(토양관리_토양과시비관리)유기물 시용에 의한 지력배양
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유기물 시용에 의한 지력 배양 그러나 토양유기물의 가치를 경시한 화학비료 위주의 영농은 토양의 산성화, 토양부식 및 유익한 미생물의 감소, 떼알구조 형성의 불량에 따른 물리성 악화 등 마치 기름진 음식만 편식한 사람이 결국 갖은 질병에 시달리듯 우리나라 토양에 많은 문제를 발생시켰다. 그 결과 이에 대한 반성으로 토양유기물에 대한 중요성이 재조명되고 오늘날의 각종 환경오염 문제와 맞물려 환경친화적인 농법으로 유기물과 토양미생물이 중심이 되는 유기농법과 자연농법 등이 대두되는 등 유기물에 대한 관심은 매우 고조되어 있는 현실이다. 이와같은 현상은 선조로부터 물려받은 우리 토양이 일회용컵과 같은 순간적인 도구가 아니고 자손만대에 걸쳐 건강하게 물려주어야 할 귀중한 식량생산의 터전이라는 면에서 농업에 종사하는 한 사람으로서 매우 바람직하고 권장되어야 할 일이라고 확신한다. 몸에 좋은 보약도 사람체질과 철에 따라 적당량을 사용해야 효과를 보고 잘못 쓰거나 남용을 하면 오히려 건강을 해치게 되듯이 유기물도 좋은 퇴비를 토양특성과 퇴비성질을 감안하여 적당한 시기에 적당량 시용했을 때 비로소 퇴비의 효과를 극대화 시킬 수 있다. 일부 농가에서는 유기물이 마치 만병통치약이나 되듯이 남용하여 오히려 토양을 악화시키고 작물에 피해를 주는 사례도 종종 발생되고 있는 것이다. 따라서 유기물이 토양중의 여러 요인들과 어떻게 관계를 맺고 어떠한 효과가 발생되는지, 유기질퇴비 제조원리와 좋은 퇴비의 조건은 무엇이고 올바른 사용방법은 어떤 것인지 등 유기물에 대한 보다 깊은 이해가 필요하게 되는 것이다. 이와같은 제반원리를 이해한 후에야 유기물을 자유자재로 바르게 다룰 수 있게 되고 이 때에 우리의 토양은 더욱 더 건강해져 질 좋은 농산물도 생산해 낼 수 있게 될 것이다. 토양 4성분중의 하나인 토양유기물은 흔히 넓은 의미로 해석해서 토양부식(腐植)이란 단어와 동의어로 사용되는 경우가 많다. 그러나 엄밀히 구분하면 토양유기물은 신선유기물이 토양미생물에 의해 분해되는 과정에서의 모든 유기화합물이라 볼 수 있고, 부식은 분해에 저항성이 강한 최종분해잔사이다. 즉, 토양중 부식을 포함한 모든 유기물을 토양유기물(비부식질+부식질)이라 보고 부식은 이 중에서 토양미생물에 의해 분해작용을 받아 원조직이 변질되거나 새로 합성된 암흑색 또는 암갈색의 일정한 형태가 없는 교질상의 복잡한 물질로 산화분해에 저항성이 큰 고분자화합물이라 할 수 있다. 비부식질은 비교적 미생물에 의해 분해되기 쉬운 당질, 지질, 단백질등으로 구성되는데 유기화학적 수단에 의해 개개의 화합물로 분별이 가능한 물질이며, 부식질은 화학적 실체가 불분명하고 분별법이 확립되어 있지 않아 산, 알칼리 등 각종 용매에 대한 용해도 차이를 이용하여 부식산(humic acid), 펄빈산(fulvic acid), 휴민(humine)으로 대별한다. 가. 토양의 보비력 및 완충능 증대 부식은 넓은 표면적을 갖기 때문에 양이온과 결합할 수 있는 자리가 많아 표 1에서 보는 바와 같이 양이온치환용량(Cation Exchange Capacity : C.E.C)이 매우 크다. 