흙

흙 또는 토양(土壤)은 암석이나 동식물의 유해가 오랜 기간 침식과 풍화를 거쳐 생성된 땅을 구성하는 물질이다. 크기나 성분에 따라 여러 종류로 나뉜다. 일반적으로 말하는 여러 가지 토양 구성 물질은 그 크기에 따라 구분되는데 대개 모래는 알갱이가 커서 물 빠짐이 좋다고 흔히들 말한다. 반대로 흙은 알갱이의 크기가 아주 작다. 실제로도 자갈, 모래 및 진흙을 구분하는 기준은 알갱이의 크기다. 원칙적으로 자갈은 지름이 2mm 이상인 알갱이를 말하며, 모래는 2∼1/16mm까지를 말하고, 진흙은 1/16mm 이하로 본다. 토질역학에서는 통일분류법을 이용해 흙을 분류한다.

토양의 특성 
토양은 농작물 재배와 삼림 성립의 기본 수단이다. 토양은 암석의 풍화작용에 의해 이룬 물질을 모재(母材)로 하여 이것에 기후·식피(植被)·지표의 기복 등 여러 생성 인자(因子)가 작용하여 긴 세월에 걸쳐 생성된 것이다. 대한민국의 토양은 국토를 구성한 물질의 거의 대부분이 고기암층(古期岩層)이고 비는 여름에 집중되는 이외에 호우성 강우로 말미암아 침식이 성한 반면, 정적토(定積土)가 많기 때문에 모암(母岩)의 성질을 현저하게 나타내고 있고, 또 유기질이 적다. 토양에 유기질이 적은 것은 호우성 집중강우로 표토(表土)의 비료성분이 유실되는 이외에 여름에 대륙성의 서열(暑熱)이 심하여 유기질의 분해가 심한 것도 하나의 요인이 된다. 또 대한민국의 토양은 염기성 토양이 적고 산성토양이 넓은 지역에 분포되어 있으며 더욱 남부 지방에 많다. 산도(酸度)가 강하면 농작물의 성장이 불량함은 물론이며, 따라서 수확률이 낮아지고 몹시 심한 경우에는 폐경(廢耕)을 하게 된다. 그러므로 화학비료 편중 사용을 지양하고 유기질 비료를 다량 사용하는 것이 중요하다.

공학적 특성 

흙은 흙 입자, 물, 공기 세 가지로 구분할 수 있다. 이를 삼상관계라고 한다. 이들의 비율이 어떻게 되느냐에 따라서 지반의 특성이 달라지게 된다. 물과 공기가 차지하는 부분은 '공극' 또는 '간극'이라고도 한다.

공극비 

토질역학에서 간극비 e는 흙 입자의 부피에 대한 간극 즉, 물과 공기의 부피의 비로 정의된다.

공극률 

공극률 n은 흙 전체의 부피 V와 공극만의 부피 Vv로부터, 다음과 같이 정의된다.

포화도 
포화도 S는 물이 차지하는 부피 Vw와 공극의 부피 Vv로부터 다음과 같이 정의된다.

함수비 
함수비 ω는 흙 입자 중량 Ws와 물의 중량 Ww를 이용해 다음과 같이 정의한다.

진비중 
흙의 진비중 Gs는 흙의 입자 단위중량 γs(또는 입자 밀도 ρs)와 4 °C 물의 단위중량 γw(또는 물 밀도 ρw)를 이용해 다음과 같이 정의한다. 그냥 비중이라고 하기도 한다.

실험실 비중 
실험실에서 측정하는 비중은 다음과 같이 구한다.

Wa: 15도 물을 채운 비중병 중량
Wb: 15도 물과 흙을 채운 비중병 중량

비중, 함수비, 포화도, 공극비 관계식 

위의 관계식들을 통하여 삼상도에서 Vs = 1이라고 볼 경우, 삼상도의 각 요소들은 다음과 같이 요약할 수 있다.
 
 
 V = 1 + e

단위중량 
흙 시료에 물이 포함되었는가, 수중에 흙 시료가 있는가 등 상황에 따라 단위중량은 여러 가지로 정의된다.

 전체단위중량(total unit weight), 또는 습윤단위중량(moist unit density)
공기중에 있는 습윤상태의 흙 시료 단위중량을 전체단위중량 또는 습윤단위중량이라고 한다.

 건조단위중량(dry unit weight)
건조되어 물이 없는 경우의 흙 시료 단위중량을 건조단위중량이라고 한다.

 포화단위중량(saturated unit weight)
공극이 모두 물로 채워져 있을 때 단위중량을 포화단위중량이라고 한다.

 수중단위중량(submerged unit weight)
지하수위 아래에 있는 흙의 단위중량을 수중단위중량이라고 한다. 지하수위 아래에 있는 흙은 부력을 받기 때문에, 포화단위중량보다 가벼워져야 하므로 포화단위중량에서 물의 단위중량을 빼준다.

상대 밀도 
사질토와 관련된 특성으로 상대 밀도()가 있다. 흙이 느슨한 상태인지 조밀한 상태인지 판단할 때 사용된다.

 : 최대 공극비,  : 최소 공극비, e : 공극비
 : 최대 건조 단위중량,  : 최소 건조 단위중량,  : 건조 단위중량

토양형의 분포 
지구상의 토양 분포를 크게 보면 기후대 및 식물대와 대응하여 있다. 그리하여 대한민국의 토양은 북에서 남으로 향하여 포드졸토·회갈색삼림토·갈색삼림토·황갈색토·적색토 순으로 분포되어 있다. 그 중 포드졸은 연평균 5°C 이하의 개마고원 침엽수림대에 분포되어 있다. 이 토양은 산성이 강하다. 개마고원 지방에서 이 토양에 감자·귀리·아마 등을 많이 재배하는 것은 기후 관계라 할지라도 이들 농작물은 내산성(內酸性)이 강하므로 이 지방 풍토에 알맞은 농작물의 배치인 것이다. 회갈색 삼림토는 그 남쪽 연평균 5~10°C 등온선 간에 침·활엽수 혼합림에 분포되었으며, 부식이 많아 흑갈색을 띠고 있다. 갈색삼림토(褐色森林土)는 연평균 10~13 °C 등온선간의 낙엽활엽수림대에서 볼 수 있는 토양이다. 표층은 두텁고 부식이 많으며 가장 넓은 면적을 차지하고 있다. 황갈색토는 연평균 기온 13~14°C 등온선간의 온화하고 강우량이 많은 남부지방의 낙엽상록활엽수 혼합림대에 분포되어 있다. 적색토는 연평균 14 °C 등온선 이상의 남해안 및 연안 도서지방의 상록활엽수림대에 분포되어 있다. 즉 난대의 기온이 높고 강우량이 많은 고온다습한 지방에 발달되어 있다. 이 밖에 두만강 하류지방의 과우지역에 반건조성 토양인 흑토(黑土)가 분포되어 있다.

같이 보기 
 간대토양
 성대토양
 통일분류법
 입도분포 곡선

각주

참고 문헌

외부 링크 

 
 Soil Science Society of America
 ISRIC - World Soil Information (ICSU World Data Centre for Soils)
 Percolation Test Learn about Soil, Percolation, Perc and Perk Tests.
 USDA-NRCS Web Soil Survey Inventory of the soil resource across the U.S.
 European Soil Portal EUSOILS (wiki)
 Wossac the world soil survey archive and catalogue]
 World Soil Library and Maps
 World Reference Base for Soil Resources
 Estimating Soil Texture By Feel
 National Soil Resources Institute
 KS F 2308 흙 입자 밀도 시험방법
 

광물
암석
 
토질역학