동일한 화산회로부터 발달한 세개의 하와이 토양을 사용하여 중요한 토양 물리화학적 성질을 결정하는 인자인 토양표면전하 (soil surface charge)의 특성에 대한 조사를 수행하였다. 높은 강우량(년 3050mm 이상)하에서 발달한 두 Typic Hydrandepts 토양은 pH 변화에 따른 음 양 전하의 발달이 대단히 컸으며 등전점은 각각 Akaka 토양이 5.0-5.5 사이, Hilo 토양이 6.5-7.0 사이에 있었다. 한편 낮은 강우량(년 500mm 이하)하에서 발달한 Ustolic Camorthid 토양은 pH 변화에 따른 음 양전하의 발달이 위 두 토양에 비하여 훨씬 낮았으며, 등전점 역시 4.5-5.0 사이로서 낮았다. 따라서 자연조건에서 Kawaihae 토양만이 -(음)의 ${\Delta}pH$를 나타내고 Akaka와 Hilo 토양은 +(양) 내지 0 근처의 ${\Delta}pH$ 값을 보여 주고 있다. X-ray 회절분석에 의하여 Typic Hydrandepts 토양의 주광물은 무정형 광물 (60 % 이상)이었고, Ustollic Camorthid 토양중의 주광물은 dehydrated halloysite(1:1 점토광물) (45-50 %)이었음이 밝혀졌다. 이같은 동일한 화산회에서부터 발달한 토양의 현저한 광물학적 차이는 토양발달과정중의 강우량 차이에서 기인한 것으로 추정된마, 세토양중의 점토함량은 최저 42% (Akaka 토양)와 최고 57% (Hilo 토양)로 그 차이가 크지 않았으나 이들 토양의 표면적 ($m^2/g$)은 289 (Akaka 토양), 268 (Hilo 토양) 그리고 93 (Kawaihae 토양)으로서 특별히 Kawaihae 토양이 현저히 낮았다. 이같은 토양간의 표면적과 전하적 특성의 현저한 차이는 토양중의 광물학적 차이에서 오는 것이며 1:1 광물이 주를 이루는 우리나라 대부분의 토양은 본 연구 중의 Kawaihae 토양과 유사한 특성을, 그리고 우리나라 제주도 화산회토의 일부는 Akaka나 Hilo 토양의 특성을 따를 것으로 예상되는 바이다.
미생물제 비료시용이 배추의 생육과 토양의 화학성 변화 및 미생물상에 미치는 영향을 포장시험으로 실시하였다. 대조구에 비하여 TLB미생물제 비료를 시용함으로써 배추의 생육은 양호하였으며, 배추수량에 있어서도 유의성 있는 증수 효과를 보였다. 그러나 TLB미생물제 비료를 시용하더라도 배추생육시 요소비료의 추비량 및 퇴비 시용량을 줄일 경우에는 대조구에 비하여 수량이 다소 감소하는 경향을 보였다. 토양의 화학적 성질에 미치는 TLB 미생물제 비료 시용의 효과는 대조구에 비하여 수확기의 토양유기물 함량의 감소가 가장 큰 것으로 나타났고, 토양중 전질소 함량은 0.76~1.44% 범위로 대조구보다 오히려 미생물제 비료 시용구가 감소하는 경향을 보였다. 토양중 유효인산 함량은 시험전 토양의 559ppm에 비하여 배추의 수확기에 대조구 755ppm 그리고 미생물제 시용구 653ppm으로 대조구와 비교하여 미생물제 시용으로 인하여 다소 낮은 편이었다. 한편 배추 수확 후 배추의 화학적 성분은 전 질소 2.62~2.94%, 인산 1.48~1.55%, 칼리 3.60~4.38%범위이었으며, 각 처리간에 함량의 뚜렷한 차이는 없었다. 토양 미생물상중 전세균수는 대조구보다 미생물제 시용으로 다소 감소하였으나, 배추수확기 토양에서 Pseudomonas속이 3배 이상 높은 군락을 보였다. 그러나 방선균은 큰 차이를 보이지 않았지만, 사상균수는 수확기 토양에서 미생물제 비료 시용으로 현저히 높은 군락을 형성하였다.
