농촌지도사, 농업연구사, 농업직 시험대비 - 토양학 핵심 요약 14. 토양 조사 및 토양 검정

제 14 장 토양조사 및 토양검정

 

**주요 학습 내용 1. 토양 조사의 종류에 대한 이해 2. 토양의 형태적 특성 조사에 대한 이해 3. 토양 검정에 대한 이해

 

Ⅰ. 토양조사

토양조사라 함은 토양자원을 과학적으로 조사ㆍ평가하여 토지를 합리적으로 이용하고 토지생산성을 향상시켜기 위하여 어느 지역 내에 분포하는 토양의 종류ㆍ성질 등을 조사해서 이것과 식물생육과의 관계를 명백히 하는 일을 말한다. 그러므로 토양조사를 함으로써 조사지역 내에 있어서의 토지이용법, 그 토지에 적합한 농작물의 선정, 토양관리방법과 토양개량법ㆍ재배법 및 시비법의 개선 등 농립업의 경영과 기술상의 중요한 여러 가지 문제가 명백해지는 것이다.

 

1. 토양조사의 목적

토양조사의 목적은 토양자원을 과학적으로 조사ㆍ평가하여 ① 지대별 영농계획 수립, ② 토양조건의 우열에 따른 합리적인 토지 이용, ③ 토양개량 및 토양보존 계획 수립, ④ 농업용수개발에 따른 용수량의 책정, ⑤ 농지개발을 위한 유휴구릉지 분포파악, ⑥ 주택ㆍ도시ㆍ도로 및 지역개발계획의 수립, ⑦ 삼림육성 및 상류수원함양을 위한 조림 및 사방 등 농림업 전반의 개발 및 관리에 필요한 기초자료를 작성ㆍ제공하는 데 있다.

 

2. 토양조사의 내용

① 조사지역의 토양에 대하여 중요한 성질을 조사한다. 이를 위하여 토양단면에 대해 자세한 형태적 조사와 아울러 필요에 따라 채취한 시료의 물리화학적 분석을 실시한다.

② 정해진 분류체계에 따라 조사지역의 토양을 분류한다

③ 생성학적으로 보아 거의 같은 단면의 형태를 가지는 1群의 토양분포를 지도 상에 나타내고, 이와 다른 종류의 토양이 분포되어 있는 경계선을 구하는 토양도를 작성한다.

④ 조사지역 내에 분포하는 토양과 토지이용ㆍ적합한 작물ㆍ토양관리ㆍ토양개량ㆍ시비법의 개 선 등과의 관련을 구한다. 이를 위하여 재배시험을 하기도 한다.

 

3. 토양조사의 종류

토양조사는 조사목적ㆍ기본도의 축척 및 조사정밀도에 따라 개략토양조사ㆍ반정밀토양조사ㆍ정밀토양조사 등 3가지로 크게 구분한다. 이와 같이 조사종류에 따라 토양도도 역시 개략토양도ㆍ반정밀토양도ㆍ정밀토양도로 나누고 있다. 그 밖에 정밀토양조사와 개략토양조사의 결과에서 뽑아 토양군을 분류단위로 하는 일반토양도, 현지조사에 의한 토양과 그들의 생성인자, 즉 지질ㆍ기후ㆍ지형ㆍ생성년대ㆍ식생 등으로부터 발간한 묘사(描寫)토양도 등이 있다.

1) 개략토양조사

① 비교적 넓은 지역에 대하여 실시하는 조사로서 일반적으로 도 이상의 지역에 적용된다.

② 토양의 분류단위, 즉 작도단위는 고차분류단위인 토양군을 사용하고, 조사에 사용되는 기 본도의 축척은 축척은 1:20,000 이상의 소축척이다. 토양도출판은 1:50,000 축척을 사용한다.

③ 작도단위별 최소면적은 0.25ha이고, 조사지점간 거리는 500∼1,000m이다.

④ 이 개략조사결과는 중앙 및 도 단위에서 토지이용ㆍ시비ㆍ토양개량ㆍ개간ㆍ목야지조성 등 의 정책이나 계획수립에 이용된다.

2) 반정밀토양조사

① 동일 조사지역에서 일부 험한 산악지ㆍ암석지 및 건조사질의 평원이나 구릉 등 농경상 이 용가치가 없는 지역은 개략토양조사를 하고, 일부 농경상 이용가치가 있는 지역은 정밀토 양조사를 실시하는 방법이다.

