토성조사는 토양의 표층부터 하부층까지 층위를 구분하고 각 층의 유기물 분해 정도와 물리적 성질을 파악하는 조사이다. 토성조사에서는 Ao·H·A·B·C층 같은 단면 명칭을 이해하고, 점토 입자의 특성·수분 보유 능력·양이온치환용량(CEC) 같은 물리·화학적 성질을 확인한다.
토양 단면은 표면의 유기물 상태에 따라 Ao층, H층, A층 등으로 구분한다. Ao층은 낙엽이나 분해되지 않은 유기물이 쌓인 표면 유기물층이다. H층은 부식층으로 낙엽 등이 장기간에 걸쳐 완전 분해되어 원래 조직을 식별할 수 없고 흑갈색을 띠며 산성을 보이는 층이다. A층은 유기물이 부분 분해되어 조직이 일부 남아 있는 층이다.
토양수분은 식물이 이용 가능한 모관수와 이용 불가능한 팽윤수·흡습수·화합수로 구분한다. 모관수는 토양 입자 사이의 모세관 현상으로 식물이 흡수하여 이용할 수 있는 수분이다. 팽윤수와 흡습수는 토양 입자에 강하게 붙어 있어 식물이 흡수할 수 없고 화합수도 생물학적 이용 대상이 아니다.
pF는 토양수분항을 로그로 나타낸 값이며 pF가 커질수록 물이 토양에 더 강하게 결합되어 식물 흡수가 어렵다. 임계위조점은 pF 약 4.2이고 영구위조점(PWP)은 일반적으로 pF 4.2~4.5 범위로 규정하며, pF 4.5 수준에서는 식물이 물을 공급받아도 회복하지 못하는 상태가 된다.
점토광물은 입자가 매우 작아 단위무게당 비표면적이 크다. 따라서 점토 함량이 증가하면 토양의 수분 보유력과 양분 보유력(CEC)이 증가한다. CEC는 토양이 양이온을 붙잡아 두는 능력을 나타내며 입자 크기가 작을수록 비표면적이 커져 CEC가 커진다. 반대로 사질토양은 입자가 커서 CEC가 작다.
토양 산도(pH)는 수종 생육에 중요한 요인이다. 대부분의 침엽수와 참나무류 등 주요 수종은 약산성 범위에서 양호한 생육을 보이므로 pH 5.5~6.5를 기준으로 인식한다.
예제
문제 유형은 토양 단면의 층위별 정의를 묻거나, 토양수분항의 pF 값 해석·점토와 CEC의 관계를 묻는 패턴으로 출제된다. 예컨대 H층을 묻는 문항에서는 '완전 분해되어 육안으로 조직 식별 불가'와 '흑갈색·산성'이라는 특징을 확인하면 정답을 고를 수 있다. pF 관련 문제는 pF가 커질수록 식물 흡수 가능성이 낮아지고, 영구위조점이 pF 4.2~4.5 범위에 있다는 점을 기준으로 판단하면 된다. 점토 관련 문항은 '입자 작음→비표면적 큼→수분 및 양이온 보유력 큼'이라는 인과 관계를 적용하면 정답을 도출할 수 있다.
대표 기출 3문항
식물의 생활과 관련되는 토양 수분항수 중에 영구위조점(permanent wilting point)dml pF 값으로 가장 적당한 것은?
2.7
4.5
5.9
7.0
정답과 해설 보기
정답 ② · 토양 수분항수 중 식물이 흡수할 수 없어 영구적으로 위조(시듦) 현상을 일으키는 영구위조점(permanent wilting point)의 pF 값은 일반적으로 4.2~4.5 범위에 해당합니다. 보기 중 가장 적당한 값은 4.5이다.
영구위조점은 식물이 회복 불가능한 시들로 접어드는 지점으로, pF 값은 일반적으로 4.2~4.5 범위에 해당한다.
단순히 토양입자의 크기로만 평가하였을 때, 단위부피당 토양이 지닌 양이온치환용량(CEC)이 가장 큰 것은?
사질토양
미사질토양
정질토양
사질양토
정답과 해설 보기
정답 ③ · 양이온치환용량(CEC)은 토양 입자의 비표면적이 클수록 증가합니다. 토양 입자의 크기는 모래 > 미사 > 점토 순으로 작으며, 점토가 가장 큰 비표면적과 전하를 띠고 있어 단위 부피당 CEC가 가장 큽니다.
토양 입자가 작을수록 비표면적이 커져 양이온치환용량(CEC)이 증가하므로 정질토양이 최대이다.
산림 토양내 점토광물의 양이 증가 할수록 나타나는 현상을 설명한 것 중 바른 것은?
통기성이 증가한다.
수분 보유력이 증가한다.
양분 보유력이 감소한다.
표면적이 감소한다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 산림 토양 내 점토광물의 양이 증가할 때 나타나는 현상을 묻는 문제이다. 점토광물은 입자가 매우 미세하여 비표면적이 크고, 표면에 수분을 흡착하는 능력이 뛰어나므로 수분 보유력이 증가한다.