다락골사랑

1. 연작장해

연작장해는 같은 종류의 작물을 같은 장소에 연속해서 재배함으로 인하여 작물의 생육과 수량, 품질 등이 어떤 원인에 관계없이 떨어지는 현상을 통틀어서 연작장해라고 한다. 특징적인 증상으로는 작물이 전신적으로 생육 불량, 황화, 뿌리의 갈변과 부패증상 등이 나타난다(그림 1)

그림 1. 연작장해에 의한 작물의 피해증상

2. 연작장해의 원인

연작장해의 원인은 아주 다양하다. 토양양분의 소모와 과다에 의한 양분의 불균형, 토양반응의 이상, 배수불량 등 토양물리성의 약화, 토양산도의 부적정과 염류집적, 생리장해, 작물에서 분비한 유해물질의 축적 등으로 인한 토양병원균의 증식으로 연작장해가 발생한다. 연작장해가 타 장해와 다른 특징은 연작에 의해서 장해가 발생하므로 작물특이성을 갖고 있다. 그리고 그 원인들이 토양 중에 축적되어 다음 작기에 발생한다는 것이다. 최근 시설채소 재배지의 연작장해가 문제화되는 원인은 토양양분의 소모보다는 토양에 축적된 각종 양분의 과잉이 대부분이다. 일본에서 연작장해를 원인별로 분석한 결과를 보면 병해에 의한 피해가 매년 증가하여 1992년에 85.0%로 가장 많고, 다음이 해충으로 6.0%, 토양물리성악화(물리성불량, 습해, 건조해, 지력저하 등)가 5%, 생리장해 3.5%로 조사되었다(표 1). 우리나라에서도 시설채소 연작지를 대상으로 연작장해 요인을 분석한 결과 토양병해에 의한 피해가 80%이상을 차지하고 있었다. 따라서 시설채소 연작장해의 주원인으로는 토양병해가 주체다.

표 1. 연도별 요인별 연작장해 피해 변천 추이 (일본)

요 인	피해율(%)
	1967	1976	1983	1992
병 해 선 충 생리 장해 토양물리성 악화 염류 집적 기 타	35.0 16.0 19.0 5.0 5.0 20.0	59.7 6.5 7.5 1.3 4.3 20.9	68.5 5.6 14.2 5.4 2.3 5.0	85.0 6.0 3.5 5.0 0.0 0.5

3. 연작장해에 의한 병해

일반적으로 잘 관리된 밭토양은 토양 1g중에 수천만의 세균, 수백에서 수십만의 방선균, 사상균과 원생동물 등 토양미생물이 살고 있다. 이들의 토양미생물은 자연계에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 이들의 토양미생물 중에는 작물뿌리에 기생하여 뿌리를 부패시키고, 뿌리의 도관부를 침입하여 작물의 상부까지 전파되어 작물 전체를 시들게 하거나 심하면 죽이게 하는 성질을 가진 것들이 있다. 이와 같은 미생물을 토양병원균이라 하고 이러한 균에 의해서 발생하는 병을 토양병해라고 한다. 토양병해의 발생은 병원균이 토양 속에 아무리 많이 존재하고 있어도 기주 작물과 병 발생에 적당한 토양환경이 충족되지 않으면 병은 발생하지 않는다. 이와 같이 재배환경은 토양병해의 발생정도를 크게 좌우 할 정도로 중요한 역할을 한다. 앞에서 언급한 바와 같이 연작을 하게되면 토양물리성의 악화, 영양분의 불균형, 염류집적 등에 의해서 작물의 근권환경이 악화되어 뿌리가 갈변하거나 부패되고, 생육이 불량해진다. 이때 작물의 뿌리상처부위로 토양병원균이 쉽게 침입하게되어 병 발생이 많아지게 된다. 따라서 토양병해의 발생은 재배환경의 차이에 따라 크게 달라질 수 있다.

4. 시비와 토양병해

토양에 양질의 유기물 시용은 양분으로서의 효과 이외에 토양의 물리적, 화학적 성질을 개선하여 작물재배에 적합한 토양의 성질로 만들어 토양병해의 경감효과를 주고 있다. 그러나 최근에 와서 농업경영 환경변화로 질 좋은 유기물보다는 미숙가축퇴비 등 여러 가지의 불량한 퇴비를 시용 함으로써 토양내의 가스발생과 염류집적 등으로 작물뿌리에 장해가 발생하여 피해가 크다. 또한 미숙가축분을 시용하면 토양속에 있는 사상균 미생물이 주종을 이루게되고, 분해가 어려운 목질물 등의 퇴비를 다량 투입하면 미생물상이 단순화되어 토양병원균의 증식이 용이하게 되므로 병 발생을 조장하는 경우도 있다. 일부농가에서는 미숙가축분을 시용하고 바로 작물을 정식함으로써 농사를 망치는 경우도 종종 있다. 따라서 충분히 부숙된 양질의 유기물을 시용 하여 작물을 재배하면 토양내 유용미생물이 증가하고 토양병원균의 감염이 억제되므로 뿌리활력이 좋아져 병 발생이 적어진다. 시설재배에서 연작장해의 큰 문제점의 하나로 생각하는 것이 각종 화학비료의 다량투입에 의한 엽류집적과 농도장해로 작물의 뿌리에 손상을 일으켜 토양병원균의 침입을 용이하게 한다는 것이다. 특히 특정비료를 과잉 시비하게 되면 재배작물의 저항성을 저하시켜 병 발생을 조장시키는 경우도 있다. 이렇게 불합리한 비배 관리는 토양병해의 발생을 용이하게 한다는 점에서 중요하다. 한편으로는 비배관리에 따라 토양미생물상에 크게 영향을 미쳐 토양병원균의 밀도를 증가시키는 등 병해발생과 밀접한 관계가 있다. 예를 들면 토양중에 비료농도가 증가함에 따라 토마토 시들음병과 박과채소 덩굴쪼김병의 발생이 증가하는 것으로 알려져 있다. 우리나라 시설재배지에서 가장 큰 문제가 염류집적이다. 염류가 집적된 토양에서 작물을 재배하면 뿌리가 갈변되거나 심하면 부패되고 잔뿌리는 거의 탈락되어 작물의 생육이 정상적으로 자라지 못하게 된다. 이때 작물의 잎은 오그라들며 색은 농녹색을 뛴다. 이와 같이 뿌리의 장해와 병원균의 감염에 의해서 뿌리에서 양·수분이 원활히 공급되지 못하므로 작물체는 황화 되면서 시들게 된다. 특히 토마토의 촉성재배에서 피해가 많다