양이온치환용량은 토양이 양이온을 흡착할 수 있는 능력을 말하는데 이 용량이 크다는 것은 작물생육에 필요한 영양성분인 NH4+, K+, Ca+2, Mg+2, Fe+2 등을 보유할 수 있는 양이 크다는 것을 의미하기 때문에 비옥한 토양이라 할 수 있으며 비료로 공급된 영양성분을 흡착 보유하여 작물에 일시적으로 다량 흡수되는 피해를 방지하는 한편, 흡수되지 못하고 남은 유효성분을 저장하여 유실과 용탈을 억제하고 서서히 작물에 공급하는 기능도 하여 작물에의 흡수이용율을 증대시키는 이점이 있다. 또한 작물생육에 여러 가지 영향을 미치는 토양산도의 변화에 저항하는 토양의 완충능을 증대시켜 토양산도가 극히 좁은 범위내에서 유지되어 작물의 양분흡수나 생리작용에 영향을 미치지 않고 정상적인 생육이 가능하며 유용미생물의 활동과 번식을 억제하지 않는다. 표 1. 토양콜로이드 및 토성별 양이온치환용량
나. 중금속이온 등 유해성분의 활성 감소 유기물이 토양미생물에 의해 분해되어 부식이 생성되는 과정의 중간 산물인 polyphenol류, uronic acid 유도체, aminoglucoside, melanoidin 등의 유기화합물은 화학결합을 이루는 킬레이트제로 작용하여 중금속 이온인 Cu+2, Zn+2, Fe+2, Al+3 등과 농약성분 등 각종 유해성분과 결합하여 이들 성분이 토양중에서 활동하는 것을 감퇴시킴에 의해 유해작용을 감소시켜 작물생육을 안전하게 하고, 인산성분과 결합하여 인산질비료의 효과를 저하시키는 철과 알루미늄의 활성을 약화시켜 토양 중 인산의 유효도를 증진시킨다. 다. 각종 양분의 공급 화학비료가 없었던 시절에는 작물의 영양공급을 대부분 유기물에 의존하였다. 유기물이 분해되면 유기물질의 구성성분이었던 질소, 인산, 유황 등 각종 성분이 무기화되어 작물에 이용될 수 있다. 질소는 비료가 시용되지 않은 토양에서는 유기물로부터 90∼95%가 공급되는 것으로 알려져 있다. 유기물에서 유래된 질소를 지력질소라고 하는데 퇴비시용 초년도에는 퇴비중 질소의 15%가 무기화되어 질소를 방출한다. 화학비료의 질소도 당년에 흡수되는 것은 약 50% 정도이며 나머지 중 20∼30%는 토양에서 유실되고 나머지 잔여분 20∼30%는 토양유기물과 결합하여 토양부식이 되어 지력질소로 서서히 방출된다. 유기물 중 인산과 유황도 토양중 부식함량이 2% 이상이면 상당량이 유기물로부터 공급된다고 한다. 특히 인산은 우리나라에 산성토양이 많은 관계로 산성에서 활성이 큰 알루미늄이나 철이온과 결합해 용해도가 매우 낮은 화합물로 변화되어 작물이 이용하기 어려운 형태가 된다(인산고정). 그러나 유기태탄소가 많고 분해되기 쉬운 유기물을 시용하면 인산용해균이란 미생물이 유기산을 체외로 왕성하게 분비하여 용해가 잘 안되는 인산화합물을 녹인다. 이 인산을 여러 미생물들이 영양원으로 흡수하게 되는데 인산을 흡수한 미생물들이 사멸하면 결국 가용성 인산이 방출되어 작물이 이용하게 된다. 결국 미생물은 인산의 저장고이고 인산이 알루미늄등과 재결합하는 것을 방지하여 인산의 불용화를 억제할 수 있다. 실제로 인산비료를 퇴구비와 같이 시용하면 작물의 이용율이 단독시용시 이용율 17%에 비해 31%로 높아지는 시험결과가 있다. 