퇴비제조 및 시용
1. 토양 유기물이란
토양 유기물은 양적으로 볼 때 적은 양이지만 토양에서의 역할은 대단히 크다. 토양유기물은 토양 CEC(양이온 치환용량)의 반이상을 차지하며 토양의 이화학적 생물적 성질에 미치는 중요한 인자이다. 토양유기물이라함은 각종 동식물 유체가 토양에 들어가서 여러 가지 미생물에 의하여 분해되어 본래의 조직은 변질되거나 재합성되어 갈색 또는 암갈색의 일정한 형태가 없는 교질상의 복잡한 물질로 되는 것을 말하며 토양유기물 또는 부식이라고 한다. 부식은 토양유기물 가운데 부식화된 부분이며 그 화학적구조 구성 및 성질은 복잡하고 다양하며 아직도 구명되지 않은 것이 많이 있다.
2. 퇴비시용시 유기물의 기능
가. 양분공급효과
양분의 공급효과는 유기물에 함유된 무기성분은 다량원소 이외에 미량원소도 소량 함유하고 있고 이들 성분 이외에도 작물이 필요로 하는 여러 물질을 함유하고 있고 이들 성분은 서서히 분해되어 이용되므로 지속적인 양분공급효과가 있다.
퇴비가 토양에 시용되면 미생물에 의한 분해가 이루어지면서 퇴비속에 있던 질소, 인산과 같은 각종 비료성분과 비타민, 유기산 등이 생성되어 작물양분으로 이용되게 된다. 화학비료는 그 효과가 바로 나타나나 퇴비중의 양분은 미생물이나 분해효소 등에 의하여 무기화를 거쳐 퇴비중의 양분들은 서서히 지속적으로 생성되기 때문에 그 효과는 서서히 나타난다.
실제로 작물이 이용하는 질소의 경우를 예를 들면 작물이 이용하는 질소의 약60%는 토양이 가지고 있는 지력질소이며 지력질소량 대부분이 퇴비 시용에 의해 결정된다는 연구보고도 있다.
나. 퇴비시용에 의한 인산가용화
우리나라에는 인산의 가용화에 어려운 강산성 토양이 많다. 인산은 토양 중의 알루미늄, 철, 칼슘 등과 결합하면 작물 이용이 불가능한 불용성이 되므로 별도의 인산비료가 없던 때 우리 나라 토양 특히 화전(化田) 등 인산결핍이 많았다. 인산은 알루미늄 등과 결합하여 용해가 어려운 인산화합물로 되는데 구연산 등의 유기산을 첨가하면 인산이 용해되어 작물이 이용할 수 있는 형태가 된다. 즉 철과 알루미늄과 같은 양이온과 결합되어 있는 인산이 인산이온으로 유리상태로 되어 용출되어 나오는 것이다. 그런데 이러한 반응을 일으키는 미생물이 토양에 존재하고 있다. 인산용해균이라고 불리워지는 것으로 토양 중의 세균과 사상균의 1~10%가 인산 용해능력을 갖고 있다. 인산용해균은 유기태 탄소가 많고 분해되기 쉬운 유기물을 시용하면 유기산을 체외로 왕성하게 분비하여 주위에 있는 용해가 어려운 인산 화합물을 용해하여 작물이 이용할 수 있게 될 수 있다. 용해된 인산은 유기산이 없어지면 재차 토양 중의 알루미늄 등과 결합하여 불용화 한다. 유기물을 시용하면 인산 용해균이 증식하여 가용성 인산을 이용하는 균도 증식되어 결국 균체는 인산의 저장고이고, 인산이 알루미늄등과 재결합하는 것을 방지하여 인산의 불용화를 억제할 수 있다.
또한 작물에 퇴구비를 동시 시용할 때 인산의 경우 17%에서 31%로 높아지는 연구결과도 있다. 지금까지는 이와 같은 이용율 향상은 유기물이 무슨 이유인지는 모르나 시비 인산의 불용화를 억제하기 때문이라고 해석되어 왔다. 이것은 유기물 시용으로 인산 용해균이 난용성 인산을 용해하면 일단 잡균의 균체로 옮겨지고 그 후 균체로부터 방출되어 작물에 흡수된다고 설명하고 있다.
다. 퇴비시용에 의한 토양 생물상 개선
유기물 시용은 토양 중 미생물을 변화시키므로 연작장해를 줄일 수 있는데 토양 중에는 수 만종의 미생물이 존재하며 이들 미생물을 유용미생물과 병원성 미생물로 구분하기는 어렵고 일반적으로 유기물을 시용하면 유용미생물의 증식이 많아져 병을 일으키는 미생물의 증식을 억제하며 병 발생은 적어진다.