5. 효과적인 방제

제 최근 발생하는 토양병해는 일단 발생하면 피해가 크다. 이렇게 큰 피해를 가져오는 주원인은 병원균 단독에 의한 것보다는 작물재배에 부적절한 토양환경이 더 큰 원인으로 생각된다. 일반적으로는 환경이 좋은 곳에서 재배하면 뿌리의 상태가 건전하여 세균, 사상균의 어느 토양병원균도 작물체에 쉽게 침입이 어렵기 때문에 토양병해방제의 근본은 작물을 활력 있게 생장하도록 토양환경을 관리하는 것이 첫째라고 생각된다. 따라서 작물을 건전하게 기르기 위해서는 토양관리와 비배관리를 과학적으로 할 필요가 있다. 최근 발생하는 시설재배지의 연작장해는 종래와는 크게 다른 양상으로 발생하고 있으므로 이에 대한 새로운 인식이 중요하다. 특히 연작장해는 그 주원인이 토양병해 뿐만 아니라 여러 가지 복합적인 원인에 의해서 나타나는 결과다. 끝으로 토양병해는 농가소득에 가장 큰 제한요인으로 화학적 방제가 곤란한 병해다. 따라서 단독방제보다는 종합방제대책을 강구하지 않으면 안된다. 특히 토양환경을 개선하여 연작장해를 방제하면 좋은 결과가 반드시 올 것으로 믿는다.

토양속에는 많은 종류의 선충이 살고 있으며 그중에서 식물에 기생하는 선충류는 10%에 불과하고 나머지 90%는 식물에 기생하지 않는 종류이다. 식물기생선충에 의한 작물피해는 증상이 뚜렷하지 않기 때문에 정확한 진단을 하기 어려울 때가 많다. 더욱이 최근에는 시설원예지의 연작으로 인한 선충피해가 점점 증가하고 있고, 특히 시설 과채류 재배지에서는 뿌리혹선충의 피해가 심각한 실정이므로 토양선충의 방제대책에 대하여 자세히 알아본다.

1. 살선충제를 이용한다.

살선충제로는 토양훈증제가 주로 사용되어 왔으나, 자연생태계 보전과 사용에 위험성이 있어서 선충방제에 이용되지 않고 있으며 현재는 주로 비훈증제를 이용하고 있는 실정이다. 비훈증제는 속효성과 살충효과면에서 훈증제보다 떨어진다. 따라서 비훈증제를 사용한 농민들은 효과가 높지 않다고 하지만 적기에 처리하면 선충억제 효과가 있다. 일반적으로 부화저해, 발육이나 번식억제 등 선충의 정상적인 기생활동을 여러 단계에서 저해시킨다.

표 1. 선충방제용 고시농약

2. 유기물을 넣어준다.

현재 선충방제에 주류를 이루고 있는 살선충제는 처리 후 선충의 밀도회복이 급격하게 빨라지고 있어서 문제가 되고 있다. 선충의 급격한 밀도 회복원인은 이어짓기로 인하여 선충서식 부위가 깊어져서 살선충제의 효과가 제대로 미치지 못하는 점과 천적에 대한 악영향 때문이라고 할 수 있다. 유기물 시용에 따른 선충방제 효과는 첫째, 퇴비가 많은 토양에서는 선충의 이동이 장애를 받는다. 둘째, 천적 미생물 및 비기생선충이 증식하여 기생선충의 증식을 억제한다. 셋째, 유기물의 분해과정에서 발생되는 화학물질은 살선충 효과가 있다 넷째, 작물의 생리적조건에 영향을 주어서 선충 저항성이 향상된다는 점 등을 들 수 있다.

3. 기주가 아닌 작물을 재배한다.

기생선충은 기주가 없으면 증식이 되지 못하므로 저항성식물이나 기주가 아닌 작물을 재배하면 방제효과가 있다. 특히 뿌리썩이선충의 피해가 심한 포장은 메리골드를 재배하면 방제효과가 있다.

4. 어린모 때 관리를 철저히 한다.

어린모 때 선충에 감염되지 않고 잘 생육한 작물은 그 후에 선충이 기생하더라도 어느 정도 수확이 가능하지만 뿌리가 내릴 때 선충에 기생당한 작물은 심한 피해를 받는다.

5. 파종기를 조절한다.

뿌리혹선충은 땅의 온도가 15℃이상일 때 부화하기 시작한다. 그러므로 2기 유충이 최고밀도에 도달하기 전에 가능한 한 작물생육을 진전시키는 것도 한가지 해결책이 될 수 있다.

6. 유인작물을 재배한다.

뿌리혹선충은 어린 유충이 뿌리속으로 들어가서 성충이 되는데 여름철에는 약 50일이 필요하다. 그래서 뿌리혹선충의 피해가 심한 포장은 여름철에 뿌리혹선충이 잘 기생하는 작물(토마토)을 심어서 뿌리속으로 들어가게 한 후 산란하기 전에 작물을 제거하면 된다. 작물이 죽으면 생육중이던 선충도 모두 죽게 된다.

7. 태양열 소독을 실시한다.

시설재배지에서는 여름철 고온기에 작물의 재배가 곤란할 때에 태양열로 소독하면 방제효과가 매우 높다. 태양열 소독방법은 7~8월경 살선충제를 처리하고 로타리를 치고 물을 충분히 준 다음, 토양표면에 비닐을 덮고 비닐하우스를 완전히 밀폐한 상태로 1개월 정도 두면된다. 또한 노지에서도 장마가 끝난 후 살선충제를 포장 전면에 처리한 후 한번 갈아엎고, 충분히 물을 준 다음 비닐을 덮어서 한달 정도 놔두면 선충방제 효과가 매우 높다.

