Characteristics and classification of paddy soils on the Gimje-Mangyeong plains

김제만경평야(金堤萬頃平野)의 답토양특성(沓土壤特性)과 그 분류(分類)에 관(關)한 연구(硏究)

This study, designed to establish a classification system of paddy soils and suitability groups on productivity and management of paddy land based on soil characteristics, has been made for the paddy soils on the Gimje-Mangyeong plains. The morphological, physical and chemical properties of the 15 paddy soil series found on these plains are briefly as follows: Ten soil series (Baeggu, Bongnam, Buyong, Gimje, Gongdeog, Honam, Jeonbug, Jisan, Mangyeong and Suam) have a B horizon (cambic B), two soil series (Geugrag and Hwadong) have a Bt horizon (argillic B), and three soil series (Gwanghwal, Hwagye and Sindab) have no B or Bt horizons. Uniquely, both the Bongnam and Gongdeog series contain a muck layer in the lower part of subsoil. Four soil series (Baeggu, Gongdeog, Gwanghwal and Sindab) generally are bluish gray and dark gray, and eight soil series (Bongnam, Buyong, Gimje, Honam, Jeonbug, Jisan, Mangyeong and Suam) are either gray or grayish brown. Three soil series (Geugrag, Hwadong and Hwagye), however, are partially gleyed in the surface and subsurface, but have a yellowish brown to brown subsoil or substrata. Seven soil series (Bongnam, Buyong, Geugrag, Gimje, Gongdeog, Honam and Hwadong) are of fine clayey texture, three soil series (Baeggu, Jeonbug and Jisan) belong to fine loamy and fine silty, three soil series (Gwanghwal, Mangyeong and Suam) to coarse loamy and coarse silty, and two soil series (Hwagye and Sindab) to sandy and sandy skeletal texture classes. The carbon content of the surface soil ranges from 0.29 to 2.18 percent, mostly 1.0 to 2.0 percent. The total nitrogen content of the surface soil ranges from 0.03 to 0.25 percent, showing a tendency to decrease irregularly with depth. The C/N ratio in the surface soil ranges from 4.6 to 15.5, dominantly from 8 to 10. The C/N ratio in the subsoil and substrata, however, has a wide range from 3.0 to 20.25. The soil reaction ranges from 4.5 to 8.0. All soil series except the Gwanghwal and Mangyeong series belong to the acid reaction class. The cation exchange cpacity in the surface soil ranges from 5 to 13 milliequivalents per 100 grams of soil, and in all the subsoil and substrata except those of a sandy texture, from 10 to 20 milliequivalents per 100 grams of soil. The base saturation of the soil series except Baeggu and Gongdeog is more than 60 percent. The active iron content of the surface soil ranges from 0.45 to 1.81 ppm, easily-reduceable manganese from 15 to 148 ppm, and