유기농업연구회 학술발표회 자료집 2005. 8. 1.
국립농산물품질관리원 경북지원 주동철*, 최청순, 김승균
목 차
Ⅰ. 머리말
Ⅱ. 토양의 생성 및 구성
1. 토양의 생성
2. 토양의 구성
3. 토양의 물리적 성질과 작물생육
4. 토양 부식의 정의 및 열할
5. 토양공기 및 수분과 작물생육과의 관계
Ⅲ. 토양관리의 문제점
1. 토양오염
2. 제초제의 사용
3. 유기물의 사용량 감소
4. 외부자재 사용의 남용
Ⅳ. 유기농업의 토양관리
1. Codex 유기농업의 토양관련 내용
2. 유기농업의 효과적 토양관리
Ⅴ. 맺음말
참고문헌
Ⅰ. 머리말
최근에 웰빙 붐과 함께 우리나라에도 친환경농업과 유기농산물에 대한 관심이 증대되었다. 그러나 유기농업을 실천하는 농민들이 그 의미를 정확히 알지 못하고 단순히 경제적 이득을 위해서 유기농업을 하고자 하는 경향 또한 간과할 수 없는 현실이다. 유기농업에 있어서 우선적으로 선행되어야 하는 것이 토양기반의 형성임에도 불구하고, 이를 간과한 채 작물재배에만 초점을 맞추어 유기농업에 실패하는 경우를 종종 볼 수 있다. 재배작물의 토양기반 형성은 수년 혹은 수십 년에 걸쳐서 지속적으로 하여야 하고, 유지하기 위해서도 그와 같은 정성을 들여야 하는 것이 토양관리의 어려움이다.
토양(soil)이란 암석의 풍화산물과 이에 유기물이 혼입되어 기후․생물 등의 작용을 받아 발달․변화되며, 그 변화는 환경조건과 평형을 이루기 위하여 항상 계속되고 토양단면의 형태를 이루는 동적 자연체로서, 또한 엷은 층으로 지구표면을 덮고 있으며 적당한 양의 공기와 수분이 들어 있어 물리적으로는 식물을 지지하고 화학적으로는 양분의 일부를 공급하여 식물생육의 장소가 되는 곳이라고 정의할 수 있다.
토양은 모든 면에서 우리 생활과 밀접히 관련되어 그 의의가 매우 큰 것으로 특히 농업의 기초를 토양에 두고 있으며, 토양의 물리적․화학적․생물학적 성질은 작물의 수량과 품질에 큰 영향을 끼치며 나아가 농업경제를 크게 지배하게 된다. 따라서 작물의 수량을 증대하고 품질향상을 기하기 위해서는 그 토양의 성질을 잘 알고 토양과 작물과의 관계를 충분히 이해하여야 한다.
유기합성농약과 화학합성비료에 의존한 관행농업에서 탈피한 친환경농업에서 작물생육의 기반이 되는 토양의 중요성은 그 의미가 매우 크다고 할 수 있다. 이에 토양의 구성에 대해서 알아보고 그 효율적 관리방안에 대해서 논하고자 한다.
Ⅱ. 토양의 생성 및 구성
1. 토양의 생성
암석이 오랫동안 비, 바람, 기온, 생물 등의 영향을 받아 그 조직이 변화되어 기계적으로 붕괴되어 미세한 입자로 되고 다시 화학적으로 분해되어 그 본질이 변하게 된다. 이와 같은 풍화작용에 의해 토양모재가 생성되고 토양은 암석의 풍화산물에 유기물이 가입되어 이들이 생화학적 작용을 받아 생성된 것이다.
2. 토양의 구성
토양은 암석 및 그 풍화물 또는 동식물 ․ 미생물유체 등의 고형물과 이들 고형물 사이를 채우고 있는 공기나 수분으로 되어있다. 이와 같이 토양은 무기물과 유기물의 고상(固相), 토양공기의 기상(氣相), 토양수분의 액상(液相)으로 되어 있는데 이들을 토양의 3상이라고 한다.
토양3상의 비율은 토양의 종류에 따라서 다를 뿐만 아니라 기상조건(강수, 기온, 온도 등)에 따라서도 다를 수 있다. 특히 기상과 액상의 상대적 비율은 기상조건에 따라 크게 달라진다. 또한 경작지토양에 있어서는 작토층을 경운하거나 작물을 재배함으로써 그 비율은 크게 달라진다. 일반적으로 밭의 표토는 공기 25%, 물25%, 무기․유기성분 50%로 구성되고, 논토양은 물 50%, 무기․유기성분50%로 구성된다.