표 2. 태양열을 이용한 뿌리혹선충 방제효과 (시설재배지)

8. 포장에 물을 대준다.

밭작물에 기생하는 선충은 물에 잠긴 상태에서 장기간 생존이 불가능 하기 때문에 여름철 1개월동안 포장에 물을 담아두면 대부분 죽게 된다. 논과 밭을 번갈아가며 사용하는 토양에서는 기생선충의 밀도가 매우 낮다. 논밭을 돌려짓는 땅에서 나타나는 선충 피해는 이미 어린모시기에 감염되었을 가능성이 높다.

9. 온탕에 침지한다.

온탕처리는 구근이나 묘목 등에 이용되는 방법이다. 처리전에 작물을 냉수에 침지하거나 온탕에 소량의 포르말린(0.5%)을 첨가하면 효과가 높다. 마늘 구근선충 방제는 49℃에서 20분, 작약의 뿌리혹선충 방제는 49℃에서 30분간 감염된 뿌리나 구근을 침지한다. 살선충효과는 우수하지만 농가에서는 정확한 온도유지에 어려운 점이 있다.

10. 외부로부터 선충의 유입을 차단한다.

선충피해는 지상부 병과 달라서 포장 전면에 발생하는 경우가 드물다. 다른 지역에서 유입된 경우도 처음에는 포장 일부에 국한되지만 점차 퍼져나가서 포장전체가 오염된다. 오염포장에서 사용한 농기구는 깨끗하게 씻은 후 사용하고, 오염된 모종은 불에 태우도록 한다.

1. 토양병해의 특징

토양병은 지상부 병해와는 달리 국부적으로 전파되지만, 육묘에서부터 감염 정식후 전포장으로 전파되는 경우도 있고, 물과 함께 잘 이동하는 역병이나 풋마름병 등은 환경조건만 되면 빠르게 전 포장으로 전파되기도 한다. 그리고 전염은 대부분 땅속에서 진전되므로 외부로 증상이 나타날 경우에는 땅속에서는 병원균의 감염이 심하게 오염된 경우가 많다. 토양병해의 발생은 토양속에 있는 병원균의 내구체가 식물체에서 분비되는 여러 가지 물질 등의 자극을 받아 병원균 포자가 발아하여 식물체에 침입함으로써 발생한다. 또 토양병원균은 일반적으로 부생능력이 강하여 불리한 환경 하에서는 곧바로 내구체를 만들고 휴면상태로 돌입하여 불리한 환경조건에도 장기간 생존이 가능하다. 이러한 요인들이 토양병해방제에 어려운 이유중 하나인데 토양자체의 물리, 화학 및 생물적인 여러 조건이 복잡하게 관계하고 있기 때문이다. 이러한 토양전염성병은 성질상 방제가 곤란하기 때문에 세계적으로 문제가 되고 있으며 그 피해도 크다. 일반적으로 토양병은 노지보다는 시설재배에서 연작연수가 길수록 발생이 많다.

2. 토양병원균의 종류와 특성

우리 나라에서 발생하여 피해를 주고 있는 토양병해를 병원별 작목별로 보면 표 1과 같다. 병명은 외관상 나타난 증상을 보고 붙여진 것이며 병원체는 달라도 증상은 비슷한 것들이 많아 증상만 보고 병원체를 진단하는 것은 쉽지 않다. 또한 토양병은 생태적으로 방제대책이 비슷한 것들이 많아 복잡할 것 같지만 피해를 주는 병원체는 많지 않다. 시설내 토양미생물은 식물의 뿌리에 기생하여 생활하는 근계 생식균과 식물뿌리에 의존하지 않고 생활하는 토양생식균이 있다. 즉, 식물뿌리에 각력하게 기생하여 살아갈 수 있는 능력을 갖고 있는 균으로 phytophthora균, pythium균, rizoctonia균 등이 있고 fusarium균과 같이 부생능력이 강한 균이 있다. 전자는 병원성이 강하여 토양내 밀도가 낮아도 발병되어 피해가 크고, 후자는 도관병으로 서서히 발병되는 것이 특징이다. 토양병원균은 기주식물에 침입 식물체내에 증식한다. 그 결과 식물체는 병에 걸려 죽게 되고 병원균이 더 이상 영양분을 흡수 못하게 되면 자기의 생존을 위해 병원균 종류에 맞는 내구성 기관을 형성하여 장기간 동안 토양 속에서 생존한다.

3. 토양병해 발생포장의 특성

토양병해가 많이 발생한 포장과 병이 발생하지 않은 포장의 재배연수를 비교하여 보면 발병이 많은 포장은 대부분 2년 이상 5년간 연작한 포장이 많았으며 1년차 재배 포장이거나 벼를 심고 작물을 재배한 포장에서는 발병이 적거나 발병하지 않았다. 재배토양의 종류와 병 발생을 보면 병해종류에 따라서 차이가 있는데 사질토양에서는 박과작물의 급성시들음증상, 시들음병, 덩굴쪼김병 발생이 많았고, 식질토양에서는 역병, 풋마름병 발생이 많은 것으로 나타났다. 토양병해가 심하게 발생한 포장은 표토에 염류가 많이 집적되어 있었으며 작물의 뿌리를 뽑아보면 대부분 굵은 뿌리만 남아있고 잔뿌리의 발생이 적었으며 발병이 심한 포장일수록 뿌리의 부패가 심하였다. 또 충분히 썩지 않은 계분퇴비나 돈분퇴비를 많이 시용하고 재배한 포장에서 토양병해가 많이 발생한 것으로 나타났다. 병 발생이 많은 포장의 토양은 발병하지 않은 토양보다 병원균의 밀도가 높고 토양미생물상이 단순하였으며, 이에 비해 무발생 포장의 토양은 다발생 포장의 토양에 비해서 병원균의 밀도가 낮고 미생물상이 다양하게 분포하고 있는 것으로 나타났다.

4. 토양병해의 방제전략

토양병해의 방제는 밀도가 높은 병원생물의 밀도를 낮춰 병 발생을 경감시키는 방법으로 물리적, 화학적, 생태적, 경종적인 방제방법 등이 있다. 그러나 병원균이 토양속에 만연되어 병 발생이 심한 상태에서는 어떠한 방법으로도 완전방제는 곤란하다. 따라서 병 발생 후 ’치료’보다는 ’예방’위주로 관리해야 한다.

