[기본서] 토양수분의 퍼텐셜

토양수분의 퍼텐셜

- 중력의 작용으로 물이 가질 수 있는 에너지 (물의 상대적인 위치에 따라서 퍼텐셜의 크기가 결정됨)

- 중력퍼텐셜 Ψᵍ = pʷᵍᶻ ( pʷ : 물의 밀도, ᵍ : 지구중력가속도, ᶻ : 기준면으로부터 물이 위치하고 있는 점까지의 높이)

- 기준면으로부터 물의 위치가 높아질수록 커진다.(절대값은 지구의 중심에서 0이 되지만, 지구 중심을 알 수 없기에 기준면을 설정하여 상대적인 값으로 중력퍼텐셜을 나타냄)

- 기준면에 위치하고 있는 물의 경우, z 값이 0이므로 중력퍼텐셜도 0이 된다.

- 기준면보다 높은 위치에 있는 물은 +값, 낮은 위치에 있는 물은 -값이 된다.

- 극성을 가진 물분자가 토양 표면에 흡착되는 부착력의 힘. 또는 토양입자 사이의 모세관에 의한 힘.

- 자유수는 매트릭스의 영향을 받지 않으며 매트릭퍼텐셜의 기준상태 0이다.

- 토양입자의 표면이나 모세관공극에는 강하게 흡착 보유되므로 자유수에 비해 낮은 퍼텐셜을 가진다. (항상 음의 값을 가진다.)

- 물이 빠르게 스며들거나 흡착되는 경우(건조토양, 스펀지 등)에는 매트릭퍼텐셜이 낮다.

- 식물의 뿌리에서 지속적으로 물을 흡수하는 것은 매트릭퍼텐셜이 낮게 유지되기 때문이다.

- 밭토양에서는 압력퍼텐셜과 삼투퍼텐셜의 비중이 매우 작기 때문에 매트릭퍼텐셜은 총수분퍼텐셜과 비슷한 값을 가짐.

- 물의 무게에 의하여 생성. (주로 수면 이하에서 그 위에 존재하는 물의 무게로 인한 압력)

- 대기와 접촉하고 있는 수면이 기준상태.(이때의 압력퍼텐셜은 0이다.)

- 포화상태의 토양에서 수면 이하의 물의 압력퍼텐셜은 항상 +값을 가지고, 불포화상태에서의 토양에서 토양수분이 대기압과 평형상태에 있으므로 그 압력퍼텐셜은 0이다.

- 압력퍼텐셜은 논과 같이 물로 포화된 상태의 토양에서 작용하고, 불포화상태의 토양에서는 작용하지 않는다.

- 토양용액 중에 존재하는 이온이나 용질 때문에 생긴다. (용액 중의 이온이나 분자들은 수화현상으로 물분자들을 끌어당기므로 물의 퍼텐셜에너지가 낮아진다.)

- 순수한 물의 삼투퍼텐셜을 0으로 정의. (ex. 설탕용액 등과 같이 용질을 함유하면 용액은 항상 음(-)의 삼투퍼텐셜 값을 가진다.)

- 토양수분은 용질을 함유하고 있으므로 항상 음(-)의 값을 가진다.

- 염류가 집적된 토양에서는 토양용액의 삼투퍼텐셜이 매우 낮을 경우 식물이 물을 흡수하기가 어려워진다.

참고자료 : 토양학 (향문사)