2052_014_토양의 경도 및 밀도

경도 및 밀도(Hardness and density)

 

본 글은 "The effect of soil properties on vine performance" 중 3.1.3. Hardness and density 부분을 번역한 것임.
D.M. Lanyon, A. Cass and D. Hansen

 

3.1.3. Hardness and density

 

식물뿌리의 생장과 분포에 관한 토양 경도(Hardness) 및 토양 밀도(Density)의 영향을 밝히기 위한 많은 현장 및 실험실 연구가 수행되었다. 토양 수분 함량이 줄거나 압밀(Compaction) 또는 소화(Slake)된 것이 모임으로써 토양이 더 조밀해짐에 따라 토양이 단단해진다.(eg. Philips and Kirkham 1962; Taylor and Gardner 1963; Taylor et al. 1966; Taylor and Bruce 1968; Cockroft 1968; Cockroft et al. 1969; Taylor and Ratliff 1969; Bennie 1991; Voorhees 1992).

포도나무 뿌리의 성장에 관한 토양강도(Soil strength)의 영향에 관해 수행된 연구는 아주 적다. 이런 것들 중 Myburgh et al. (1996a)는 남동부 및 서부 호주에 걸친 주요한 포도재배지역의 포도원에 있는 토양 조건의 세밀한 조사에서, 성장(수량 또는 품질)이 좋지 않은 나무는 종종 뿌리의 발달이 제한되어지는 쪽으로 귀착된다는 것을 발견하였다. 제한되어지는 뿌리의 발달은 굳은 경반(硬盤), 단단해진 하층부 점토질 토양, 다져진 모래, 기계가 지나간 바퀴자리의 다져진 곳 같은  단단하고 밀도가 높은 토양층에 의해 유발되는 것으로 나타났다. 토양 강도의 정도는 강도계(Penetrometer)로 측정되어질 수 있다.

토양의 강도(Strength)는 표준토양 강도계로 측정되어질 수 있다. Both Myburgh et al. (1996a) and Van Huyssteen (1983)는 농포용수함량(Field capacity water content, 農圃容水量)일 때 2MPa의 임계침투저항(Critical penetration resistance)이 자근묘의 효과적인 적절한 근군이라고 결론내렸다. 그러가 강도계 수치는 뿌리와 만나는 절대 저항과 같아지지는 않지만(Barley and Greacen 1967), 토양(Soil matrix)속의 토양 강도의 지표로써 반드시 사용되어져야 한다. 부푸는 진흙토양에서 흔한 구조적인 갈라짐(Dexter 1988) 그리고 갈지 않은 토양에서 발견되는 연결되어 있는 큰 기공(Ehlers et al. 1983)은 뿌리가 계속 자라게 하지만, 수분과 양분의 흡수와 관련하여 기능적인 능력의 감소도 가지고 있다.(Passioura 1988, 1991; Tardieu et al. 1992). 이들 근군 시스템은 듬성듬성(Sparse)하게 나타나며, 단단한 토양의 두드러진 특징이다.

그러나, 품질좋은 포도를 생산하기 위한 듬성듬성한 근군 시스템의 기여(Contribution)은 아주 중요할 수 있다. 예를들면, Saayman and Kleynhans (1978)은 좋은 품질이 포도는 이중으로 된 토양속의 하부토양으로 부터 저장된 물의 방출의 덕분이라고 했다. Van Huyssteen (1988a)은 기존에 존재하던, 연결된 큰 기공에서 가끔 자라는 깊은 뿌리는 나무 수세를 크게 증가시키지는 않지만, 대개는 수분스트레스가 지속되는 기간동안에 나무의 수분공급에는 크게 기여한다고 결론 내렸다. 하부토양 속의 평면적이고 구조적으로 한정되는 성장 및 분포는 토양의 자연적인 구조적 특징에 의해 결정되어진다. 또한 이들의 분포는 왜 토양 형태가 가끔 포도주 품질의 결정인자로 믿어지는지에 대해 설명하는데, 이유는 이들 뿌리의 효율이 중요한 생물학적 단계동안 포도나무의 수분상태를 결정하기 때문이다. (Van Huyssteen, 1989).