표 1. 최근 국내에서 발생하고 있는 주요작물의 토양병해

가. 경종적 방제

시설재배토양에서 토양병원균을 완전 제거한 상태에서 작물을 재배하기란 곤란하다. 따라서 모든 재배토양에는 정도의 차이는 있지만 병원균이 항시 존재한다고 할 수 있다. 그렇다면 작물이 병에 발생하지 않도록 환경을 만들어 주는 것이 가장 중요한 방제방법이다.

1) 답전윤환 및 적지 적작 재배

답전윤환 후 작물을 재배하면 근권의 병원사상균은 줄어든 반면 그람음성세균의 밀도는 높아지므로 뿌리의 활력이 좋아진다. 사양토에서는 fsarium에 의한 병 발생에 좋은 조건이므로 이 병에 약한 작물은 피하는 것이 좋고, 강한 작물을 재배하면 효과적이다.

2) 윤작 및 간·혼작에 의한 피해경감

윤작은 생태적방제의 기본이다. 토양병원균이 후막포자로 월동한 후 다음해 같은 작물을 연작하면 뿌리의 분비물 등에 의해 발아하여 침입하게 된다. 그러나 비기주 작물을 재배하면 침입하지 못하고 다른 미생물에 의해 사멸하는 것으로 알려져 있다.

3) 정식기 이동 및 저항성품종과 대목이용 >

시설재배는 작물이 생육하기에 적합하지 않은 환경이므로 작물이 연약하게 자란다. 따라서 환경적응 능력이 약한 작물은 정식기를 조절하여 환경이 좋은 시기에 정식하는 것이 유리하다. 저항성품종과 대목이용은 병해방제에 가장 좋은 방법으로 많이 이용하고 있다. 그러나 품종과 대목별 접목친화성문제를 고려하여야 한다.

4) 양질의 유기물 시용에 의한 방제

최근 유기물의 종류는 계분, 돈분, 우분 등으로 크게 구분할 수 있다. 유기물 시용에 의해서 토양병원균이 사멸하는 것이 아니고 토양물리성 및 토양미생물상의 변화 와 작물근권환경의 개선 등 간접적인 효과로 병원균의 밀도를 낮춰 작물생육에 효과를 주는 것으로 알려져 있다.

5) 심경의 효과

연작지에서의 심경은 토양의 물리 화학성 개량으로 작물뿌리의 근권확대, 상 하층의 토양혼용에 의한 염기류 조절의 효과가 있다. 심경에 의한 병 발생 억제원인에 대하여 병원균의 밀도저하, 근권환경 개선, 병원균에 대한 저항성증진 등 확실히 밝혀지지는 않았으나 상호 복합적인 작용에 의한 것으로 생각된다.

나. 물리적 방제

물리적 방제로 고온기에 태양열 소독은 세균, 방선균, 사상균에 의한 병해와 선충류 등에도 직접적인 효과가 있다. 이때 병원균을 사멸시키고 고온성미생물을 증가시켜 토양환경을 개선시킨다. 토양의 증기소독과 열에 의한 소독은 공해와 약해의 걱정 없이 할 수 있는 방법으로 육묘용상토 등에서 많이 이용한다. 담수처리는 염류집적의 문제를 해결하는데 가장 좋은 방법으로 이용되고 있다. 그러나 담수처리가 병원 및 토양미생물의 생태에 미치는 영향은 좀더 연구해야할 분야다.

다. 생물적 방제

미생물에 의한 작물의 저항성을 유도시켜 병해를 방제하는 방법으로 최근에 상품화까지 된 것도 있다. 그리고 약 및 비병원성균 전접종에 의한 병해방제, 길항균에 의한 방제, 휴한기 목초재배로 유용미생물상 복원에 의한 근권 보호로 병해방제를 하는 방법들이 있다.

 토양의 유기질이란 토양 속에 각종 형식으로 존재하는 탄소를 함유한 유기화합물을 가리킨다. 저생산 밭은 아래 과정을 거치면 유기질함량을 증가시킬 수 있다. 고생산 밭은 유기질이 부단하게 분해되기 때문에 부단하게 유기질을 보총해야 한다.

 

  1. 유기분비를 늘려 시비한다. 퇴비, 덩이비료(cake fertilizer), 인축분비(人畜糞肥), 하호니(河湖泥: 하천이나 호수바닥의 진흙) 등 모두 좋은 유기비료이다.

  2. 짚을 환전(還田: 곡식의 짚을 논밭에 내어 거름이 되게 함)한다. 연구에 의하면 짚을 직접 환전하는 것은 등량의 퇴비를 사용하는 것보다 효과가 더욱 좋았다. 현재 중국 북방에서는 밀 그루갈이 밭에 주로 짚 환전 기술을 크게 제창하고 있다. 밀을 베어낸 후, 20~30cm 높이의 밀짚을 남겼다가 비오는 한 철에 바람이나 볕이 쏘이고 비에 젖는 과정을 거치면 밀을 다시 파종할 때는 이미 반쯤 분해 상태가 되어 좋은 유기비료가 되었다. 짚 환전은 실시하기 쉽고 인력이나 수고로움이 절약된다. 그러나 환전할 때에 화학질소비료를 더 늘려 시용해야만 미생물과 작물이 질소를 다투는 것을 피할 수 있다.

 

  3. 양비(糧肥)의 윤작(輪作)이나 간작(間作)을 서로 결합시킨다. 농업생산의 발전에 따라 다모작(multiple cropping)지수가 점차 높아져서 많은 토양의 유기질 함량이 떨어지고 비력이 떨어지고 있다. 양비(糧肥)의 윤작, 간작 제도를 실행하면 유기질 함량을 유지하고 높일 수 있을 뿐 아니라 토양 유기질의 품질을 개선할 수 있고 이미 노화된 부식질을 활성화시킨다.

