극(孔隙= 틈; air gap)이 작습니다. 반면에, 입자가 굵은 떼알구조의 토양은 홑알구조의 작은 토양공극들을 갖추고 있으면서 동시에 서로 결합하여 하나 하나의 커다란 입자를 형성하기에 그 사이에서 보다 더 큰 토양 공극을 만들어 냅니다. 토양 공극율이 커진다는 것은 곧 통기성(通氣性)과 배수성(排水性)의 향상을 의미하며, 이는 뿌리의 산소호흡에 매우 긍정적인 효과를 발휘합니다. 더 나아가 떼알구조는 모세관수의 함유량 또한 늘려 주기에 통기성을 지니면서도 보수성(保水性) 또한 개선시키는 이중적인 효과를 보이게 됩니다.

 

그런데, 산성 토양은 토양의 떼알구조를 서서히 무너뜨립니다. 그 결과 통기성이 나빠지고 토양의 견밀도(堅密度: 단단하고 촘촘한 정도)가 증가하여, 뿌리호흡과 성장을 어렵게 만듭니다. 알칼리성 석회 시비를 통해 산성토양을 중성토양으로 개량하여 토양의 입단화(粒團化)을 촉진해야 하는 까닭이 여기에 있습니다.

 

 

3. 토양 산성화의 원인

 

토양의 산성화: 수소 이온 농도의 상승으로 인해 알칼리, 알칼리 토금속이 상대적으로 감소하는 현상.

 

원인

- 산성암 풍화물이 주토양 모재(母材)가 됨.
- 집중 강우와 산성 빗물에 의한 염기류(알칼리 금속류)의 용탈(溶脫), 세탈(洗脫).
- 토양 생물과 뿌리의 호흡, 유기물의 분해로 생성되는 이산화탄소의 증가.
- 침엽수의 낙엽에 의한 산성 부식물의 생성
- 황(S) 함유 광물의 산화적 풍화작용으로 산의 생성
- 산성 물질, 산성 비료의 연용(聯用)에 의한 산성물질의 집적 3)

 

침엽수의 낙엽에 함유되어 있는 산성 부식물의 주성분은 테르펜(terpene)입니다. 이 테르펜이 토양을 점진적으로 산성화시킵니다. 따라서, 소나무 재배지에서는 토양의 산성화에 따른 대책에 관심을 기울여야 합니다.

 

산성 비료는 NPK 중심의 복합비료와 같은 화학비료를 가리킵니다. 화학비료는 토양중에서 질산, 황산과 같은 산성 물질로 남아 있게 되어, 지속적인 화학비료의 사용은 토양의 산성화 촉진과 그에 따른 미량 원소의 불용화를 일으켜 토양 수명의 단축을 초래하게 됩니다. 덧붙여서, 화학비료를 부득이하게 사용해야 할 경우, 1년생 농작물용이 아닌 다년생 조경수용을 사용해야 하며, 재배목의 특성에 따라 NPK의 양은 조절되어야 합니다. 즉, 개화와 결실이 이루어지는 조경수는 인산(P)의 비중이 중요하지만, 소나무와 같이 근균(根菌)의 형성이 중요한 조경수는 인산의 함량을 낮추어 주어야 합니다.

 

그러나, 토양의 산성화를 막고 미생물 번식을 도울 뿐만 아니라 토양의 물리적 성질을 개선하여 공극률을 높이고자 한다면, 화학비료의 사용은 자제해야 하며 완전 발효된 퇴비를 사용해야 할 줄로 압니다. 악취가 나거나 수분의 함량이 높은 퇴비는 오히려 해롭습니다.

 

산림용 고형(固形) 복합비료

수목용 완효성 복합비료

참고로, 농작물용 비료를 시비하게 되면, 농작물에 맞춘 성분비로 인해 나무가 많이 이용하지 않는 양분들이 토양 내 산성물질로 과다하게 집적되어 오히려 해롭습니다. 산림용 고형(固形) 복합비료는 속효성이며, 수목용 복합비료는 완효성이기에 비료의 유효성분 용출 기간이 약 3~4배 길고, 유실량도 적습니다.

 

덧붙여서, 소나무에 화학비료를 시비하는 것은 바람직스럽지 않습니다. 질소(N)는 줄기와 잎의 길이생장을 촉진하는 양분입니다. 소나무는 병충해에 취약한 수종이며, 때문에 가지와 잎이 과도하게 신장성장을 하게 되면, 세포의 연질화(軟質化)가 이루어져, 즉 튼튼해야 할 세포 조직이 엉성하게 변하여 오히려 내병성과 내충성이 약화되기 때문입니다. 또한, 지나치게 도장한 줄기와 가지는 소나무의 관상미를 떨어 뜨립니다.

 

 

4. 산성 토양의 폐해 

 

위 자료 출처: 임선욱(서울대학교 명예교수), 조경수 관리기술 중 조경수의 토양, 서울대학교 식물병원, 85쪽.