토양3상의 상대적 구성비는 작물의 뿌리신장, 수분 및 무기성분의 흡수, 산소공급 등의 작물생장 뿐만이 아니라 작물병해에도 영향을 미치는데, 사력질계 토양은 통기성이 높아서 호기성 세균의 번식이 높아 병해가 심한 것은 그 좋은 예라고 할 수 있다. 토양3상 중 액상비율이 높으면 토양통기 불량으로 근활력이 저하되어 작물의 생육이 불리하고 반대로 기상비율이 높으면 작물은 수분부족으로 위조 또는 고사하게 된다.
3 토양의 물리적 성질과 작물생육
가. 토성(土性)
토성은 토양의 종류를 말하며 모래 및 점토의 함량비로 분류한다.
토양의 종류 진흙의 함량 촉감에 의한 판정
사 토 12.5% 이하 거의 모래뿐임
사양토 12.5% ~ 25.0% 대부분 모래인 것 같음
양 토 25.0% ~ 37.5% 반 정도가 모래인 것 같음
식양토 37.5% ~ 50.0% 약간의 모래가 있는 것 같음
식 토 50.0% 이상 진흙으로만 된 것 같음
나. 토양의 구조
무기모재와 유기모재에 여러 가지 토양생성인자(기후, 식생, 지형 시간)의 작용으로 이루어진 토양은 여러 가지 크기와 모양의 1차 입자가 집합하여 일정한 입체적인 배열형태를 가진 2차 입자를 형성하게 된다. 토양구조는 이와 같이 토양입자의 집단화 또는 결합배열의 상태를 표시하는 말이다. 일반적으로 토양입자가 하나하나 떨어져 있는 것을 단립구조(單粒構造)라 하고 각 입자가 서로 결합하여 떼를 이룬 것은 입단구조(粒團構造)라고 한다. 입단구조는 입체적인 배열상태를 이루고 있어 토양수의 이동, 보유 및 공기유통에 필요한 공극을 가지게 된다. 토양구조의 분류는 외관이 구형이고 유기물이 많은 건조지역에서 발달한 입상(粒狀), 외관이 다면체 각형이고 전작지 토양과 삼림토양에서 발견되는 괴상(塊狀), 외관이 각주 혹은 원주상인 주상(柱狀), 입단이 얇은 판자상으로 논토양의 하층토에서 흔히 발견되는 판상(板狀)으로 나눌 수 있다.
다. 토양 구조와 작물생육
작물생육을 위해서 토양구조와 관련하여 고려해야할 부분은 토양구조의 입단화(粒團化)방법과 그 유지를 위한 적절한 토양관리이다. 토양의 입단화에 관계된 인자로는 유기물, 양이온, 토양미생물, 작물체의 근군 등이 있으며, 토양을 입단구조로 만들기 위해서는 점토, 유기물, 석회 등의 사용과 목초의 재배와 더불어 토양개량제(아크릴소일, 크릴륨 등)를 첨가하기도 한다. Na+를 함유한 물질은 입단구조를 파괴하는 것으로 알려져 있어 사용에 주의를 기해야 한다.
4. 토양 생물의 역할
토양 속에는 이루 헤아릴 수 없을 정도로 많은 생물이 먹이사슬을 이룬다. 이들 생물의 크기는 가장 작은 단세포 생물인 세균, 조류, 곰팡이, 원생생물에서부터 더 복잡한 선충과 미세 절지동물과 눈에 보이는 지렁이, 곤충, 소동물, 식물에 이르기까지 매우 다양하다. 이들 생물은 먹고, 자라고, 토양 속을 이동하면서 물과 공기를 정화하고, 식물을 건강하게 하며 물의 흐름을 적절하게 조절한다.
토양 생물은 가축의 배설물, 식물의 잔재물 등 유기물과 농약을 분해하고, 물에 유입되어 오염이 되는 것을 막아 준다. 그들은 질소와 다른 영양분 등이 지하수로 흘러 들어가는 것을 막아 저장해주며, 공기로부터 질소를 식물이 이용 가능하게 만들어 주기도 한다. 많은 생물이 토양의 물리성과 공극률을 개선시켜 물의 침투력을 증대시키고 범람을 줄여준다. 토양생물은 작물해충을 먹이로 하기도 하며, 토양 위에 사는 동물의 먹이가 되기도 한다.
