토양의 물리적 성질은 다음과 같다. 1. 토양의 입경과 조성은 입자의 크기에 따라 구분한 것으로 미농무성 분류로는 모래2.0~0.05mm, 미사 0.05~0.002mm, 점토0.002mm이하의 입도크기를 가지고 있다.
[ 토양의 입경구분과 조성] 토양을 구성하는 개체입자의 크기를 입경조성이라고 하며 이는 토성으로 나타낸다.
토양은 암편에서 분리된 각각의 조암광물을 이루고 있으며 풍화 시 2차적으로 생성된 미세한 점토 등의 혼합체이다.
토성은 토양조사 시 야외에서 간단히 조사되어질 수 있다. 숙련자는 12개 정도, 초심자는 아래 6개의 유형으로 분류 가능하다.
가.점토 : 모래감지가 안되고 수분을 머금고 있어 점성이 강함. 나.점토질 양토 : 약간의 모래가 확인되나 역시 점성이 강함. 다.양토 : 어느 정도 모래를 느낄 수 있으며 점성이 느껴짐. 라.사질양토 : 모래를 많이 느낄수 있고 점성은 별로 느끼지 못함. 마.사토 : 대부분 모래질로서 점성은 없다. 바.실트질 양토 : 모래질이 확인되지 못하고 점성도 없고 밀가루처럼 사각 사각한 느낌임.
토양의 무기입자를 모래, 미사, 점토로 구분하고 이들의 함량비에 따라 크게 식토, 사토, 양토로 구분되어지는데
토양은 양분을 지니면서 작물에 공급하는 능력뿐만 아니라 보수성, 배수성, 통기성, 경운의 난이도 등 식물 생육과 아주 밀접하게 관계되어 있는 매우 중요한 토양의 기본적 성질을 가지고 있다.
예를 들어 사양토와 양토에서는 대부분의 수종이 생장가능하며 토성에 따라 배수성, 통기성, 보수력 등 물리적 성질이 달라지게 된다.
[ 토성의 결정 ] 토성의 결정에 따라 아래와 같이 나뉘어진다.
사토 : 모래의 함량이 많은 것 (※ 투수성, 통기성이 좋으나 가뭄을 잘타며, 양분이 결핍 된 토질) 사양토 : 사토와 양토의 중간 성질(모래, 미사, 점토가 고루 혼재) 양토 : 어느 입자군의 성질이 뚜렷하지 않은 중간 성질 식양토 : 사토와 양토의 중간 것 식토 : 점토의 함량이 많은 것 (※ 다량의 양분 함유, 화학적 성질은 좋지만 통기성, 배수성은 불량)
[ 토양 3상 ] 토양을 구성하고 있는 물질의 상태는 고상상태인 무기물과 유기물, 기상상태인 공기(기체)를, 액상상태인 수분를 이야기 한다.
식물의 종류에 따라 다르지만 대체로 고상상태가 50%, 액상상태가 25%, 기상상태가 25%정도로 토양을 구성하고 있는 토양이 식물이 자라는데 알맞다고 보여진다.
토양은 토양광물인 무기물과 유기물인 고체상태의 입자인 고상과 그 사이의 공극으로 이루어져 있다.
공극에는 다양한 용질이 녹아 있는 액상(토양수), 수증기와 이산화탄소 및 그 밖의 대기 구성분이 함께 있는 기상으로 채워져 있다.
결국 토양의 고상, 액상, 기상을 포함하고 있는 3상계이므로 이를 토양의 3상이고 아래의 분포를 참고하면 된다.
고상의 비율이 높은 토양은 고형입자가 많아 상대적으로 공극(액상과 기상)의 비율이 줄어들기에 뿌리자람이 불리해지고, 물, 양분, 공기가 들어갈 공간이 적어진다.
[토양의 밀도와 공극] 토양의 용적밀도와 공극률은 반비례 관계이다. 예시로 일반적으로 산림토양의 전용적 밀도는 낮지만 벌채기계 등이 토양에 답압이 가해진다면 상대적으로 토양 내 공극률이 줄어들어서 용적밀도는 높은 토양이 된다.
토양의 밀도는 단위 부피당 토양의 잘량인 입자 밀도와 전체 토양 부피당 질량인 전용적 밀도로 나뉜다.
입자밀도(진비중)는 토양공극을 제외한 토양 고체가 차지하는 질량으로 1㎤에 대한 g수로 표시한다. 토양입지밀도는 진비중이라고 하며 토양상태와 관계없이 일정하며 보통 265mg/㎤이다.
토양 전용적 밀도(가비중)는 공극을 포함한 토양의 단위 부피당 건조 토양의 질량을 말하며 토양의 상태에 따라 1.1~1.4g/㎤의 값을 갖는다. 즉, 전용적 밀도 = 토양의 무게/토양의 용적
화산재에 의해 형성된 토양 : 0.55g/㎤ 화산회토(유기질 토양 또는 유기물 함량이 높다) : 1.0g/㎤이하 경작토양의 평균 : 1.1~1.4g/㎤ 일반적 경작토양 : 1.3g/㎤ 일반 토양 : 1.2~1.35g/㎤ 식질토 1.4g/㎤ 식양질(점토함량 18%이상) : 1.4g/㎤ 이하(논 토양) 사양질(점토함량 18%이하) : 1.5g/㎤ 이하(논 토양) 식양질(점토함량 18%이상) : 1.5g/㎤ 이하(밭과 과수원) 사양질(점토함량 18%이하) : 1.6g/㎤ 이하(밭과 과수원) 사질토 :1.6g/㎤ 이하 ※ 1.6g/㎤이상일 경우 뿌리의 신장을 저해함. 공극이 없는 암석 자체의 밀도 : 2.65g/㎤(2.5~3.0g/㎤)
[ 토양의 공극 ] 토양과 유기물 입자사이에 물이나 공기가 유입될 수 있는 틈새를 말한다.
