Introduction
Materials and Methods
토양 물리성 조사지점
조사시기 및 시료채취 방법
조사항목 및 방법
Statistical Analysis
Results and Discussion
조사토양의 토양통 및 지형 분포특성
지형별 토양 물리적 특성
재배작물별 토양 물리적 특성
연도별 토양물리적 변동
Conclusions
Introduction
최근 농업생산의 산업화 및 기계화와 소비 패턴의 변화 등 구조적인 요인으로 인해 우리나라 농경지의 이용 형태가 변화하고 있다. 특히, 쌀 공급과잉 문제 해소 및 식량작물 자급률 향상을 위한 정책지원, 과채류 등 고소득 작물에 대한 수요 증가로 시설재배지 밭 면적은 지속적으로 확대되는 추세이다 (Hyun et al., 2011; Son et al., 2020). 충청남도의 시설재배지 밭 면적은 2014년 7,124 ha에서 2024년 10,742 ha로 증가하여, 농경지 전체 면적 중 시설재배지 밭이 차지하는 비율이 3.25%에서 5.05%로 약 1.6배 확대되었다 (KOSIS, 2025). 시설재배지는 집약적인 재배환경을 바탕으로 작물의 생산성 증진에 기여하지만, 반복적인 경운과 농기계 사용, 과도한 관개 및 무기질 비료의 과잉 투입으로 인하여 토양구조의 악화 등 토양의 물리적 특성이 저하될 우려가 있다 (Kim et al., 2001; Oh et al., 2010).
농경지 토양의 물리적 특성은 작물의 생육환경을 조성하는 요소 중 하나로, 작토심, 전용적밀도, 경도, 토성 등의 항목으로 평가된다 (Gregorich and Carter, 1997). 토양 물리성은 작물의 뿌리 생장, 수분 및 양분의 이동, 작토층 형성 등에 직접적인 영향을 미치며, 장기적인 농업 생산성 유지에 핵심적인 역할을 한다 (Schoenholtz et al., 2000; Kim et al., 2010). 이러한 농경지 토양의 물리성 저하는 토양 내 양분 불균형을 초래하여, 작물의 생육 저해와 생산성 감소로 이어질 수 있다 (Lee et al., 2009). 우리나라는 ‘농업환경 변동 조사사업’의 일환으로 1999년부터 국내 농경지에 대한 토양 화학성 조사를 실시해왔다. 이후 2007년에는 토양 물리성 조사가 추가되었다. 국내 농경지의 토양 물리성에 대한 보고는 2008년부터 2011년까지 전국 단위 (논, 밭, 과수, 시설재배지), 2009년부터 2017년까지 전국 단위 (논, 밭, 과수), 2007년부터 2019년까지 전국 단위 (논), 2007년부터 2023년까지는 강원도 지역 (논)을 대상으로 이루어졌다 (Cho et al., 2012; Cho et al., 2018; Hur et al., 2023; Kim et al., 2024). 이처럼 대부분의 조사가 전국 단위 또는 논과 밭 중심으로 수행되어, 지역별 및 시설재배지에 대한 토양 물리성 자료는 여전히 부족한 실정이다.
본 연구는 충남지역의 시설재배지를 대상으로 토양의 물리적인 특성을 조사하였다. 동일 지점에서 2016년, 2020년, 2024년 4년 1주기로 총 3번의 토양 물리적 특성 조사 결과를 살펴보고, 연도별 추이와 변화를 평가하고자 하였다.
Materials and Methods
토양 물리성 조사지점
충남지역의 시설재배지 토양물리성 변동을 조사하기 위하여 2016년도부터 2024년까지 4년 간격으로 총 3회 시료채취 및 분석을 실시하였다. 토양 시료 채취 지점은 충남지역 내 시 ‧ 군단위별로 천안 2, 공주 4, 아산 1, 서산 2, 논산 8, 당진 2, 부여 11, 서천 1, 청양 2, 홍성 2, 예산 2지점으로 총 37지점을 선정하였다. 시료 채취 지점은 시설 수박 및 토마토 대단위 재배단지가 조성된 논산과 부여지역의 비율을 높게 설정하여 지역별 시설재배지 분포면적이 반영되도록 하였다. 2016년 조사지점 선정 후 토지이용형태 또는 재배방식 변경 등으로 2020년 1개 지점, 2024년 5개 지점이 변경되었으나, 토양통이 동일한 인근필지를 대체 선정하여 조사지점의 연속성을 확보하였다.
