양이온교환용량 (Cation Exchange Capacity (CEC))
쉽게 풀면
흙이 비료 성분(양이온)을 붙잡아 둘 수 있는 능력을 나타내는 지표이다. 양이온교환용량이 큰 토양은 비료를 주었을 때 양분이 빗물에 쉽게 씻겨 내려가지 않고 어느 정도 붙잡혀 있다가 서서히 뿌리에 공급된다.
왜 중요한가
양이온교환용량은 토양이 양분을 붙잡아 두는 능력을 나타내므로, 토양 비옥도 평가와 시비량 산정, 토양 개량 필요성 판단의 기준 지표로 쓰입니다. 점토 광물과 유기물 함량에 따라 값이 크게 달라져 토양 분류와 관리 방식을 나누는 근거가 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
점토광물과 부식의 표면 음전하가 양이온을 흡착하는 주된 원인이며, 이것이 토양의 비료 보유력과 관련됨을 보여주는 결과이다.
비료 성분을 붙잡아 두는 힘이 약한 모래질 토양에서는 한꺼번에 많이 뿌리기보다 여러 번에 나누어 조금씩 주는 것이 유실을 줄이는 방법이라는 설명입니다.
조금 더 깊게 보면
CEC가 크다고 비옥한 것은 아닙니다. 교환 자리를 무엇이 채우고 있는지가 중요하여, 산성 토양에서는 알루미늄과 수소가 자리를 차지해 염기포화도가 낮아집니다. 측정 pH에 따라 값이 달라지는 가변 전하의 영향이 있어서, 측정 방법이 다른 자료를 직접 비교하면 오류가 생기기 쉽습니다. 양이온교환용량은 점토광물의 종류와 함량, 유기물 함량에 크게 좌우되는데, 팽윤성이 큰 2:1형 점토광물(몬모릴로나이트 등)은 1:1형 점토광물(카올리나이트)보다 훨씬 큰 표면적과 음전하를 가져 양이온교환용량이 높다. 양이온교환용량은 토양이 붙잡을 수 있는 염기(칼슘, 마그네슘, 칼륨 등)의 총량과 관련되며, 이 중 실제로 흡착된 염기의 비율을 나타내는 염기포화도는 토양 비옥도를 가늠하는 별도의 지표로 함께 쓰인다.
주의할 점
양이온교환용량이 높다고 해서 반드시 비옥한 토양은 아니며, 실제로 어떤 양분이 흡착되어 있는지(염기포화도)를 함께 살펴야 한다.
양이온교환용량이 큰 토양은 비료 양분을 붙잡아 두는 능력이 커서 시비 효율은 높지만, 그만큼 한 번 흡착된 양분이 서서히 방출되므로 시비 효과가 나타나는 속도는 느릴 수 있다.