 

  4. 녹비(綠肥 green manure)를 재배한다. 녹비를 재배하면 토양에 풍부한 유기질과 질소를 제공할 수 있어 농업생태환경 및 토양의 이화성상을 개선시킬 수 있다. 주요 품종은 자운영 . 알팔파류(medick, alfalfa) . 녹두 등이다. 자운영은 보통 9월 상순에 파종하고 봄철 작물의 기비와 유종으로 쓴다. 또 3~4월에 파종하여 추비용으로 쓸 수 있다. 파종량은 묘(667㎡)당 3~5kg으로 이듬해 4월 하순에 꽃봉오리가 나올 때 거름을 만들면 된다. 알팔파류는 봄 . 여름 . 가을 세 철에 파종할 수 있다. 보통 묘당 1~1.5kg을 파종한다. 성화기(盛花期)에 거름을 만든다. 녹두는 3~6월에 고르게 파종할 수 있는데 보통 묘당 3~5kg을 파종한다. 초화기(初花期)에 거름을 만든다.

pH란 용액의 수소이온(H+)의 농도를 간편하게 나타내는 값이며 산성의 정도를 나타내는 값 pH7을 중성이라 하고 7보다 작을 때는 산성, 클 때는 알카리성(또는 염기성)이라 한다. 알카리 또는 산의 첨가에 의한 pH의 변화를 토양이 억제하는 작용을 토양의 완충능이라 한다 □ 산성화 원인    ○ 토양은 늘 빗물에 의해 씻기고 있는 토양입자에 흡착되어 있는 염기【Ca++(석회),        Mg++(고토), K+(가리) 등】가 유실되고 그에 대해서 H+ (수소)가 흡착, 산성화 된다 □ 적정 pH의 범위(개량목표)    ○ pH의 개량목표는 논, 밭은 6.0∼6.5, 과수원지는 5.0∼6.5가 알맞다    ○ 작물은 일반적으로 약산성(pH6.0∼7.0)에서 생육이 가장 좋고 강산성, 강알카리성에서는        모두생육이 불량해진다. 그 원인은 작물양분의 유효성, 독성원소의 용해도 등이 pH에 의해 지배        되고 있기 때문이다 ☞ 작물별 적당한 pH 범위 □ 산성의 피해 ○ 산성 토양이 문제가 되는 것은 산성(H+) 그 자체의 해작용외에 석회, 고토 등의 결핍, 치환성     알루미늄의 활성화에 의한 해작용, 미량요소(중금속)의 결핍 또는 과잉에 의한 장해, 인산의 고정,     미생물의 활동 억제 등 토양전체에 큰 문제를 야기하고 작물의 생육에 주는 영향도 크며 잡초의     종류도 크게 변한다.   ※ 산성화토양에서는 토란, 무, 감자는 생육이 좋은데 콩, 팥, 시금치, 파 등의 생육은      떨어지게 된다. 잡초로는 쇠뜨기, 질경이, 잔디 등이 왕성해진다 ○ 강산성 조건하에서는 가리, 인산, 석회, 고토, 붕소, 몰리브덴 등의 유효성이 저하    하고 알카리성 조건하에서는 철, 망간, 등, 코발트 등의 수산화물질의 용해도가    저하하고 유효성이 떨어진다.     - 강산성이 되면 알루미늄, 망간, 철, 구리, 니켈 등의 용해도가 증대하여 중금속이        작물에 과잉흡수되어 생육장해를 준다. ○ 하우스 등의 EC가 높은 염류토양에서 pH3의 강산성 토양이 보이는 일이 있는데    이는 질산이 용액중에 생성되어 생기는 외견상의 산성인 경우가 많다(EC를 고려하여    pH 진단 필요) ● pH가 낮은 경우의 일반적인 생육장해는 다음과 같다 ① pH가 낫다고 하는 것은 토양중의 석회, 고토 등의 염기가 유실되어 있다는 뜻으로    염기결핍에 의한 생육장해가 일어나기 쉽다 ② pH가 저하하면 철이나 알루미늄의 수산화물의 용해가 높아 인산과 결합하므로    인산이 불용화 한다. 이 때문에 작물에 인산결핍증이 나타날 수 있다 ③ 산성토양에서는 몰리브덴의 불가급화가 일어나기 쉽다 ④ pH가 저하되면 알루미늄과 망간의 화합물의 용해도가 높아져 알루미늄에 의한    뿌리의 기능장해, 망간과잉에 의한 뿌리의 기능장해, 망간과잉에 의한 장해 등이    일어나기 쉽다 ⑤ pH가 낫으면 수소이온이 증가되어 작물뿌리의 양분흡수력이 약해지고 수소이온이    뿌리로 침입 하여 단백질을 응고 또는 용해시킨다 ⑥ 유기산의 집적으로 미생물의 활동이 약해지고 토양병원균에 감염되기 쉽다 □ 산도의 교정 방법 ○ 토양 산도의 중화능력은 알카리분(CaO, 석회량)으로 표시한다. 따라서 알카리분이 높은     비료가 토양중화능력이 높으나 토양은 토양에 포함된 부식, 점토 등에 의한 완충능력을 갖고     있으므로 살포량을 기계적으로 산출할 수는 없다 ※ 고토가 포함된 비료의 알카리분은 「석회+고토×1.3914」로 산출함 ※ 중화능력이 없는 석회(과인산석회 등 석고형의 석회)는 알카리분으로 표시할 수 없다

토양산도

토양산도는 토양 속에 들어있는 양분의 성질과 행동에 영향을 끼치며 작물의 양분흡수와 생육을 규제하게 된다. 우리 나라의 토양은 거의가 산성이며, 지방에 따라서는 상당히 강한 산성을 나타내어 채소의 생육이 억제되는 예가 있다.

토양의 산성화는 토양교질 입자의 표면에 흡착되어 있던 치환성 염기가 많이 떨어져 나가고 그 대신 수소이온들이 흡착됨으로서 이루어진다. 이와 같은 현상은 강우량이 많아서 토양이 계속 탄산을 함유하고 있는 물에 의해 씻기는 경우에 일어난다. 또한 토양 중에서 유기물이 부패되거나 황을 함유하고 있는 비료에 미생물이 작용할 때에는 황산과 질산이 생성되는데 이들은 토양에 수소이온을 공급하므로 토양은 산성으로 된다. 그 밖에 시설재배지는 다비로 인한 질산태질소의 증가가 토양산도를 낮춘다고 한다.