조사시기 및 시료채취 방법
토양시료는 국립농업과학원의 ‘농경지 토양물리성 조사방법 및 분석법 (NAS, 2022)’에 준하여 실시하였다. 매 조사해 4월 중 과습 및 과건 그리고 인위적으로 다져진 토양을 피하여 시설하우스 내 작물의 생육 중기에서 수확기 사이의 시기에 채취하였다. 조사 및 시료 채취는 작물과 작물 사이에서 작물 뿌리의 손상을 최소화하며 실시하였다.
조사항목 및 방법
토양의 분석은 농촌진흥청 국립농업과학원의 ‘농경지 토양물리성 조사방법 및 분석법 (NAS, 2022)’과 ‘토양 및 식물체 분석법 (NIAST, 2000)’에 준하여 실시하였다. 토양의 물리적 특성 조사는 작토층 깊이 (plowing depth, PD), 경도 (hardness), 전용적밀도 (bulk density, BD), 토성 (soil texture) 등을 조사하였으며, 이때, 추가로 유기물 (organic matter, OM) 함량을 분석하였다.
작토층 깊이는 탐침봉 (길이 60.0 cm, 직경 1.2 cm, 원추 길이 2.0 cm)을 이용하였다. 탐침봉을 조사지점의 지표면에 수직으로 눌러 침투 저항이 발생하는 지점까지의 깊이를 측정하고, 이랑과 고랑의 1/2 지점을 기준면으로 작토심을 계산하였다. 표토 (topsoil, TS)는 지표면부터 작토층 깊이까지, 심토 (subsoil, SS)는 그 이하로 구분하였다. 경도 측정에는 경도계 (DIK-5553, Daiki, Japan)를 사용하였으며, 심토를 대상으로 10회 반복 측정하였다. 전용적밀도은 표토와 심토를 대상으로 100 cm³ 코어로 3반복 채취한 후 105°C 건조기에서 18시간 이상 건조하여 계산하였다. 토성은 비중계법 (hydrometer method)과 53 µm sieve로 체가름한 입자의 중량을 측정하여 모래 (sand), 실트 (silt), 점토 (clay) 함량을 계산한 후 미농무부 (United States Department of Agriculture, USDA)의 분류기준에 따라 토성을 확인하였다.
Statistical Analysis
통계분석은 IBM SPSS Statistics 29 (IBM Crop., Armonk, New York, USA)를 사용하여 수행하였다. 처리구 간 차이는 일원분산분석 (ANOVA)을 통해 검정하였으며, 유의수준 5% (p < 0.05)에서 유의한 차이가 있을 경우 Duncan’s test를 활용하였다. 토양의 유기물 함량과 전용적밀도 간의 상관관계는 Pearson’s correlation 분석을 활용하여 평가하였고, 유의수준 1% (p < 0.01)에서 유의성을 확인하였다.
Results and Discussion
조사토양의 토양통 및 지형 분포특성
충남지역 시설재배지의 토양통은 총 18종으로, 석천통이 18.9% (7개)로 가장 많았고, 강서통 13.5% (5개), 신흥통 10.8% (4개) 순이었으며, 상위 세 토양통이 전체의 43.2%를 구성하였다. 이현통과 함창통이 각각 8.1% (3개), 규암통과 전북통이 각각 5.4% (2개)로 중간 수준의 분포를 보였으며, 나머지 11종의 토양통은 각 2.7% (1개)씩 분포하였다 (Table 1). 충남지역 시설재배지 토양은 총 4개의 지형으로 분류되었으며, 하성평탄지 (river alluvium)가 75.7%로 가장 높은 비율을 차지했고, 곡간지/선상지 (valley/alluvial fan) 10.8%, 해성평탄지 (fluvio-marine deposit) 8.1%, 구릉지 (hilly) 5.4% 순이었다 (Table 2).
Table 1
Distribution rate of soil series.
