농업에는 꼭 필요한 비료, 그러나?

• 식물이 자라는데 무기 양분은 필수적이며, 높은 생산성을 추구하는 농업에서는 더욱 중요
  • 경제적 이윤을 추구하기 때문에 노동력을 집약적으로 관리하여 수확량을 최대화해야하는 현대 농업에서 양분 관리는 필수
  • 우리나라와 같이 화강암 기반의 농경지가 국토의 70% 이상인 나라에서는 비료를 이용한 경지의 양·수분 관리가 매우 중요

    화강암을 구성하는 백운모, 장석, 석영은 칼슘, 칼륨, 마그네슘이 작물을 재배하기엔 부족하고 풍화되면 산성 토양을 형성

• 선진국 수준의 생산성 달성에는 성공하였으나 생활수준이 높아짐에 따라 점차 새로운 환경 문제가 부각
  • 보통(화학)비료나 부산물비료(퇴비)에 포함된 질소성분은 토양에서 온실가스인 아산화질소(N2O)로 배출되어 지구온난화를 심화
  • 농경지에 살포된 비료가 물로 씻겨 내려가거나, 토사 유실로 호수나 물웅덩이, 하천으로 유입되면 부영양화 현상을 야기

    비료 사용이 대기, 수질, 토양에 미치는 영향은 보통(화학)비료든 부산물 비료(퇴비, 유박)든 유사함

  왜 비료를 무기질 비료와 유기질 비료로 나누어 부를까?

  가장 큰 이유는 무기질 비료는 작물에 직접 영양을 공급하고, 유기질 비료는 토양의 물리·화학성을 좋게 하여 생장환경을 개선하는 역할 분담

  • 무기질 비료는 효과가 빠른 속효성이며, 유기질은 미생물에 의해 분해되어 이용되기까지 오래 걸리는 완효성으로 상호보완적인 점도 있음

세계적 트렌드는 최적 양분수지 관리

• 선진국을 중심으로 지구온난화를 막고 후손들에게 더 나은 환경을 물려주자는 지속가능의 트렌드는 양분관리기술에도 크게 영향
  • 적어도 농업기술수준이 어느 정도 이상 되는 국가에서는 이미 ‘양분수지’의 개념을 정립하고 이에 입각한 원칙을 제시
    • 양분수지란 농경지에 대한 비료 투입량과 농작물 흡수량의 차이를 나타내는 척도로 널리 쓰이는 농업환경지표
    • 양분수지가 +값을 가지면 잉여양분이 잠재적 오염원이 될 위험이 크고, –값을 가지면 토양의 비옥도가 급격히 하락
    • 농경지에 투입된 비료가 농경지 밖으로 유출되지 않고 작물의 영양소로만 사용되게 하는 이상적인 최적관리기술이 목표
  • 우리나라에서도 ‘97년 이후 친환경농업육성법 제정 이래로 현재까지 지속가능한 농업을 위한 양분수지관리를 위해 노력

  지속가능한 농업의 핵심 4R!

  적정한 비료원(Right source), 적정한 비율(Right rate), 적정한 시기 (Right time), 적정한 장소(Right place)를 고려해야 실현 가능

  

  (출처: http://www.nutrientstewardship.com/4rs)

수지맞는 양분관리

• 수지균형을 맞춘 양분관리의 필요성은 작물생산성과 환경보전을 양립하기 위한 최선의 선택
  • 환경만을 고려하여 비료를 쓰지 않는다는 것은 현재의 생산력을 포기하는 것과 같다는 많은 연구결과가 있음
    • 10년 동안 비료를 준 땅과 안 준 땅의 쌀 수량을 비교한 결과 비료를 준 땅은 5.1톤/ha, 안 준 땅은 2.7톤/ha

      ha당 부양가능인구는 표준 78.1명, 무비료 42.2명(’15 농촌진흥청), 표준 대비 무비료 재배의 수량이 논벼 78%, 밭벼 38%, 보리 39% 수준이라는 보고도 있음

