41. 개간지와 사구지 및 논 토양의 일반적 특성

- 개간지와 사구지 및 논 토양의 일반적 특성

 

- 개간지와 사구지는 다음과 같다.

 

- 개간지

새로 개간(거친 땅이나 버려둔 땅을 일구어 논밭이나 쓸모 있는 땅으로 만듦)한 토양은 대체로 산성이며, 치환성 염기가 적고, 토양구조가 불량하며, 인산을 비롯한 비료 성분도 적어서 토양의 비옥도가 낮다. 따라서, 산성토양의 개선책과 같은 대책이 필요하다. 또한, 개간지는 경사진 곳에 많으므로 토양보호(경사진 곳에서는 토양이 유실될 확률이 높으므로 보호가 필요하다)에 유의해야 한다.

 

- 사구지

사구지(해안이나 사막에서 바람에 의하여 운반ㆍ퇴적되어 이루어진 모래 언덕. 크게 해안에서 볼 수 있는 해안 사구와 사막에서 볼 수 있는 내륙 사구로 나뉜다)는 점토와 부식의 함량이 극히 적고, 수분과 양분이 부족하며, 풍식(바람 때문에 일어나는 침식 작용)을 받기 쉽다. 따라서, 작물 재배에 극히 부적당하다. 그러나 지하에 중점토·비닐·아스팔트 등을 깔고 누수를 방지한 다음 관개·시비하여 작물을 재배하는 방법이 있다.

 

이 밖에 점적관개 시스템(가는 구멍이 뚫린 관을 땅속에 약간 묻거나 땅 위로 늘려서 작물 포기마다 물방울 형태로 물을 주는 방식. 과실 나무와 포기 사이가 넓은 채소 작물에 주로 사용한다)을 설치하여 작물을 재배하는 방법도 있는데, 지하에 비닐 파이프를 설치하고 양분·수분을 파이프를 통하여 공급함으로써 작물을 재배하는 방식으로 시설재배에서 널리 이용하는 방식이다.

 

사구지 토양을 개량하려면 방풍시설과 관개시설을 하고, 점토와 부식을 공급해야 한다. 사구지 토양에서도 생육이 가능한 진주조·위핑러브그래스·헤어리베치 등의 피복작물(거름이 흘러 내려가거나 토양이 침식되는 것을 막기 위하여 심는 작물. 목초나 콩과 식물이 많다)을 먼저 심어서 토양부식의 증대를 꾀하는 것도 한 방법이다.

 

- 논 토양은 다음과 같다.

 

- 논 토양의 일반특성

1. 토층분화와 탈질현상

담수된 논 토양이라도 산소가 함유된 수분의 침투에 따라 어느 정도의 산소는 공급된다. 논의 물(이하 논물)에는 대기 중 산소와 조류(하등 은화식물의 한 무리. 물속에 살면서 엽록소로 동화 작용을 한다. 뿌리, 줄기, 잎이 구별되지 않고 포자에 의하여 번식하며 꽃이 피지 않는다)나 잡초 등의 광합성으로 배출된 산소가 용존되어 있다.

 

담수 후 유기물 분해가 왕성할 때는 미생물이 소비하는 산소의 양이 논물에서 공급되는 산소보다 훨씬 많아서 논 토양은 전 층이 환원상태가 된다.

 

그러나 시일이 경과하여 유기물 분해가 진전되고, 토양 중에 분해되기 쉬운 유기물이 줄어들면 토양의 상층부에서는 논물에서 공급되는 산소가 미생물이 소비하는 산소의 양보다 우세하게 된다. 그리하여 표층 수 mm 에서 1~2cm의 층은 산화제2철로 적갈색을 띤 산화층이 되고, 그 이하의 작토층은 산화제1철로 청회색을 띤 환원층이 된다. 그리고 심토는 유기물이 극히 적어서 산화층을 형성한다. 이를 논 토양의 ‘토층분화’라고 한다.

 

토양의 산화·환원상태를 흔히 Eh(산화환원전위)로 표시한다. ‘산화’란 전자를 잃는 것이고, ‘환원’이란 전자를 얻는 것이다. 산화·환원이 일어나는 용액에 전극을 삽입하면 전극의 표면과 용액 사이에 전위차가 생기는데, 이것이 Eh이며, 보통 mV(millivolt)로 나타낸다. Eh의 상승은 산화 방향, 하강은 환원 방향을 표시하며, 또 pH(토양반응)의 값이 올라감에 따라 Eh의 값은 내려가는 경향이 있다. 따라서, Eh는 pH를 첨부하여 표시하며, pH 6일 때의 Eh를 Eh 6으로 표시한다.

 

암모니아태질소를 산화층에 주면 질화균이 ‘질화작용’을 일으켜 질산으로 된다(NH4 -> NO2 -> NO3). 질산은 토양입자에 흡착되지 않고, 아래의 환원층으로 씻고 내려가면 탈질균의 작용으로 환원되어 가스태질소로 바뀌어(NO3 -> NO -> N2O -> N2), 대기 중으로 나가는데, 이를 ‘탈질현상’이라고 한다.