Table 2
Physical properties of greenhouse soils by topography in 2024.
| Topography |
Number of samples |
Soil layer | PD1 | BD2 | Sand | Silt | Clay | OM3 | Hardness | ||
| (cm) | (Mg m-3) | (%) | (%) | (%) | (g kg-1) | (mm) | |||||
|
Valley/ Alluvial fan | 4 | TS4 | 20.4 a | 1.25 a | 39.5 a | 44.9 b | 15.6 ab | 26.3 | NA | ||
| SS5 | NA6 | 1.50 a | 39.6 a | 44.4 b | 16.0 ab | 14.9 | 19.2 a | ||||
| Hilly | 2 | TS | 17.8 a | 1.13 a | 41.2 a | 40.5 b | 18.3 ab | 35.5 | NA | ||
| SS | NA | 1.47 a | 35.1 a | 43.4 b | 21.6 a | 12.7 | 18.2 a | ||||
| River alluvium | 28 | TS | 24.2 a | 1.12 a | 41.3 a | 45.6 b | 13.2 b | 29.3 | NA | ||
| SS | NA | 1.42 a | 42.8 a | 44.6 b | 12.6 b | 17.3 | 19.1 a | ||||
|
Fluvio-marine deposit | 3 | TS | 19.7 a | 1.08 a | 11.0 b | 67.7 a | 21.4 a | 39.6 | NA | ||
| SS | NA | 1.39 a | 11.8 b | 70.5 a | 17.8 ab | 28.8 | 17.5 a | ||||
토지 이용 유형에 따라 분포하는 지형은 상이하다. 국내 시설재배지는 주로 하성평탄지 등 평평한 지역에 분포한다 (Cho et al., 2012). 또한, 하성평탄지에는 석천통, 강서통, 신흥통, 함창통, 이현통 등이 주를 이룬다 (NIAST, 2011). 충남지역의 시설재배지도 대부분 하성평탄지에 분포하는 것으로 조사되었다. 우리나라 시설재배지는 기존 논토양에서 전환된 경우가 많다 (Hyun et al., 2017). 이로인해, 충남지역의 시설재배지 지형도 곡간지, 하성/해성평탄지 등 충적층을 모재로 발달한 우리나라 논토양과 유사한 분포 특성을 보였다 (Lee et al., 2015b; Song et al., 2019).
지형별 토양 물리적 특성
지형 차이에 따라 토양구조 및 물리성에 차이가 발생한다 (Hamza and Anderson, 2005; Brady and Weil, 2010). 충남지역 시설재배지 토양의 지형별 작토층 깊이는 하성평탄지에서 평균 24.2 cm로 가장 깊었고, 곡간지/선상지 20.4 cm, 해성평탄지 19.7 cm, 구릉지 17.8 cm 순이었다 (Table 2). 전용적밀도는 곡간지/선상지가 표토와 심토에서 각각 1.25, 1.50 Mg m-3로 가장 높았으며, 해성평탄지는 표토와 심토에서 각각 1.08, 1.39 Mg m-3로 가장 낮았다. 심토의 경도는 곡간지/선상지가 19.2 mm로 가장 높았으며, 하성평탄지, 구릉지, 해성평탄지 순으로 나타났다. 유기물 (OM)함량은 해성평탄지는 표토와 심토에서 각각 39.6, 28.8 g kg-1으로 가장 높았으며, 곡간지/선상지에서 각각 26.3, 14.7 g kg-1으로 가장 낮았다.
지형에 따른 토양 물리성의 차이는 작물 생육에 직 ‧ 간접적인 영향을 미친다. 충남지역의 시설재배지 중 곡간지/선상지는 전용적밀도와 경도가 높고, 유기물 함량은 낮았다. 이는 작물의 뿌리 신장과 수분 및 양분의 흡수를 저해하여 작물의 생육에 부정적인 영향을 미친다 (Hamza and Anderson, 2005). 반면, 해성평탄지는 유기물 함량이 높고, 전용적밀도가 낮아 토양의 투수성, 통기성, 보수성이 우수하여 작물의 생육에 유리한 조건을 제공한다 (Bronick and Lal, 2005).