토양의 산성이 강해지면 수소이온농도가 높아져 이것이 직접적으로 작물생육에 해 작용을 할 수 있으나 극단적인 산성이 아니면 이 해 작용은 대수롭지 않다.

산성토양에서는 칼슘과 고토 등의 염기가 용탈 되어 부족하게 되며, 또 작물의 염기흡수도 곤란하게 되므로 작물은 소요량의 염기성분을 흡수하지 못하게 된다. 또한 산성이 강해지면 활성의 알루미늄(Al)이 과다하게 용출되어 작물 생육을 해치게 되며, 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 코발트(Co)와 같은 중금속류도 가용성이 높아져서 이들의 흡수에 의한 과잉해가 일어나고, 인산과 결합하여 불용성의 인산화합물을 만들기 때문에 인산 결핍증이 나타나기 쉽다. 그림 4는 토양 산도에 따른 각종 양분의 유효도를 표시한 것이다.

산성토양을 개량하기 위해서는 소석회나 재를 사용하여 산성을 중화하고 퇴비 등의 유기믈을 시용하여 토양의 완충능을 증대시켜 반응의 변화를 완화시키며 생리적 산성비료 시용을 억제하고 염기성비료를 사용하는것이 바람직하다. 채소는 대개 약산성내지 미산성 토양에서 잘 자란다. 채소를 토양 반응에 대한 적응성에 따라 구분하면 표 1과 같다.

표 1. 생육에 적당한 토양산도의 범위에 따른 채소의 분류

토양산도	종 류
pH 6.0∼6.8	아스파라거스, 비이트, 당근, 꽃양배추, 라이마콩, 멜론, 양파, 파슬리, 시금치 등
pH 5.5∼6.8	강남콩, 브록콜리, 양배추, 샐러리, 오이, 무우, 고구마, 순무 등
pH 4.8∼5.4	감자*

* : 감자는 산성에 잘 견디며, pH 5.5이상에서는 더뎅이병(瘡痂病)이 많이 발생하므로 산성토양이 적당함

토양의 물빠짐 상태는 어떻게 알 수 있는가?

토양은 농사의 기본이다. 따라서 '흙 가꾸기'니 '적지적작"이니 '기반조성"이니 하는 말들이 생겼다. '적지적작"이라면 땅 면적이 넓은 나라에서나 작물별로 알맞은 흙을 마음대로 골라 가꿀 수 있는 호사쯤으로 여길 수도 있다. 그러나 세계화시대에, 또 '양"보다 '질"이 영농의 성패를 좌우하는 최근에는 '적지적작"이 아니면 경쟁력 있는 고품질농산물은 생산하기 어렵다.
토양조건을 말할 때 작물종류를 가리지 않고 '배수가 양호한 양토" 또는 '배수가 알맞은 식양토" 등으로 말하고 있으나 배수상태를 판단하는 기준을 잘 알고 있는 농업기술자나 농업인은 흔하지 않다.
이는 토양학 공부에서, 눈에 보이는 형태적이나 물리적 특성을 가볍게 여기고 '눈에 보이지 않는 화학성"이나 '미생물특성"만을 너무 강조한 결과이다.
화학성과 미생물성도 중요하지만, 이들은 대개의 경우 형태적, 물리성에 좌우되므로 형태적 특성이 알맞으면 저절로 개선되는 수가 많다.
토양의 형태적 특성 중에서 가장 중요한 것이 '토양배수 상태, 즉 '배수등급'이다. 토양배수상태에 관한 등급을 알아보자.

◇ 배수상태를 결정하는 요인은 무엇인가?

토양은 입체적인 자연산물이다. 즉 넓이와 깊이가 있다. 넓이는 연결되어 지형을 이룬다. 그러니까 지형에 따라 표면의 물 흐름(流去)이 결정되고, 지하수위의 높고 낮음도 결정된다. 따라서 지형은 토양의 생성과 특성을 결정하는 요인이다. 그러나 지형은 다음 기회에 상세히 논하고자 한다. 토양의 배수상태를 결정하는 요인은 다음과 같다.

1. 물흐름(유거)
농지의 표면 위를 물이 흐르는 정도를 말한다. 지형이 평탄하면 유거에 불리하고, 경사가 심할수록 유거는 빠르다. 따라서 물 스밈성(투수성)과 지하수가 동일하다면 평탄할수록 배수가 잘 안 된다. 그러므로 논은 본래 평탄하거나, 인공적으로 평탄화 하였으므로 밭보다 물이 잘 안 빠질 조건을 갖추고 있다고 볼 수 있다. 그러나 실제는 물 스밈성이 크게 작용하고 있다.
즉, 토양의 배수등급은 유거, 지하수위, 투수성 등의 3가지 요인이 종합적으로 작용한 결과이다.

2. 지하수위
땅 속에서 연중 머무는 물턱의 높이를 말하며, 지표면으로부터의 거리를 재어서 표시한다. 지형적으로 낮은 곳(예: 논)은 지하수위가 높고 야산과 구릉은 낮으며, 곡간지나 선상지는 그 중간이다. 지하수위의 높고 낮음을 표현하는 기준과 영농상의 특징은 다음과 같다.
· 매우높다: 지표 50cm 이내에 지하수위가 있을 때
(답리작 불가, 벼 물관리 어려움, 도복우려, 습답)
· 높다: 지하수위가 50∼100cm일 때
(벼 재배적합, 밭작물 습해 우려, 반습답)
· 보통: 지하수위 100∼150cm이하일 때
(밭작물 적합하나 장마기에 일부 습해, 과수는 습해우려, 건답상태)
· 낮다: 지하수위 150cm 이상
( 밭작물 적합, 과수도 습해 없음, 벼는 물 부족)

