토양유기물, 토양단면 및 토양의 물리적 특성

토양 유기물

• 생물체에서 유래한 사체 및 배설물(토양 중 약 1-7% 차지)

• 종류

① 부식질 (humus)

• 토양 유기물이 미생물 분해작용에 의해서 변화된 일정한 형태가 없는 교질(colloid)상의 복잡한 혼합물

• 화학적으로 안정된 고분자량의 방향족 중합체이면서 관능기를 많이 함유

② 비부식질

• 미분해이거나 부분적으로 분해된 유기물을 의미

• 단당류, 아미노산, 타닌, 유기인산염 등

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• 부식질의 종류

① 휴믹산(부식산, humic acid)

▷ 알칼리에 녹고 산에 녹지 않는 물질

▷ 황갈색~흑갈색

▷ 중~고분자의 산성물질이며, 무정형의 물질

▷ 방향족고리를 가지며 이중결합을 많이 가지고 있음

▷ 양이온치환용량이 200~600me/100g로서 매우 높음

▷ 1가의 양이온과는 수용성 염을 만듦

▷ Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ 등과는 난용성 염을 만듦

② 펄빅산(fulvic acid)

▷ 알칼리와 산에 다 같이 녹는 물질

▷ 저분자의 휴믹산과 비부식물질이 결합된 것

▷ 양적으로 휴믹산과 비슷

▷ 휴믹산에 비하여 C의 함량은 적지만 O의 함량은 많은 편

▷ Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ 등과 결합하여 수용성 염을 형성

③ 부식탄(휴민, humin)

▷ 알칼리나 산의 어느 것에도 녹지 않는 물질​

▷ 불용성 부식질

▷ 전체 부식질의 20~30%를 차지

▷ 무기성분과 강한 결합

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• 토양단면(토양층위)

• O층 – 유기물층

▷ 토양단면의 최상층에 위치, 유기물의 분해가 발생

• A층 – 용탈층

▷ O층의 바로 아래층이며 성토층(용탈층+집적층)의 윗부분에 위치

▷ 광물질이 풍부하며 하부에 있는 층보다 색깔 짙음

▷ 기후나 식생 등의 영향을 받아 가용성염기류가 용탈

• B층 – 집적층

▷ 성토층(용탈층+집적층)의 아랫부분에 위치

▷ 풍화작용이 가장 활발하게 진행되고 있는 층

▷ 토양의 구조가 뚜렷

▷ A층에서 용탈되는 이화학적 성분들이 B층에서 침전 또는 집적이 이루어지는 층

• C층 – 모재층

▷ 유기물이 유입되지 않은 무기물 층

▷ 토양생성작용 및 풍화작용을 거의 받지 않은 층

• R층 – 모암층

▷ 단단한 기반암

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(1) 결정형 점토광물

• 기본 구성단위인 규산 사면체와 알루미늄 팔면체가 각각 그 비율을 달리하여 결합

→ 여러 종류의 광물을 만들게 됨

• 규산 사면체 - 규소(Si) 원자 주위를 4개의 산소(O) 원자가 둘러싸고 있는 구성

- 이 사면체 단위는 서로 결합하여 실리카판(Silica Sheet)을 구성

• 알루미늄 팔면체 - 알루미늄(Al) 원자 주위를 6개의 수산기(OH-)가 둘러싸고 있는 구성

- 이 팔면체 단위는 서로 결합하여 깁사이트판(Gibbsite Sheet)을 구성

- 팔면체 단위에서 주가 되는 금속의 원자가 마그네슘이면 이를 브루사이트판(Brucite Sheet)

토양무기물의 종류(광물의 종류)

① 1차 광물

▷ 마그마가 냉각되어 생성된 광물로서 암석에서 분리된 후 큰 변화가 없었던 광물

▷ 대표적 1차 광물 - 석영, 장석, 운모, 각섬석, 휘석, 감람석(6대 조암광물)

→ 공통적으로 SiO2를 다량 함유하여 규산염광물이라고도 함

▷ 주로 모래 및 미사를 구성

▷ 비표면적이 작고 반응성이 없음

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② 2차 광물

▷ 1차 광물이 풍화작용이나 변성작용에 의해 새롭게 생성되거나 성질이 변화된 광물

▷ 점토가 대부분 → 점토광물 대표적 2차 광물(점토광물)

- 카올리나이트, 일라이트, 몬모릴로나이트, 클로라이트 등

▷ 비표면적이 크고 반응성이 풍부

▷ 하전을 갖고 있음

▷ 표면에 교환성 이온을 보유

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① 밀도

• 입자밀도 : 토양 중 고상 자체만의 밀도 (보통 2.65 g/cm 3 )

• 용적밀도: 토양의 단위부피당 건조중량으로서 자연상태의 토양 밀도

𝜌𝑑 = 𝑀 / 𝑉 (용적밀도 = 건조토양무게 / 용적)

② 입단

• 물속에서 붕괴되는 입단은 의미가 없음

• 토양을 24시간 물속에 담근 후 물 속에서 체로 친 다음 남아 있는 양을 구함

입단화도 = (건토 중 남아있는 양 − 습토 중 남아있는 양) / 체를 통과한 전체 양 ×100

③ 분산도

• 토양의 분산 정도를 나타내는 것 (입단화도와 반대 특성)

• Puri 분산계수

분산계수 = 물에 담그고 24 시간 후 진탕했을 때의 0,002 𝑚𝑚 이하의 입자량 × 100

완전히 분산시킨 경우의 0.002 𝑚𝑚 이하의 입자량

④ 가소성

• 물기가 있는 토양에 외부의 힘을 가하여 형체를 변형시킨 다음, 힘을 제거하여도 변형된 그대로의 모양을 유지시키는 성질

• 소성지수(Plastic Index, PI) = LL - PL

액성한계(Liquid Limit, LL): 토양이 소성을 나타내는 최대의 수분함량

소성한계(Plastic Limit, PL): 토양이 소성을 나타내는 최소의 수분함량

 

 

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