토양은 직 간접적으로 인간의 삶과 질에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 비옥한 토양을 가진 지역은 척박한 지역에 비해 상대적으로 풍요한 삶을 누리게 되며 풍습, 관습, 문화 등이 달라진다. 제주지역은 육지부와 기후가 다르지만 토양은 더욱 다르다. 특히 좁은 제주도 내에서도 지역마다 자연비옥도와 토지생산성이 달라서 화학비료가 없었던 과거에는 토양의 성질이 마을의 형성, 풍습, 제사습관 등에 직접적으로 영향을 미쳤을 것으로 보고 있다. 제주해역은 대만에서부터 폭 60km의 구로시오(黑潮) 해류가 3노트의 속도로 흐르다가 나뉘어 지는 기점이다. 이 해류는 옛사람들이 육지에서 제주로 해류를 거슬러 오는 것을 매우 힘들게 하였으며, 제주만의 독자적인 문화와 풍습을 낳게 하는 원인이 되었다. 제주에서 고고학, 민속학을 연구하는 인문 사회학자들이 갖고 있는 의문은 동서 73km, 남부 31km, 면적 $1,825\;km^2$의 작은 섬에서 고인돌과 유적이 발견되는 지역이 한정되어 있고, 지역마다 풍습과 민요가 다르다는 것이다. 심지어 1 km 이내의 짧은 거리의 마을도 다른 것이 매우 많다. 필자는 우연히 '90년대 말 인문 사회학자와 유적, 풍습 등을 조사하는 과정에서 제주를 설명하는 데 토양학적인 접근이 인문 사회분야의 여러 가지 의문점을 풀어내는데 중요한 실마리를 제공하고 있다는 것을 알았다. 그 내용의 일부를 강의에 이용하였으며, 원고 작성방식도 인문학 방식을 많이 따랐다.
본 연구는 논 토양에서 규산질 비료의 성상이 다른 두 종의 규산질 비료의 토양 시비를 통한 토양의 화학적 특성 변화와 벼의 화학적 영양 성분을 평가하고자 수행하였다. 강원도 춘천시 소재 논 토양에서 두 종 (슬래그를 이용한 입상 규산질 비료와 수용성 입상 규산질 비료)의 규산 처리 수준에 따른 토양환경 변화를 보기 위해 무처리와 관행시비, 처리 기준의 0, 1, 2, 4배 처리 후 토양 화학적 변화를 고찰하였다. 슬래그를 이용한 규산질 비료의 처리 시 토양 pH는 시험 전 토양 pH에 비하여 상승하였으나 수용성 규산염을 원료로 한 규산질 비료의 처리 시에는 pH의 변화가 나타나지 않았는데 이는 수용성 규산염의 처리 양이 적고 가수분해율이 적기 때문인 것으로 판단된다. 슬래그를 이용한 규산질 비료를 처리한 구의 토양 유효규산 함량은 15일과 35일까지는 슬래그를 이용한 모든 규산질 비료 처리 구에서 증가하였다. 하지만 처리 60일 후부터는 유효규산 함량이 감소하는 것으로 나타났으나 수용성 규산염을 원료로 한 규산질 비료의 경우에는 토양 유효규산 함량의 증가가 대조구와 비교하여 볼 때 매우 적게 증가한 것으로 나타났다. 슬래그를 이용한 규산질 비료 처리구에서는 처리량에 관계없이 무처리 구에 비해 치환성 칼슘과 유효 인산 함량이 증가하는 것으로 나타났으나 최고 수준 (4배)의 처리구에서의 유효 인산 함량은 비례적으로 증가하지는 않았다. 슬래그를 이용한 규산질 비료 처리구에서의 볏짚의 규산 함량은 무처리구와 관행 처리구에 비해 모두 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 규산질 비료를 처리함에 따라 규질비 ($SiO_2$/N)가 증가하였다. 관행 처리구와 슬래그를 이용한 규산질 비료 100% 처리시의 규질비는 각각 8.4와 11.5로 나타났다. 본 실험의 연구 결과를 통하여 슬래그를 이용한 규산질 비료의 토양시비는 토양의 화학적 성질 개선 및 수도 생육을 위해 바람직하나 수용성 규산질 비료의 경우에는 엽면 시비를 통한 액상 분무 등을 통하여 시비를 하는 것이 바람직하다고 판단된다.
본 연구는 현재로는 인삼의 조작이 불가능한 것으로 인식되어 있는 장애 현상을 생태화학적인 면에서 검사하여 그 원인을 추구하려 하였다. 현재 인삼의 조작장애 원인은 특정균의 침해로 해석하고 있으나, 그 병 유발의 원인에 대하여는 아직 불분명하며 여러 가지 가능성이 추리된다. 삼재배지와 비재배지 토양의 일반적인 성질의 비교에서는 별차이를 볼 수 없었으며, 경작을 통한 유기물의 증가와 그에 따른 양이온 교환용량의 상승을 볼 수 있었다. 삼 재배지와 비 재배 토양에서 알칼리로 추출되는 부식물의 성상을 비교하였으나, 적외선부 흡황곡선으로는 양자간에 별차이점이 없이 공통 또는 유사성을 보이는 급광대를 가지며 재배지역에 따라 근소한 상이점을 보였다. 한편 삼근권 토양의 에탄을 추출물에는 삼생육 기간중 분비하였을 것으로 추정되는 물질들이 함유되어 있으며 정성적인 검색으로 상근성분의 일부와 같거나 또는 유사한 것으로 보였다. 이러한 근권내 특수 유기물질과 연작장애와의 연관성은 삼근 부패인(특정 미생물)의 특성을 고려하여 상호 긴밀히 검토되어야 할 것이다.