농경지 토양의 전용적밀도는 1.4 Mg m-3 이상일 경우 뿌리 발달에 부정적 영향을 주는 임계값으로 간주되며 (Reynolds et al., 2002), 시설재배지 토양의 경우 1.5 Mg m-3 이상에서 작물의 뿌리 신장이 제한되는 것으로 보고되었다 (Zhang et al., 2018). 충남지역의 시설재배지 표토는 모두 1.5 Mg m-3 이하였으나, 곡간지/선상지의 심토 전용적밀도가 1.50 Mg m-3로 조사되어 차후 관리가 필요할 것으로 판단된다.
유기물은 토양구조 변화에 긍정적인 영향을 미쳐, 토양 내 유기물 함량이 증가함에 따라 전용적밀도가 감소하는 반비례 관계를 가진다 (Soane, 1990; Dexter, 2004; Dexter et al., 2005; Kim et al., 2010). 본 연구에서도 해성평탄지에서 전용적밀도 (표토 기준 1.08, Mg m-3)는 가장 낮았지만, 유기물 함량 (표토 기준 39.6 g kg-1)은 높았고, 각 지형별로 전용적밀도가 높을수록 유기물 함량이 낮아지는 경향을 보였다. 평탄지 상부는 경운 및 교란이 상대적으로 적어 유기물의 축적이 용이하며, 작물 잔류물과 낙엽의 지속적인 퇴적은 토양 구조의 점진적인 개선을 유도한다. 반면, 평탄지 하부는 농업 활동과 빈번한 관개 ‧ 배수로 인해 토양 다짐과 염류 축적이 발생하여 토양 물리성이 저하될 가능성이 크다. 구릉지는 완만한 사면에서 낙엽과 잔류물 등의 축적이 지속되면서 유기물의 작용으로 토양구조가 개선된다 (Blume et al., 2016).
지형에 따라 토양의 물리적 특성이 상이하며, 이는 작물의 뿌리 활착, 수분 및 양분 공급 능력, 작물의 생육 등과 밀접하게 연결되어 있어, 지형별 맞춤형 토양관리 전략이 필요할 것이다.
재배작물별 토양 물리적 특성
재배작물별 토양의 물리적 특성 분석결과, 고추 재배지의 작토심이 27.43 cm로 가장 깊었고, 오이 재배지 (20.81 cm), 토마토 재배지 (23.43 cm), 수박 재배지 (21.22 cm)순이었다 (Table 3). 표토의 전용적밀도는 고추 재배지가 1.23 Mg m-3로 가장 높았으며, 토마토 재배지가 1.07 Mg m-3로 가장 낮았다. 표토의 유기물 함량은 오이 재배지가 39.94 g kg-1로 가장 높았으며, 고추에서 26.65 g kg-1로 가장 낮았다. 경도 (심토)는 토마토 재배지가 16.6 mm로 가장 낮았으며, 고추 (17.7 mm), 수박 (17.8 mm), 오이 (20.9 mm)의 순이었다.
Table 3
Physical properties of greenhouse soils by crop in 2024.
| Crop |
Number of samples |
Plowing depth | Bulk density | Organic matter | Hardness | ||
| TS1 | SS2 | TS | SS | SS | |||
| (Mg m-3) | (Mg m-3) | (g kg-1) | (g kg-1) | (mm) | |||
| Watermelon | 12 | 21.2 a | 1.10 a | 1.41 a | 29.8 a | 19.5 ab | 17.8 ab |
| Tomato | 5 | 23.4 a | 1.07 a | 1.38 a | 28.3 a | 17.2 ab | 16.6 b |
| Cucumber | 4 | 20.8 a | 1.16 a | 1.45 a | 39.9 a | 25.0 a | 20.9 a |
| Red pepper | 3 | 27.4 a | 1.23 a | 1.51 a | 26.6 a | 11.3 b | 17.7 ab |
| Others | 13 | 24.3 a | 1.16 a | 1.44 a | 29.0 a | 15.6 ab | 20.5 a |
토양의 작토심이 얕거나 단단한 경우, 작물의 뿌리 발육이 제한되고 양분과 수분의 흡수가 방해되며, 산소 공급이 원활하지 않아 생육이 저해된다. 반면, 적절한 깊이의 작토심은 뿌리생장을 촉진하고, 양분, 수분, 산소의 원활한 공급으로 작물 생육에 긍정적인 영향을 준다. 농촌진흥청은 작물재배 시 깊이갈이 방법으로 작토심을 깊게 하도록 권장하고 있으며 (Kim et al., 2025), 전국 시설재배지의 작토심 평균은 23 cm로 보고되었다 (NAS, 2021). 충남지역의 시설재배지 중 토마토 재배지는 전국 평균과 비슷한 수준이었으며, 고추 재배지는 비교적 높게, 오이 재배지와 수박 재배지는 낮게 나타났다.
