출제기준 단원 「토양 유기물의 유지 및 관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
묻는 꼴
문제 수
무엇을 묻나
인산의 pH별 유효도 판단
1
토양 pH에 따른 인산의 용해도와 식물 흡수 가능성 구분
미생물 무기화 조건 판별
1
무기화 촉진·억제 요인을 호기성 미생물 관점에서 가려내기
치환산도 측정용액 선택
1
치환산도 측정에 적합한 침출용액을 고르기
뜻
부식질 등 토양 유기물은 표면에 음전하 작용기를 많이 가져 염기치환용량(CEC)을 증가시키므로 토양의 보비력이 커진다. 따라서 부식질이 많을수록 토양이 양이온 형태의 비료 성분을 잘 붙잡아 두는 성질이 향상된다. 유기물이 토양 입단 형성에 기여하고 수분 보유력을 증대시키며 중금속을 흡착하여 식물 피해를 줄이는 기능이 있다는 설명이 재료에서 제시된다.
토양 pH는 인산의 유효도와 밀접한 관계가 있다. 인산은 토양이 강산성일 때는 철·알루미늄과 결합하여 고정되고, 강알칼리성일 때는 칼슘과 결합하여 고정되므로 유효도가 낮아진다. 중성 부근(pH 6.5~7.5)에서 인산의 용해도가 가장 높아 식물이 흡수하기 쉬운 유효 상태가 된다는 점을 핵심으로 이해한다.
토양미생물은 질소 고정 등 식물에 유익한 작용을 수행하므로 유기물 관리와 미생물 활성은 작물 영양과 직결된다. 유기태 질소의 무기화는 주로 호기성 미생물에 의해 일어나므로 산소 공급이 원활한 조건과 적정 온도, 적정 pH가 무기화를 촉진한다. 반대로 담수 조건처럼 산소가 차단되면 호기성 미생물 활동이 억제되어 무기화가 지연된다.
토양 특성의 진단과 수치는 표준화된 방법으로 측정한다. 치환산도 측정에서는 KCl 용액을 수소이온 침출용으로 주로 사용하여 토양 입자에 흡착된 수소 이온을 효율적으로 침출한다. 물만 사용하는 경우 침출 효율이 낮고, 산화제인 과산화수소는 토양 성분을 변화시킬 수 있으므로 적합하지 않다는 점을 유의한다.
산성 토양에서는 수소 이온 농도가 높아 미생물 활동이 저해되어 유기물 분해가 잘 이루어지지 않는다. 특이산성 토양의 경우 활성 알루미늄이 용출되어 식물에 해를 끼치며, 배수 불량 지역이나 특정 산화 과정에 의해 산성화가 진행될 수 있다는 점을 이해한다.
예제
문제에서 인산의 유효도와 pH 관계를 물을 때는 '인산은 중성 부근에서 용해도가 최대'라는 원리를 적용하여 선택지를 판단한다. 산성에서 Fe/Al 인산염 고정, 알칼리에서 Ca 인산염 고정으로 인해 유효도가 낮아진다는 점을 근거로 오답을 배제한다.
무기화 촉진 방법을 묻는 문제에서는 '무기화 = 호기성 미생물 = 산소 필요'라는 등식으로 접근한다. 담수 조건은 산소를 차단하여 무기화를 억제하므로 촉진 방법으로 고르는 것은 틀리다. 건조나 지온 상승, 석회 처리는 각각 산소 공급·효소 활성·적정 pH 유지로 미생물 활동을 돕는 방식이라는 판단으로 풀이한다.
치환산도 측정 관련 문제에서는 KCl 용액이 표준적인 수소이온 침출용이라는 사실을 근거로 정답을 고른다. 물은 침출 효율이 낮고 H2O2는 토양 성분을 변화시킬 수 있으므로 표준 측정 방법의 관점에서 배제한다.
부식의 기능을 묻는 문제에서는 부식이 토양 구조를 안정화하고 보수력을 높이며 중금속을 고정한다고 보는 설명을 옳은 진술로 취급한다. 부식이 토양 구조를 분산시킨다는 설명은 사실과 반대이므로 오답으로 처리한다.
대표 기출 3문항
토양 pH와 인산의 유효도 관계에 대한 설명 중 맞는 것은?
pH가 낮을수록 인산의 유효도는 높아진다.
pH가 중성 부근일 때 인산의 유효도가 가장 높다.
pH가 높을수록 인산의 유효도는 높아진다.
pH는 인산의유효도에 영향을 미치지 않는다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 토양 pH와 인산의 식물이 이용 가능한 유효도 간의 관계를 묻고 있다. 인산은 강산성이나 강알칼리성에서는 금속 이온과 결합하여 고정되지만 pH 6.5~7.5의 중성 부근에서는 용해도가 커져 식물이 흡수하기 쉬운 형태로 존재한다.
인산은 토양 pH가 중성 부근(pH 6.5~7.5)일 때 용해도가 가장 높아 식물이 흡수하기 쉬운 유효 상태가 된다.
토양미생물이 고등식물에 끼치는 유익작용은?
각종 병을 일으킨다.
황산염을 환원한다.
탈질작용을한다.
공기중유리질소를고정한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 토양 미생물이 고등식물에 주는 긍정적 작용을 묻고 있다. 일부 토양 미생물, 특히 질소고정균은 대기 중의 질소를 식물이 흡수 가능한 형태로 전환해 주어 식물의 질소 공급에 기여한다.
토양 미생물은 공기 중의 질소를 고정하여 식물이 이용 가능한 형태로 전환하는 유익한 역할을 한다.
치환산도 측정을 위해 수소이온 침출용으로 어떤 용액을 주로 사용하는가?
KCL
NaCL
H2O
H2O2
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 치환산도 측정 시 수소이온을 침출하는 용액으로 무엇을 사용하는지 묻고 있다. 치환산도는 토양 입자에 흡착된 양이온을 중성 염 용액으로 치환하여 측정하는데, KCl 용액은 이온 강도를 유지하면서 효율적으로 양이온을 치환하므로 표준 용액으로 사용된다.