[토양학] 토양화학 (토양반응, 토양의 완충능력, 활산도, 잠산도)

토양반응

토양반응

• 토양의 산성 또는 알칼리성 정도를 나타내는 것 => pH로 표시.
• 토양용액에 녹아있는 수소이온(H⁺)의 개수가 많은가?적은가?에 따라
  pH 가 7보다 작으면 (산성), pH가 7보다 크면 (염기성)

토양반응의 중요성

• 토양 중 각종 양분(영양소)의 유효도
• 유해물질(중금속)의 용해도
• 식물의 뿌리와 미생물의 생리/생화학적 반응을 좌우함

토양반응의 요소

• pH란 ? 용액중 존재하는 H⁺농도의 역수의 대수(log)로 정의됨
  = -log(H⁺) => 순수한물이 25℃에서 해리될때 H⁺와 OH⁻ 농도가 10⁻⁷ mol/L로써 중성인것을 기준으로 함

토양 산성에 가장 큰 영향을 끼치는 양이온

• 토양에 흡착되어 있는 H⁺와 Al³⁺ 이온
• 토양산성은 토양용액중 H⁺ 이온농도의 증가, 토양입자의 H, Al 및 Al 복합체의 농도가 높아지기 때문이다.
• 교환성 Al³⁺이온은 pH 5 이하의 토양용액 중 나타나며, 토양용액 중에서 가수분해되어 H⁺이온이 증가하게 됨.

토양 pH에 따른 양분유효도

• 토양의 pH가 4~5로 내려가 강산성이 되면?
  - 식물에 독성을 나타낼 정도로 Al과 Mn의 농도가 높아짐
  - 질소고정하는 균근의 활성이 떨어짐
  - 유기물을 분해하는 세균의 활성저하
• 토양의 pH가 염기성이 되면?
  - 강우량이 적은 지역은 염류집적 -> pH높아짐 (Ca의 집적이 많으면 pH가 8.5까지 상승)
  - pH 7.5~8.5 약알칼리 토양은 Ca, Mg 상승하면, K, Na 함량은 줄어든다.
  - 미량원소의 용해도가 낮아짐
• 적정 pH 범위 (무기질토양 : 6.5, 유기질토양 : 5.5)

토양의 완충능력, 토양의 산도

토양의 완충능력 (buffering of soils)

• pH의 변화에 대항하려는 성질 (pH의 완충능력이 높은것은? 점토)
• 외부로부터 어떤물질이 토양에 가해졌을때 그 영향을 최소화 할 수 있는 능력 "완충용량" 이라함.

토양의 산도

활산도 (토양용액 안에~)

• 토양용액에서 H⁺의 활동도를 측정한 값 (활산도는 pH값으로 나타낸다)
• 토양용액에 녹아 있는 H⁺는 토양산도 전체로 보면 극히소량(1/1000 ~ 1/100,000), 그러나, 식물뿌리나 미생물활동에 중요한 환경

잠산도 (토양입자에 흡착~)

: 토양입자에 흡착되어 있는 교환성 H⁺(교환성수소) 와 Al³⁺(교환성 알루미늄)에 의한 산도

1. 교환성산도, 염교환성 산도
   - KCl/NaCl 과 같은 비완충염을 사용하면 K⁺와 교환
2. 잔류산도
   - 비완충성 염용액으로는 침출되지 않지만 석회물질 또는 특정 pH의 완충용액으로 중화되는 토양산도
   - 일반적으로 유기물이나 규산염 점토광물에 비교환성 형태로 결합된 Al³⁺, Al hydroxides, H⁺와 관련됨