떼알구조에 유기물의 물리적 영향

 

'떼알구조' 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.

'토양 경화와 유기물 영향 https://infos.tistory.com/7151' 보습 향상으로 모세관력 발생 지연, 토양 속 동물 증가로 떼알 구조 형성을 증가시키고 접착력이 향상 된다. 그로인하여 대공극 증가와 통기성 향상. 그외 CEC향상으로 EDL압축(다가 이온 등) 향상으로 응집력 향상.

'EDL(Electric Double Layer, 전기 이중층) https://infos.tistory.com/7149': 토양 입자 주변에는 입자 표면의 음전하를 상쇄시키기 위해 양이온이 모여 얇은 층을 형성한 것. 표면에 이온인 다가 이온일 수록 강한 인력으로 점토 표면에 밀착하여 EDL이 압축되고 얇아진다. 이 상태에서는 점토 입자끼리 가까이 다가갈 수 있어 서로 '응집(뭉침)'이 잘 일어난다. 그렇지 못한 경우 EDL을 확장시키고 두껍게 만들어 EDL이 두꺼워지고 겹치게 되면, 인접한 점토 입자들 사이에 '강한 정전기적 반발력(척력)'이 발생하게 되면 점토 입자들을 서로 멀리 밀어내어 '분산(Dispersion)'시킨다.

 

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D5b08요약 '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

 

분해된 유기물(부식)과 특히 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.

 

피복작물(Cover Crops) 재배: 호밀, 클로버 등 뿌리가 깊고 섬유질이 많은 작물을 재배하면, 뿌리가 토양 속으로 침투하면서 뭉친 흙을 뚫고 물리적으로 떼알들을 분리하여 간격을 만든다. 뿌리가 죽은 후에는 그 자리에 크고 연속적인 통로가 영구적으로 남게 된다.

지렁이 및 토양 동물: 지렁이 등의 토양 동물은 토양 속을 이동하며 굴을 파고, 이 굴 자체가 대공극을 형성하여 떼알 구조 사이의 연속적인 통로 역할을 한다. 또한, 지렁이 배설물(분립)은 매우 안정적인 떼알 구조를 가지고 있어 토양 구조 개선에 기여한다.

균근균(Mycorrhizal Fungi): 균근균은 토양에 균사를 뻗어 점토 입자들을 엮고, '글로말린(Glomalin)'이라는 끈적한 물질을 분비하여 떼알 구조의 안정성을 크게 높이고 붕괴를 막는다.

 

 

 

미생물 점액질 (다당류) 분비

이것이 유기물이 흙 입자를 결합시키는 가장 강력한 물리적 작용이다.

물리적 '풀' 역할: 토양 미생물(특히 세균과 곰팡이)은 유기물을 분해하고 대사하는 과정에서 '점액성 다당류(Polysaccharides)'와 같은 끈적한 물질을 분비한다.

흙 입자 포획: 이 점액질은 물에 잘 녹지 않고 끈적끈적하여 미세한 '흙 입자(점토, 실트)'들을 강력하게 감싸고 서로 접착시켜 뭉치게 한다. 마치 시멘트처럼 입자들을 엮어 '떼알 구조(Aggregate)'를 형성하고 안정화시킨다.

곰팡이 균사(Hyphae)의 엮음 작용

네트워크 형성: 토양 곰팡이나 균근균(Mycorrhizal Fungi)은 실처럼 가는 '균사(Hyphae)'를 토양 속으로 뻗어 나간다.

물리적 엮음: 이 균사 네트워크는 흙 입자나 작은 떼알 뭉치들을 물리적으로 그물처럼 엮거나 감싸서 구조를 강화하고, 외부 충격이나 물에 의한 붕괴를 막아준다.

섬유질의 감싸는 작용

잔여물: 완전히 분해되지 않고 남은 유기물 조각(식물 잔재의 섬유질 등)은 흙 입자들을 물리적으로 감싸거나 뭉치게 하여 초기적인 떼알 구조를 형성하는 데 기여한다.

 

쇄토(Tillage, 경운) 효과

'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.