 

 

식물이 이용할 수 있는 양분은 질소 그 자체가 아니라 질산입니다. 질소의 변화과정은 다음과 같습니다. 질소 ---> 암모니아 상태 ---> 아질산 상태 ---> 질산 상태 (줄여서 암모니아태, 아질산태, 질산태라고 합니다.) 이러한 변화 과정에는 토양 미생물이 개입합니다. 특히, 질산태로의 변화를 촉진하는 '질산화성균'의 활동이 중요한데, pH 5.5 이하의 산성토양에서는 이 균의 질산화 능력이 현저하게 낮아집니다. 따라서, 강산성 토양에 시비를 하더라도 효과를 보이지 않게 됩니다. 미생물의 활동이 억제된 결과입니다. 결국, 미생물의 활성화 정도는 곧 시비의 유효도와 직결되며, 시비의 유효도가 떨어지는 근본적인 원인은 산성 토양에 있습니다.

 

일반적으로, 미생물은 중성토양에서 가장 활발하게 움직이며, 미생물 활동의 적정 온도는 25℃~30℃ 입니다. 10℃ 이하에서는 활동을 멈춥니다. 4)

 

 

5. 산성 토양의 개량

 

 

 

위 자료 출처: 변재경(국립산림과학원 임지보전과), 조경수관리기술 중 수목식재지 토양의 진단 및 관리, 서울대학교 식물병원, 330쪽.

 

 

6. 우리 나라 토양의 상황

 

 

위 자료 출처: 임선욱(서울대학교 명예교수), 조경수 관리기술 중 조경수의 토양, 서울대학교 식물병원, 60쪽.

 

 

화학비료의 과다 사용으로 인해 산성 토양의 개량이 안되고 있으며, 인산은 과잉상태입니다. 하지만, 앞에서 살펴 보았듯이 산성 토양에서는 인산의 유효도가 떨어집니다. 참고로, 인산은 미생물의 의하여 용해됩니다. 미생물의 대표적인 예가 소나무의 공생균이 됩니다. 공생균은 토양 중 인산을 용해하여 소나무 뿌리로 공급합니다. 인산은 실제로 동물에게 해로운 성분이며, 토양 내 인산의 함유량이 높게 되면 공생균의 발생이 억제됩니다. 그리고, 시설 재배지에서는 염류(鹽類)의 집적도가 높아지고 있습니다.

 

 

7. 조경 수목 식재지의 문제점과 대책

 

 

 

위 자료 : 변재경(국립산림과학원 임지보전과), 조경수관리기술 중 수목식재지 토양의 진단 및 관리, 서울대학교 식물병원, 314~315쪽.

 

산도(pH) 측정기들

 

 

조경설계시 식재지의 토양 분석을 의무화하고 그 결과에 따른 대책이 적극적으로 명시될 필요성을 느낍니다. 대체로, 한국에서는 토양 개량 비용이 조경 계획 단계에서부터 조경 시공비에 포함되어 있지 않기에 이와 같은 현실의 근본적인 문제점을 되짚어 보게 됩니다. 그동안 실시되어 온 많은 조사 연구 및 그 결과들은, 조경수 식재 후 수세 약화 및 고사의 절대적 원인이 '부적절한 토양 환경'에 있었음을 밝혀주었기 때문입니다.

물론, 토양 분석과 토양 개량은 조경수 재배가 이루어지는 경작 토양에서도 역시 중요한 점이라고 생각합니다. 비배관리, 병해충 관리에 앞서 보다 근본이 되어야 할 일은 '토양 분석과 산성 토양의 개량'이라고 생각합니다.

 
8. 맺음말: 조경수 토양에 대한 이해

 

 

위 자료 출처: 임선욱(서울대학교 명예교수), 조경수 관리기술 중 조경수의 토양, 서울대학교 식물병원, 83쪽.

 

 

첨언: 식재지 수분 증발 억제와 함께 뿌리 발달을 촉진하고 싶다면, 우선적으로 지표면 위에 피복재 처리, 즉 멀칭(mulching)을 하시기 바랍니다. 보수성을 위해 통기성과 배수성이 불량한 논흙과 같은 점토질 토양을 혼용하는 것은 부정적인 결과를 낳기 쉽습니다. 멀칭은 근원직경의 생장 또한 촉진하는 긍정적인 효과 또한 제공합니다.  단, 멀칭은 5cm 이내로 해야 합니다. 그 이상 두껍게 하면 통기성을 오히려 저해합니다. 참고로, 소나무 재배시 통기성이 불량한 비닐 멀칭은 잡초제거 및 양분 세탈 방지의 장점보다 여러가지 단점들이 더 많습니다.

 

농림부는 보조금 지원정책에서 탈피하여 농업경쟁력을 높이는 방향으로 재원을 활용하는 방안을 추진하려고 합니다. 그 중 첫번째 대상은 화학비료에 대한 보조금 지원을 없애는 것입니다. 화학비료의 남용(한국은 일본보다 평균 2배 이상의 화학비료를 사용합니다)은 건강한 토양관리를 위하여 바람직스럽지 않은 현상입니다. 그러한 문제를 해소하기 위하여 화학비료 보조금을 더 이상 지원하지 않기로 한 농림부의 정책은 시사하는 바가 크다고 생각합니다.

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1) 변재경(국립 산림과학원 임지 보전과), 조경수 관리기술 중 수목식재지 토양의 진단 및 관리, 서울대학교 식물병원, 324쪽.

2) 임선욱(서울대학교 명예교수), 조경수 관리기술 중 조경수의 토양, 서울대학교 식물병원, 68쪽.

3) 같은 책, 67~68쪽.

4) http://cafe.naver.com/kbio/265

출처 : 건강한 삶을 위하여

글쓴이 : 너럭바위 원글보기

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