토양 수분 함량 및 포텐셜

토양 수분 함량은 토양이 보유하고 있는 수분의 양을 측정하는 반면, 토양 수분 포텐셜은 해당 수분의 에너지 상태를 측정하여 토양 내 수분의 양과 유효성을 모두 설명합니다.

Definition

토양 수분 함량은 질량 또는 부피 분율로 표현되는 토양 내 수분의 양이며, 토양 수분 포텐셜은 자유수에 대한 단위량당 해당 수분의 잠재 에너지로, 불포화 토양에서는 모세관 및 흡착력으로 인해 발생하는 매트릭 포텐셜이 지배적입니다.

Scope

이 주제는 부피 및 중량 수분 함량, 토양 수분 포텐셜의 구성 요소(매트릭, 중력, 삼투), 토양 수분 보유 곡선, 그리고 포장 용수량, 영구 위조점, 식물 유효 수분과 같은 농업적 기준점을 다룹니다. 이는 존재하는 수분의 양과 수분이 얼마나 단단히 붙잡혀 있는지를 구별합니다.

Core questions

• 토양 수분 함량은 어떻게 측정되고 표현됩니까?
• 토양 수분 포텐셜의 구성 요소는 무엇입니까?
• 수분 보유 곡선은 무엇을 나타내며, 토양마다 왜 다릅니까?
• 포장 용수량, 위조점, 식물 유효 수분은 무엇을 의미합니까?

Key concepts

• 부피 및 중량 수분 함량
• 매트릭, 중력, 삼투 포텐셜
• 수분 보유 곡선
• 포장 용수량
• 영구 위조점
• 식물 유효 수분

Key theories

토양 수분 포텐셜 개념

토양 수분의 에너지 상태는 매트릭, 중력, 삼투 포텐셜의 합이며, 수분은 높은 총 포텐셜에서 낮은 총 포텐셜로 흐르고, 매트릭 포텐셜이 더 음의 값을 띨수록 식물 유효성은 감소합니다.

수분 보유 (특성) 곡선

수분 함량과 매트릭 포텐셜 간의 관계는 공극 크기 분포에 의해 결정되며, 특정 에너지에서 토양이 보유하는 수분의 양을 정의하고 포장 용수량, 위조점 및 유효 수분 용량의 기초가 됩니다.

Mechanisms

수분은 토양 내에서 모세관력에 의해 공극에, 그리고 입자 표면에 흡착되어 유지되며, 이 두 가지 힘은 미세한 공극을 가진 미세한 질감의 토양에서 더 강하게 작용합니다. 토양이 건조해짐에 따라 수분은 점차 더 작은 공극과 얇은 막에만 남아 있게 되므로, 매트릭 포텐셜은 더욱 음의 값을 띠게 되고 남아 있는 수분은 더 단단히 붙잡히게 됩니다. 포장 용수량은 자유 배수 후의 수분 함량이며, 위조점은 식물이 수분을 추출할 수 없는 수분 함량이고, 그 차이가 식물 유효 수분입니다.

Clinical relevance

수분 함량과 포텐셜을 알면 재배자는 관개 일정을 계획하고, 작물이 물을 주지 않고 견딜 수 있는 기간을 추정하며, 가뭄 스트레스와 과습을 모두 피할 수 있습니다. 동일한 개념이 배수 설계와 토양 수분 센서 해석에도 적용됩니다.

History

버킹엄(Buckingham)은 1907년에 토양 수분의 모세관 포텐셜을 도입했으며, 이후의 연구는 수분 보유 곡선과 포장 용수량 및 위조점 개념을 공식화하여 농업 및 토양 물리학에 토양 수분을 설명하는 정량적 기반을 제공했습니다.

Key figures

• Daniel Hillel
• Edgar Buckingham
• Lorenzo A. Richards

Seminal works

• hillel1998
• brady2016

Frequently asked questions

포장 용수량과 위조점의 차이는 무엇입니까?

포장 용수량은 중력이 가장 큰 공극을 배수시킨 후 토양이 보유하는 수분으로, 쉽게 저장되는 수분의 상한선인 반면, 영구 위조점은 남아 있는 수분이 식물이 추출하기에는 너무 단단히 붙잡혀 있는 더 건조한 한계입니다. 이 둘 사이의 수분이 식물 유효 수분입니다.

토양에 수분이 충분해도 식물이 스트레스를 받을 수 있습니까?

그렇습니다. 건조한 점토나 염류 토양에서처럼 수분이 매우 음의 포텐셜로 유지되는 경우, 식물은 측정 가능한 수분 함량에도 불구하고 이를 추출하지 못할 수 있습니다. 이는 유효성이 수분의 양뿐만 아니라 수분의 에너지 상태에 달려 있기 때문입니다.