3. 물 스밈성(투수성)
표면에 고인 물이 땅속으로 얼마나 잘 스며드느냐? 에 따라 등급을 정하며, 밭의 경우 충분한 량의 비가 온 후에도 3∼4시간 내에 표면의 물이 모두 없어져야 한다. 논도 하루에 20mm정도의 물이 아래로 빠져주어야 뿌리가 건전하다
토양배수 등급에는 '매우양호'부터 '매우불량'까지 토양학분야에서 정하여 쓰고있는 등급을 공통적으로 사용해야 한다. 그러나 우리의 현실은 농학자나 농업기술자들이 개인적으로 또는 학문분야별로 나름대로 정한 기준을 쓰고있어 많은 혼란이 뒤따르고 있다.
예를들면, 모래흙은 무조건 물이 잘 빠지는 즉 '배수양호'한 것으로 표현하는 수가 있다. 이는 바르지 못한 일이다. 왜냐하면 모래흙은 물스밈성이 빠를지라도, 지하수위가 높으면 배수등급은 '불량'이거나 '약간불량'일 수 있다. 그 좋은 예가 천장천지대의 사질습답이다. 사질습답은 소백산맥을 따라 영남북부지역에 해당하는 안동, 영주, 예천, 문경, 상주, 김천 등지에 많이 분포되어 있다.
어떤 사람들은 이들 사질습답에 30∼40cm두께로 모래질 석비레(마사토)를 복토하고 포도나무를 심어놓고는, 내 포도밭은 배수가 잘되는 토양이니 걱정없다고 큰소리치는 실수를 하기도 한다.

◇ 흙색을 보고 물빠짐을 판별하는 요령

토양의 배수등급은 토양단면의 색(토색)과 얼룩(반문)의 특징으로 알 수 있다. 흙의 색깔은 사람의 눈으로 판별할 수 있는 가장 기본적인 특징이다. 그럼에도 불구하고 눈에 잘 보이는 흙의 색은 무시하고, 눈에 보이지 않는 화학성분 분석에만 의존하려는 안타까운 실수를 하는 수가 있다.
의사가 환자를 진찰할 때, 얼굴 색을 살피는 것과 같이, 농부나 농업기술자들은 자기 흙의 색을 살필 줄 알아야 한다. 토양연구자들은 더욱 그러하다.
우리 나라와 같은 온대습윤 지대의 흙 속에는 5∼10%정도의 철분이 함유되어있다. 이 철분의 존재형태가 흙의 색을 결정하는 주 요인이다.
야산의 붉은 황토 흙은 오랜 기간동안 침식을 적게 받으면서 깊이 풍화되어 산화철이 쌓인 상태임을 뜻한다. 즉 물빠짐이 잘되어 산소와 충분히 닿으면 붉은색을 띤다. 대지(단구지)의 식질 홍적토와 같이 지형이 반반하거나 경사가 약하고, 물스밈이 느려서 여름 장마철에 물과 자주 접촉하면 황적색, 또 이들을 개답(담수)하여 인공적으로 물과 더 접촉시키면 황갈색 또는 황색을 띤다. 나아가서 오랫동안 논으로 이용하여 숙답이 되면 회갈색, 회색이 된다. 철이 환원된 결과이다. 철이 더욱 환원되면 암회색, 청회색, 결국 시궁창에서는 검은색으로 된다. 고려청자와 같은 청색도 환원소성하여 철을 강하게 환원시킨 결과이다. 이와같이 철의 산화-환원정도에 따라 다양한 색을 띠게되므로, 토색을 보고 배수정도를 알 수 있게 된다.

1.배수 '양호'한 토양
구릉과 토심이 깊은 산지, 산록의 밭, 선상지 상부, 강둑 주변의 사양질토 등과 같이, 적갈색, 암갈색, 갈색 등으로 토양 단면의 깊이 1.2m 범위 내에는 반문(얼룩)이 없다. 토심은 깊고, 각종 밭작물 재배에 적합하므로, 밭 토양의 대부분이 이에 속한다. 그러나 심토에 약간의 검은색 망간 반문(Mn 斑紋)은 있을 수 있다.
한편 배수 '매우양호'한 토양은 반문이 없고, 토심이 얕은 산악지의 암쇄토(바위 풍화물이 50cm이내에 드러나는 토양), 강변의 지나친 모래흙 등이 해당된다.

2. 배수 '약간양호'한 토양
지하수위가 낮은 선상지나, 곡간의 볼록지형부, 홍적대지, 산록경사지 등과 같은 데서 흔하다. 2모작이 쉬운 논이 이에 속한다. 원래는 배수가 양호했으나 논으로 이용하면서 표면에 물을 담았기 때문에 생긴 것은 표토가 회색이나 회갈색이고, 붉은색의 산화철반문이 있으며 심토에서는 반문이 감소한다. 반면에 원래부터 지하수위가 약간 높은 것은 심토가 회색이나 회갈색을 띠고 표토에는 반문이 없거나 아주 적은 량만 있으며, 표토로 갈수록 반문의 양이 줄어든다.
아무튼 주토색은 '갈색', '황갈색'이고, 회색, 회갈색은 반문으로 존재한다.

3. 배수 '약간불량'한 토양
하성평탄지나 하해혼성평탄지의 약간 낮은 곳, 완경사의 곡간바닥 등에서 볼 수 있고, 지하수위가 상당히 높으며, 지형적으로 반반하거나 낮은 곳이다.
물스밀성(투수성)이 좋으면 2모작도 가능하지만, 봄철에 비가 잦으면 습해를 볼 수도 있으므로 높은 이랑, 배수로 설치 등을 해야 한다. 벼 재배시는 물 부족이 없도록 유의해야 한다.
배수 '약간양호'한 토양과는 반대로 주토색이 회색, 암회색이고, 반문이 갈색, 황갈색, 적갈색 등이다. 심토로 내려 갈수록 회색의 정도는 많아진다.
벼재배에 적합하지만, 물 걸러대기(간단관수), 중간 말리기(중간낙수) 등을 해야 도복에 견딘다.

4. 배수 '불량'한 토양
지하수위가 표면에 가깝거나, 표면에 있기 때문에 연중 심한 고논(습답)이 해당된다. 평탄저지, 저습늪지, 곡간하부 등에서 볼 수 있다.
토색은 거의 암회색, 청회색이고 황갈색, 적갈색의 반문이 약간 있다. 특히 작토층 바로 아래에서부터 전혀 반문이 없이 암회색을 띠면 배수 '매우불량'이라 한다. 밭작물의 2모작은 어렵다.

