양이온치환용량(CEC)은 토양 입자가 양이온을 붙잡아 두는 능력을 수치로 나타낸 것이다. CEC는 점토와 유기물 함량이 높을수록 커지며 비표면적이 클수록 증가한다는 원리로 이해한다. CEC가 크면 비료 성분이 토양에 오래 머물러 비효가 지속되고 토양의 완충능력도 커져 pH 변화에 강해진다.
토양교질은 입경이 매우 작은 미세 입자로 표면적이 넓어 수분과 양이온을 잘 보유한다는 특성을 가진다. 교질의 미세성 때문에 단위 질량당 표면적이 커지고 이로 인해 양이온 치환능력과 수분 보유능력이 높아진다.
토양 구조 측면에서는 입단구조가 대공극과 소공극을 고르게 포함하여 통기성·보수성·보비성이 균형을 이루므로 작물 생육에 가장 적합하다는 사실을 기억한다. 반대로 나트륨 같은 이온은 입단을 분산시켜 구조를 악화시키며 교질과 유기물은 입단 형성을 돕는 요인으로 작용한다.
부식(안정된 유기물)은 토양의 완충능을 증가시키고 CEC를 높이며 입단 형성에 기여하나 부식은 비교적 안정한 복합체로 미생물에 의해 쉽게 완전히 분해되지 않는다는 점을 구분한다.
pH는 수소이온 농도의 음의 상용로그로 정의되며 수소이온 농도가 10⁻³M이면 pH는 3이 된다는 기본 정의를 적용한다.
예제
문제에서 CEC와 관련된 보기가 주어지면 점토와 유기물 같은 표면적 관련 인자가 정답 후보가 되고 수분함량과 같은 일시적 상태는 배제해야 한다는 점을 확인한다. 또한 토양교질의 설명에서 "수분 보유능력이 낮다"는 문장은 교질의 특성과 정반대이므로 오답이 된다는 점을 확인한다. 입단구조 관련 문항은 대공극의 통기성, 소공극의 보수성, 나트륨의 분산 영향 등의 조합으로 참거짓을 판단하면 된다.
대표 기출 3문항
토양의 양이온 치환용량과 관계가 가장 적은 것은?
유기물 함량
수분함량
점토함량
비표면적
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 토양의 양이온 치환용량(CEC)과 가장 관련이 적은 요인을 묻고 있다. CEC는 토양 입자 표면의 전하량과 그에 따른 이온교환 능력에 의해 결정되므로 점토 함량과 유기물 함량, 그리고 비표면적과 밀접한 상관관계를 가진다.
양이온 치환용량(CEC)은 토양 입자의 표면적과 관련이 깊으므로, 유기물과 점토 함량, 비표면적이 주요 인자이며 수분함량은 직접적 관계가 적다.
토양 입단구조의 중요성에 대한 설명 중 가장 거리가 먼것은?
토양의 통기성과 통수성에 영향을 미친다.
토양 침식을 억제한다.
토양내에 호기성미생물의활성을 증대시킨다.
Na 이온은 토양의 입단화를 촉진시킨다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 토양 입단구조의 중요성 관련 설명 중 가장 부적절한 것을 찾는 문제이다. 입단구조는 통기성·통수성 개선, 침식 억제, 호기성 미생물 활성 증대 등에 긍정적 영향을 주므로 첫 세 보기는 타당하다.