<토양 생물의 기능>
ㅇ 광합성생물 (식물,조류,세균) : 에너지 포집
- 이산화탄소 고정에 태양에너지를 이용하고 토양에 유기물 공급(사체, 식 물체부스러기와 2차대사물 등의 생물자원)
ㅇ 분해자(세균, 곰팡이) : 잔재물 분해
- 생물 총량 내에 양분을 고정시켜 보전함
- 다른 생물을 위한 양분과 에너지원으로서의 새로운 유기복합물(세포구성 물, 배출물)을 생산
- 토양을 입단화 해주는 물질의 생산(곰팡이의 균사 등)
- 질소고정세균과 탈질세균에 의한 질소형태전환
- 병원성 생물의 억제와 경쟁
ㅇ 공생생물(세균, 곰팡이):식물생장촉진
- 병원성 생물로부터 식물뿌리보호 -질소를 고정하는 박테리아
- 식물뿌리에 균근을 형성하여 양분(인 등)과 물을 공급
ㅇ 병원균(세균, 곰팡이,기생생물-선충,미세절지동물): 질병촉진
- 뿌리나 식물조직에 침입하여 질병유발
- 기생선충 또는 곤충(질병유발 생물 포함)
ㅇ 뿌리가식생물(원생생물,절지동물 -거세미, 바구미애벌레) : 식물뿌리 가식
- 작물의 생산성를 현저히 낮출 수 있음
ㅇ 세균포식자 (원생생물, 선충) : 세균 포식
- 세균을 포식하여 식물이 이용할 수 있게 질소(암모늄이온)와 다른 양분 을 내놓음.
- 많은 뿌리가식 생물과 질병유발해충을 조절.
- 세균군락의 활동을 억제하거나 촉진시킴
ㅇ 잘게 부숴주는 생물(지렁이, 큰절지동물,) : 잔재물 분해와 토양구조의 개선
- 세균과 곰팡이를 먹음으로서 식물부스러기를 잘게 만들어 줌.
- 소화관과 분변에 세균의 서식처 제공
- 분변 생산과 토양을 갈아주어 토양구조를 개선함.
5. 토양 부식(腐植)의 정의 및 역할
가. 토양 부식의 정의
토양 유기물은 신선유기물이 토양미생물에 의해 분해되는 과정에서의 모든 유기화합물이라고 볼 수 있고, 토양부식은 분해에 저항성이 강한 최종 분해잔사 라고 할 수 있다.
토양유기물은 여러 면에서 작물생육에 이롭기 때문에 토양부식의 함량증대는 지력의 증대를 의미하고 있다. 그러나 부식토처럼 부식이 과다한 경우에는 부식산에 의해서 산성이 강해지고 점토의 함량이 부족해서 불리한 경우가 있고, 유기물이 과다한 습답에서는 고온기에 분해가 왕성할 때 토양을 심한 환원상태로 만들어 작물체에 여러 해작용을 끼친다.
배수가 잘 되는 밭이나 건답에서는 토양유기물의 분해가 왕성하므로 해마다 충분히 유기물을 시용하는 것이 작물생육을 좋게 한다.
나. 토양 유기물의 역할
<화학적 기능>
ㅇ 작물체에 영양분 공급원
ㅇ 양이온 치환용량이 크므로 무기양분의 보비력이 좋아서 이들의 유실 용탈을 방지
ㅇ 산이나 염기유입에 따른 토양반응의 완충역할
ㅇ 중금속과 킬레이트 화합물을 형성하여 중금속의 유해작용을 완화시킴
ㅇ 인산의 유효도 증진
<물리적 기능>
ㅇ 보수력 증대시켜 한해를 경감하고 위험강우기에 토양 유실량을 감소
ㅇ 토양 입단구조를 좋게 하여 통수성 및 통기성을 좋게 하고 보수력을 높여줌
ㅇ 색이 검어서 토양온도 상승효과
<생물학적 기능>
ㅇ 토양미생물의 영양원이 되어 유용한 미생물의 생장 ․ 번식을 가능케 함
6. 토양공기 및 수분과 작물생육과의 관계
가. 토양 공기
토양공극은 물과 공기로 채워져 있는데 그 정도는 여러 가지 조건에 따라 다르다. 강우나 관개 후에는 용수량 많아지고, 온도가 높거나 일사가 강하면 수분이 증발하여 공기량이 많아진다. 또한 토성, 토양구조, 지하수위의 고저에 따라서도 비율이 달라진다.
