흙과 퇴비

흙만으로는 농작물을 재배하는데 영양분이 부족하다. 그래서 퇴비도 주고 화학비료도 주는데 작물이 필요로 하는 필수 3대 영양소가 질소, 인산가리로서 질소질 화학비료인 요소 20kg 1포대면 질소질 성분함량이 46%이므로 1포대/20kg×0.46=9.2kg의 질소가 들어있다. 이렇게 계산해보면 요소 1포대는 쇠똥퇴비 3톤의 질소성분과 비슷하다. 

그러나 퇴비 속에 있는 질소는 퇴비 속에 있는 탄소를 분해시키기 위해서 자체 소비하고 작물에 이용은 거의 불가능하다. 그러면 화학비료만 주고 농사를 지으면 되지 왜 퇴비를 주는 걸까? 그에 대한 답은 앞에서 설명한 토양유기물의 공급원이 바로 퇴비이기 때문이다. 그런데 이 퇴비에도 품질의 차이가 천차만별이다. 잘 발효시킨 퇴비 속에는 토양 속에서 병을 일으키는 나쁜 미생물을 잡아먹는 유익한 미생물이 많이 발생되어 토양에 뿌려줄 시 점점 그 땅이 좋아지나 썩은 퇴비를 주면 병원균이 그 속에 많아 오히려 악화되는 결과를 초래할 때도 있다. 

그 이유는 잘 발효시킨 퇴비 속에는 하얀 눈덩이처럼 보이는 것이 있는데 이것이 유익한 방선균으로써 이 속에서 스트렙토마이신, 테라마이신, 네오마이신, 오레오마이신, 페니실닌 등의 천연 항생물질이 생기므로 토양 속에서 나쁜 병균을 잡아먹는 역할을 함으로서 건강한 토양을 만들고 또한 이곳에서 자란 농작물은 병 없이 맛과 영양이 풍부하고 튼튼하게 잘 자라므로 이 농산물을 먹으면 천연 항생물질을 먹는 결과로 우리가 건강하게 되는데 이게 바로 퇴비농법, 순환농법, 유기농법의 원리이며 유기농산물을 먹으면 좋다는 것이다. 

퇴비

가. 퇴비란? 

1) 퇴비는 산야초, 짚, 낙엽, 톱밥, 해조류 등, 기타 모든 동식물체인 유기물을 퇴적․발효시킨 것이다.

2) 토양 중에는 세균, 방선균, 사상균, 담자균, 원생동물, 선충, 지렁이 등 다양한 종류의 생물들이 존재한다. 특히나 미생물은 유기물속에 있는 탄소를 에너지원으로 질소를 영양원으로 하고 산소, 수분, 온도, 산도, 시간 등의 번식하기에 적합한 좋은 환경이 주어지면 미생물의 숫자가 늘어나면서 유기물을 분해한다. 이와 같은 미생물의 특성을 이용하는 것이 퇴비화이며 주로 호기성 미생물이 관여하고 있다.

3) 퇴비의 이점

퇴비는 토양 속에서 미생물에 의해 분해를 하면서 농작물이 필요로  하는 3대 요소인 질소, 인산, 칼리 성분의 공급은 물론 필수원소인 규산, 망간, 철, 구리 등 각종미량원소들을 공급한다. 

나. 퇴비제조의 목적

1) 유기물중의 탄소와 질소의 비율(탄질율 또는 C/N율이라고 함)을 30전 후로 조절함으로써 토양 중에서 급격한 분해로 인한 작물의 질소기아(질소부족현상, 탈질현상)를 방지한다.

2) 유기물에 함유된 유기화합물질 등 유해 성분을 미리 분해하여 시비 후 작물의 생육장해를 미연에 방지하고 유용한미생물(천적미생물)을 퇴비 속에 대량번식 시켜 토양 속에 줌으로서 병원균을 포식하고 해충의 방제효과도 얻도록 한다.

3) 퇴비의 고온발효 시 유기물 중의 유해병원균과 해충 및 잡초의 종자  를 고열에 의하여 사멸시킨다.

다. 퇴비화 과정

1) 퇴비화 과정이라고 하는 것은 볏짚류, 가축분, 톱밥, 왕겨, 나무가지 등과 같은 신선유기물을 미생물이 번식하기에 좋은 조건을 만들어주어 유해성분과 조직 등을 미리 분해시켜 작물생육에 좋게 하도록 하는 것인데 장기간 실험해본  결과 퇴비재료에 따라 다소차이는 있겠지만 최소한 3개월 이상 호기성 발효에서 얻어진 완숙 퇴비라야 친환경농업에 도움이 된다는 결론을 얻었다.

2) 퇴비재료별 부식 비율

라. 톱밥퇴비의 제조원리

1) 독소를 제거해야 한다.