② 정밀토양조사 지역에서는 저차분류단위를, 개략토양조사지역에서는 고차분류단위를 사용한다.

③우리나라같이 산지가 많은 지역에서 효과적이다

3) 정밀토양조사

① 토양조사 중에서 가장 중요한 조사이여, 일반적으로 소지역, 즉 군단위 정도의 범위 또는 개개의 농장ㆍ목장 등의 계획에 이용하고자 실시하는 조사이다.

② 이 조사에 사용되는 분류단위로서는 분류의 최저단위인 토양통이 사용되며, 작도단위로서 는 토양관리에 주안점을 둔 토양구와 토양상이 사용된다.

③ 사용되는 기본도는 1:25,000 축척보다 대축척의 것을 사용한다. 현재 우리나라에서 사용되 는 기본도인 항공사진은 1:10,000ㆍ1:18,750 또는 1:20,000 축척을 사용하고 있으며, 토양도 출판은 1:25,000 축척을 사용한다.

④ 조사지점간의 보통 100∼200m 이며, 기본도인 지도에 표시되는 작도단위별 최소면적은 0.25ha(750평) 이다.

** 참 고

토양도에서의 거리와 면적 계산

① 거리산출 - 토양도상의 거리에 축척의 분모를 곱한다

⇒ 축척이 1/25,000인 지도에서 1cm의 실제거리는 1cm×25,000 = 250m

② 면적산출 - 지도상 면적에 축척의 분모를 제곱한 수를 곱한다

⇒ 1/25,000인 지도상의 1cm2의 실제면적은 1cm×25,0002 = 62,500m2

 

Ⅱ. 토양의 형태적 특성에 대한 조사 내용

1. 경사의 구분

경사는 일반적으로 경사도기를 사용하여 측정하고 %로 나타낸다.

 

 

 

2. 물에 의한 침식정도

물에 의한 침식과 바람에 의한 침식으로 구분할 수 있는데, 우리나라에 있어서는 바람에 의한 침식이 많지 않다. 일반적으로 물에 의한 침식은 토양유실의 정도에 따라 다음과 같이 크게 4가지 등급으로 구분할 수 있다.

① 1등급 - A층의 두께 및 성질이 변하지 않은 상태

② 2등급 -보통 농구를 사용했을 때 B층 상부까지 경운될 정도로 A층이 침식된 토양, 즉 표층 토(A층)의 25∼75%(50%)가 유실되어 있는 상태

③ 3등급 - A층이 거의 유실되어 작토층이 B층이나 또는 그 이하의 층위로 된 상태

④ 4등급 - 계곡침식에 의해 지형이 복구할 수 없을 정도로 된 상태

 

3. 토양의 투수성 등급과 투수속도

토양배수란 표면유거와 지하투수로 인하여 토층으로부터 물이 없어지는 속도와 그 범위를 말한다. 토양배수등급은 토양조사시에 반드시 기재해야 하는데, 등급은 다음과 같다.

① 매우 良好 - 물이 빨리 빠지고, 토양의 색은 갈색ㆍ황색 및 적색계로서 지하수위가 150cm 이하이며, 경사가 심하거나 토층이 매우 얇고 회색반문이 없다.

② 양호 - 물이 쉽게 빠지고, 토양색은 갈색ㆍ황색 및 적색계로서 지하수위가 150cm 이하이 며, 경사가 심하지 않은 대지(臺地)나 구릉지토야이 이에 속한다. 회색반문이 생기 는 수도 있다.

③ 약간 양호 - 배수가 약간 느리며, 토양단면이 잠시 습한 상태로 남아 있고, 토양색은 갈 색ㆍ황색 및 석색계로서 자하수위가 100∼150cm 이다. 히색반문이 전층을 통 해 생기거나 심토의 어느 부분에만 있을 수 있다.

④ 약간 불량 - 배수가 느려서 상당 기간 동안 습한 상태로 남아있고, 토양색은 회갈 및 회색 계로서 지하수위가 50∼100cm 이다. 전층을 통해 황색 또는 적색의 반문이 2% 이상 있다.