토양의 기상과 액상의 비율은 토양의 이화학적 성질에 크게 영향을 미침은 물론 미생물의 활동과 관련하여 작물체에 직접 영향을 미친다.
(1) 토양공기의 조성
토양공기가 대기와 다른점은 수증기에 의하여 포화되어 관계습도가 거의 100%에 가깝다는 것과 질소와 산소의 함량은 대동소이 하나 이산화탄소의 함량은 6~7배 정도 높다는 것이다. 이것은 퇴비의 사용, 토양미생물작용, 작물뿌리의 호흡, 석회질 사용 등과 논토양의 경우 담수상태 등이 그 요인이 된다.
토양공기의 조성은 뿌리의 활력에 영향을 미쳐 수분 및 양분의 흡수에 관여하며, 토양산소가 부족하면 작물뿌리의 호기호흡이 저해된다.
(2) 토양 용기량과 작물생육
토양공극량은 토성에 따라 다르나 대체로 30~50%정도 이고, 토양공극 중 수분이 채워진 부분을 제외하고 공기로 채워진 부분이 토양용기량이다. 작물의 뿌리는 적당한 토양수분과 적당한 토양공기를 필요로 하는데, 작물에 알맞은 토양의 최적함수량은 최대용수량의 70~80%정도이고, 이때가 토양 최적 용기량이 된다.
토양공기의 증대는 작물뿌리의 호흡작용 및 양분흡수작용 등의 작물의 각종 생리작용에 유리하나 반면 토양수분의 감소를 초래하여 위조 ․ 고사 등 심하면 한해를 초래한다.
(3) 토양공기의 역할
첫째, 작물의 근군발달과 생육에 영향을 미친다. 작물은 근모로부터 양분과 수분을 흡수하는데, 이 근모의 발달은 토양공기 특히 토양산소가 적당히 유통되어야 한다. 배수불량토양이나 지하수위가 높은 과습토양에서 근군발달이 불량하고 작물생육이 억제되는 것을 발견할 수 있다.
둘째, 토양 미생물의 활동과 번식에 영향을 미친다. 토양산소가 부족한 상태에서는 호기성 토양미생물의 활동이 약화되고 유기물분해가 지연되며 아황산, 황화수소, 아질산 등의 환원성 유해물질이 생성되어 작물생육이 저해된다. 공중유리질소고정균은 호기성세균으로 통기가 불량한 토양조건에서는 활동이 극히 저하되는 것으로 알려져 있다.
셋째, 비료성분이 변화된다. 토양공기의 부족으로 철, 황, 질소 등이 환원되어 작물생육에 유해하고, 담수하의 논토양에서는 황이 황화수소로 환원되어 근부의 원인이 된다.
나. 토양수분과 작물생육
물은 생명의 근원인 원형질의 주성분이고, 작물생장에 필요한 탄수화물 및 유기물의 원료이다. 뿌리로부터 고형양분 의 흡수와 체내에서 물질의 이동을 돕고 세포의 팽압작용으로 식물을 긴장시키고 강고하게 한다. 기공을 통한 증산작용으로 체온을 조절하고 양분의 흡수를 촉진시켜 준다.
비가 오면 흙 속에 침투한 수분 중에 약 10~15%는 지하수로 흘러들어가고, 나머지는 토양 수분으로 토양 내에서 머물게 된다. 토양수는 칼슘, 마그네슘, 등과 같은 양이온의 염화물이나 황산, 탄산이온 등의 음이온, 각종 유기산 등을 함유하고 있으며, 토양에서 일어나는 물리적, 화학적, 생물학적 작용을 촉진시키는 역할을 한다. 식물체의 75%를 구성하는 수분은 대부분 토양수에서 흡수된 것이다. 토양수는 토양입자와의 결합 정도에 따라 화합수, 흡습수, 모관수, 중력수 등으로 나눌 수 있는데, 식물체는 모관수와 중력수를 이용할 수 있다.
