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토양학공부

토양물리(5)

by shy0216 2025. 2. 1.

판상 구조와 무형구조

판상 구조는 접시와 같은 모양이거나 수평 배열의 토괴로 구성된 구조로 토양 생성 과정 중에 발달하거나 인위적인 요인에 의하여 만들어진다. 따라서, 모재의 특성을 그대로 간직하고 있는 것이 특징이며, 물이나 빙하의 아래에 위치하기도 한다. 판상 구조는 우리나라 논 토양에서 많이 발견된다. 논 토양에서 경운은 약 15cm 깊이에서 이루어지며, 오랫동안 경운하는 경우에 점토 입자가 15cm 밑에 이동하여 집적되고 압력에 의해 다져지면서 형성된다. 판상 구조는 용적밀도가 크고 공극률이 급격히 낮아지며 대공극이 없어진다. 따라서, 수분의 하향 이동이 불가능해지고, 뿌리가 밑으로 자랄 수 없게 만들어 벼의 생육을 나쁘게 한다. 우리나라에서는 경반층이라고 하며 판상구조를 없애기 위하여 심경을 권장하고 있다. 무형구조는 낱알구조나 덩어리 형태의 구조를 말한다. 낱알구조는 모래와 같이 토양입자들이 서로 결합하지 않는 형태이고, 덩어리 구조는 어떠한 모양으로 구분하여 나눌 수 없는 형태로서 서로 결합하여 있는 상태의 구조이다. 이와 같은 무형 구조의 토양은 주로 모재가 풍화 과정 중에 있는 C층에서 발견된다.

 

토양구조의 역할

토양구조는 뿌리의 발달과 분포에 직접 영향을 끼칠 뿐만 아니라, 수분과 공기의 함유 비율에도 영향을 끼친다. 일반적으로 토괴 사이의 간격은 모래-미사-점토 입자 간 간격보다 넓다. 따라서, 괴상 구조의 토양이 노출되었을 때 토괴 사이의 넓은 공간은 수분 이동의 통로가 되고, 습윤할 때는 점토가 팽창하여 토괴의 공간이 사라지며 대신에 점토판이 생성된다. 이러한 점토판은 불투수층으로 작용하여 식물 뿌리의 생장뿐만 아니라 수분의 하향 이동을 방해하게 된다. 일반적으로 입상 구조는 수분 침투성과 배수성 및 통기성이 모두 좋고, 판상 구조는 이러한 성질들이 나쁘다. 

 

토양의 견지성

토양의 견지성은 외부 요인에 의하여 토양구조가 변형되거나 파괴되는 데에 대한 저항성 또는 토양입자 간의 응집성을 의미한다. 모래, 미사, 점토 입자 간의 힘의 특성과 강도를 나타내는 것으로써 토성과 함수량에 따라 토양의 역학적 성질이 매우 달라진다. 토양의 견지성은 토양수분의 상태에 따라 변하는데 수분이 너무 많은 상태에서는 유동성과 점성을 가지고, 습윤한 수분 상태에서는 소성을 가진다. 수분함량이 감소하여 소성을 잃으면 부스러지기 쉽고 더욱 건조하면 입자들이 응집되고 단단해진다. 이처럼 수분함량이 증가하면 유동성과 점성이 증가하고, 반면에 수분이 감소함에 따라 유동성과 점성이 감소하므로 토양의 견지성은 토양을 관리하거나 경운하는 데 중요한 요인이 된다.

 

강성

토양이 건조하여 딱딱하게 굳어지는 성질을 강성 또는 견결성이라고 한다. 일반적으로 수분이 적어 건조한 상태의 토양입자는 반데르발스힘에 의해 결합되어 있어서 딱딱하다. 특히, 반데르발스 결합이 가능한 판상의 점토 입자가 많을수록 토양의 강성이 커지는 반면, 구상 무정형광물이 많을수록 강성이 작아진다. 점토가 많은 토양이 건조하면 벽돌과 같이 딱딱해지는 것과 같은 상태를 나타낸다.

 

이쇄성

토양이 강성과 소성을 가지는 수분함량의 중간 정도의 수분을 함유한 조건에서 토양에 힘을 가하면 쉽게 부스러지는데, 이러한 성질을 이쇄성이라고 한다. 이쇄성은 말 그대로 쉽게 부서진다는 의미를 지니고 있는데, 이때 경운하면 적은 힘으로 경운할 수 있고, 경운한 후에도 입단구조가 잘 형성되는 장점이 있다. 이쇄성 조건에서 경운하는 것은 농경학적인 측면에서 유리하고, 강성의 조건에서는 경운기에 힘이 많이 가기 때문에 불리하다. 또한, 이쇄성보다 수분이 많은 조건인 소성의 조건에서 경운하면 기계에 토양이 많이 달라붙어 경운하기가 어렵고 입단이 쉽게 파괴되는 등의 단점이 있다.

 

소성

소성은 힘을 가했을 때 물체가 파괴되는 일이 없이 단지 모양만 변화되고 힘을 제거하면 다시 원래의 상태로 돌아가지 않는 성질을 말한다. 토양은 물을 적당히 가하면 소성을 가지는데, 어느 정도 이상의 수분 상태에서는 토양이 형태를 유지하지 못하고 유동 상태로 변화된다. 또한 일정 수분함량 이하에서는 힘을 가했을 때 형태를 유지하지 못하고 부스러진다. 따라서. 토양이 소성을 가질 수 있는 최대 수분함량과 최소 수분함량이 있을 수밖에 없는데, 토양이 소성을 가지는 최소 수분함량을 소성하한 또는 소성한계라 하고, 최대 수분함량을 소성상한 또는 액성한계라고 한다. 그리고 소성한계와 액성한계의 차이를 소성지수라고 한다. 소성계수는 동일 점토광물일 경우 점토 함량이 증가하면 소성지수가 증가한다.

 

 

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