연작을 하면 토양 중의 미생물은 단순화되기 때문에 병이 발생하기 쉽다. 따라서 연작을 하고 유기물을 시용하지 않으면 단순화된 균만이 증식되므로 병 발생은 많다.
작물을 재배하면 작물뿌리에 적응하는 균이 증가한다. 균은 뿌리에 붙어 뿌리의 사이에서 증식하고 수확 후에는 잔뿌리와 이병된 수확물 잔사에 감염되어 살아 남아 있다. 다음에도 똑같은 작물을 재배하면 잔뿌리와 수확물 잔사에 남아 있던 균들이 새 뿌리에 감염되어 재차 증식된다. 그러므로 작물의 근권에 생활하고 있는 미생물은 현재 재배하고 있는 작물은 물론 후작물에도 영향을 주는 것이다.
라. 퇴비시용에 의한 토양 물리성 개량 효과
유기물이 많은 토양은 부드럽고 보수성이 크다. 또한 경운하기가 쉽고, 다소 강우와 한발이 있어도 작물의 생육에 미치는 영향은 적다.
유기물의 효과는 유기물의 종류에 따라 다른데 예를 들어 섬유질이 많은 우분은 섬유질이 적은 계분이나 돈분보다 용적중 (토양무게), 용수량 (토양보수력), 도수성 (토양 중 물의 이동성), 토양 수축성, 토양의 강도 (경운의 용이성)에 미치는 영향이 크므로 토양개량 효과가 크며 시용량이 많을 수록 그 효과도 커지는 경향이다. 이 물리성 개선효과는 모래 또는 점토가 많고 유기물이 적은 토양에서 큰 효과가 기대된다. 물리성 개선 주 효과는 토양의 떼알 구조의 효과이다. 유기물이 많은 토양은 손으로 만져보면 뭉실뭉실하고 부드러움을 알 수 있다. 이것은 토양 중 물의 이동과 통기에 영향을 미칠 뿐만 아니라 미생물의 활성에 미치는 영향도 크다. 이 떼알구조는 유기물이 미생물에 의하여 분해되는 과정에서 미생물이 분비하는 점액물질에 의하여 만들어지기도 한다. 물리성 즉, 흙이 딱딱하여 투수성과 통기성이 나쁜 토양은 뿌리 신장이 나빠 작물생육이 좋지 않다.
마. 퇴비시용과 뿌리의 활력
작물이 토양과 밀접한 관계를 갖는 것은 뿌리부분이다. 지상부의 생육은 뿌리의 생장에 의하여 지탱되므로 뿌리의 생장이 매우 중요하다. 뿌리의 신장 속도는 토양의 경도에 의하여 영향을 받는다. 유기물을 시용하여 토양구조가 떼알구조로 만들어지면 작물의 뿌리는 떼알구조의 사이로 신장하게 된다.
유기물이 많은 토양은 보수성이 좋을 뿐만 아니라 통기성도 좋아져 물이 이동하기 쉬우므로 한해와 습해를 받기 어렵다. 따라서 유기물 시용은 작물의 뿌리생장에 적합한 장소를 제공한다고 할 수 있다. 유기물 중의 양분은 미생물에 의하여 분해되어 뿌리에 공급된다. 온도가 높아져 작물의 생육이 왕성하게 되고 양분요구도가 높아지면 미생물의 활동도 왕성해져 유기물을 분해하여 양분을 공급한다.
3. 퇴비 시용방법
일반적으로 퇴비는 토양에 시용 하기전에 완전히 부숙시켜 사용하는 것이 원칙이며 퇴비 시용량은 퇴비중의 양분함량, 부숙정도 등을 고려하여 시용해야만 한다. 그러나 대부분 농가에서는 유통되는 퇴비를 구입하여 과거에 사용해오던 일반 퇴비와 같은 개념으로 사용하고 있어 이로 인한 피해가 종종 발생되고 있다. 따라서 올바로 퇴비를 사용하기 위해서는 다음과 같은 사항을 고려해야 한다.
가. 퇴비의 특성 파악
과거에는 농가에서 자체적으로 퇴비를 생산하여 사용하였지만 근래에는 대부분 퇴비를 구입하여 사용하고 있다. 국내 유통퇴비 대부분이 가축분뇨 및 유기성 폐기물 등과 톱밥을 혼합하여 제조한 것들로 이들 퇴비는 비료성분이 과거 퇴구비보다 약 1~3배 높아 작물별, 토양별 비료요구량을 고려하여 화학비료량을 줄여 시용 해야만 한다. 이외에 톱밥대신 수피와 파쇄목 등을 혼합한 퇴비는 대부분 탄소대 질소비(적정범위 15~30)가 높을 수 있기 때문에 즉 탄소에 비례한 질소성분이 적기 때문에 생육초기에 식물과 미생물과의 질소경합으로 질소부족 현상이 나타날 수 있으므로 질소비료와 혼용하여 사용하는 것이 좋다.
