흙에는 전기의자가 있다.

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흙을 이루고 있는 내용물을 살펴보면 3가지로 나눌 수 있다.

물과 공기, 흙 알갱이.

흙 알갱이를 다시 쪼개보면

자갈, 모래, 점토, 유기물 등 4가지로 이뤄져 있다.

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이들 중 자갈과 모래에는 없지만 점토와 유기물에만 있는 것이 있다.

‘의자’이다. 그것도 그냥 의자가 아니고 전기를 띠고 있는 ‘전기의자’

(전문용어로 ‘양이온교환용량’이라 함)다.

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이렇게 말하면

“그럼 미국에서 알 카포네를 처형시킨 그 전기의자란 말인가?”라고 묻는다.

그런 무시무시한 의자는 아니다.

사형집행에 쓰인 의자는 2천 볼트의 고압이지만

흙 속의 전기의자는 너무나 약해서

있는 것 같기도 하고 없는 것 같기도 한 전기다.

 

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그럼 흙 속의 전기의자는 무엇에 쓰일까?

그 의자에는 우리가 주는 비료가 앉는다.

염화가리를 주었다고 하자.

염화가리는 흙에서 칼륨(K+)과 염소(cl-)로 분리된다.

 

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흙에 있는 의자는

여자 의자(-)와 남자 의자(+)가 있다

(여자 의자가 남자 의자보다 훨씬 많다).

흙에 있는 여자 의자에는 남자인 칼륨이,

남자 의자에는 여자인 염소가 앉는다.

무슨 비료를 주던 비료는 이온, 즉 전기를 띤 상태로 되어서

서로 반대 의자에 이끌리어 앉게 되어 있다.

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만일 흙이 전기의자가 없는 자갈과 모래만 있다면 어떤 일이 벌어질까?

비료로 준 이온들이 의자에 앉지 못해서 빗물에 씻겨버려 주나마나하게 된다.

비료를 주면서 농사를 지을 수 있는 것은 다행히도 흙에 전기의자가 있기 때문이다.

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1헥타르 흙에는 수천 킬로그램의 이온이 앉을 수 있는 의자가 준비 되어 있다.

의자에 앉아 있는 이온은 다른 이온이 가까이 오면 자리를 내준다.

질소비료를 주면 의자에 앉아 있던 칼륨이 암모늄(NH4+)에게 자리를 내준다.

이렇게 해서 ‘이온교환’이 이뤄진다.

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그렇다고 언제나 순순히 이온교환이 이뤄지는 것은 아니다.

철수와 영철이, 순덕의 힘이 다르듯이 이온들도 저마다 힘이 다르다.

힘이 센 놈은 좀처럼 의자를 양보하지 않으려고 버틴다.

그 힘의 순서는 다음과 같다.

 

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수소(H+)≥칼슘(Ca2+)>마그네슘(Mg2+)>

칼륨(K+)≥암모늄(NH4+)>나트륨(Na+)>리튬(Li+)

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칼륨은 마그네슘의 자리를 넘볼 수 없지만

칼리비료를 주면 칼륨의 수가 많아져서 마그네슘은 손을 들고 쫓겨난다.

그런데 이들 이온 중에 가장 힘이 세면서도 해롭기만 한 놈이 수소이온이다.

이것을 쫓아낼 수 있는 것은 칼슘이온이다.

칼슘이온을 가장 많이 가지고 있는 것은 석회와 석회고토비료이다.

의자가 많을수록 비료의 손실이 적은데 유기물에는 흙보다 의자가 25배나 많다.

때문에 석회와 유기물을 주면 비료가 앉을 수 있는 전기의자를 극대화시킬 수 있다.