관개 및 배수

관개는 강우량이 불충분한 토양에 물을 공급하고, 배수는 과도한 물을 제거합니다. 이 둘은 토양 수분 균형을 관리하여 작물을 유지하고 토양 자원을 보호합니다.

Definition

관개는 작물 수분 요구량을 충족시키기 위해 토양에 인공적으로 물을 공급하는 것이며, 배수는 과도한 표면 또는 지하수를 제거하는 것입니다. 이 둘은 토양 수분 균형을 관리하여 식물 성장에 유리한 범위 내에서 수분 함량을 유지합니다.

Scope

이 주제는 관개수 적용 방법과 시기 및 양 조절, 표면 및 지하 배수를 통한 과도한 물 제거, 토양 수분 균형 및 작물 수분 요구량, 그리고 부적절하게 관리된 물로 인해 발생할 수 있는 염분 및 침수 관리 등을 다룹니다. 이는 토양 물의 실제 관리에 토양 물리학을 적용합니다.

Core questions

• 관개량과 시기는 작물 수분 요구량에 어떻게 맞춰지는가?
• 관개수를 공급하는 방법에는 어떤 것이 있으며, 그 효율성은 어떠한가?
• 과도한 물은 왜 그리고 어떻게 배수를 통해 제거되는가?
• 관개와 배수는 염분과 침수를 조절하기 위해 어떻게 상호작용하는가?

Key concepts

• 토양 수분 균형
• 작물 수분 요구량 및 증발산
• 관개 방법 및 효율성
• 관개 스케줄링
• 표면 및 지하 배수
• 용탈 요구량 및 염분 조절

Key theories

토양 수분 균형 및 관개 스케줄링

관개는 유입 및 손실의 토양 수분 균형을 추적하고, 작물 스트레스가 발생하기 전에 식물 이용 가능 수분을 보충함으로써 스케줄링됩니다. 이때 포장 용수량, 위조점, 작물 수분 요구량이 주요 기준점으로 사용됩니다.

용탈 요구량 및 염분 조절

관개수에는 용해된 염분이 포함되어 있으므로, 적용된 물의 일부는 뿌리권 아래로 염분을 용탈시키기 위해 토양 단면을 통해 배수되어야 합니다. 따라서 많은 관개 토지를 황폐화시킨 염류화를 방지하기 위해서는 적절한 배수가 필수적입니다.

Mechanisms

관개는 증발산으로 고갈된 식물 이용 가능 수분을 보충하며, 그 양과 시기는 토양 수분 균형과 포장 용수량(field capacity)과 위조점(wilting point) 사이의 토양 저장 능력에 의해 결정됩니다. 표면, 스프링클러, 점적 관개 방법은 토양을 얼마나 균일하고 효율적으로 적시는지에 따라 다릅니다. 배수는 그렇지 않으면 토양 단면을 포화시킬 물을 제거하여 통기를 회복하고 지하수위를 낮춥니다. 관개는 염분을 추가하므로, 염분을 뿌리 아래로 씻어내고 염류화 및 침수를 방지하기 위해 계획된 용탈 분율(leaching fraction)과 기능하는 배수가 필요합니다.

Clinical relevance

적절한 관개 및 배수는 건조 및 습윤 지역 모두에서 생산성을 유지하고, 부족한 물을 효율적으로 사용하며, 전 세계적으로 많은 관개 토지를 손상시킨 침수와 염류화라는 두 가지 토양 황폐화를 방지합니다. 이는 식량 생산과 물 및 토양 보존에 필수적입니다.

History

관개는 가장 오래된 농업 기술 중 하나이지만, 그 과학적 관리는 20세기 토양 물리학과 함께 발전했습니다. 토양 수분 균형, 작물 수분 요구량, 염분 조절에 필요한 용탈에 대한 정량적 처리가 이루어졌으며, 후자는 20세기 중반 염류 및 알칼리 토양에 대한 연구에서 체계화되었습니다.

Key figures

• Daniel Hillel
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• hillel1998
• usslab1954
• brady2016

Frequently asked questions

관개가 토양을 짜게 만들 수 있는 이유는 무엇인가요?

모든 관개수에는 일부 용해된 염분이 포함되어 있으며, 물이 증발하거나 식물에 의해 흡수되면 염분은 남아서 축적됩니다. 뿌리권 아래로 염분을 씻어낼 충분한 배수와 의도적인 용탈이 없으면 염분이 쌓여 토양을 황폐화시킬 수 있습니다.

일부 토양에 배수가 필요한 이유는 무엇인가요?

강우, 관개 또는 높은 지하수위로 인한 과도한 물이 토양 공극을 채우면 공기를 차단하여 뿌리가 산소를 공급받지 못하게 됩니다. 배수는 이러한 과도한 물을 제거하여 통기를 회복하고 정상적인 뿌리 성장 및 미생물 활동을 가능하게 합니다.