65℃에서 2주간, 60℃에서 3주간이상 퇴비의 고온 발열처리가 꼭 필요하다.(독소인 탄닌산․리그닌산․탤빈산․페놀․수지 등의 분해 또는 불용성화)

2) 탄질율(C/N비율)이 높아 조정해야 한다.

탄질율(C/N비율)이란? 유기질이 함유하고 있는 탄소와 질소의 비를 말하며 퇴비 제조 시 탄질율(C/N율)을 30이하로 조정해야만 작물의 질소기아현상을 방지할 수 있다.

☉ 톱밥의 크기는 약5m/m내외가 제일 좋으나 용도에 따라서 굵은 것을 사용해도 된다. (대체적으로 생톱밥일 경우는 수분이 30%∼40%정도임)

☉ 톱밥의 수종은 침엽수나 활엽수 할 것 없이 관계는 없으나 참나무의 콜크나 삼나무, 노간주나무의 수피는 피하는 것이 좋다.

☉ 바닷물에 저장한 원목의 톱밥도 전혀 문제가 없다. 이 경우 수피는 3개월 이상의 발효가 필수적이다.

☉ 농가에서 자가로 발효 시는 최소한 5톤 이상은 되어야 제대로 발효가 된다.

☉ 목재가공과정을 거쳐서 나온 톱밥은 도료 및 중금속등의 유해물질이 들어 있어서 사용을 하면 안 된다(제지 슬러지에는 중금속인 납의 과다검출이 나타나는 경우가 있다)

☉ 일단 발효된 톱밥퇴비는 수분 흡수문제로 수분함유량을 30%이하로 건조해서는 안 된다.

2) 발효시기

공장식 퇴비발효는 연중 가능하며 농가단위 소규모로 할 때는 늦은 봄부터 여름철 고온기가 좋다.

3) 발효온도

    <나왕톱밥퇴비 발효온도>

4) 후숙과정

초기 고온 발효가(약60∼70도C이상) 약15일 이상 계속되다가 온도가 떨어지면 뒤적여주고 또 약 15~20일간 60°C이상 온도가 지속되다  내려갈 때 또 한번 뒤적여 준 후 후숙을 시킨다. 이때 퇴비더미 내부가 건조하면 수분 보충이 필요하며 톱밥퇴비는 최소한 후숙기간 2개월을 포함해서 3개월 이상 발효가 필요하다. 가끔 뒤적여 주면서 유효한 방선균등 다량의 미생물 번식을 위해서는 6개월 또는 심지어 1년 가까이 후숙을 시켜 사용하는 농가도 있는데 상당히 좋은 효과를 얻고 있다.  6개월 이상 된 것을 상토로 사용하면 뿌리발육이 좋고 병충해를 예방하며 튼튼한 묘종을 키울 수가 있다.

퇴비의 효과

1) 발효온도에 따른 균사멸 관계

 ◯ 고온 발효 시 잡초종자와 잡균들을 없앨 수 있고 고온발효가 안될 때는 상온에서 잘 자라는 유해한 균들을 길러서 토양에 넣어주는 결과이다.

2) 발효기간에 따른 선충조사

  (수출을 위한 사전 검사 시)

A. 토양미생물이 전혀 없음.

B. 토양응애, 애지렁이 알, 부식선충 등 다양한 생물상이 있음.

C. 부엽토는 야산에서 채취한 그대로이며, 식물뿌리에 피해를 입히는 기생선충들이 다량 발견.(수출은 할 수 없으나 농토에는 사용가능)

  ❈ 위의 결과로 보아 3개월 이상 발효된 퇴비에서만 다양한 미생물은 물론 유해선충을 포식할 수 있는 부식선충(일명 : 퇴비선충 또는 대형식선충)이 발생된다.

3) B사퇴비와 일반퇴비의 총방선균 밀도 비교

　 중온성 : 30℃, 고온성 : 45℃에서 3～4일간 배양

　 0.1 TSA + 0.2% Chitin배지

상기표에서 보면 발효가 정상적으로 이루어진 B사 퇴비에서는 일반퇴비보다 중온성 방선균이 300배 이상, 고온성 방선균이 30배정도 발생이 많은것을 알 수 있다. 또 무종자의 발아 시험에서도 20일정도 발효시킨 미숙퇴비에선 30%, 3개월 발효시킨 B사 퇴비에서는 80%가 발아 되었다.

4) 외류의 만할병에 대한 톱밥우분 퇴비의 사용효과

ｏ 만할병의 발병추이

가) 톱밥 우분퇴비

나) 1) + 클로로피크린 소독 

다) 클로로피크린 소독 + 1) 

라) 클로로피크린 소독

마) 무처리

     ｏ위 도표에서 보면 처리 1개월 후에는 소독한 4)에서 만할병의 발생이  제일 많고 톱밥우분 퇴비를 준 1)에서 가장 발생이 적었다.

5) 좋은 퇴비(유기질)란?

가) 유기물함량이 높아야 한다.