Ⅲ. 토양관리의 문제점
1. 토양오염(土壤汚染)
토양오염은 지하자원의 이용으로 암석 중의 무기성분이 지표에 쌓이게 되거나, 농약에 의해 합성유기염소계 화합물이나 알킬수은화합물 등 자연계에 거의 존재하지 않는 유기물질이 축적되어 유발되며, 공업단지와 도시의 매연가스에 의한 산성비, 식품포장 폐기물, 시설축산의 폐기물 등에 의해서도 발생한다.
중금속은 분해되지 않고 어떠한 변화에도 그 본래의 성질이나 해작용이 없어지지 않으므로 일단 오염된 중금속을 완전히 제거하여 원래의 오염되지 않은 토양으로 되돌리기란 매우 어렵다. 또한 PCB, 유기염소계 농약, ABS 등과 같은 분해되지 않는 유해물질과 합성수지류에 오염되면 회복되기 어려울 뿐만 아니라 회복에 오랜 세월이 걸린다.
농약이나 화학비료는 손쉽게 농업생산량을 증가시킨다. 그러나 이들 성분 중 농작물에 흡수되지 못하는 물질은 토양에 잔류하여 산성도를 높이고, 영양소를 보유하는 능력을 저하시킨다. 농약 및 비료사용으로 인한 토양오염은 성분 축적에 의한 토양오염뿐만이 아니라 토양 주변의 생태계를 파괴시킴으로 인해서 새로운 문제점을 야기 시키기도 한다.
<토양 오염기준 -가지역- (토양환경보전법 14, 16조관련)>
(단위 : ㎎/㎏)
오염기준 Cd Cu Pb As Hg Cr 페놀 CN 유기인
우려기준 1.5 50 100 6 4 4 4 2 10
대책기준 4.0 125 300 15 10 10 10 5 -
<농약 및 비료사용량 - 농림부 통계연보>
구분 1975 1980 1985 1990
농약 총사용량(톤) 8,619 16,132 18,247 25,085
농약 ha당 사용량(kg) 3.8 5.8 7.0 11.9
비료 총사용량(톤) 1,941,083 1,678,871 1,618,411 3,015,635
비료 ha당 사용량(kg) 867 765 755 1,430
농약이 생태계에 끼치는 영향(보르네오 섬의 교훈)
◇ 모기유충을 잡기위해서 농약(DDT)사용
◇ 모기퇴치에는 성공
◇ 바퀴벌레는 죽지 않고 체내에 DDT축적
◇ 바퀴벌레는 도마뱀의 먹이가 되므로 도마뱀에 DDT축적
◇ 도마뱀을 잡아먹은 고양이에 DDT과도하게 축적되어 고양이 죽음
◇ 또한 DDT축적된 도마뱀은 무기력해 져서 나방이 숫자가 늘어남
◇ 나방유충이 주택지붕을 훼손
과도한 농약사용 생태계 파괴
2. 제초제의 사용
제초제의 사용은 손쉽게 잡초를 제거할 수 있게 하여 근대 농업에서 가장 많이 사용하는 약제중의 하나이지만 편리한 만큼 토양에 끼치는 해작용 또한 크다. 제초제는 타 농약과는 달리 토양에 직접 살포되기 때문에 토양 생태계를 급격히 파괴하게 된다. 실제로 제초제를 자주 사용한 포장에는 지렁이가 살지 못하는 것을 알 수 있다. 풀이 자라지 않게 되고, 토양 생물도 모두 사라지고 없어 토양은 강우에 쉽게 침식을 받게 되고 경작층은 얇아지게 되며, 표면은 견고화 되어 공기의 유통을 방해하여 결과적으로 작물 뿌리생육에 지장을 초래한다.
3. 유기물의 사용량 감소
토양 비옥도의 평가기준으로서 토양부식의 중요성은 재론의 여지가 없다. 유기물 함량은 농경지 토양의 비옥도를 결정짓는 제일 중요한 요인으로 평가되고 있다. 우리나라 토양의 유기물 함량은 1920년대까지 논이 4.4%, 밭이 3.4%에 달했으나, 현재는 논이 2.7%, 밭은 2.4%에 불과한 실정이다.
60~70년대의 화학비료 공업의 발달, 농촌 일손부족 및 증산위주의 농업정책으로 퇴비 이용량이 저조 하였다.
