떼알구조(AggregateStructure)

떼알 구조(Aggregate Structure)

 

 

'떼알구조에 유기물의 물리적 영향 https://infos.tistory.com/7152' 유기물을 먹고 자라는 미생물(특히 곰팡이와 박테리아)이 분비하는 '끈끈한 점액질(다당류)'은 미세한 흙 입자(점토, 실트)들을 서로 접착시켜 흙 입자들을 포도송이처럼 끈끈하게 감싸고 '안정적이고 구형에 가까운 알갱이(떼알 구조)'를 형성한다. 지렁이 등의 토양 동물은 토양 속을 이동하며 굴을 파고, 이 굴 자체가 대공극을 형성하여 떼알 구조 사이의 연속적인 통로 역할을 한다. 균근균은 토양에 균사를 뻗어 점토 입자들을 엮고, '글로말린(Glomalin)'이라는 끈적한 물질을 분비하여 떼알 구조의 안정성을 크게 높인다

'떼알구조 쇄토(Tillage, 경운) https://infos.tistory.com/7153' 쇄토는 딱딱하게 굳은 흙 덩어리를 부수고 뒤집어 흙 입자 간의 밀도를 일시적으로 낮추고, 큰 공극(대공극)의 비율이 순간적으로 높아져 통기성이 일시적으로 개선되는 효과가 있다. 흙을 뒤집으면서 산소가 깊숙이 들어가 미생물 활동이 폭발적으로 증가해 유기물이 빠르게 산화된다. 유기물은 떼알 구조의 접착제인데, 접착제가 파괴된 상태에서는 떼알 구조가 쉽게 붕괴되어 작은 흙 입자로 돌아간다. 부서진 미세 입자(점토, 실트)들이 물과 함께 이동하여 아래층이나 공극 사이사이를 메워버리고 비가 오거나 농기계가 지나가면 '쉽게 재압밀(Re-compaction)'된다. 떼알 사이의 연속적인 대공극 통로가 막혀 물과 공기의 이동이 방해되고 투수성이 저하된다.

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D5b08요약 '떼알구조 https://infos.tistory.com/7150' 떼알구조 생성 요인에는 미생물, 유기물, 화확적 응집, 동물들이 있다. 떼알구조간에 결합은 포도송이 같은 구조를 만들고, 그 사이에는 '크고 연속적인 공극(대공극)'이 생기므로, 토양은 밀도가 낮아지고 공기 순환과 물 빠짐이 원활해져 딱딱하게 굳는 것을 방지하고 부드러움을 유지. 떼알 구조가 형성되면 외부 압력(예: 농기계)이 가해져도 단일 입자일 때보다 압력을 분산시키는 능력이 커져 압밀(Compaction)에 강해진다.

 

공극 유지: 떼알 구조 사이에는 '크고 연속적인 공극(대공극)'이 생기므로, 토양은 밀도가 낮아지고 공기 순환과 물 빠짐이 원활해져 딱딱하게 굳는 것을 방지하고 부드러움을 유지한다.

압력 분산: 떼알 구조가 형성되면 외부 압력(예: 농기계)이 가해져도 단일 입자일 때보다 압력을 분산시키는 능력이 커져 압밀(Compaction)에 강해진다.

 

물리적 구조의 안정화가 좋지 못할 경우

흙 입자들은 물에 잘 부서지는 안정적이지 못한 알갱이 뭉치(떼알 구조)일 경우, 비나 관수 등으로 물이 공급될 경우 구조가 부서지며 잘게 부서져 공극이 채워지고 밀도가 높아진다.

 

대공극

떼알 구조(입단 구조)를 이루면 반드시 대공극이 생성된다.
떼알 내부 (소공극): 떼알을 구성하는 작은 알갱이(토양 입자)들 사이에는 모세관 공극이라고 불리는 '작은 공극(소공극)'이 형성되어 물을 간직하는 역할을 한다.
떼알 사이 (대공극): 떼알(입단) 자체가 포도송이처럼 뭉쳐지면, 이 떼알들 사이에 상대적으로 큰 공간인 '비모세관 공극(대공극)'이 생겨난다.
이 대공극 덕분에 토양 내에 과잉의 물이 중력에 의해 배수될 수 있고, '산소(공기)의 원활한 이동(통기성)'이 가능해져 식물 뿌리의 호흡과 생육에 적합한 환경이 조성된다.

 

형성 요인

토양 속 동물이 없어도 떼알구조는 형성될 수 있지만, 동물이 있으면 훨씬 더 효과적이다. 미생물의 활동과 유기물만으로도 떼알구조가 기본적으로 형성되지만, 지렁이 같은 동물이 있다면 그 과정이 더 빠르고 규모 있게 촉진된다.
떼알구조는 토양 입자들이 서로 뭉쳐지는 입단화(Aggregation) 과정을 통해 형성되며, 주요 형성 요인은 다음과 같다.

미생물의 역할 (핵심): 토양 미생물(박테리아, 곰팡이 등)이 유기물을 분해하면서 다당류나 글로말린 같은 끈적끈적한 유기 접착 물질을 분비한다. 이 접착 물질들이 미세한 토양 입자(점토, 미사)들을 서로 강력하게 결합시켜 '떼알(입단)'을 만든다. 미생물 활동은 떼알구조 형성의 가장 중요한 화학적 요인 중 하나다.

유기물의 역할: 유기물 자체도 토양 입자들을 뭉치게 하는 역할을 하며, 미생물의 먹이가 되어 입단 형성을 간접적으로 촉진한다.

화학적 응집: 화학적 응집은 주로 토양 용액 속의 '양이온(Ca^2+, Mg^2+, K^+ 등)'이 미세한 점토 입자(0.002mm 이하)를 서로 가깝게 당겨 결합시키는 과정이다. 양이온이 점토 입자들을 서로 가깝게 당겨 응집시키는 역할(가교 역할)을 하여 입단 형성에 기여한다. 화학적 응집으로 형성된 1차 입단은 매우 작다. 주로 '미세 입자(점토)'들이 뭉치기 때문에 0.25mm 이하의 작은 크기를 가지는 경우가 많다. 이러한 작은 입단들이 더 큰 떼알(보통 0.25mm 이상)을 형성하려면 미생물에서 나오는 접착제 역할의 유기물질이 추가되어야 한다. 화학적 인력에 의해 기계적으로 뭉치기 때문에 모양이 비교적 둥글거나 불규칙적이지만, 생물학적 입단만큼 복잡하거나 견고하지는 않다. 유기 접착제 없이 순수한 화학적 응집만으로는 수분에 대한 견고성(안정성)이 약해져 물에 쉽게 풀어질 수 있다.

동물의 역할 (보조 및 촉진): 지렁이, 톡토기와 같은 토양 동물은 흙과 유기물을 먹고 배설물(분변토)을 만드는데, 이 분변토 자체가 매우 안정적인 떼알 구조를 가지고 있다. 또한, 동물의 이동 경로나 굴은 '큰 통로(대공극)'를 직접 만들어 토양의 물리성을 급격히 개선한다.