◇ 맺음말

토양의 물 빠짐 정도는 '배수등급'으로 나타내며, 물 빠짐정도가 적합한 토양에 작물을 가꾸어야 고품질의 농산물을 생산할 수 있고, 작물의 생육도 건전하다. 그러나 통일된 배수등급을 잘 쓰지 않고, 작물별로, 전문가별로 나름대로의 기준을 쓰고있어 혼란이 생기고 있다.
최근에는 각종 과실나무를 물이 잘 빠지지 않는 논토양에 심고는 뿌리의 부패에서 비롯한 세력약화로 나무가 일찍 늙거나, 공해나 농약해의 가중, 품질이 떨어지는 등이 심하므로, 알맞은 땅을 골라 알맞은 작물을 심어야 할 것이다.

정연태·농학박사 농촌진흥청 농업과학기술원 전 농업환경부장 (☎ 031-290-0145)

   굴 껍데기가 흙을 살린다!

 남해연안 양식장에서 다량 발생하고 있는 굴 껍데기를 토양개량을 위한 석회비료로 재활용하려는 연구와 노력이 차츰 결실을 맺어가고 있다.

경상남도농업기술원은 굴 껍데기를 활용한 패화석 시용효과 연구와 함께 공급 확대를 위한 방안으로 중앙정부 및 지방자치단체에 대해 시책건의서를 제출해 귀추가 주목되고 있다.

시책건의의 주요 골자는 현재 국비 지원으로 이루어지고 있는 토양개량제지원사업과 연계하여 패화석 비료가 보급될 수 있도록 하는 것으로, 최근 패화석 비료의 농가 요구도도 점차 증가하고 있는 추세라는 점을 감안한다면 이 사업 효과는 매우 클 것으로 보고 있다.

농업기술원에 따르면 굴껍질을 이용한 패화석비료의 특성은 알칼리성분을 47%이상 함유하고 있을 뿐 아니라 유기물과 붕소가 각각 13g/kg, 1.6mg/kg함유되어 있는 등 미량원소를 다량 포함하고 있어 산성화된 토양과 유기물이 부족한 토양에 대한 개량효과가 탁월하다고 밝히고 있다.

패화석비료의 토양개량효과는 패화석 비료를 살포한 후 작물을 재배했던 포장의 토양유기물 함량은 재배전과 후 모두 2.7%를 유지했으나, 소석회를 사용한 포장에서의 유기물 함량은 2.0%로 낮아져 유기물 보충능력이 패화석비료가 우수한 것으로 나타났다. 이와 함께 패화석비료는 소석회와 마찬가지로 토양산도의 교정능력도 충분하여 상추와 양배추 등 6종의 작물재배 시험에서도 6%에서 최고 154%까지 수확량이 증가한 것을 볼 수 있었다고 농업기술원은 밝혔다.

이와 같이 탁월한 토양개량능력을 가진 굴껍질을 재활용한 석회비료는 도내 남해연안에서 발생하는 패각의 생산적 이용측면에서 매우 바람직한 대안으로 떠오르고 있으며, 폐기시 어려움을 겪고 있는 어업인들에게도 처리비용절감 등 많은 이점이 따를 것으로 기대되고 있다.

「문의 : 경상남도농업기술원 식물환경연구과 이영한 055-771-6413」

생석회(CaO)

석회 ·생석회(生石灰)라고도 한다. 화학식 CaO. 공기 중에 방치하면 수분과 이산화탄소를 흡수하여 수산화칼슘(소석회)과 탄산칼슘으로 분해한다. 또, 물을 작용시키면 발열(發熱)하여 수산화칼슘이 된다. 석회석 또는 탄산칼슘 CaCO₃을 약 900℃ 이상으로 가열하면 생긴다.

용도는 극히 다양하여, 석회비료 ·산성토양 개량제, 수분 포집제(捕集劑)로서의 건조제, 석회 플라스터(석회모르타르) ·혼합 시멘트 등 토목건축 재료, 표백제의 원료, 카바이드 ·석회질소 및 이것에서 유도되는 아세틸렌계 ·멜라민계 제품의 기본원료, 소다 공업 등에서의 산성 폐가스 포집제, 해수(海水) 마그네시아의 제조, 소독 등에 사용된다. 강한 알칼리성 물질이며 피부 ·점막을 상하게 하므로 흡입하면 위험하다

 

석회는

쪽앙금을 내릴때 사용하는 조개를 구워 만든 석회는 산화 칼슘이 주성분이고 석회유를 만들어

쪽물속에 떠다니는 색소를 머금고 가라 앉는 역할을 한다.(단 백합조개나 전복,양식조개는 안된다)

돌을 구워 만든 석회는 수산화 칼슘이다.

도심에서는 잿물대신에 쪽물이나 홍화 염색시 사용을 하기도 한다.

석회의 원료인 석회암은 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분이고 탄산칼슘을 구워서 만든 것이

생석회(CaO)이며 여기에 물을 섞으면 소석회인 수산화 칼슘이 된다.

 

 

소석회(Ca(OH)2

 

소석이라고도 한다. 수용액은 석회수라 하며, 강한 알칼리성을 보인다. 또 수용액은 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘의 백탁(白濁)이 생긴다. 생석회(산화칼슘 CaO)에 물을 작용시키면 격렬하게 발열하며 생긴다.

수산화칼슘에는 많은 용도가 있으며, 건축용·공업용 등에 대량으로 사용된다. 건축용으로는 모르타르·회반죽벽·포틀랜드시멘트 등에 사용되며, 화학공업용으로는 표백분의 원료가 되는 외에, 아주 값싼 알칼리이므로 산을 중화시키는 데 쓰이고, 그 밖에 농약·고무공업·제지·비료 등에도 사용된다.

 

쪽 염색시 색소앙금(니남이나 건남)을 발효시킬때 잿물과 함께 사용하는 알칼리성인 소석회는

철이나 마그네슘 등의 불순물이 적은 순도가 높은 수입산 석회를 사용하여야 맑은 푸른색을

얻을수 있다. 석회수를 만들어 매염제로도 사용하며 건축재료로도 사용한다.