available silica from 36 to 366 ppm. The iron and manganese are generally accumulated in a similar position (10 to 70cm. depth), and silica occurs in the same horizon with that of iron and manganese, or in the deeper horizons in the soil profile. The properties of each soil series extending from the sea shore towards the continental plains change with distance and they are related with distance (x) as follows: y(surface soil, clay content) = $$-0.2491x^2+6.0388x-1.1251$$ y(subsoil or subsurface soil, clay content) = $$-0.31646x^2+7.84818x-2.50008$$ y(surface soil, organic carbon content) = $$-0.0089x^2+0.2192x+0.1366$$ y(subsoil or subsurface soil, pH) = $$-0.0178x^2-0.04534x+8.3531$$ Soil profile development, soil color, depositional and organic layers, soil texture and soil reaction etc. are thought to be the major items that should be considered in a paddy soil classification. It was found that most of the soils belonging to the moderately well, somewhat poorly and poorly drained fine and medium textured soils and moderately deep fine textured soils over coarse materials, produce higher paddy yields in excess of 3,750 kg/ha. and most of the soils belonging to the coarse textured soils, well drained fine textured soils, moderately deep medium textured soils over coarse materials and saline soils, produce yields less than 3,750kg/ha. Soil texture of the profile, available soil depth, salinity and gleying of the surface and subsurface soils etc. seem to be the major factors determining rice yields, and these factors are considered when establishing suitability groups for paddy land. The great group, group, subgroup, family and series are proposed for the classification categories of paddy soils. The soil series is the basic category of the classification. The argillic horizon (Bt horizon) and cambic horizon (B horizon) are proposed as two diagnostic horizons of great group level for the determination of the morphological properties of soils in the classification. The specific soil characteristics considered in the group and subgroup levels are soil color of the profile (bluish gray, gray or yellowish brown), salinity (salic), depositonal (fluvic) and muck layers (mucky), and gleying of surface and subsurface soils (gleyic). The family levels are classified on the basis of soil reaction, soil texture and gravel content of the profile. The definitions are given on each classification category, diagnostic horizons and specific soil characteristics respectively. The soils on these plains are classified in eight subgroups and examined under the existing classification system. Further, the