토양 입자 크기별 특징과 차이점 – 자갈, 모래, 미사, 점토 비교

토양 입자 크기별 특징과 차이점 – 자갈, 모래, 미사, 점토 비교

토양(土壤, soil)은 다양한 크기의 입자로 구성되어 있으며, 입자 크기에 따라 자갈, 모래, 미사(실트), 점토로 분류됩니다. 이들은 각각 배수성, 보수성, 양분 보유력, 통기성, 작물 성장 등에 영향을 미칩니다. 토양의 물리적 특성을 이해하는 것은 농업, 원예, 조경, 환경 공학 등 다양한 분야에서 중요한 요소입니다.

 

1. 자갈(Gravel)

• 입자 크기: 2mm 이상
✅ 물, 이온, 화합물을 흡착하거나 보유하지 못함
✅ 토양 구조에서 골격 역할을 함
✅ 토양으로 분류되지 않음(비토양)
• 영향: 배수가 매우 빠르며, 농업적으로 활용하기 어려움

 

2. 모래(Sand)

• 입자 크기: 2.0mm ~ 0.05mm
✅ 대공극(Macropores)이 많아 통기성과 배수성이 우수함
✅ 비표면적이 적어 수분과 양분 보유 능력이 낮음
✅ 주로 석영(Quartz)과 장석(Feldspar) 등의 1차 광물로 구성됨
• 영향:
✅ 배수성이 좋아 작물 뿌리가 쉽게 성장할 수 있음
✅ 보수성과 양분 보유력이 낮아 지속적인 관수와 비료 공급이 필요

3. 미사(실트, Silt)

 

• 입자 크기: 0.05mm ~ 0.002mm
• 특징:
✅ 모래보다 작은 공극을 형성하여 보수력이 다소 높음
✅ 습윤 상태에서 점착성이 없으며, 가소성(소성)이 없음

(가소성이란 외부에서 힘을 가했을 때 변형되고 다시 원래대로 돌아오지 않는 성질)
✅ 풍화에 의해 생성된 석영 미립자로 구성됨
✅ 배수성과 보수성이 적절한 균형을 이루지만, 단독으로는 농업적 활용도가 낮음
✅ 바람에 의해 쉽게 침식되므로 보호 대책이 필요함

 

4. 점토(Clay)

• 입자 크기: 0.002mm 이하
✅ 미세한 공극이 많아 보수성과 양분 보유력이 뛰어남

✅ 주로 2차광물로 구성: 2번 정도 풍화나 변화가 이루어 만들어진 것을 말함

✅  바람에 의한 침식정도가 가장 낮음☆ - 점토는 입자가 매우 강하게 결합되어 있어 바람에 의한 침식이 잘 안 된다.

✅ 교질(콜로이드)의 특성과 표면전하를 가진다. ☆

✅  비표면적이 크다(단위질량, 단위부피당 표면적의 크기를 이야기한다. 입자가 작을수록 비표면적은 크다)

✅  수분의 흡착보유, 이온교화 점착성 등 이화학성이 좋다. 
✅ 점착성이 강하여 수분을 머금으면 팽창하고 건조하면 수축하는 성질이 있음
✅ 가소성(소성)이 높아 외력이 없어도 원래의 형태로 돌아오지 않음

✅ 점토의 종류와 함량은 토양의 화학적 특성에 결정적인 역할을 한다. 
✅ 물을 오래 보유하지만 배수성이 낮아 과습에 취약함
✅ 농업적으로 유기물을 혼합하여 배수성을 개선할 필요가 있음

 

 

식물이 흡수할 수 있는 유효수분의 양은 점토를 많이 함유하고 있는 식토보다 모래, 미사, 점토와 유기물이 적절하게

혼합된 양토, 미사질 양토, 식양토 등이 많다.

 

공극과 토성의 관계

1. 대공극 (Macropores, 0.08 ~ 5mm 이상)
• 특징: 토양 입자 사이의 큰 공극으로, 물과 공기의 이동이 원활함
• 역할: 배수 통로, 뿌리 성장 공간, 토양 생물 이동 경로
• 영향: 배수가 빠른 토양(모래 토양 등)은 대공극 비율이 높음

2. 중공극 (Mesopores, 0.03 ~ 0.08mm)
• 특징: 물이 빠진 후 모세관 현상으로 유지되는 수분을 저장
• 역할: 식물이 흡수할 수 있는 물을 보유
• 영향: 적절한 중공극 비율은 작물 재배에 유리함

3. 소공극 (Micropores, 0.005 ~ 0.03mm)
• 특징: 물을 서서히 흡수하거나 저장하는 역할
• 역할: 작물 뿌리가 천천히 흡수할 수 있는 수분 공급
• 영향: 점토질 토양에서 소공극 비율이 높음

4. 미세공극 (Ultramicropores, 0.0001 ~ 0.005mm)
• 특징: 작물이 직접 이용하기 어려운 수분을 포함
• 역할: 작은 미생물들의 이동 통로 및 서식 공간
• 영향: 토양 구조가 지나치게 치밀하면 미세공극이 증가하여 배수가 나빠짐

5. 극소공극 (Cryptopores, 0.0001mm 이하)
• 특징: 미생물조차 자랄 수 없을 정도로 작은 공극
• 역할: 물이 거의 이동하지 않으며, 토양의 보수력을 결정
• 영향: 배수가 불량한 점토 토양에서 극소공극 비율이 높음

 

토양 공극이 중요한 이유

토양 공극은 작물 재배와 토양 환경을 결정하는 중요한 요소입니다.
• 배수와 보수의 균형: 대공극이 많으면 배수가 원활하지만, 물 저장 능력이 떨어지고, 극소공극이 많으면 배수성이 낮아 과습 위험이 큼
• 작물 뿌리 성장: 적절한 중공극과 소공극 비율이 작물의 건강한 생장에 유리함
• 미생물 활동: 미세공극과 중공극은 유익한 미생물의 서식처가 됨

토양 개량 방법
• 배수가 너무 빠른 경우: 퇴비나 점토 성분을 추가하여 중공극과 소공극을 늘림
• 배수가 불량한 경우: 모래 또는 유기물을 첨가하여 대공극 비율을 증가시킴

 

기출

8회 나무의사

건조 시료의 총무게가 10g이고, 이 중 자갈 2g, 모래 4g, 미사 2g일 때, 토양의 구성비로 옳은 것은?

