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우리나라에서 화학비료 시용이 일반화된 것은 1960년대 초반부터이다. 그 이전까지는 주로 퇴비나 가축분뇨, 인분뇨 등 유기질 자급비료에 의존할 수 밖에 없었는데 화학비료의 사용량 증가와 함께 유기질비료의 생산과 사용량이 크게 줄어들게 되었다. 그러나 유기질비료의 중요성은 조금도 변함이 없이 최근에는 상품화되기에 이르렀고 더구나 지구환경과 농산물의 품질에 대한 관심이 높아지면서 그 중요성에 대하여 재평가를 받고 있다.
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유기질비료는 보통비료인 유기질비료와 부산물비료가 있는데 비료공정규격에 보통비료인 유기질비료에는 어박(어분포함), 골분, 잠용유박, 대두박, 채종유박, 면실유박, 깻묵, 낙화생유박, 아주까리유박 기타식물성 유박, 미강유박, 혼합유박, 계분가공비료, 아미노산발효부산비료(박), 혼합유기질비료, 증제피혁분, 맥주오니가있고, 부산물비료에는 퇴비, 구비(廐肥), 부숙겨, 재(草, 木灰), 녹비, 분뇨잔사, 부엽토, 아미노산발효부산비료(액), 건계분, 건조축산폐기물(가축의 도축과정에서 생기는 폐기물로 제조된 것), 부숙왕겨 및 톱밥, 토양미생물제제(미생물발효) 및 토양활성제제 비료가 있다. 그러나 넓은 의미에서 유기질비료란 상품화된 것과는 관계없이 동, 식물로부터 만들어진 유기물 함량이 많이 들어 있는 비료라 할 수 있다.
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유기물은 그 자체에 질소를 포함하여 인산, 칼리 등 다량요소 뿐만 아니라 여러 종류의 미량요소 공급원으로써 식물에 양분을 공급할 뿐만 아니라 토양 입자를 입단화하여 토양의 공극분포도를 늘리고 투수성과 보수성 및 통기성을 좋게 하며 강우에 의한 토양침식을 방지하는 토양물리성 개선효과가 있고 토양의 완충 능력을 향상시킨다. 토양중 유기물 함량이 증가되면 토양중 중소생물과 미생물 수가 증가되고 종의 다양성이 증가되어 생물상이 안정된다. 그 결과 물질순환능력이 증가되어 생물학적 토양 완충 기능이 강화된다. 또한 토양의 미생물 수와 활성이 증가되어 유해물질을 분해, 제거 및 안정화시키는 기능이 증대되는 효과도 있다.
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벼의 질소시비 기준량은 11㎏/10ａ인데 그만큼의 질소를 퇴비나 가축분뇨로 공급하려면 10ａ에 가축분 퇴비는 약 1,000㎏, 우분은 3,000㎏, 돈분은 1,200㎏, 계분은 650㎏을 사용하면 된다. 그러나 유기질비료에 들어있는 질소는 유기물이 완전히 분해될 때까지 여러 해를 두고 서서히 공급되기 때문에, 실제로는 그보다 많은 양을 주어야만 되나 작물이 양분을 많이 필요로 하는 시기에는 많이 공급하고, 적게 필요한 시기에는 적게 공급되도록 유기물로서 시비량을 조절한다는 것은 거의 불가능한 일이다.
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| 표 1. 가축분 종류별 3요소 평균 성분함량 |
(현물중 : %) |
| 가축분 종류 |
질소 |
인산 |
칼리 |
계분
우분
돈분
가축분퇴비 |
1.73
0.41
0.91
1.01 |
1.65
0.56
1.49
2.03 |
0.47
0.09
0.19
0.65 |
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유기물이 토양중에서 분해되면서 많은 미생물이 작용하게 되고 그 미생물들이 분비하는 물질 등으로 흙의 입자들이 서로 엉켜서 덩이를 이루면서 입단화(粒團化)가 된다. 흙이 입단화되면 흙덩이들 사이의 공간비율인 공극률이 높아지면서 통기성이 좋아져서 뿌리의 발달이 좋아지게 되고 토양이 부드러워져서 농작업이 쉬워진다. 뿌리채소 같은 작물재배에 특히 퇴비의 효과가 큰 것은 바로 이와같은 효과 때문이다. 뿐만 아니라 유기물 그 자체가 양분이나 수분을 지니는 힘이 커서 유기물이 많은 토양은 화학비료를 주어도 일시적으로 거름기가 넘치는 과비현상이 나타나는 일이 적어진다.
즉 모래땅 같이 거름기를 지니는 힘이 적은 토양에 객토를 하고 퇴비를 많이 시용하면 거름기를 지니는 힘이 커져서 농사가 잘 되는 것은 바로 이와같은 유기물의 토양개량의 효과 때문이다.
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| 표 2. 유기물의 토양개량 효과 |
| 처리 |
공극률
(%) |
통기성
(㎝/sec) |
입 단
(1㎜이하, %) |
양이온치환용량
(cmol/kg) |
3요소
퇴비 1,000kg/10a
볏짚 500kg/10a |
48.3
54.0
52.1 |
0.27
0.41
0.48 |
34.6
45.6
50.7 |
11.8
11.4
12.5 | |
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농작물의 수량이란 품종 및 재배환경과 관리기술의 종합적인 결과로 나타나는데 퇴비 등 유기물이 수량에 미치는 영향은 여러 가지 재배조건에 따라서 크게 달라진다. 극단적인 식물영양학자는 비료만 적기에 알맞은 양을 공급한다면 유기물은 필요없는 것이라며 물과 영양분만으로 재배하는 수경재배, 사경(砂耕)재배가 그 증거라고 주장한다. 그러나 영농의 근본은 토양으로 토양에서의 유기물은 그 역할이 다양하고 크므로 무시할 수가 없다.
일반적으로 유기물중 대표적인 퇴비의 시용은 벼농사에서는 3~5％, 밭작물의 경우는 10~30％의 증수효과가 있는 것으로 많은 연구결과 알려지고 있다. 특히 신개간지 등 척박한 토양일 수록 증수효과는 높아지고 비옥한 토양에는 효과가 적게 나타난다. 근본적으로 비옥한 토양은 유기물의 함량이 비교적 높다는 것을 감안하면 유기물의 효과는 어느 땅에서나 마찬가지라고 할 수 있다.
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농산물의 품질이란 외관상의 품위와 성분함량이나 맛과 같은 질적인 면에 대한 종합적인 표현이다. 유기물이 품질에 미치는 영향에 대하여는 그 효과 자체가 미미하고 조사하기가 어려워 연구결과가 적다. 비료를 주지 않고 완전히 유기질 비료만으로 (비료와 함께 농약도 사용치 않음) 영농을 하는 유기농업의 경우는 농약의 잔류성분에 대한 안전성은 높아질 수는 있으나 품질면에서 좋아진다고는 볼 수가 없다.
벼의 경우는 유기물이 많으면 생육 후기까지 질소 공급이 많아져서 쌀의 질이 떨어지는 방향으로 작용하며, 채소의 경우도 외관적인 품위가 많이 떨어진다는 것을 경험자들은 잘 알고 있다. 그러나 정상적인 영농형태, 즉 화학비료를 주면서 유기물을 시용하는 경우에는 유기질 비료를 많이 주면 수량의 증수와 함께 품질에도 다소 좋은 방향으로 영향을 미친다는데 대하여 반대하는 사람은 거의 없다. 퇴비를 충분히 주고 생산한 채소는 연하고 단맛이 나는 등 맛이 좋아진다든지 하는 이야기는 경험을 통하여 많이 알고 있는 일이다.
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