  • 온난화와 폭발적인 인구증가가 국제적인 문제로 떠오른 지금 2050년까지 식량이 지금보다 70% 더 필요할 전망(‘15 FAO)
    • 미래 90억 인구를 고려한 수치이며, 현재도 가장 심각한 사하라 사막 이남은 인구의 30% 정도가 영양결핍
    • 비료사용율도 매우 낮아 농경지의 75% 이상이 양분 결핍으로 생산성이 매우 낮은 형편
  • 미래 농업은 증가된 인구의 부양과 기후변화 완화의 두 마리 토끼를 다 잡는 양분효율성 향상이 관건이 될 전망
    • 국제연합식량농업기구(FAO) 등에서는 선진국의 연구와 기술을 바탕으로 개도국에 적합한 지속가능한 양·수분 관리기술을 보급

  적절한 비료의 사용은 토양환경에도 이익

  유럽에서 90년간 무기질 비료와 유기질 비료를 적절히 주면서 관리한 밭의 토양분석 결과가 보고(Euro. J. soil sci. 1994. Schjonning 등)

  • 토양내의 유기 탄소 함량(유기물과 미생물)과 양이온 치환용량(흙이 무기양분을 붙잡아 놓는 힘, 땅심)이 무비료사용지에 비해 각각 11-23%, 11-17% 증가
• 지속가능한 농업을 위해 최적의 양분수지를 유지하면서도 생산성을 높게 유지하기 위해서는 높은 수준의 양분관리기술이 필요
  • 토양과 수분, 비료와 작물에 대한 올바른 지식이 환경도 지키고 높은 생산성과 경제적 이익 확보도 가능
    • 세계적으로는 기후변화로 인해 사막화, 물 부족, 가뭄, 홍수 등으로 식량을 생산할 수 있는 땅마저 줄어드는 추세
  • FAO에서는 탄소를 모아 토양에 저장하는 방식의 농업을 늘려 온실가스 배출 감소와 식량안보를 확보하는 방안을 권장
    • 탄소가 부족한 토양에 각국의 전통농업지식에 기반을 둔 유기질 비료를 시용하고 부족분을 무기질 비료로 공급하는 방법

      IPCC에 의하면 이산화탄소 톤당 배출가격은 20달러로 탄소저감농법을 통해 매년 300억 달러의 추가 수입을 올릴 수 있을 것으로 전망

  리비히(Liebig)의 「최소 양분율」과 비료

  독일의 화학자 리비히는 “작물의 수량은 가장 부족한 양분(제한인자)에 의해서 결정된다.”고 주장

  • 나무물통에 비유하면 물통에 담긴 물의 양은 가장 높이가 낮은 나무판자에 좌우되듯 작물생산성도 가장 적은 양분에 지배됨

올바른 비료사용, 토양을 아는 것부터 시작

• 비료를 올바르게 사용하기 위해서는 비료를 주기 전 작물을 재배할 토양의 상태부터 아는 것이 중요
  • 작물은 토양의 pH가 약산성~중성 부근에서 필요한 영양소를 가장 잘 흡수
    • 산성인 토양은 중금속이 잘 녹아나와 작물에 쉽게 흡수되어 독성을 유발할 수 있어 정상적인 생육이 어려움
    • 또한 토양산도가 산성인 경우 공급된 질소비료가 아질산가스로 변화되어 식물에게 피해를 주고, 비료 효과도 없어짐
    • 알칼리 토양은 질소를 암모니아로, 인산은 흡수될 수 없는 형태로 바꾸어 양적으로는 풍부하나 식물이 먹지 못하는 현상이 발생
  • 그러므로 토양의 pH를 적절하게 유지하기 위해 토양검정을 통해 석회질 비료를 조절하고 흙과 잘 섞어 주는 것이 중요
    • 무기질 비료를 주기 최소 2주 전에 주어야 토양산도도 교정이 되고 무기질 비료와의 화학작용에 의한 손실도 예방

올바른 비료사용 실전편, 작물의 특성 고려

• 사람이 나이와 몸무게에 따라 필요한 영양소의 양이 다른 것처럼 작물도 종류와 생육 단계에 따라 요구량이 천차만별
  • 벼는 인산, 칼리 보다 질소를 상대적으로 많이 요구하는 작물로, 전체량의 절반은 심기 전에, 절반은 시기별로 나누어 줌
  • 콩으로 뿌리혹박테리아를 통해 스스로 필요한 질소를 조달하며, 인산보다 칼리 요구량이 높은 편