홍적(洪積)에 기인(基因)된 적황색토중(赤黃色土中) 생성년대(生成年代)가 오래다고 추정(推定)되는 창평통(昌平統)에 대한 형태(形態) 및 물리적(物理的) 화학적(化學的) 성질(性質)에 관(關)하여 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하여 보면 다음과 같다. 형태적특성(形態的特性)에 있어 표토(表土)(A층(層))는 암갈색(暗褐色)의 미사질식양토(微砂質埴壤土)이며 심토(心土)(B층(層))는 암적색(暗赤色) 내지(乃至) 적색(赤色)의 미사질식토(微砂質埴土) 혹은 식토(埴土)로서 토괴표면(土塊表面)에 점토피막(粘土皮膜)이 형성(形成)되어 있다. 기층(基層)은 풍화(風化)된 석력(石礫)이 있는 홍적모재(洪積母材)이며 토양(土壤)의 깊이는 150cm 이상(以上)으로 매우 깊다. 물리적(物理的) 화학적(化學的) 특성(特性)에 있어서는 강산성(强酸性)(표토(表土) 4.5 심토(心土) 5.2~5.5)이며 유기물함량(有機物含量)(표토(表土) 0.84% 심토(心土) 0.15~0.8%)이 낮음과 동시(同時) 염기치환용량(鹽基置換容量)(표토(表土) 12me/100g 심토(心土) 8.9~23.5me/100g)도 낮다. 그러나 치환침출염류(置換浸出鹽類) 총량(總量)에 의(依)한 염기포화도(鹽基飽和度)(표토(表土) 55% 심토(心土) 48~85%)는 비교적(比較的) 높은 편(便)이다. 토양입자(土壤粒子)의 수직분포(垂直分布)에 있어서 표토(表土) 및 심토(心土)는 뚜렷한 변화(變化)가 없는 것으로 보아 심토(心土)에 있어 점토집적(粘土集積)은 Podzolization에 의(依)한 것이라기 보다 점토(粘土)의 기계적이동(機械的移動)에 의(依)한 것이라 추정(推定)된다. 창평통(昌平統)은 USDA 7차분류시안(次分類試案)에 의(依)하면 Typic Hapludalfs, FAO 분류방식(分類方式)에 의(依)하면 Brunic Luvisols 에 속(屬)한다.
생강 재배지 토양의 물리 화학적 특성 변화, 생강의 양분 흡수 관계, 생강의 생육 변화를 조사하였다. 시험 전 토양과 생강 수확 후 토양 특성을 비교하면, 시험 전 토양의 전질소 함량은 $0.04{\sim}0.13g\;kg^{-1}$, 치환성 K는 $1.88{\sim}2.80cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 Mg는 $0.41{\sim}0.55cmol_c\;kg^{-1}$, 수확 후 토양의 전질소 함량은 $0.31{\sim}0.95g\;kg^{-1}$, 치환성 K는 $0.47{\sim}1.37cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 Mg는 $1.07{\sim}1.97cmol_c\;kg^{-1}$로서 전질소 함량과 치환성 Mg의 함량은 증가하였고, 치환성 K의 함량은 감소하였다. 식물 양분 중 K, Ca, Zn, Cu의 흡수량이 지상부에서, 망간의 흡수량은 지하부에서 높은 함량을 보였으며, K의 흡수량은 지상부에서 $63.9{\sim}72.3g\;kg^{-1}$, 지하부에서 $27.6{\sim}37.3g\;kg^{-1}$로서 특히 높은 함량을 보였다. 생강 중 K의 높은 흡수량으로 인하여 토양 중 치환성 K의 함량이 수확 후 감소한 것으로 보인다. 생강의 뿌리썩음병은 저지대 및 식양토에서 높은 병발생률을 보였는데, 저지대로의 수분이동과 저지대의 배수 취약성이 병발생을 증가시키고, 토양수분 보유력이 높은 식양토 또한 병발생 증가에 영향을 준 것으로 생각된다. 뿌리썩음병 발생률은 낮게는 26.7%에서, 높게는 88.1%로 나타났는데, 생강 성숙기인 8월과 9월의 고온다습한 기후 조건도 높은 뿌리썩음병 발생의 원인으로 보인다. 생강 뿌리썩음병은 토양의 토성 및 지형 조건에 따른 토양수분의 증가, 고온다습한 기후 조건 등에 따라 발생률이 증가되는 것으로 판단된다. 따라서, 생강 재배지 선정시 지대의 경사, 토성, 배수 system 등이 고려되어야 할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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