[토양학] 토양비옥도와 식물영양 [인(P) : 토양 중의 인]
토양중의 인(P)
- 인광석 + 황산 -> 인산 + 석고(석고는 분산물)
(석고는 아래에 폐석고 재활용 참고) - 토양 중의 인의 총함량은 0.005~0.15%
- 토양용액으로부터 H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻의 무기인산 형태로 흡수
- 이온형태로 존재하지 않음, 불용성화합물의 형태로 존재함.
- 토양중의 인은 인회석 광물로부터 유래한 것.
1. 토양용액 중의 인
: 실제 토양용액 중에 어떤 형태로 존재하는가?에 대한 내용으로 토양용액의 pH에 의해 결정된다.
- pH 2~7 : H₂PO₄⁻ 형태로 존재 (산성토)
- pH 7~13 : HPO₄²⁻ 형태로 존재 (염기성토)
- 경작지에서는 "둘다" 해당됨
2. 유기태인
- 인산질비료의 시용이 토양 유기태 인산의 함량에 영향을 끼친다.
- 식물/동물 및 미생물의 세포내에서 생성된 화합물로부터 유래된 것
- 대표적인 유기태 인산화합물은 이노시톨(inositol), 핵산, 인지질 등이 있으며, 이들은 유기태 인산의 50~60%를 차지함
3. 무기태인
- Ca, Fe, Al 과 결합된 형태
: 식물이 이용하지 못함
: 배위자 교환에 의한 흡착이 많이 일어남
: 2:1 광물보다 1:1형 광물에서 많이 흡착
1) calcium phosphate (인산화칼슘)
- 모암에서 유래된 인회석 광물형태의 인을 함유
- monocalcium, phosphate와 dicalcium phosphate로도 존재할수 있는데, 주로 비료형태로 토양에 공급됨
2) iron and aluminum phosphate (철, 인산알루미늄)
- 인산이온이 가용성 철이나 알루미늄과 결합 극히 난용성인 다양한 형태의 철 또는 알루미늄인산화합물로 침전된다.
3) adsorbed phosphate (흡착된 인산)
- 인산이온이 여러가지 형태의 토양광물 표면에 흡착한 형태가 될 수 있음,
- 인산을 흡착한 주요광물 : geothite, ferrihydrite 와 같은 철수산화물, 비정질의 aluminosilicate 광물, imogolite 및 allophane 등이 있음.
폐석고 재활용
| 구분 | 종류 | 내용 |
| 산업용 | 시멘트 응결지연 | 시멘트 응결속도 조절(최대 5% 첨가) |
| 토목재료 | 노반재 대체 | |
| 석고보드/보온재 | 흡음단열재 / 단열, 내화용 | |
| 농업용 | 토양개량제 | 염류제거, 염기성 토양 중화 |
| 비료 | 칼슘(Ca), 유황(S) 공급 | |
| 기타 | 퇴비수분조절 및 악취제거 (최대 5% 첨가) | |
| 기타 | 매립성토재 | 자원재활용, 산림훼손방지 |
| 토양유실방지 | 산불지역 토양복원 | |
| 해양적조퇴치 | 적조생물 포집, 침전 |
인산질비료
- 우리나라 비료공정규격에 설정되어 있는 주요인산질비료
| 구분 | 주성분 | 함유되어야 할 인산최소량 (P₂O₅ %) | ||
| 가용성 | 구용성 | 수용성 | ||
| 과린산석회(과석) | CaH₄(PO₄)₂‧H₂O | 16% | - | 13% |
| 중과린산석회(중과석) | CaH₄(PO₄)₂ | 30% | - | 28% |
| 용성인비 | Mg₃CaP₂O₃‧3CaSiO₂ | - | 17% | - |
| 용과린 | CaH₄(PO₄)₂·H₂O+Mg₃CaP₂O₃‧.3CasiO₂ | - | 17% | - |
| 토마스인비 | CaCN₂ | - | 16% | - |
| 가공인산비료 | ||||
1) 과린산석회
- 불용성인 인광석에 황산을 처리하여 수용성인 속효성 비료로 제조한 것.
- 회백색을 띄며, 석고를 포함(60%)
2) 중과린산석회
- 황산 대신 인산으로 인광석을 처리하여 인산함량을 높게 제조한 것.
3) 용성인비
- 인광석을 용융시켜 제조한 것으로서 과린산석회나 중과린산석회에 비하여 지효성(運效性)
*지효성은 천천히 녹아 작물에 이용되는 성질
- 구용성인산이 주성분으로 물에 녹기 어려움,
4) 용과린
- 과린산석회와 용성인비를 혼합하여 조립한 것이고,
5) 토마스인비
- 인산을 함유하고 있는 선철(P₂O₅, 무쇠)을 용해시키는 과정에서 생산되는 광재(鑛滓; slag)이다.
- 철강공업 폐기물에서 유래된 인산질비료.