나. 토양의 성질 파악
토양의 특성에 따라 퇴비의 효과가 좌우되도록 하는데 예를 들면 유기물이 많은 토양에서는 퇴비의 물리성 개량보다는 양분 공급효과를, 낮은 토양에서는 물리성 개선효과를 목적으로 시용해야한다. 또한 토양의 pH가 높은 토양에서는 석회처리퇴비나 부숙이 덜된 가축분퇴비는 시용을 피하는 것이 좋다. 사질토양에서는 배수와 통기성이 좋아 퇴비 시용 효과가 좋으며 찰흙이 많고 배수가 안 되는 습지에서 퇴비 시용 효과는 매우 적다. 또한 돈분을 이용한 퇴비는 인산과 구리를 다량 함유하고 있어 가축분퇴비를 다년간 사용한 시설 재배지에서는 자가 제조퇴비를 이용하거나 볏짚, 호밀, 두과식물 등을 재배하여 이용할 수 있다.
4. 농가에서의 퇴비 제조 방법
퇴비화 과정은 볏짚류, 가축분, 식물유체 등과 같은 신선 유기물이 미생물에 의하여 분해되어 작물이 쉽게 이용할수 있도록 만드는 것으로 퇴비제조시 기본적인 요건만 이해하면 쉽게 제조할 수가 있다. 기본요건으로는 미생물이 잘 살수 있는 환경조건을 만드는 것인데 유기물을 분해할 때 적당한 탄소대 질소비(30~35)를 유지하고, 수분함량은 약50~60%, 적정온도는 45~65℃정도가 좋으며 적당히 공기가 통하도록 해주면 된다.
가. 탄소대 질소비
식물은 탄소함량이 90%이상이기 때문에 탄소대 질소비를 맞추어 주려면 질소를 별도로 첨가하여 부숙 시켜야 한다. 반대로 대부분 가축분은 질소량이 많아 탄소를 첨가해야 한다. 유통퇴비는 가축분에 탄소재료로 톱밥, 수피, 파쇄목을 혼합하여 제조한다. 농가에서 퇴비를 제조할 경우에는 볏짚, 왕겨, 산야초 등을 이용하거나 가축분, 인분 또는 요소를 사용하는 것이 좋다.
나. 수분함량
퇴비 제조시 적당한 수분량은 퇴비를 손으로 움켜쥐어서 손가락사이로 물이 비칠정도로 유지하여 주면된다.
다. 온도조절
퇴비더미를 쌓아놓으면 온도는 올라가게되어 지나치게 고온이 되면 온도를 낮추어야하는데 대부분 뒤집기를 하여 조절한다. 온도가 너무 낮아도 부숙이 안되는데 겨울철에는 보온 위해 헌 비닐을 덮어 보온해줄 필요가 있다.
라. 통기성조절
퇴비제조에 관여하는 미생물은 대부분 공기를 좋아하는 미생물이기 때문에 뒤집기를 하여 공기와 접할 수 있는 기회를 만들어 준다. 너무 자주 뒤집기를 해주면 온도가 내려갈 수 있기 때문에 주의해야 한다.
※ 위의 조건을 맞추어주고 3~6개월 정도 쌓아두면 양질의 퇴비를 얻을 수가 있다. 잘 부숙된 퇴비는 악취가 없고 퇴비 특유의 버섯냄새가 난다.
5. 토양 유기물의 유지 및 증진방안
토양 유기물이 많은 토양은 그렇지 못한 토양보다 생산력이 크기 때문에 토양에 일정량의 유기물을 유지 또는 증가시킨다는 것은 실제 농업에 있어서 중요한 과제이다. 특히 경작지의 유기물은 매년 재배환경 조건에 따라 다량 소모되므로 이것을 유지 또는 증가시키기 위해서는 유기물의 계속 시용이 중요하다.
ㆍ 모든 식물잔사 및 산야초를 모아서 토양으로 되돌려 준다.
ㆍ 토양보전농법 등을 실시 침식에 의한 토양유실을 막아야 한다.
ㆍ 두과 및 녹비작물 재배로 양질 유기물을 토양에 집적시킨다.