 

포도나무의 성장과 관련한 높은 토양 밀도 및 경도의 결과는 이것들이 가지는 수분과 양분을 뽑아내기 위한 근군의 분포 및 기능적인 역량의 직접적인 영향 때문이다. 포도품질을 결정하는데 있어서 잘 분포된 근군 대 성긴 근군의 상대적인 역할 및 기후와의 상호작용은 명확하지 않다.

수분공급, 통기성 그리고 토양경도등의 물리적인 인자들은 동시에 포도나무의 성장에 영향을 준다. 포도나무의 수분 이용능력은 단순한 수분 부족(시듦), 뿌리 호흡을 위한 산소의 부족(침수, Waterlogging) 또는 토양이 포도나무의 뿌리가 뚫고 들어가서 토양수분을 이용기에 너무 단단함(뚫고 들어가는 저항의 한계)에 따라 제한되어질 수 있다. 수분의 가용성을 위한 이들 억제에 대한 생각의 개념은 "제한없는 수분 범위(Non-limiting water range, NLWR)라고 부른다. Letey (1985)는 제한없는 수분 범위의 상한(높은 토양 함수량)은 기공율(Macroporosity) 및 이것의 통기(Aeration)에 대한 관계에 의해 조절되어진다고 정의했다. 하한(낮은 토양 함수량)은 토양 강도 또는 식물성장에 재한을 가하는 시점의 가용수분일 때의 함수량에 의해 결정딘다.

따라서, 제한없는 가용 수분 범위(NLWR)로 알려진 최고의 뿌리 성장 및 발달을 위한 토양의 물리적인 "기회의 창"이 있다. Cass et al. (1994)은 제한없는 수분의 범위는 생산성 뿐만 아니라 쌀의 지속적인 생산에도 영향을 준다고 밝혔다. da Silva and Kay (1996)는 옥수수의 수확에 대해서도 유사한 결과는 알아내었다. 그러나 포도에 대해서는 유사한 연구가 되어지지 않았다.

 

Hall et al. (1977)은 또한 통기용량(Aeration Capacity) 및 총 저장가능 수분(Total  available water storage)에 근거한 토양의 분류를 고안했다. Cass et al. (2002a)은 Hall의 분류를 수정했으며, 포도재배 토양을 분류하기 위해 적용시켰다. Cass et al. (2002a)은 최고의 과일 품질을 위한 최적의 토양 조건은 총 가용수분이 대략 150mm이고, 농포 용수량(Field Capacity, 農圃容水量)때 기상율(Air-filled porosity, 氣相率)이 유효근군에서 0.15m3/m3 이상일 때 달성된다고 주장하였다. Letey (1985)는 수분 가용성과 관련하여 통기성의 부족 및 토양 경도에 대해 설명하기 위해 "제한없는 수분범위"의 개념을 사용하였다는 것에 반드시 주목해야 한다. 이 개념은 최근에 수분 유지 특성(Water retention characteristics) 및 물의 이동성을 포함하고,  각 토양 특성에 대한 등급화된 가중치(Weighting factor)와 조합하여 "Integral water Capacity-굳이 번역하면 총 수분 용량"를 계산하기 위해  Groenevelt et al. (2001)에 의해 확장되었다 가용 수분의 평가로써 토양 물리 특성들의 조합(Integration)은 호주에서 포도를 재배하기 위한 토양의 가장 중요한 특성으로써 Northcote (1988)에 의해 추측되어졌다. 현재 이 표현을 정의하기위한 정보, 바람직한 범위 설정의 개발 또는 수분 가용성을 위한 표준은 이용할 수 없다.

 

[2052_014] CSIRO