밭의 경우 연간 ha당 평균 15.6kg의 인산이 균체로부터 방출되는 것으로 추정하고 있다. 또한 신선유기물이 부식으로 분해되면서 생성되는 아미노산 등 각종 유기산과 황산염, 질산염, 인산염, 탄산염, 이산화탄소 등 무기산들은 토양중의 분해하기 힘든 암석광물과 화학반응하여 암석의 풍화와 토양생성작용에 관여하여 작물생육에 필요한 각종 무기성분의 가급태화를 촉진한다. 그리고 부식은 다양한 호르몬과 비타민등 생리활성물질들을 함유하므로 작물은 물론 토양중의 유용미생물 생육을 촉진하고 붕소 등 여러 미량요소와도 킬레이트 결합을 하여 작물에 안정적으로 공급하는 작용도 한다. 라. 토양구조의 발달 신선유기물의 부식생성과정에서 생성되는 각종 분해중간생성물과 곰팡이가 형성하는 균사, 대부분의 미생물이 합성하는 polyuronide 등은 점토입자를 접착하여 입단구조(粒團構造)를 형성 발달시킨다. 따라서 유기물이 직접 입단화를 촉진하는 것보다는 미생물의 생육을 증진시킴으로써 입단화가 촉진된다고 할 수 있다. 입단구조의 중요성은 공극의 크기와 전체 공극량의 차이에 기인한다. 공극이란 토양중 빈공간을 의미하는데 일반적으로 대공극(비모세관공극)과 소공극(모세관공극)으로 구별하며 이들의 구분은 명확하지는 않지만 대체로 비가 왔을 때 물로 공극이 가득찬 다음 24시간 자연배수되고 난 후에 기체가 차지하는 공간을 대공극이라고 판단한다. 이와같이 대공극은 과잉의 물을 배수하고 공기의 유통이 이루어지는 공간이며 소공극은 수분을 보유하는 장소가 되는 것이다. 따라서 작물생육에 좋은 토양구조는 대공극과 소공극이 골고루 혼합되어 있는 입단구조가 물과 공기가 적당히 존재하게 되어 이상적인 것이다. 입단구조의 또다른 장점은 토양구조에 따른 공극량을 나타낸 표 2에서 알 수 있듯이 공극량이 많다는 점이다. 공극량이 많으면 스폰지와 같이 토양이 부드러워지기 때문에 작물뿌리의 신장에도 유리하고 토양미생물의 활동도 왕성해지며 다소 강우와 한발이 들어도 작물의 생육에 미치는 영향이 적어진다. 표 2. 토양구조에 따른 공극량
이런 유기물의 효과는 유기물의 종류에 따라 다소 다르다. 예를 들어 섬유질이 많은 우분퇴비는 상대적으로 섬유질이 적은 계분이나 돈분퇴비에 비하여 용적밀도(토양무게), 용수량(토양보수력), 토양수축성, 토양경도 등 물리성의 개량효과가 크다. 일반적으로 경지에서는 입단이 파괴되는 경향이 있어 대공극이 감소되기 쉬우므로 적당한 토양관리애 의해 대공극의 유지 및 증대를 도모할 필요가 있다. 마. 토양온도의 상승 부식의 열전도도는 점토광물이나 물에 비해서는 작으나 공기보다는 크며, 일반적으로 부식의 조성물질인 부식산과 휴민은 혹색이고 부식생성과정에서 합성되는 melanoidin등의 암갈색물질에 의해 토양빛깔이 암흑색으로 되기 때문에 태양열을 잘 흡수하여 지온상승효과가 크며 지온이 상승하면 토양미생물의 활력도 높아지고 작물생육에도 이롭게 된다. 바. 토양미생물상 개선 앞에서 열거한 대부분의 유기물효과는 결국 토양미생물의 효과에 의한 것이라 해도 과언이 아닐 것이다. 다시 말해 토양미생물이 없이는 유기물의 효과는 원칙적으로 나타나지 않는다고 할 수 있다. 유기물은 토양미생물의 식량이다. 