⑤ 불량 - 배수가 매우 느려서 지하수위가 연중 지표 상부 또는 표토 근처에 머물러 있고, 토 양의 빛깔은 회색 및 청회색계로서 농황색∼올리브색 및 회색계의 반문이 없거나 매우 적다(2% 이하).

[ 토양의 투수성 등급과 투수 속도와의 관계 ]

 

 

 

4. 토양 단면 조사

토양단면조사는 토양조사에 있어서 가장 중요한 사항이다. 단면을 만들기 위해 시갱(試坑 ; pit)을 하는데, 그 깊이는 150cm를 기준으로 하지만, 그 이내에 모암이 나타나면 모암까지의 깊이로 한다.

1) 토양층위의 측정

토양층위란 토양생성과정을 거쳐 생긴 토양의 특성을 지니고 있으며 토야의 표면과 거의 평 행한 토층을 말한다. 토양단면을 조사할 때에는 각 층위에 대한 깊이와 두께를 정확하게 명 시할 필요가 있다. 깊이는 A1층위의 상단부에서 측정해야 하며, cm로 표시한다. 층위의 경계 선은 그 명료정도와 전이형상이 매우 다른데, 일반적으로 다음과 같이 구분한다.

① 경계의 명료정도

ⅰ) 확연(abrupt) - 경계의 나비가 2cm 이하로서 거의 선상으로 접해 있다

ⅱ) 명확(clear) - 경계의 나비가 2∼5cm 범위 내에서 변화된다

ⅲ) 점도(gradual) - 경계의 나비가 5∼12cm 범위 내에서 변화된다

ⅳ) 불명료(diffuse) - 경계의 나비가 12cm 이상이다

② 전이형상

ⅰ) 평면상(smooth) - 경계가 거의 평면일 경우

ⅱ) 파상(wavy) - 경계가 파상일 경우

ⅲ) 불규칙상(irregular) - 경계의 진폭이 파폭보다 길 경우

ⅳ) 단절상(broken) - 경계가 비연속적일 경우

2) 토색

① 우리나라에서는 Munsell 토색첩을 사용하고 있는데, 이 토색첩에서는 색상(hue)ㆍ명도 (value)ㆍ채도(chroma) 등으로서 토양을 빛깔을 나타내며, 여기에다 토색명을 붙인다.

② 토양의 빛깔을 표시할 때에는 토색명ㆍ색상ㆍ명도ㆍ채도의 순으로 나타낸다. 즉, 토색 명ㆍH(색상)ㆍV(명도)/C(채도) : 건습정도와 같이 표시한다.

☞ 예) 암황갈색 10YR 4/4 : 반습

③ 토양의 주요 계통색은 황∼황갈색계ㆍ갈∼적갈색계ㆍ적색계ㆍ백∼회색계ㆍ청∼녹색계 및 흑색의 6가지이다.

3) 반문

반점은 석회나 유기물이 집적되었을 때 나타나고, 이것은 상층에서 교질물ㆍ유기물ㆍ철분 등 이 용탈되었을 때 생긴다. 이 반문도 토양색과 같이 Munsell 토색첩으로 반문색을 가려내 고, 반문의 양ㆍ크기 등은 다음과 같이 나타낸다.

① 반문의 양 - ⅰ) 적다 : 표면의 2% 이내를 차지

ⅱ) 있다 : 표면의 2∼20%를 차지

ⅲ) 많다 : 표면의 20% 이상을 차지

② 반문의 크기 - ⅰ) 작다 : 최대 지름이 5mm 이하

ⅱ) 보통이다 : 최대 지름이 5∼15mm

ⅲ) 크다 : 최대 지름이 15mm 이상

4) 토성

토성이란 여러 가지 크기의 토양입자의 상대적 비율에 의하여 결정되는 토양의 성질을 말하 며, 이 성질은 특히 모래ㆍ미사ㆍ점토 등의 혼합비율의 영향을 크게 받는다.

5) 토양구조

토양구조는 토양입자의 결합상태, 즉 토괴의 대소ㆍ형상 등을 뜻한다.

6) 토양의 견결도

토양의 견결도는 토양의 응집성이나 점착성의 강도 또는 토괴가 변형되거나 파괴되는 데 대 한 저항력을 말한다.

7) 토양단면 내의 특수생성물

특수생성물이란 결핵(結核 ; concretion) 및 반층(盤層 ; pan)을 말한다. 이들은 직접 관찰할 수 없는 토양의 성질을 암시해 주며, 토양이용면에 큰 영향을 끼치므로 매우 중요하다.