토마토 재배지는 심근성 작물 특성과 깊이갈이 관리로 인해 심토 경도가 가장 낮았고 (Weaver and Bruner, 1927), 전용적밀도 또한 낮은 수준이었다. 반면, 고추 재배지는 내습성이 약한 작물 특성에 따라 작토심을 깊게 조성하여 재배관리가 이루어졌으며 (Jung et al., 2004; Yang et al., 2017), 부산물 환원이 제한되어 유기물 함량이 낮고, 이는 높은 전용적밀도와 연관된 것으로 해석된다 (Cho et al., 2012). 오이 재배지는 부산물 환원 효과로 유기물 함량이 가장 높았으나 (Lal, 2004), 얕은 작토심과 잦은 농기계 사용으로 인해 심토 다짐이 심화되어 경도가 높은 것으로 판단된다.
일반적으로 유기물은 입단 안정화와 공극률 향상을 통해 전용적밀도와 경도를 낮추는 것으로 알려져 있다 (Soane, 1990; Hamza and Anderson, 2005). 그러나, 본 연구에서 나타난 오이 재배지 사례는 유기물 축적이 심토 다짐 완화와 반드시 일치하지 않음을 보여준다. 이는 농기계 운행, 토양 수분 상태, 경운 깊이 등 복합적인 요인이 작용했기 때문으로 해석된다 (Cho et al., 2018). 토양 다짐은 농기계 운행 과정에서 빈번히 발생하며, 토양 수분 조건이 큰 영향을 미친다 (Shierlaw and Alston, 1984; Lipiec et al., 2002). 농기계의 운행은 소성한계 (plastic limit) 이하에서 적합하고, 소성한계의 약 0.95배 수준에서는 토양의 다짐 취약성이 최소화된다 (Allmaras et al., 1969; Spoor and Godwin, 1978).
충남지역 시설재배지 토양의 물리적 특성은 작물별 뿌리 특성, 경운 깊이, 농기계 운행, 유기물 환원 여부 등에 의해 상이하게 나타나는 것으로 판단된다. 이에 시설재배지 토양의 건전성을 지속적으로 유지하기 작물별 특성과 농기계 운행 시점 조절 등과 같은 다방면의 전략이 필요할 것이다.
연도별 토양물리적 변동
시설재배지 토양의 작토심 평균은 2016년 26.7 cm, 2020년 27.0 cm, 2024년 23.0 cm로 다소 감소하는 경향을 보였다 (Fig. 1a). 토양의 작토심이 깊을수록 작물 뿌리 발달이 더 용이하다 (Lee et al., 2015a). ‘농업 자원과 농업 환경의 실태조사 및 평가기준’ 고시 내 시설재배지에 대한 기준은 없으나, 논 토양의 작토심 적정기준은 20 cm 이상으로 설정되어 있다. 위 고시에 따르면 충남지역 시설재배지의 작토심은 조사 전 기간 적정기준을 충족하였다. 그러나, 지속적으로 감소하는 경향을 보여 원활한 작물재배를 위해서는 토양관리가 필요할 것으로 판단된다.
표토의 전용적밀도는 2016년 1.11 Mg m-3에서 2020년 1.14 Mg m-3로 소폭 증가한 뒤 2024년 1.13 Mg m-3로 2020년부터 비슷한 수준을 유지하고 있으나, 심토는 2016년 1.29 Mg m-3에서 2020년 1.34 Mg m-3, 2024년 1.43 Mg m-3로 지속적인 상승하는 경향을 보였다 (Fig. 1b). ‘농업 자원과 농업 환경의 실태조사 및 평가기준’ 고시에 따르면 밭 토양 전용적밀도의 적정기준은 사양질 토양 1.6 Mg m-3, 식양질 토양 1.5 Mg m-3미만이다. 2024년 현재 심토의 평균 전용적밀도는 기준을 충족하고 있으나, 증가되는 경향으로 관리가 필요할 것으로 판단된다.