따라서 토양중에 유기물 함량이 풍부하면 그 만큼 미생물의 생육이 왕성해져서 토양의 생산력이 커지고 작물생육이 양호하다. 토양에 유기물을 시용하면 토양미생물들은 자신들의 삶을 위하여 유기물로부터 에너지와 영양원을 섭취하는데, 시용된 유기물의 원래 형태대로는 미생물이 이용할 수 없기 때문에 자신들의 입에 맞게 요리를 해야 할 필요가 있다. 유기물은 대부분 여러 가지 유기화합물들이 복잡한 사슬 및 환구조로 결합된 고분자물질로 이루어져 있기 때문에 미생물들이 자기들이 이용하기 좋게 효소라는 조리도구를 가지고 고분자물질을 이루는 결합부위중 적당한 위치를 골라 결합사슬을 잘라내어 저분자 유기화합물이나 무기성분으로 분해하여 섭취하게 되는데 이 과정에서 상기의 여러 가지 유익한 효과를 나타내게 된다. 이상과 같이 토양유기물이 작물생산력에 미치는 영향이 대단히 크기 때문에 토양유기물 함량을 높이는 토양관리가 필요하다. 즉, 퇴비나 녹비등을 보다 많이 시용하여야 하고 작물을 수확한 후의 작물유체는 가능한 한 토양에 다시 돌려주어야 하며, 강우나 바람에 의한 토양침식을 방지하고 적정 토양관리법을 선택하는 등의 노력을 통해 토양유기물 함량을 높여야 할 것이다. 유기물이 미생물에 의해 분해되는 정도는 기후, 공기, 산도, 지형, 재료의 성질, 시간 등의 여러 요인들이 있지만 그 중에서도 탄질율이 가장 큰 영향을 미친다. 토양중에 신선한 유기물이 가해지면 미생물은 이것을 분해하여 탄소와 질소를 섭취하여 세포구성에 이용하게 되는데 탄소와 질소의 비율에 따라 유기물의 분해속도가 크게 영향을 받는다. 토양유기물의 질소함량은 약 5%(4∼6%)이며 표토 중유기물의 탄소함량은 52%이므로 그 비율은 약 10 : 1 에 가까운 값을 나타낸다. 하층토 유기물의 탄소함량은 약 40% 내외이므로 비율이 8 : 1 정도가 된다. 한편 신선한 유기물의 탄질율은 그 변화가 심하여 5 : 1 ∼ 200 : 1 인데 그 예를 들어 보면 표 3과 같다. 표 3. 식물체 및 미생물의 탄질율 (단위 : %)
탄질율이 높은 유기물이 토양에 가해지면 에너지원인 탄소함량은 많으나 영양원인 질소가 부족하기 때문에 토양중에 존재하는 암모니아태나 질산태 질소를 섭취하여 미생물세포의 단백질합성에 이용해버린다. 따라서 작물이 흡수할 질소가 일시적으로 부족해지는 질소기아 현상이 나타나 미생물 상호간은 물론 미생물과 작물 사이에 질소의 경쟁이 일어나게 된다. 일반적으로 건물(乾物) 중 질소함량이 1.7% 이하인 재료를 빨리 분해시키려면 질소질비료를 가해 줄 필요가 있다. 질소 1% 이하의 재료를 토양에 시용하면 토양중 가용성질소의 결핍은 4∼8주간 계속되고 2.0∼2.5%의 재료를 시용하면 수일간 질소는 결핍되지만 암모니아가 생성되며 2.5% 이상의 재료를 시용하면 분해 당시부터 암모니아가 생성된다. 탄질율이 30 이상일 때에는 토양중 질소의 고정(유기화)이 유기물의 무기화보다 훨씬 커지고 15∼30일 때에는 고정과 무기화가 거의 같아지며, 15 이하일 때는 무기화가 유기화보다 커진다고 한다. 퇴비제조에 적당한 C/N율은 30 정도이다. 안전하게 작물을 생산하기 위해서는 퇴비의 사용이 필요불가결하다. 