 

① 모래: 40%, 미사: 20%, 점토: 20%

② 모래: 40%, 미사: 20%, 점토: 40%

③ 모래: 40%, 미사: 25%, 점토: 25%

④ 모래: 50%, 미사: 20%, 점토: 20%

⑤ 모래: 50%, 미사: 25%, 점토: 25% ✅ (정답)

 

1. 총무게에서 자갈을 제외하고 토양만 고려

• 건조 시료 총량: 10g

• 자갈의 무게: 2g → 자갈은 토양으로 취급하지 않으므로 제외

• 토양(모래 + 미사 + 점토)의 총량: 10g - 2g = 8g

2. 각 입자의 비율 계산

• 모래: 4g / 8g × 100 = 50%

• 미사: 2g / 8g × 100 = 25%

• 점토: 8g - (모래 4g + 미사 2g) = 2g → 2g / 8g × 100 = 25%

3. 정답 선택

• 모래: 50%, 미사: 25%, 점토: 25%

• 정답: ⑤번 ✅

[6회 기출]

 

 토양의 입자 중 표면적이 크고 콜로이드 성질이 강하며, 수분의 흡착 보유, 이온교환, 점착성 등 토양의 중요한 이화학성에 크게 영향을 미치는 것은?

 

① 조사

② 점토 ✅ (정답)

③ 세사

④ 미사

⑤ 자갈

 

해설

• **점토(Clay)**는 입자 크기가 매우 작고 표면적이 커서 콜로이드 성질을 가짐.

• 수분 흡착 보유 능력과 이온교환 능력이 뛰어나 토양의 보수력, 점착성, 화학적 반응성에 중요한 역할을 함.

 

(8회)

토양을 구성하는 기본입자인 모래, 미사, 점토의 특성으로 옳지 않은 것은?

 

① 점토는 수분 및 물질의 흡착능력이 크다.

② 유기물의 분해 속도와 온도변화는 모래에서 가장 빠르다.

③ 모래는 비표면적이 작아 수분과 양분 보유능력이 거의 없다.

④ 미사 입자는 습윤상태에서 점착성 또는 가소성을 갖지 않는다.

⑤ 바람에 의한 침식 정도는 입자 크기가 작은 점토에서 가장 높다. ❌ (오답, 점토보다 미사가 더 쉽게 침식됨)

 

(8회)

토양 입자 크기에 따라 달라지는 토양의 성질이 아닌 것은?

 

① 교질물 구조 ✅ (정답)

② 수분 보유력

③ 양분 저장성

④ 유기물 분해

⑤ 풍식 감수성

 

해설

• **교질물(Colloidal Material)**은 점토와 유기물로 이루어진 물질로, 본질적으로 입자 크기가 작지만 자체적으로 고유한 구조와 성질을 유지함.

• 즉, 토양 입자 크기와 관계없이 교질물 구조는 자체적으로 존재하므로 정답은 ①번.

• 반면 수분 보유력, 양분 저장성, 유기물 분해 속도, 풍식 감수성 등은 입자 크기에 따라 크게 달라짐.

 

 

추가 연습문제

 

점토가 많은 토양에서 식물이 쉽게 이용할 수 없는 수분의 유형은?

 

① 중력수(Gravity Water)

② 모세관수(Capillary Water)

③ 흡착수(Hygroscopic Water) ✅ (정답, 점토 표면에 강하게 결합되어 있어 식물이 흡수할 수 없음)

④ 지하수(Groundwater)

 

 토양 내 미세 공극이 증가할수록 발생하는 현상이 아닌 것은?

 

① 모세관 현상이 증가한다.

② 수분 보유력(Water Holding Capacity)이 증가한다.

③ 투수성이 증가한다. ❌ (정답, 미세공극이 많으면 투수성은 오히려 감소함)

④ 양분 흡착력이 증가한다.

 

5. 다음 중 점토 토양에서 발생하기 쉬운 토양 구조 붕괴 원인으로 적절하지 않은 것은?

 

① 나트륨(Na+) 함량이 높은 경우 분산이 촉진된다.

② 무거운 기계로 압축되면 공극이 줄어들고 구조가 손상된다.

③ 유기물 함량이 증가하면 점토 응집력이 약해진다. ❌ (정답, 유기물은 점토 구조를 안정화함)

④ 토양 입자 사이의 칼슘(Ca²⁺) 농도가 낮으면 구조가 불안정해진다.

 

 

동일한 강우 조건에서 유실되는 토양 양이 가장 많을 것으로 예상되는 토양 유형은?

 

① 사토(Sandy Soil)

② 미사토(Silty Soil) ✅ (정답, 미사는 침식에 가장 취약함)

③  식토(Clayey Soil)

④ 양토(Loamy Soil)

 

해설:

• 미사(Silt)는 결합력이 약하고 바람과 물에 의해 쉽게 이동되므로, 유실량이 가장 많음.

• 점토는 응집력이 높아 상대적으로 침식 저항성이 큼.