[ 토양의 입단 ] 토양입자가 하나하나 독립적 존재로 있는 것이 아니라 여러개의 입자들이 양이온, 유기물, 철산화물, 탄산염, 미생물 분비물 등에 의해 결합되어 하나의 큰 입자로 뭉쳐져 있다.
[ 토양의 입단 구조(떼알구조) ] 토양입자가 모여 입단으로 형성된 토양의 물리적 구조, 이 구조는 홑알 구조보다 생산성이 높은 편이다.
[ 토양의 단립 구조(홑알구조) ] 토양 사이의 공간이 작아 공기나 물이 잘 통하지 않는 구조 ※ 작물의 뿌리 호흡을 어렵게 하여 결과적으로 식물의 성장 저해
따라서 입자가 굵은 떼알구조의 토양은 홑알구조의 작은 토양공극들을 갖추고 있을뿐만 아니라 동시에 서로 결합하여 하나의 커다란 입자를 형성하기 때문에 그 사이에서 보다 큰 토양 공극을 만들어 낸다.
다시 말하자면 토양 공극율이 커진다는 것은 곧 통기성과 배수성의 향상을 의미하며 이는 뿌리의 산소호흡에 매우 좋은 효과를 발휘하기에 모세관수의 함수량 또한 늘려주어 통기성을 지니면서도 보수성 또한 개선시켜주는 효과를 보인다.
하지만 산성토양은 토양의 떼알구조를 서서히 무너뜨리기에 뿌리호흡과 성장을 어렵게 만든다.
이럴 때는 알칼리성 석회 또는 규산 시비를 통해 산성토양을 중성 또는 약알카리성으로 개량하여 토양의 입단화를 촉진해야 한다.
[ 토양 공기 ] 토양의 공극을 채우고 있는 기체이다. 대기와 순환하지만, 토양공기의 조성은 토양 중의 수분과 산화·환원조건, 미생물 활동 등에 따라서 대기의 조성가 차이가 있다. 대기는 질소 78%, 산소 20%, 이산화탄소 0.3% 및 기타 원소 2%로 구성되어져 있으나.
토양공기 중에는 미생물 호흡에 의해 산소는 적은 반면 이산화탄소가 많고 수분이 조금만 있어도 상대습도가 90%이상으로 높아지게 된다.
수분이 많은 상태로 오래 유지된 토양에서는 산소공급속도가 소비속도보다 느려 토양공기 중 산소의 함량비가 적어진다.
토양공기 중에는 이산화탄소가 많아지는 양은 산소가 줄어드는 양과 비례한다. 호흡과정에서 한 분자의 산소가 소모되면 한 분자의 이산하탄소가 생성되기 때문이다. 따라서 토양공기 중의 산소와 이산화탄소의 함량을 합하면 약21% 정도로 일정하게 유지된다.
대공극이 많은 토양에서는 산소확산율이 커지고 소공극이 많은 토양에서는 산소확산율이 작아진다.
토양 공기 중 산의 함량에 따라 작물의 생육 상태가 달라지게 되는데 통기성이 불량한 토양에서는 나무 뿌리 발달이 토양의 표층에 한정되기 때문에 생육이 빈약해진다.
[ 토양수 ] 토양수는 토양의 공극을 채우고 있는 수분이다.
토양수는 화학적·물리적 및 생물적인 작용을 촉진하고 영양분의 용매로서 작용하며 증산·침투·증발·유출 등으로 인해 토양으로부터 소실된다.
토양이 수분을 보유하는 힘을 흡착력이라 하는데 토양 표면의 물 분자에 대한 흡착력과 물 분자 상호간의 인력이 합해져 나타난다. 토양수는 모세관수, 결합수, 중력수 등으로 나뉘어진다.
토양수는 일반적으로 다음 세가지로 구분되어진다.
가. 흡습수 : 흙 입자 표면에 고착된 얇은 막 모양의 물 (중력·모관력에서는 이동하지 않고 가열에 의해 제거할 수 있는 물) 나. 모관수 : 모관력에 의하여 유지되는 물 다. 중력수 : 중력에 의하여 흙입자 사이를 자유로이 이동할 수 있는 물
[ 토양의 C.E.C(양이온 교환능력) ] 토양의 양이온 교환능력이 커지면 암모니아, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등의 비료 성분을 흡착·보류하는 힘이 커져서 비료를 좀 과다하게 시비하여도 작물이 한꺼번에 너무 많이 흡수하는 것을 막을 수 있고, 또 비료성분의 용탈이 적어서 비료가 작물에 미치는 효과가 늦게까지 지속되며 토양의 완충능도 커지게 된다.