좋은 퇴비의 시용은 토양의 물리성, 화학성, 미생물성이 개선되어 작물이 생육하기 좋은 환경을 만든다. 이러한 목적을 위하여 여러 가지 유기물을 퇴적하면 미생물의 분해에 의하여 퇴비가 만들어진다. 이 퇴비의 목적을 요약하면 다음과 같다. 1) 유기물의 탄소율을 20 전후로 조절함으로서 사용후의 급격한 분해, 작물의 질소기아를 방지한다. 2) 유기물에 함유된 유해성분을 미리 분해하여 장해를 미연에 방지한다. 3) 유기물 중의 병원균, 해충, 잡초종자를 제거한다. 4) 오물감을 없애므로 취급이 쉽고 안심하고 사용할 수 있다. 나. 퇴비화 과정 퇴비화라고 하는 것은 볏짚류, 가축분과 같은 신선유기물을 미생물에 의하여 작물의 생육을 좋게 하도록 미리 분해시키는 것을 말한다. 유기물이 완전히 분해되면, 이산화탄소, 물, 무기화합물로 된다. 이들은 작물생육에 이로운 것만은 아니므로 분해과정에서 해로운 물질이 없어지는 어느단계에 이르면 퇴비화가 완료되었다고 한다. 이 과정을 부숙화라고 하며 부숙화가 거의 끝난 단계를 완숙이라고 하나 퇴비자재의 종류에 따라 각각 퇴비성상이 다르므로 일률적으로 완숙기를 판단하는 기준을 만들기는 어렵다. 퇴비의 부숙정도를 판단하는 방법은 실험실적으로 많이 개발되어 있으나 현장에서 사용할 만한 방법은 별로 없으나 그 중 온도를 측정하는 방법을 소개하면, 가축분퇴비를 호기적 상태에서 정상적으로 퇴비화가 진행되는 경우 퇴적 1일후 온도가 70℃ 이상으로 급격히 상승하고 교반이나 뒤집기 후 다소 감소하나 곧 다시 상승하여 온도 등락이 약 2∼3주간 계속되다 이분해성 유기물 함량이 감소됨에 따라 점차 낮아져 4∼5주후에 대기온도로 된다. 이 후 다시 온도가 상승하지 않으면 퇴비화가 완료된 것으로 한다. 단, 이때 건조가 많이 된 경우 물을 보충한 후 온도변화를 추가 조사하여야 한다. 다. 퇴비화의 최적조건 퇴비화과정에서 미생물의 활동에 의하여 유기물이 분해되어 퇴비가 만들어진다. 퇴비화의 과정에서 중요한 점은 유기물을 분해하는 미생물의 생육조건을 좋게 만들어 주는 것으로서, 퇴비자재의 C/N율과 수분을 적정한 조건으로 만들어 주는 것이 중요하다. 각종 자재의 C/N율과 수분함량은 그림 2와 같다. 퇴비화를 위한 최적의 C/N율은 30 정도로서 이보다 높은 유기물은 질소를 첨가해주고, 이보다 낮은 유기물은 탄소원을 혼합할 필요가 있다. 라. 퇴비화의 3단계와 성분의 변화 퇴비화 과정에서 미생물중 혐기성균의 일부가 셀룰로오스 분해에 관여하지만 유기물의 대부분은 호기성균에 의하여 분해되며 다음의 3단계로 구분할 수 있다. 1) 제 1 단계 (당 분해시기) 이 시기는 분해되기 쉬운 단백질 아미노산, 당질 전분 등이 분해되는데 이 때에는 발육이 빠른 곰팡이와 세균에 의하여 분해가 이루어진다. 2) 제 2 단계 (셀룰로오스 분해시기) 유기물이 분해되고 발열이 되어 퇴비중의 온도가 높아지면 미생물들은 리그 닌, 헤미셀룰로오스와 결합되어 있는 셀룰로오스를 분해하게 되는데 분해에 관여하는 미생물은 세균과 방선균이다. 이 시기의 퇴비온도는 60∼80℃로 되어 일반 미생물은 활동하지 못하고 셀룰로오스 분해에 관여하는 몇가지 고온 호기성의 방선균만이 셀룰로오스 분해에 관여한다. 