 

암모니아태질소를 환원층에 주면 절대적 호기균인 질화균의 작용을 받지 않으며, 또 암모니아는 토양에 잘 흡착되므로 비효(비료가 작물 따위에 미치는 효과)가 오래 지속된다. 이처럼 암모니아태질소를 논 토양의 심부 환원층에 주어서 비효의 증진을 꾀하는 것을 ‘심층시비’라고 한다.

 

심층시비의 실제적 방법으로서 암모니아태질소를 논을 갈기 전에 논 전면에 미리 뿌린 다음에 갈고 써려서 작토의 전 층(대부분이 환원층)에 섞이도록 하는 것을 ‘전층시비’라고 한다. 그러나 누수가 심한 논에 심층시비하면 오히려 질소의 용탈을 크게 해서 불리하다.

 

질산태질소를 논에 주면 탈질현상과 용탈이 심해서 비효가 암모니아태질소보다 떨어지므로, 논에서는 질산태질소를 사용하지 않는다.

 

2. 유기태질소의 무기화

논 토양에는 벼가 그대로 이용할 수 없는 유기태질소가 많으며, 적당한 처리를 하면 유기태질소의 무기화(자연계에 존재하는 유기 물질이 미생물에 의하여 분해되어 무기 물질이 되는 현상 또는 과정)가 촉진되어 다량의 암모니아가 생성되므로 이를 ‘잠재지력’이라고 하기도 한다.

 

ㄱ. 건토효과

토양이 건조하면 토양유기물은 그 성질이 변하여 미생물이 분해하기 쉬운 상태로 된다. 여기에 가수(물과 작용시키는 것) 하면 미생물의 활동이 촉진되어 다량의 암모니아가 생성되는데, 이를 ‘건토효과’라고 한다. 토양이 얼 때도 건조와 같은 탈수 효과로 담수 후 암모니아가 생성된다. 건토효과는 유기물 함량이 많을수록 크며, 또 건조가 충분해야 효과가 크다.

 

건토효과로 생성되는 암모니아는 벼에 일시에 과다하게 흡수되지 않고, 뿌리의 발육에 따라 서서히, 그리고 충분히 이용되므로 비효가 높다.

 

벼 재배기간 중에도 심한 가뭄으로 논에 균열이 졌다가 비가 와서 담수상태가 되면 건토효과가 나타난다. 이 경우에 시비의 양과 시기를 조절하지 않으면 비료 과다현상으로 도열병(포아풀과 식물, 특히 벼 품종에 많이 생기는 병의 하나. 분생자에 의하여 감염되며, 보통 잎에 검은빛을 띤 갈색의 불규칙한 반점이 생기어 퍼지고, 마침내 잎 전체가 갈색이 되어 마르게 된다) 등의 병을 유발하게 된다.

 

ㄴ. 지온상승효과

한여름 논 토양의 지온이 높아지면 유기태질소의 무기화가 촉진되어 암모니아가 생성되는데, 이를 ‘지온상승효과’라고 한다. 26℃ 일 때보다 40℃에서 암모니아 생성량이 훨씬 많다. 지온상승에 따른 암모니아 생성량의 증가는 습토와 풍건토 사이에 큰 차이가 없다.

 

ㄷ. 알칼리효과

토양에 알칼리나 산을 첨가하여 토양반응을 바꾼 다음에 담수하면 유기태질소의 무기화가 촉진되는데, 이는 토양반응의 변화로 난분해성(한 합성물이 그 구성 요소로 나누어지기 어려운 성질. 잘 썩지 않아 환경 오염의 원인이 된다) 유기물을 분해할 수 있는 미생물의 종이 활동하여 분해하기 때문이다.

 

특히, 알칼리의 처리로 나타나는 효과를 알칼리효과라고 한다. 논에 수산화칼슘 100~200kg/10a 정도를 시용하면 알칼리효과가 나타난다.

 

3. 질소의 고정

논에는 질소의 천연공급량이 많을 뿐만 아니라 조류의 대기질소고정작용도 나타난다. 표면산화층에 질소고정남조(질소를 고정하는 조류, 핵막으로 싸인 핵이나 다른 세포 소기관을 가지고 있지 않은 조류. 세균성 엽록체가 아닌 고등 식물이 가지는 엽록체를 가지고 있어 광합성을 한다)가 번식하면 햇볕을 받아 대기 중의 질소를 고정하여 질소를 공급한다.

 

석회·인산을 시용하면 남조의 번식이 왕성하여 질소 고정량도 증대하며, 많을 때는 벼농사 기간에 2kg/10a 정도의 질소를 고정한다.

 

4. 인산의 유효화

논 토양이 담수 후 환원상태가 되면 밭 상태에서는 난용성(물이나 그 밖의 용매에 잘 녹지 않는 성질)인 인산알루미늄·인산철 등이 유효화(효력이나 효과가 있도록 만들어짐)한다. 또한, 논에는 어느 정도 인산의 천연공급량이 있으므로 논 토양에서는 인산비료의 요구량이 적은 편이다.

 

그러나 한랭지에서는 저온으로 인하여 생육 초기에 미생물의 활동이 부진하여 논의 환원상태가 발달하지 못하므로 인산시용의 효과가 크게 나타난다.