suitability group, can be divided into two major categories, suitability class and subclass. The soils within a suitability class are similar in potential productivity and limitation on use and management. Class 1 through 4 are distinguished from each other by combination of soil characteristics. Subclasses are divided from classes that have the same kind of dominant limitations such as slope(e), wettness(w), sandy(s), gravels(g), salinity(t) and non-gleying of the surface and subsurface soils(n). The above suitability classes and subclasses are examined, and the definitions are given. Seven subclasses are found on these plains for paddy soils. The classification and suitability group of 15 paddy soil series on the Gimje-Mangyeong plains may now be tabulated as follows.

우리나라 답토양(畓土壤)에 대(對)한 토지(土地)의 합리적(合理的) 이용(利用), 토지기반조성(土地基盤造成) 및 생산성 향상(向上) 그리고 토양(土壤)에 관(關)한 조사연구(調査硏究)의 방향(方向)을 뒷받침하기 위(爲)하여 김제만경평야(金堤萬頃平野)에 분포(分布)하고 있는 답토양(畓土壤)에 대(對)한 형태(形態) 및 이화학적(理化學的) 특성(特性) 그리고 그와 수도수량(水稻收量)과의 관계(關係)를 구명(究明)하고 이를 기초(基礎)로 하여 답토양(沓土壤)의 분류법(分類法)과 적성등급구분(適性等級區分)을 시안(試案)하였는 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 답토양(畓土壤)의 형태(形態), 이화학적(理化學的) 특성(特性) 및 그와 수도수량(水稻收量)과의 관계(關係) 김제(金堤) 만경평야(萬頃平野)에 분포(分布)하고 있는 15개(個) 답토양통(畓土壤統)에 대(對)하여 이들 토양(土壤)의 형태(形態), 이화학적(理化學的) 특성(特性)을 보면 다음과 같다. 토양단면(土壤斷面)의 발달정도(發達程度)를 보면 공덕(孔德), 김제(金堤), 만경(萬頃), 백구(白鷗), 봉남(鳳南), 부용(芙蓉), 수암(水岩), 전북(全北), 지산(芝山) 및 호남통(湖南統)는 B(Cambic B)층(層)이 있고 극락(極樂)과 화동통(華東統)은 Bt(Argillic B)층(層)이 있으나 광활(廣活), 신답(新踏) 및 화계통(華溪統)에는 B층(層) 혹(或)은 Bt층(層)이 없다. 특(特)히 공덕(孔德) 및 봉남통(鳳南統)은 흑니층(黑尼層)이 심토(心土) 하부(下部)에 개재(介在)되여 있다. 토양단면(土壤斷面)의 토색(土色)을 보면 공덕(孔德), 광활(廣活), 백구(白鷗) 및 신답통(新踏統)은 대체(大體)로 청회색(靑灰色), 암회색(暗灰色)을 띄우고 김제(金堤), 만경(萬頃), 봉남(鳳南), 부용(芙蓉), 수암(水岩), 전북(全北), 지산(芝山) 및 호남통(湖南統)은 회색(灰色), 회갈색(灰褐色)을 띠우며 극락(極樂), 화계(華溪) 및 화동통(華東統)은 표토(表土) 및 표토하부(表土下部)의 회색(灰色)을 제외(除外)하고 황갈색(黃褐色), 갈색(褐色)을 띠운다. 토양단면(土壤斷面)의 토성(土性)을 보면 공덕(孔德), 극락(極樂), 김제(金堤), 봉남부용(鳳南芙蓉), 호남(湖南) 및 화동통(華東統)은 식질(埴質)이고 백구(白鷗), 전북(全北) 및 지산통(芝山統)은 식양질(埴壤質) 혹은 미사식양질(微砂埴壤質)이며 광활(廣活), 만경(萬頃) 및 수암통(水岩統)은 미사사양질(微砂砂壤質) 그리고 신답(新踏) 및 화계통(華溪統)은 사질(砂質) 혹은 석력사질(石礫砂質)이다. 표토(表土)의 탄소함량(炭素含量)은 0.29%~2.18% 범위(範圍)에 있으나 1.0~2.0%인 것이 많으며 표토(表土)의 전질소함량(全窒素含量)은 0.03%~0.24% 범위(範圍)에 있다. 이들은 심토(心土) 혹은 기층(基層)으로 갈수록 감소(減少)되는 경향(傾向)이나 불규칙적(不規則的)이다. 표토(表土)의 탄질비(炭窒比)는 4.6~15.5 범위(範圍)인데 8~10인 것이 많으며 심토(心土) 및 기층(基層)에서는 표토(表土)에 비(比)하여 그 범위(範圍)가 커서 3.0~20.25이다. 토양반응(土壤反應)은 pH4.5~8.0 범위(範圍)에 있으나 광활(廣活) 및 만경통(萬頃統)을 제외(除外)하고는 모두 산성(酸性)이다. 염기치환용량(鹽基置換容量)은 표토(表土)에서는 5~13 me/100g 범위(範圍)이며 심토(心土) 및 기층(基層)에서는 사질토양(砂質土壤)을 제외(除外)하고 모두 10~20 me/100g 범위(範圍)에 있다. 염기포화도(鹽基飽和度)는 공덕(孔德) 및 백구통(白鷗統)을 제외(除外)하고는 모두 60% 이상(以上)이다. 