이 때 산소를 가장 많이 소비하므로 산소의 공급이 필요하다. 3) 제 3 단계 (리그닌 분해시기) 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스의 분해가 끝나면 퇴비의 온도가 서서히 떨어지 게 되어 리그닌의 분해가 시작된다. 이때 관여하는 미생물은 담자균(버섯균) 에 의하여 이루어진다. 이때는 보통 미생물과 소동물이 나타나기 시작한다. 마. 퇴적방법 퇴적장소는 퇴비제조과정에서 생기는 물이 배수될 수 있는 장소가 좋다. 기반은 흙을 북돋아 만들거나 콘크리트로 만들면 좋다. 퇴적규모는 5∼6㎡ 정도로 하며, 이 이상의 규모는 퇴적할 때에 통기가 좋지 않으므로 분해가 늦어지는 경우가 있다. 공기의 유통을 좋게 하기 위해서는 보리짚과 같이 공극이 많은 자재를 사용하면 부숙이 촉진된다. 미생물의 활동에는 20∼40℃ 범위의 온도가 최적이 된다. 이 때문에 겨울철에 퇴적할 때에는 초기에 미생물의 활동이 약하므로 보온을 할 필요가 있으며, 온도가 내려가기 쉽기 때문에 여름철보다 단단하게 밟을 필요가 있다. 또한 퇴비더미의 주위를 판자나 볏짚으로 덮는 것이 좋으며 일정한 크기의 퇴비틀을 준비하여 두면 퇴비의 용량을 알 수 있으므로 편리하다. 미생물은 자외선에 약하므로 직사일광을 직접 받지 않도록 퇴비사의 지붕을 만들어 두는 것이 중요하다. 뒤집기는 퇴비원료를 균일하게 부숙시키기 위하여 필요하다. 뒤집기 횟수는 볏짚퇴비 구비에서는 2∼3회 정도가 적당하지만, 톱밥과 같은 분해가 어려운 자재를 퇴적할 때에는 퇴적초기에 주 1회, 중기 이후에는 1∼2회의 뒤집기가 필요하다. 발효온도는 70℃ 정도가 적당하며 저온이 되면 부숙이 늦어진다. 고온이 되면 양분의 감소를 초래하게 되고 불에 탄 형태로 되기 쉽기 때문에 적당한 시기에 뒤집기를 하여 관리할 필요가 있다. 바. 2차 발효방법 안심하고 사용할 수 있는 퇴비를 만들기 위해서는 1차 발효로 불충분하므로 2차 발효과정을 통해 후숙시킬 필요가 있다. 특히 톱밥과 같은 분해가 어려운 물질은 1차 발효과정에서 셀룰로오스와 리그닌은 거의 분해가 되지 않는다. 따라서 낮은 온도의 2차 발효를 통해 많은 미생물을 이용하여 분해시킬 필요가 있다. 가축분의 퇴비화 방법은 그림 3에서 보는 바와 같이 크게 퇴적방식(야적, 강제송풍식 퇴적)과 기계적 교반방식으로 구분되고 또한 기계적 교반방식은 밀폐형(회전드럼식, 수직반응조식)과 개방형(스쿠프식, 로타리식, 순환식)으로 나누어진다. 우분은 주로 퇴적방식이 이용되며, 계분과 돈분은 기계적 교반방식이 이용되나 퇴적방식도 많다. 퇴적방식은 수분 감소가 어려운 반면 밀폐형은 용이하다. 나. 가축분 퇴비의 이화학성 가축분 퇴비제조시 수분조절제로 톱밥이나 왕겨를 혼합하는 경우가 많으나 최근 톱밥대체를 위해 건조처리한 가축분이나 기타 퇴비를 혼합하기도 하여 가축분 퇴비의 종류와 수분조절제 첨가에 따라 이화학적 특성이 다양하다. 다음은 일본에서 생산된 퇴비의 이화학적 특성을 가축별로 요약하였다. 