  밑거름과 웃거름은 비료를 주는 시기로 구분

  작물을 심기 전에 토양에 비료와 퇴비를 주어 작물이 뿌리를 뻗고 생육 초기에 필요한 양분을 흡수할 수 있는 조건을 만들어 주는 것이 밑거름

  • 웃거름은 작물이 한창 자라는 중에 부족한 양분을 보충해 주기 위한 것으로서 열매가 맺힐 때나 가지가 커질 때 즉, 작물이 힘이 부쳐 보일 때마다 주는 것
  • 감자, 고구마는 밑거름으로만 비료를 주는데 맛과 육질에 관련된 전분 함량은 칼륨과 관계가 깊으므로 칼리 비중을 높여줄 것
  • 오이나 토마토처럼 여러 번 열매를 수확하는 작물은 웃거름 주는 양과 시기가 열매의 질과 수확량을 결정할 정도로 중요
    • 오이와 토마토는 수확이 시작되면 매일 수확해야 할 만큼 꽃과 열매가 계속 다량의 양분을 소모
    • 이 시기에 칼륨, 마그네슘 등의 비료가 부족하면 열매의 맛이 떨어지고 모양도 좋지 않은 과일이 생산되므로 웃거름이 필수
  • 기력이 쇠한 사람이 링거주사를 통해 영양분을 추가로 공급받듯이 작물도 응급처치방법이 있음
    • 과수는 실제 주사를 통해 양분을 공급해 주기도 하며 초화류, 채소류는 영양소가 들어 있는 물을 잎 뒷면에 분무
    • 이러한 방법을 엽면시비(葉面施肥)라 하며, 열매를 맺는 과채류에 많이 쓰이나 병해충 피해를 입은 작물의 기력회복에도 사용

  헉?! 건강하지 못한 식물은 인간 건강에도 영향을 미친다? 진짜?

  구리는 인체의 헤모글로빈 합성에 중요한 원소로 대부분의 사람들은 식생활에서 고기, 생선 섭취를 통해서 흡수(Environ Geochem Health, 2009, 31:523-535)

  • 채식주의자들은 육류를 섭취하지 않기 때문에 식물로부터 섭취해야 하는데 토양pH가 높고, 유기물 함량이 높은 곳에서 자란 식물체는 구리가 결핍되어 함량이 부족하기 쉽다는 연구결과가 보고

올바른 토양비료 관리법

• 올바르게 비료를 사용하기 위해서는 정상적인 땅의 상태를 유지해야 하며 이를 위해서 토양에 대한 지식을 쌓는 것은 기본
  • 새로운 밭을 분양받거나 빌리거나, 새로운 작물을 키우기 전에는 반드시 토양검정이 필요
    • 지자체별 관할 농업기술센터에서는 토양검정실과 전문 인력이 있어 토양검정을 의뢰할 수 있음(지자체별 사전 확인 필요)

      양분 상태를 확인하기 위해서는 작물이 뿌리 뻗는 깊이(약 10∼15cm)의 토양을 채취하여 분석을 의뢰

    • 토양 pH, 유기물 함량, 질소, 인산, 칼륨 함량 등을 분석한 처방에 따라 비료를 주고 관리하면 안심

토·정·비결(土·正·祕訣)

비법 Ⅰ : 공기와 물의 기운을 살펴라

• 농사에 익숙하지 않은 사람들이 간과하는 사실 중 하나는 땅도 작물 뿌리도 숨을 쉰다는 것
  • 농작물은 뿌리가 숨을 쉬지 못하면 기능이 떨어지게 되어 물도 흡수하지 못하게 되면서 죽음에 이름

    흙은 공기가 잘 통하고 물 공급이 잘되는 떼알구조가 중요하며, 물도 농업용수로 적합한지 여부를 따져봐야 함

비법 Ⅱ : 땅의 상태를 읽어라

• 매년 또는 매작기별 토양검정을 의뢰하고 물 관리, 비료사용처방 정보를 잘 활용하는 것이 현명
  • 수확 후 너무 많은 비료분이 남게 농사지으면 염류가 집적되고, 수질오염과 온실가스 배출량 증가로 환경을 악화