① 결핵 - 어떤 물질이 국부적으로 응축되어 고결된 것으로서 크기ㆍ모양ㆍ빛깔 등이 여러 가지로 다르며, 보통 탄산석회ㆍ철 또는 산화망간으로부터 만들어진다. 흑색이 많 은 경우에는 산화망간의 함량이 많기 때문이다.

② 반층 - 토층이 아주 치밀하거나 단단한 것 또는 점토함량이 아주 많은 것을 말하며, 이 반 층은 식물뿌리의 뻗어나감과 토양생성작용을 나타내는 것으로서 매우 중요하다. 반 층에는 철에 의한 것, 철과 유기물에 의한 것, 철과 규소에 의한 것, 규소와 칼슘에 의한 것, 칼슘에 의한 것, 점토에 의한 것, 미사에 의한 것 등 여러 가지가 있다.

8) 토양반응

토양반응은 현지에서는 간이측정기를 사용하고 실험실 내에서는 초자전극을 사용하여 측정 한다. 토양층위의 pH는 3.5∼9.5이다.

9) 유기물과 식물의 뿌리

토양단면을 조사할 때에는 유기물과 식물 뿌리의 상황도 기록해야 한다. 그러나, 정확한 유기 물의 양은 분석을 해야 한다.

10) 토양 중의 동물

토양 중 곤충ㆍ지렁이 또는 이보다 큰 동물에 대하여 조사ㆍ기록한다.

11) 공극 - 공극의 양과 크기에 대한 용어상의 구분은 다음과 같다.

① 공극량 - ⅰ) 적다 : 10cm2 당 1∼50개

ⅱ) 있다 : 10cm2 당 51∼200개

ⅲ) 많다 : 10cm2 당 200개 이상

② 공극의 크기 - ⅰ) 매우 작다 : 지름 0.075mm 이하

ⅱ) 약간 작다 : 지름 0.075mm∼1mm

ⅲ) 작다 : 지름 1∼2mm

ⅳ) 보통이다 : 지름 2∼5mm

ⅴ) 크다 : 지름 5mm 이상

 

5. 토지 이용 등급

1) 1급지 토양 - ① 논토양 : 토양관리면에서 저해인자가 없고, 생산력이 높다

② 밭토양 : 평탄지에 분포하고, 토양배수가 양호한 양토 또는 사양토이다

2) 2급지 토양 - ① 논토양 : 토양관리면에 다소의 제한을 받는데 제한인자로는 경사, 저습, 석력, 미숙 등이 있다. 생산력이 보통이다

② 밭토양 : 경사, 석력, 저습 등이 저해인자로 작용한다

3) 3급지 토양 - ① 논토양 : 특수기술 및 재배관리가 필요하며 경사, 석력, 저습, 미숙, 사질, 특이산성 등 이 저해인자로 작용한다

② 밭토양 : 전체 작물에 특수기술 및 관리를 필요로 하며 경사, 석력 등 이 저해인자로 작용한다

4) 4급지 토양 - ① 논토양 : 생산력이 매우 낮아 경제적 이용의 어려움이 있으며 사질, 저습, 석력, 경사, 특이산성 등이 저해인자로 작용한다

② 밭토양 : 생산력이 매우 낮아 경제적인 이용에 어려움이 있으며 경반, 사질, 석력, 경사 등이 저해인자로 작용한다

5) 5급지 토양 - ① 논토양 : 투자가치가 없다

② 밭토양 : 투자가치가 없다

[ 토양 급지별 특성 ]

 

 

 

Ⅲ. 토양검정

 

1. 토양시료의 채취

① 단면시료 - 모재가 나타나는 정도의 깊이까지 채취하며 그 양은 각 단면에서 1∼2kg 정도 채취한다

② 포장시료 - 조사대상면적에서 20∼30 군데 고르게 선정하여 작토 깊이 10cm의 토양을 0.5∼1ℓ 가량 채취하여 혼합한 다음 1/4을 토양시료로 택한다

③ 용적측정 시료 - 토층의 표면을 평평하게 깍은 다음 100㎖ 용적통을 끼운 토양시료 채취기로서 채취한다

 

2. 보수력 측정

① 1/3기압(pF 2.5) 이하의 함수량 측정 - 다공질판인 기압판(pressure plate apparatus)