1) 수분함량 : 우분 54.8%, 돈분 40.2%, 계분 25.1%로 우분퇴비의 수분함량이 많으며 이는 우분이 주로 수분감소가 어려운 퇴적방식을 이용하는데 기인함. 2) 산 도 : 우분, 돈분, 계분 모두 8.4∼8.5로 비슷함. 3) 염 농 도 : EC는 계분 8.3, 돈분 6.4, 우분 4.7mS/cm로 계분이 높음. 4) 양분함량 : T-N, P2O5, K2O 함량이 각각 계분 3.2, 6.5, 3.5%, 돈분 3.0, 5.8, 2.6%, 우분 1.9, 2.3, 2.4%로 계분이 높음. 5) 탄 질 비 : 우분 18.9, 돈분 11.7, 계분 9.6 이며 생분중 함량 (각각 15.8, 11.4 5.6) 보다 높음(톱밥, 왕겨등의 혼합에 기인함). ※ 우분의 수분함량이 높고 양분함량이 낮아 수분조절 및 양분보충을 위해 건조계분이나 건조돈분을 혼합하기도 함. 다. 가축분 퇴비의 품질관리 요인 1) 악취 제거 주요 악취성분은 암모니아, 메칠머캡탄, 유화수소, 메칠유화물, 휘발성지방산 (Propionic acid, n-Butyric acid, n-Valeric acid, i-Valeric acid) 등이며, 퇴 비화 초기에 다량 발생하여 점차 감소한다. 악취발생을 감소시키기 위해서는 이들 성분이 혐기적 조건에서 발생하기 때 문에 호기적 상태를 유지시키는 것이 중요하며(수분 60∼65% 수준), 강제 송풍이나 뒤집기 작업이 필요하다. 2) 취급 간편화를 위한 물리성 개선 퇴비는 수분함량이 많을수록 무겁고 수송과 토양시용이 어렵기 때문에 가능 한 건조시켜야 하는데 포장된 퇴비는 부패방지를 위하여 수분함량이 30% 이하가 되어야 한다. 3) 병원균, 기생충, 잡초종자 사멸 가축폐기물에는 병원균, 기생충, 잡초종자 등이 함유되어 있어 문제가 되는 데 특히 돈분과 돈사에 깐 톱밥은 병원균의 온상이 되고 있다. 최근 많은 일본인들이 대장균 O-157에 감염되었는데 우분이 그 한 원인인 것으로 추 정하고 있다. 병원균과 기생충의 대부분은 60℃이상에서 사멸되기 때문에 단순 건조보다 는 퇴비화 과정을 통해 60℃이상 온도를 상승시키는 것이 바람직하다. 잡초종자는 특히 우분에서 문제가 되는데 그림 3과 같이 46℃부터 생존율이 급격히 감소하여 57℃에서는 거의 사멸되는 것으로 밝혀져 병원균과 기생충 의 경우와 같이 60℃이상으로 퇴비화하는 것이 권장된다. 4) 식물유해물질의 분해 식물유해물질은 주로 페놀성카복실산이나 휘발성 지방산류로서 혐기적인 퇴 적방식으로 퇴비화할 때 많이 발생되며 호기적 조건이 유지될 경우는 완전 히 제거될 수 있기 때문에 강제송풍이나 철저한 뒤집기에 의해 이들 성분을 분해시킬 수 있다. 또한 이들 유해물질은 톱밥에도 존재하므로 톱밥이 첨가 된 퇴비제조시 더욱 호기조건을 유지하여야 한다. 5) 이분해성 유기물의 분해 셀룰로오스나 헤미셀룰로오스와 같이 쉽게 분해되는 유기물이 많은 퇴비를 시용하는 경우 이들 성분의 급격한 분해에 따라 토양이 환원되며 식물유해 물질이 토양중에 다량 생성되어 뿌리에 피해를 준다. 따라서 이분해성 유기 물이 충분히 분해될 때까지 퇴비화 과정을 거쳐야 양질퇴비를 생산할 수 있 다. 우분을 재료로 하여 시험한 성적을 보면 이분해성 유기물인 셀룰로오스 와 헤미셀룰로오스는 퇴적후 약 40일이 경과되었을 때 평형상태에 도달하여 조건에 따라 다르겠지만 이 시험조건에서는 양질퇴비를 생산하는데 40일이 소요되었다. 