표토(表土)의 활성철함량(活性鐵含量)은 0.45~1.81% 범위(範圍)이고 역환원성(易還元性)망간은 15~148ppm 범위(範圍)이며 유효규산은 36~366ppm 범위(範圍)에 있다. 이들 3성분(成分)의 용탈(溶脫) 및 집적(集積)은 토양배수(土壤排水), 토성조건(土性條件)에 따라 다르지만 대체(大體)로 10~70cm 범위(範圍)에 집적(集積)하고 있으나 규산(珪酸)은 경우(境遇)에 따라 철(鐵), 망간 보다 깊은 층위(層位)에 집적(集積)되여 있다. 각(各) 토양통(土壤統)의 주요특성(主要特性)은 해안(海岸)에서 부터 거리에 따라 점변(漸變)하고 있으며 점토(粘土), 유기탄소(有機炭素) 및 pH는 해안(海岸)으로 부터 내륙(內陸)으로 옮겨가는 거리와 다음과 같은 상관(相關)이 있다. y(표상(表上)의 점토함량(粘土含量)) = $$-0.2491x^2+6.0388x-1.1251$$ y (심토(心土) 및 표토하부(表土下部)의 점토함량(粘土含量)) = $$-0.31646x^+7.84818x-2.50008$$ y(표토(表土)의 유기탄소함량(有機炭素含量)) = $$-0.0089x^2+0.2192x+0.1366$$ 로서 내륙(內陸)으로 갈수록 높아지는 경향(傾向)이며 y(심토(心土) 및 표토하부(表土下部)의 pH) = $$0.0178x^2-0.4534x-8.353$$ 로서 내륙(內陸)으로 갈수록 낮다. 토양(土壤)의 형태(形態) 및 이화학적(理化學的) 특성(特性)에 있어 특기(特記)되는 것은 토양(土壤)의 발달도(發達度), 토색(土色), 모재(母材)의 다원적(多元的) 퇴적(堆積), 유기물층(有機物層)의 개입(介入), 토성(土性) 및 토양반응(土壤反應) 등(等)이였으며 이들은 답토양(畓土壤)의 분류(分類)에서 고려(考濾)되여야 할 사항(事項)이였다. 토양(土壤)의 몇가지 특성(特性)과 수도수량(水稻收量)과의 관계(關係)에서 토양배수(土壤排水)가 약간양호(若干良好) 내지(乃至) 불량(不良)한 식질토(埴質土), 양질토(壤質土) 그리고 유효심도가 낮은(50cm) 식질토(埴質土)들은 수량(收量)이 대부분(大部分) 10a당(當) 375kg 이상(以上)이며 사질토(砂質土), 배수(排水)가 양호(良好)한 식질토(埴質土), 유효심도가 낮은 양질토(壤質土) 및 함염토(含鹽土)들은 수량(收量)이 대부분(大部分) 10a당(當) 375kg미만(未滿)이다. 수도수량(水稻收量)에 영향(影響)을 미치는 토양(土壤)의 형태적(形態的) 특성(特性)은 토양배수(土壤排水), 토성(土性), 유효심도, 표토(表土) 및 표토하부(表土下部)의 회색화(灰色化) 그리고 염농도(鹽濃度) 등(等)이며 이들은 답토양(畓土壤)의 적성등급구분(適性等級區分)에서 고려(考慮)되여야 할 사항(事項)이였다. 2. 답토양(畓土壤)의 분류(分類) 및 적성등급구분(適性等級區分) 답토양(畓土壤)의 분류기준(分類基準)은 토양(土壤) 자체(自體)가 가지고 있는 성질(性質)에 근거(根據)를 두었다. 토양분류단위(土壤分類單位)는 토양대군(土壤大群), 토양군(土壤群), 토양아군(土壤亞群), 토양계(土壤系) 그리고 토양통(土壤統)의 5단계(段階)를 두고 분류(分類)의 기본(基本) 단위(單位)는 토양통(土壤統)으로 하였다. 토양분류(土壤分類)에 있어 형태적(形態的) 특성(特性)의 차이(差異)를 결정(決定)하기 위(爲)하여 2종류(種類)의 특징토층(特徵土層) 즉(卽) 숙성토층(熟成土層) 및 반숙토층(半熟土層)을 설정(設定)하여 이들의 유무(有無) 및 종류(種類)를 토양대군(土壤大群)의 분류기준(分類基準)으로 하였다. 토양군(土壤群) 및 토양아군(土壤亞群)의 분류(分類)에 있어 고려(考慮)되여야 할 특징적(特徵的) 토양특성(土壤特性)은 우선(于先), 토색(土色), 염농도(鹽濃度), 표토(表土) 및 표토(表土) 하부(下部)의 회색화(灰色化), 토사(土砂)의 다원적(多元的) 퇴적(堆積) 그리고 유기물층(有機物層)의 개입(介入)으로 하였으며 토양계(土壤系)의 분류(分類)에서 고려(考慮)한 토양특성(土壤特性)은 토양반응(土壤反應), 토성(土性) 및 석력함량(石礫含量)에 근거(根據)를 두어 분류(分類)하는 한편 이들에 대(對)한 정의(定義)를 내렸다. 그리고 필자(筆者)의 시안(試案)과 기존(旣存)의 분류안(分類案)을 상호비교(相互比較)하여 검토(檢討)하였다. 답토양(畓土壤)의 적성등급구분(適性等級區分)은 인위적(人爲的) 작용(作用)에 의(依)한 가변성(可變性)이 적은 토양특성(土壤特性)을 토대(土臺)로 하였으며 등급구분단위(等級區分單位)는 등급(等級) 및 아급(亞級)의 2단계(段階)를 두었다. 등급(等級)은 토양(土壤)의 잠재생산력(潛在生産力)이 어느 주어진 단위(範圍)에서 같고 토지이용(土地利用) 및 관리(管理)의 난이(難易)를 고려(考慮)한 토양조건(土壤條件)에 따라 1급(級)에서 4 급지(級地)까지의 4 등급(等級)으로 구분(區分)하였고 아급(亞級)은 동일등급내(同一等級內)에서 중요(重要)한 제한인자(制限因子)로 하였으며 그 인자(因子)는 경사(傾斜), 저염(低濕), 사질(砂質) 석력(石礫), 염해(鹽害), 미력(美熟)이다. 이들 등급(等級) 및 아급(亞級)을 각각(各各) 정의(定義)를 하였으며 아울러 분류시안(分類試案)과의 연관성(連關性)을 검토(檢討)하였다. 김제(金堤) 만경평야(萬頃平野)의 15개(個) 답토양통(畓土壤統)의 분류(分類) 및 적성등급(適性等級) 구분시안(區分試案)을 종합(綜合)하여 보면 다음과 같다.