나) 뿌리(세근)가 감을 수 있어야 한다.

다) 가볍고 부피가 커야한다.

라) 토양 속에서 분해가 오랜 기간동안 미생물에 의해 지속되어 보수력, 보비력, 통기성 등의 기능을 발휘할 수 있는 것이라야 한다.

마) 악취 등이 없고 취급과 사용이 용이해야 한다.

유기농업을 위한 지력높이기의 관건

1) 퇴비재료의 선택

리그닌함량이 높은 이끼, 갈대, 톱밥, 수피 등을 소재로 한 것이 좋다.

(일본 시마모도농법에 의하면 단보당 목재퇴비를 10톤씩 3년간 투입하고 4년째부터 매년 2톤씩 넣을 때 딸기는 8톤, 오이는 40톤, 토마토는 36톤 정도 수확이 가능함)

2) 퇴비 발효방법의 선택

호기성발효와 혐기성발효 두가지중 유기농업에는 이유 없이 호기성 발효의  퇴비를 선택함이 좋다. 

호기성발효는 발효과정이 고온이 되므로 목재의 독소분해나 잡초와 잡균제거가 필수적으로 되고 특히나 목재의 독소 같은 경우는 육안으로는 구분이 불가능하기 때문에 고온에 의해서만 분해 또는 불용성화가 되기 때문이다.

3) 유기농업에 사용되는 유기질원은 반드시 발효제품이어야 한다.

최근 토양에 유기질원으로 유박이나 쌀겨 등을 발효시키지 않고 사용하기 간편하고  속효성이라 그대로 사용하는 경우가 많은데 이는 잘못된 것이다.  발효시키지 않은 유기질은 반드시 토양 속에서 분해가 이루어지고 이때 유해 가스를 발생시켜 뿌리발달을 저해하고 유효미생물도 피해를 보며 토양도 산성으로 변하기 때문이다. 그런데  친환경농업을 하는 논에서는 잡초발생을 억제하기위해 모심기후 쌀겨를 사용하는 방법이 있는데 이는 쌀겨투여로 인해 미생물이 갑작스럽게 다량 번식되므로 토양표층이 일시적으로 산소 결핍상태가 되고 또한 쌀겨(유기물)가 분해되면서 발생하는 유기산이 잡초를 억제하는 원리를 이용한 것이나(일명 쌀겨농법) 이럴 경우는 쌀겨를 땅 표면에 뿌려주기 때문에 별문제가 없겠으나 밭작물일 경우는 토양 속에  유기물이 들어가야 되므로 이때 혐기상태에서 반드시 발효가 일어나므로(고온에서 열처리를 미리해도 소용없음) 유해가스를 발생시켜 작물의 뿌리에 치명적인 손상을 끼칠 수가 있는데 하우스 전체가 이런 피해로 실농하는 경우를 우리주위에서 자주 볼 수 있고 또 생유박을 연용하면 토양의 산성화도 초래된다.

4) 유박은 아무리 많이 주어도 지력을 높일 수가 없다

최근 친환경농산물생산에 유박을 많이 사용하고 있는데 일반적으로 유박이 유기물이므로 토양에 주면 유기물함량이 높아져 지력이 높아질 것이라고 생각하는 사람이 많은데 그건 아주 잘못된 상식이다.  유기물속에 리그닌이 없으면 토양 속에서 미생물의 분해에 오래도록(최소한 6개월 이상) 남아 있질 못한다.  이럴 경우 토양의 물리성 개선은 물론 지속적인 미생물의 먹이로서 역할을 할 수가 없는데 불행하게도 유박에는 리그닌이 없다.  유기물의 3대 주요 구성요소를 보면 ① 셀루로즈(섬유질)와 ② 조섬유질(헤미셀루로즈)과 ③ 리그닌(목질)으로 되어 있는데  유박에는 셀루로즈와 조섬유질만 있고 리그닌이 없기 때문에 속효성으로 분해되어 화학비료와 같은 효과로 작물의 생육에는 도움을 주지만 토양의 지력을 높이는 데는 별효과가 없다. 예를 들면 배추, 무시래기 대형트럭으로 1트럭과 톱밥 1리어카를 발효시켜 남는 양을 비교해 보는 것과 같다. 그러므로 지력을 높이기 위해선 리그닌이 많은 원료를 사용해서 잘 발효된 퇴비를 만들어 토양에 넣어 기본적인 지력을 갖게 하고 화학비료대신에 속효성인 유박을  사용한다면 아주 좋은 방법일 것이다.  

이러한 관계로 일본의 경우도 10여 년 전까지는 시설재배에 유박을 많이들 선호했는데 최근 발효퇴비로 완전히 바뀐 것을 보면 이를 알 수 있다.

결론적으로 친환경농업(특히나 유기농업)에서는 잘 발효된 질 좋은 퇴비로 지력(땅심)을 높여 이를 유지할 때만 가능하다.

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