6) 염농도 저감 가축분 퇴비는 염농도가 높기 때문에 가능한 낮추는 것이 중요하며 그 방법 으로는 톱밥, 왕겨등이나 염농도가 낮은 건조퇴비와 혼합하는 방법이 있을 수 있다. 일부 농가에서는 가축뇨 등 축사폐수를 간단하고 경제적으로 처리 하기 위하여 퇴비에 살포하는 경우가 있는데 가축뇨는 염농도가 매우 높기 때문에 퇴비 제조시 사용하지 않는 것이 좋다. 일본에서는 토양 염농도 목표치를 0.8mS/cm로 정하고 있는데 이 목표치를 유지하기 위하여 토양과 우분퇴비중 EC를 감안한 적정 시용량이 연구되어 표 4와 같이 시용량을 추천하고 있다. 표 4. 우분퇴비와 토양중 EC를 감안한 우분퇴비 적정 시용량(kg/a)
* 일본 자료 7) 중금속 저감 가축분 중 특히 돈분에는 사료로 Cu, Zn이 첨가되기 때문에 이들 성분의 함량이 문제가 되고 있다. 이들 성분의 돈분 중 함량은 사료보다 Cu가 4.9∼7.6배, Zn이 3.2∼4.5배 많기 때문에 돈분이나 계분의 퇴비화를 위해 Cu, Zn의 사료첨가가 제한되어야 한다. 사용이 되어야 유기물의 효과를 극대화할 수 있다. 유기물을 제대로 시용하려면 먼저 시용목적을 명확히 할 필요가 있다. 즉 양분공급, 물리성개량, 미생물 활성증진 등 목적에 따라 유기물의 종류와 시용량, 시용시기 등이 달라지기 때문이다. 예를 들어 유기물함량이 적고 배수와 통기성이 좋은 사질토양에서는 미숙유기물과 질소함량이 다소 높은 유기물을 시용해도 장해가 유발되지 않지만, 점토가 많고 배수불량한 토양에서 미숙유기물을 사용하면 장해가 일어나기 쉽다. 전자의 경우에는 입단화를 촉진하고 부식함량을 증가시키기 위하여 다량의 유기물 시용이 가능하고 효과도 기대된다. 그러나 후자의 경우에는 완숙퇴비를 시용해야 되며 분해가 어려운 유기물은 시용을 금하거나 시용량을 줄여야 할 것이다. 또한 양분을 공급하기 위한 비료의 개념으로 시용할 때도 보통 질소성분을 기준으로 생각하고 시용하게 되나, 염류가 집적된 비닐하우스 토양은 대체로 양분함량이 과다하여 특히 인산, 칼리성분이 집적되고 유기물함량도 높은 경우가 많은데 이런 때는 인산과 칼리성분의 화학비료 대체를 위한 목적으로도 활용할 수 있을 것이다. 따라서 퇴비의 부숙도와 양분함량 등을 잘 알고 사용해야 하는데 흔히 농가에서 질소함량이 높은 미숙퇴비를 시용하여 작물에 피해를 보는 경우가 있는 한편 반대로 C/N율이 높은 유기물을 다량 시용하여 작물의 표준시비량 보다 더 많은 비료를 시용해야 되는 경우도 많다. 이런 경우는 자기 퇴비의 특성을 제대로 파악하지 못한데에 원인이 있다 할 것이다. 유기물의 효과는 토양의 성질에 따라서도 다르다. 즉, 유기물 함량이 많고 적음에 따라 시용목적이 달라진다. 유기물 함량이 3% 이상일 때는 비료적 효과를 얻을 목적으로 사용되어지며 그 이하인 경우에는 토양물리성을 개량하기 위한 목적으로 사용해야 할 것이다. 그 밖에도 자기토양에 대한 배수성 등 여러 요인들을 감안하여 유기물 종류와 시용량을 결정해야 한다. 재배작물도 중요해서 경엽작물, 열매작물 등 작물의 생육특성에 맞는 시용법이 필요하다. 특히 질소성분 함량에 따라 시용량과 시용시기 등을 정해야 할 것이다. |
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