표토의 경도는 2016년 9.6 mm, 2020년 15.3 mm, 2024년 14.3 mm였으며, 동일 기간 심토의 경도는 15.0 mm, 20.2 mm, 18.9 mm로 나타났다 (Fig. 1c). 심토의 경도는 현재 적정기준 (<20 mm) 이내로 유지되고 있으나 2016년에 비해 다소 증가하는 경향이 확인되었다. 이러한 심토의 다짐현상은 뿌리의 발육과 양분 및 수분의 이동을 제한시킬 수 있으며 (Dexter, 1988; Bengough and Mullins, 1990), 심토파쇄 등을 통한 토양의 물리성 개선이 필요할 것으로 사료된다 (Ogbodo, 2005; Lee et al., 2015a).
조사기간 중 표토 및 심토에서 주로 나타나는 토성은 양토, 사양토, 실트질양토였다 (Fig. 2). 표토는 실트질양토가 평균 44.1%로 가장 많았으며, 양토 (30.6%), 사양토 (23.4%)의 순이었다. 심토는 양토가 37.8%로 가장 많았으며, 실트질양토 (34.2%), 사양토 (23.4%)의 순이었다. 우리나라 시설재배지의 토성은 양토, 사양토 및 실트질양토가 70% 이상 차지한다 (Kang et al., 2001). 충남지역의 경우 이들 토성이 표토와 심토에서 각각 98.1%와 95.4%로 높은 비중을 보였다.
표토의 유기물 함량 평균은 2016년 34.2 g kg-1, 2020년 28.1 g kg-1, 2024년 30.2 g kg-1로 2020년에 일시적으로 감소하였다가 이후 소폭 증가되었다 (Fig. 1d). 2020년 기준 국내 시설재배지의 유기물 함량 평균은 38.0 g kg-1으로 (NAS, 2021), 충남지역의 유기물 함량은 대체로 국내 시설재배지 평균에 비해 낮은 수준으로 유지되었다. 하지만, 국내에서 진행 중인 ‘유기질 비료 지원사업’의 시설재배지 유기물 함량 목표 25.0 g kg-1보다는 높아 비교적 양호하게 관리되고 있는 것으로 판단된다.
2021년 국립농업과학원에서 발간한 ‘농업환경자원변동평가 (4년 1주기, 5차사업)’ 보고에 따르면, 전국 시설재배지의 유기물 함량 평균은 34 g kg-1 (2000년) → 37 g kg-1 (2012년) → 39 g kg-1 (2016년) → 38 g kg-1 (2020년)으로 2000년대 이후 꾸준히 증가하였지만, 2016년부터 일정 수준에서 정체되는 경향을 보였다 (NAS, 2021). 충남지역 표토 유기물 함량의 일시적 감소는 시설재배에서의 집약적 작물 재배와 경운 집중으로 인해 유기물이 빠르게 분해되었기 때문으로 판단된다. 특히, 시설재배지는 고온 ‧ 다습한 환경을 유지하기 때문에 미생물 활성도가 증가하여 유기물의 분해 속도가 가속화되는 경향이 있다 (Brady and Weil, 2010). 그러나 이후 퇴비 및 유기질 비료의 지속적 투입과 작물 잔사 환원 관리가 병행되면서 표토의 유기물 함량은 점차 회복세를 보인 것으로 판단된다 (Lal, 2004). 따라서, 표토의 유기물 함량은 시비 및 관리 효과에 민감하게 반응하여 단기적 변동이 크지만, 관리 전략에 따라 회복 가능성이 충분한 것으로 판단된다.
