Ec와 토양 토질

 

'토양의 EC(Electrical Conductivity, 전기전도도)'

'뿌리흡수 - 농도구배(concentration gradient), 확산(diffuse)' 확산 (Diffusion)

'CEC(Cation Exchange Capacity, 양이온 치환 용량)'

 

Ec는 물에 녹아 있는 자유 이온의 총량만을 측정한다. 토양 입자(CEC)에 흡착된 양전하와 음전하의 균형 자체는 EC 측정값에 직접적인 영향을 주지 않는다.

EC 측정 대상은 토양 용액(물)에 용해되어 자유롭게 움직이는 양이온(K+,Na+,NH4+ 등)과 음이온(NO3−,Cl−,SO42− 등)이다.
흡착된 이온: 토양 입자 표면에 흡착되어 CEC를 구성하는 이온들은 물에 녹아 있지 않으며 고정된 상태(pH 의존 전하 등)이거나 교환 가능한 상태일 뿐이므로 EC 측정값에 포함되지 않는다. 따라서 토양 입자의 양전하 총량과 음전하 총량이 수학적으로 일치하더라도, 물에 녹아 있는 자유 이온의 농도가 낮다면 EC 값은 낮게 측정된다.

토양에서 양전하와 음전하의 균형은 일반적으로 다음과 같은 화학적 상태를 나타낸다.
이상적인 양분 균형 (높은 CEC, 균형 잡힌 염기 포화도). 토양이 충분한 양의 음전하(CEC)를 가지고 있고, 여기에 식물에게 필요한 양이온(Ca2+,Mg2+,K+ 등)이 적절한 비율로 흡착되어 있는 상태다. 이 상태는 양분이 풍부하지만 과잉은 아닌 상태를 의미하므로, 토양 용액의 EC 값은 작물 생육에 적합한 범위(0.8∼2.0 dS/m 등)로 나타난다.
염류 집적 토양 (수용성 염류의 불균형). CEC와는 별개로, 토양 용액 자체에 양이온과 음이온이 과도하게 녹아 있어 전기적으로는 중성을 이루더라도 (모든 용액은 전기적으로 중성), 그 농도가 지나치게 높은 상태다. 수용성 양이온과 음이온의 농도가 높기 때문에 EC 값이 급격히 상승한다. 이 높은 EC는 주로 염분 스트레스(삼투압 장애)를 유발한다. (예: Na+와 Cl-이 많을 경우)
pH와 관련된 전하 균형. 토양의 pH는 CEC의 크기(음전하의 총량)에 영향을 미친다.
pH 상승 (알칼리성)에서는 토양 콜로이드의 음전하가 증가하여 CEC가 커지며, 양이온 흡착 능력도 증가한다.
pH 하강 (산성)에서는 수소 이온(H+)이 증가하여 다른 염기성 양이온(Ca2+,K+ 등)을 밀어내고 흡착되며, 이 염기성 양이온들은 물에 녹아 용탈되면서 토양 산성화를 유발한다. 이 과정에서 알루미늄 이온이 용출되면 EC가 일시적으로 높아질 수 있다.

 

식물의 양분 흡수 방식

'식물의 양분 흡수 방식(EC, CEC)' MassFlow는 식물이 증산작용을 위해 물을 흡수할 때, 물에 녹아 있는 양분 이온들이 물의 흐름을 따라 뿌리 표면으로 함께 이동하여 흡수된다. EC측정되고 쉽고 빠르게 양분을 흡수하는 방법. CationExchange는  에너지를 사용하며, MassFlow보다 느리다. 주로 CEC에 흡착된 양분으로 양이온(K+,Ca2+ 등)을 흡수하기 위해, 식물 뿌리는 '수소 이온(H+)'을 분비하고, 이 이온이 토양에 양이온을 밀어내고(교환), 밀려나온 양이온을 흡수한다.