② 15기압(pF 4.2) 이하의 보수력 측정 - 압력막기구(pressure membrance apparatus)

 

3. 염기치환용량 측정

① 시약 : 1N-NH4OAcㆍ80% 에틸알콜ㆍ4% 붕산용액(H3BO3)ㆍ산화마그네슘분말(MgO)ㆍ

0.1N-H2SO4 표준용액ㆍ혼합지시약(메틸렌레드+메틸렌블루+에틸알콜)ㆍ 0.1% 브롬크레솔그린(brom cresol green)

② 계산 :

 

 

4. 토양유기물 정량

⇒ Tyurin 법

① 시약 : 85% H3PO4ㆍ0.4N-중크롬산칼륨황산혼합용액ㆍ0.2N-황산제1철암모늄용액ㆍ

α,α‘-dipyridile 용액

② 계산 :

 

 

건토 중의 유기물(%) = 탄소(%) × 1.724

☞ 식에서, B - 공시험의 적정치(㎖), T - 시료의 적정치(㎖)

f - 0.2N-FeSO4(NH4)2SO4(황산제1철암모늄)의 보정계수

 

5. 토양전질소의 정량

1) 황산분해법 - 질산태질소를 함유하지 않은 경우

① 장치 : 세미마이크로(semi-micro) 증류장치ㆍ켈달(Kjeldahl) 분해장치

② 시약 : 진한 황산ㆍ분해촉진제(K2SO4+CuSO4ㆍ5H2O)ㆍ40% NaOH 용액ㆍ

2% 붕산용액ㆍ혼합지시약(브롬크레솔그린+메틸레드+알콜)ㆍ아연분말ㆍ

황산 표준용액

③ 계산 :

 

 

☞ 식에서, T - 적정에 소요된 황산 표준용액의 ㎖ 수

B - 공시험에서 소요된 황산 표준용액의 ㎖ 수

f - 황산 표준용액의 팩터(factor)

normality - 황산 표준용액의 규정농도

w - 시료의 무게(mg)

2) 살질황산분해법 - 질산태질소를 함유한 경우

① 장치 : 세미마이크로 증류장치

② 시약 : 황산분해법의 시약ㆍ메틸레드액ㆍ살질황산(살질산+황산)ㆍ結晶티오黃酸曹達

 

6. 석회소요량측정법 - ORD 법

① 시약 : 침출액(KCl+NaCl+증류수)ㆍ지시약(브롬크레솔그린+브롬티몰블루+브롬크레솔퍼플)ㆍ

중화액(Ca(OH)2 포화용액)

② 계산 : 중화액 첨가량 × 1.5(논토양)

중화액 첨가량 × 2.5(밭토양)

 

7. 유효인산의 정량

- Lancaster 법

① 시약 : 침출액(빙초산+유산+증류수+NH4Fe+(NH4)SO4+NaOH)ㆍ0.8M-H3BO3액ㆍ

몰리브덴산암모늄황산혼합액ㆍNaHSO3 용액ㆍ아황산조달용액ㆍ

1-amino-2-naphthol-4-wsulfonic acid 용액ㆍ몰리브덴산암모늄황산희석액ㆍ

표준인산용액

② 계산 :

 

 

10a 당 인의 량(kg) = 토양 중 농도(ppm) × 0.1125

 

8. 토양의 인산흡수계수 측정

① 시약 : 2.5% (NH4)2HPO4 용액ㆍLancaster 법에 사용하는 모든 시약

② 계산 : P2O5의 양(mg/100g의 토양) = [2.5% (NH4)2HPO4의 원액 중 인의 농도(ppm) - 표준곡선에서 얻은 시료의 흡착 후의 인의 농도(ppm)] × 0.458

 

9. 유효 규산의 정량

① 시약 : 1N-NaOAc(완충용액)ㆍ0.6N-HClㆍ10%ㆍ몰리브텐산암모늄ㆍ17% Na2SO3 용액

② 계산 :

 

 

 

10. 활성철의 정량

① 시약 : Na2S2O4ㆍ0.02M-EDTAㆍ1% NaClㆍ0.25% o-phenanthrolineㆍ

10% hydroxylamine hydrochloride(NH2OHㆍHCl)ㆍFe 표준용액

② 계산 :

 

 

 


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