충남지역 심토의 유기물 함량은 조사기간 동안 꾸준히 감소하였다. 농업환경자원변동평가 보고서에 따르면, 충남지역 시설재배지 180지점의 화학성 분석결과 심토 유기물 함량은 2016년 27 g kg-1 → 2020년 25 g kg-1으로 감소되는 것으로 나타났으며 (NAS, 2017; NAS, 2021), 본 연구와 동일한 경향을 보였다. 이와 같은 감소 경향은 퇴비 및 유기질 비료가 대부분 표토에 집중적으로 투입되어 심토까지 충분히 도달하지 못하기 때문이다. 또한, 시설재배 특성상 관수 ‧ 배수의 반복과 토양 다짐으로 인해 심토로의 유기물 이동 및 축적이 제한된다 (Hamza and Anderson, 2005). 심토 유기물은 표토보다 분해율이 상대적으로 낮지만, 새로운 유입이 거의 없기 때문에 장기적으로 감소하는 경향을 보인다는 연구가 보고되어 있다 (Lehmann and Kleber, 2015). 따라서 충남지역의 심토 유기물 감소는 표토 중심의 토양관리와 시설재배지 환경 요인이 복합적으로 작용한 결과로 판단된다. 다만, 전국 평균과 비교할 때 충남지역의 유기물 함량은 상대적으로 낮은 수준이며, 전국적으로는 장기적인 증가 추세를 보이는 반면, 충남지역은 정체되거나 감소하는 경향을 나타내고 있다. 이에 따라, 지역 간 차이가 발생한 원인에 대한 구명과 향후 적절한 관리방안 마련이 필요하다.
토양의 전용적밀도와 유기물 함량 간의 상관관계를 분석한 결과, 표토에서는 상관계수 –0.455로 부의 상관관계를, 심토에서는 –0.669로 다소 높은 부의 상관관계를 보였다 (Table 4). 이러한 경향은 유기물 함량이 감소할수록 토양의 공극률이 감소하고 전용적밀도가 증가한다는 선행 연구들 (Hati et al., 2007; Cho et al., 2018)의 결과와 일치한다.
Conclusions
충남지역의 시설재배지 토양 물리성 변화를 확인하기 위해 시설재배지 37지점의 토양을 2016년, 2020년, 2024년 4년 주기로 총 3회 채취하여 조사를 실시하였다. 충남지역 시설재배지는 주로 하성평탄지, 곡간지/선상지, 해성평탄지, 구릉지에 분포되어 있으며, 토성은 양토, 사양토, 실트질양토가 주를 이루었다. 지형별로는 하성평탄지가 가장 깊은 작토심과 중간 수준의 유기물 함량을 보였고, 해성평탄지는 가장 낮은 전용적밀도와 높은 유기물 함량을 나타내어 유기물과 토양다짐 간의 반비례 관계가 확인되었다. 작물별로는 고추 재배지가 가장 깊은 작토심과 높은 전용적밀도를 나타냈으며, 토마토는 낮은 경도와 낮은 유기물 함량을 보여 작물 특성과 부산물 환원량이 토양 물리성에 영향을 주는 것으로 판단되었다. 조사기간 동안 토양의 작토심은 26.7 cm (2016년) → 27.0 cm (2020년) → 23.0 cm (2024년)로 전 기간 논 토양 적정기준 (20 cm 이상)을 충족하였으나, 점차 감소하는 경향이 확인되었다. 표토와 심토의 전용적밀도는 밭 토양 적정기준 (사양질 토양 1.6 Mg m-3, 식양질 토양 1.5 Mg m-3 이하)을 만족하지만, 심토에서 지속적으로 증가되는 경향을 보여 관리가 필요할 것으로 판단된다. 결론적으로, 충남지역의 시설재배지 토양은 비교적 양호하게 관리되고 있으나, 작토심의 감소와 심토 전용적밀도 증가 등 일부 물리성 악화 경향이 나타나고 있어, 심토파쇄와 지속적인 유기물 투입 등 토양관리가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구는 2016년부터 2024년까지 3차례에 걸친 조사를 통해 충남지역 시설재배지 토양 물리성 변화를 파악하였으나, 토양환경의 특성상 단기적 조사만으로는 토양 특성의 변화를 명확히 판단하기에 어려움이 있다. 차후, 10년 이상의 장기적인 모니터링을 통해 기후변화, 작부체계 및 농자재 사용량 변화 등과 연계한 연구를 병행하고, 농가의 토양관리 형태 (경운 시기 및 방법, 객토 주기, 염류집적 방지 및 연작 회피 방법 등) 정보도 병행 수집함으로써, 토양 물리성 변화의 원인을 보다 정밀하게 분석할 필요가 있다. 이를 통해 관리방식에 따른 토양 물리성의 개선 또는 악화 경향을 규명하고, 지역 맞춤형 지속가능한 토양 관리 계획을 수립해야 할 것이다.