    토질에 따라 밑거름과 웃거름의 비율을 조정하고 장기적으로 볏짚, 녹비 작물 등을 시용하여 개량

비법 Ⅲ : 작물을 잘 관찰하라

• 작물은 말은 못하는 대신 자라는 모양, 꽃, 잎, 줄기의 자라는 양, 특정한 무늬 등을 통해 사람에게 많은 의사를 전달
  • 작물은 특정 양분이 너무 많거나 없으면 과부족한 무기질의 종류에 따라 각기 다른 잎, 줄기, 과일의 모양을 보여줌
    • 무기 영양분의 종류에 따라 잎, 줄기, 어린 가지, 열매 등에 정상과 다른 무늬나 반점이 나타나는 등 생리장해가 발생

비법 Ⅳ : 비료사용의 원칙을 지켜라

• 환경을 보전하고 안전한 작물을 재배하기 위해서는 도시농업인이나 귀농·귀촌인들은 다음의 네 가지 원칙을 명심
  • 가장 먼저 알아야 할 것은 최소양분율의 법칙으로 식물의 생육은 가장 부족한 요소에 의해 제한된다는 원리
  • 수확체감의 법칙은 작물에 비료를 주는 양을 점차 늘리면 어느 한도까지는 수확량이 증가하나 그 이상은 효과가 없다는 원리

    적정량 이상의 비료사용은 경영비 증가와 품질 악화로 직결되므로 주의

  • 우세의 원리는 작물별로 생육에 필요한 비료성분의 요구량이 서로 다르므로 작물별로 중점관리 비료가 다르다는 원리
  • 분할사용 원칙은 한꺼번에 다량의 비료를 주면 작물은 웃자라거나 연약해지므로 적절히 배분하여 사용해야 한다는 원리

비료의 종류보다는 균형 있는 사용이 중요

• 비료는 작물 생산을 위해 반드시 필요하지만, 과다한 사용은 유한한 자원인 환경과 비료를 낭비하는 일이라는 공감대가 중요
  • 우리나라 농경지 양분의 쏠림현상은 비료사용 자체의 문제가 아닌 비료 사용방법의 잘못에 기인한 문제
    • 최근 도시농업, 텃밭 가꾸기 등을 계기로 비료를 올바르게 사용하는 방법을 널리 알려 소비자 불안을 해소하는 것이 우선
  • 유기질 비료는 제대로 된 원료를, 적절한 비율과 방법으로 처리하고 허가된 업체가 만든 것을 확인해야 함도 홍보가 필요
    • 최근 비료의 중요성은 높아지는데 비래 올바른 지식을 얻을 수 있는 방법은 부족

세계적인 추세를 따르는 토양비료 연구가 필요

• 기후변화, 자원고갈 등 농업여건 변화로 인해 지속가능한 사회를 만들기 위한 토양, 비료의 연구의 중요성은 계속 커질 전망
  • 국가연구기관을 중심으로 구축된 20년 이상의 토양과 비료관련 자료를 활용한 미래농업연구에 집중투자가 필요
    • 오랜 기간 작물별·생육단계별 연구를 수행한 국가기관을 중심으로 대학과 기업이 참여하는 형태의 컨소시엄도 검토
  • 세계적인 관심사인 온실가스, 지구온난화 등에 대응할 수 있는 토양, 비료관리에 대한 정책지원과 연구투자가 요구

부록

흙토람으로 비료 추천량 알아보기!

토양 시료를 채취하여 인근 농업기술센터를 방문하면 토양검정을 하여 비료사용처방서를 발급해 준다.

비료사용처방서는 흙토람(http://soil.rda.go.kr) 사이트에서 발급받을 수 있다.

1. 1) 흙토람에 접속하여 ‘비료사용처방’ 메뉴를 선택한다.
2. 2) 해당 지역을 선택한 다음, 작물명을 선택하고 검색 버튼을 누른다.
   (해당 지번이 없다면 평균값을 이용하여 처방할 수 있다.)
3. 3) 처방서 보기 버튼을 누르면 비료사용처방서를 확인할 수 있다.