토양의 알갱이 밀도가 2.5g/cm3이고 부피밀도가 1.1g/cm3 일 때 토양의 공극율은?
- 50%
- 35%
- 56%
- 46%
정답과 해설 보기
정답 ③ · 토양의 공극율은 토양 전체 부피 중 공극이 차지하는 비율을 말합니다. 공극율(%)을 구하는 공식은 {(토양 알갱이 밀도 - 부피밀도) ÷ 토양 알갱이 밀도} × 100입니다.
공극율=(알갱이밀도-부피밀도)/알갱이밀도×100 공식을 이용해 (2.5-1.1)/2.5×100=56%를 계산합니다.
개념 한 쪽
유기농업기능사 퇴비 품질 평가 — 탄질률·공극율·모관수
퇴비와 유기물 관리는 토양 물리성·화학성·생물성을 좌우하므로 품질 판단이 중요하다고 본다. 핵심 관점은 유기물의 탄질률이 미생물과 작물 사이 질소 경쟁을 유발하는 정도, 토양의 공극율 계산으로 배수와 통기성 여부를 판단하는 방법, 그리고 작물이 실제 이용하는 토양수분인 모관수와 관련한 개념으로 요약한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「퇴비 품질 평가」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공극율 계산 | 1 | 알갱이밀도와 부피밀도로 토양 공극율을 산출하는 계산 능력 |
| 토양수분 종류 판별 | 1 | 포장용수량과 영구위조점 사이의 작물이 이용하는 수분 구분 |
| 이상적 토양 3상 비율 | 1 | 작물 생육에 알맞은 고상·액상·기상의 이상적인 비율 고르기 |
뜻
퇴비나 짚 같은 유기물을 토양에 공급하면 미생물이 이를 분해하기 위해 탄소를 에너지원으로 사용하고 질소를 동화한다는 점을 이해해야 한다. 이 과정에서 유기물의 탄질률(C/N비)이 높으면 미생물이 토양 중 질소를 많이 흡수하여 작물이 이용할 수 있는 무기질소가 줄어드는 '질소기아' 현상이 심해진다. 탄질률 30 이상인 유기물은 특히 질소기아를 유발할 우려가 크므로 주의해야 한다고 본다.
토양의 물리적 상태를 판단할 때 공극율은 중요한 지표이다. 공극율은 토양 입자 사이의 빈 공간 비율을 말하며, 계산식은 (알갱이 밀도 - 부피 밀도) ÷ 알갱이 밀도 × 100이다. 이 값을 통해 배수성이나 통기성을 유추할 수 있으므로 토양 물리성 평가에서 자주 활용한다.
토양수분은 중력수, 모관수, 흡습수, 결합수로 구분한다. 작물이 흡수하여 이용하는 주된 수분은 소공극에 머무르는 모관수이며, 이는 포장용수량과 영구위조점 사이의 수분 구간을 차지한다. 모관수는 모세관 현상에 의해 유지되어 중력에 의해 쉽게 빠지지 않는 특성을 지닌다.
토양의 건조와 급수 과정에서 발생하는 건토효과도 품질 평가와 관련된다. 건조된 토양에 물을 주면 미생물 활동이 급격히 재개되어 유기물 분해와 암모니아화가 촉진되므로 건토 후 급격한 질소 변화 가능성을 염두에 두어야 한다. 또한 염해 민감도 평가에서 벼는 약 0.1% 내외의 토양 염분 농도부터 생육 저해가 시작된다는 점을 참고한다.
예제
공극율 계산 문제는 공식에 숫자를 대입해 정확히 계산하는 연습으로 해결한다. 예를 들어 알갱이의 밀도를 2.5 g/cm3, 샘플의 부피 밀도를 1.1 g/cm3으로 측정했다면 공극율은 (2.5 - 1.1) ÷ 2.5 × 100 = 56%로 계산한다. 계산 절차를 괄호부터 차례로 풀어가는 습관을 들이면 실수 확률을 줄일 수 있다.
질소기아 관련 문제는 탄질률의 크기와 그에 따른 미생물의 질소 요구량 관계를 묻는 형태로 출제된다. 탄질률이 높을수록 미생물이 토양 질소를 더 많이 흡수하여 작물 질소 결핍을 초래하기 쉬우므로 '탄질률 높음 = 질소기아 심함'이라는 원리로 판단한다.
대표 기출 3문항
포장용수량과 흡수계수 사이의 토양수분을 뜻하는 것으로 소공극에서 중력에 저항하여 유지되며 작물이 주로 이용 하는 수분은?
- 결합수
- 흡습수
- 모관수
- 중력수
정답과 해설 보기
정답 ③ · 토양 수분은 크게 중력수, 모관수, 흡습수, 결합수로 나뉩니다. 그중 모관수는 포장 용수량과 영구 위조점 사이에 있는 수분을 말합니다.
포장용수량과 영구위조점 사이에 위치하며 모관력으로 유지되어 작물이 주로 이용하는 수분은 모관수이다.
다음 중 작물생육에 가장 알맞은 이상적인 토양 3상의 비율은?
- 고상 25%, 약상 25%, 기상 50%
- 고상 25%, 약상 50%, 기상 25%
- 고상 50%, 액상 25%, 기상 25%
- 고상 30%, 액상 30%, 기상 40%
정답과 해설 보기
정답 ③ · 이상적인 토양의 3상 비율은 고상, 액상, 기상이 50:25:25로 이루어지는 것이 가장 이상적입니다. 이 비율일 때 토양의 입자가 50%를 차지하여 지지력을 유지하고, 나머지 50%의 공간은 수분과 공기가 각각 25%씩 차지하여 작물의 뿌리 호흡과 수분 흡수에 가장 적절한 균형을 이룹니다.
자주 묻는 물음
- 퇴비의 탄질률이 높으면 어떤 문제가 발생하나?
- 탄질률이 높으면 미생물이 분해 과정에서 토양 질소를 동화하여 작물이 이용할 수 있는 무기질소가 부족해지는 질소기아 현상이 심해진다.
- 토양 공극율은 어떻게 계산하나?
- 공극율은 (알갱이 밀도 - 부피 밀도) ÷ 알갱이 밀도 × 100으로 계산하여 토양 내 빈 공간 비율을 구한다.
- 작물이 실제로 이용하는 토양수분은 무엇인가?
- 작물이 주로 이용하는 수분은 소공극에 머무르며 모세관력으로 유지되는 모관수로, 포장용수량과 영구위조점 사이의 수분을 의미한다.
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