최근에 유기성 폐기물 처리 차원에서 퇴비제조 이용량이 증가되고 있으며, 친환경농업을 중심으로 포장되어 판매되는 퇴비에 대한 수요가 급증하고 있는 실정이다.
4. 외부자재 사용의 남용
Codex 인증기준에서 밝히고 있듯이 유기농업은 순환적 양분공급체계가 형성되어야 하며, 불가피한 유입자재의 사용을 제외한 외부로부터의 자재유입을 제한하고 있다. 그러나 우리나라의 유기농업 형태는 양분공급 및 병해충방제를 위해서 거의 외부의 자재에 의존하고 있음을 직시하여야 한다. 외부자재에 의존한 농업의 문제점은 과다한 영양성분 공급에 의한 잔류염류집적을 들 수 있다. 유기농업토양의 염류집적과 고 질산염, 고 인산염 함량으로 토양이 오염되고, 수질오염의 위험성까지 야기하고 있다.
Ⅳ. 유기농업의 토양관리
1. Codex 유기농업의 토양관련 내용
ㅇ 작부체계 내 두과작물, 녹비작물, 심근성 작물 재배를 통한 윤작
ㅇ 지역의 토양 및 기후환경에 적합하고 병충해에 강한 저항성품종 선택
ㅇ 최적량의 유기질비료의 시용
ㅇ 화학비료, 농약, 제초제의 사용금지,
ㅇ 공장형 축분비료 사용금지
ㅇ 폐쇄순환농법(축산과 윤작에 의한 토양비옥도 향상)
ㅇ 총체적 생산체계(토양, 미생물, 작물, 축산계의 건전성 유지 및 향상)
ㅇ 유전자변형 작물 사용금지
ㅇ 생장조절제 사용금지
ㅇ 전환기 : 작물의 파종 전 최소 2년, 영년작물의 경우 수확 전 3년간
2. 유기농업의 효과적 토양관리
작물은 흙에 뿌리를 내리고 생활하기 때문에 토양은 작물생육의 근간이 되므로 토양의 기반이 갖추어지지 않은 유기농업은 있을 수 없다.
우리나라 친환경인증 중 유기농업의 재배형태는 비닐하우스 시설재배로 요약할 수 있다. 이는 주변의 관행농업으로부터 농약 등의 비산을 방지하고, 병충해 발생을 최소화하기 위해서 불가피한 선택이라고 볼 수 있다. 비닐하우스의 생태계는 외부와 어느 정도 차단되었다고 볼 수 있는데, 식물 필수요소 중 다량요소의 과도한 집적 등 여러 문제점을 내포하고 있다.
토양의 통기성 및 보수․보비력은 작물생육에 밀접히 관련되어 있으므로 토양개량을 위해서는 토양의 물리적 성질의 개선이 우선 되어야 한다.
가. 토양 물리성의 개선
토양의 통기․통수성, 보수․보비력 등 토양의 물리적 성질은 토성에 의해서 지배되므로 작물의 정상적인 생육을 도모하고 토양 중에 유용한 미생물의 활동 및 번식을 도모하기 위해서 이의 개량이 요구된다. 재배하고자 하는 작물의 종류에 따라 알맞은 토성 개량을 위하여 객토를 실시하는 것이 좋고, 연차적 심경과 유기물 및 석회물질의 사용을 통해서 토양을 개량할 수도 있다.
일반적으로 토양의 통기를 좋게 하기위해서는 유기물 및 토양개량제의 사용하여 토양입단조성을 유도하고, 사질토 및 식답토는 객토를 실시하여 토성을 개량하는 것이 좋다.
나. 토양관리 계획의 수립
토양을 작물생육에 적합하게 형성․유지하는 데는 오랜 시간과 많은 노력이 소요 되는 반면에 관리에 소홀하게 되면 한순간에 황폐화 된다. 유기농업뿐만이 아니라 일반농가 에서도 자신의 경작지의 현재의 상태를 정확히 파악하는 것이 우수한 농산물 생산하는데 있어서 무엇보다도 중요한데, 질소, 인산, 가리 등 다량요소의 과도한 사용으로 인해서 많은 경작지 토양이 염류집적을 보이고 있으며, 특히 비닐하우스 시설재배의 경우 극심한 기지현상을 보이는 곳도 많다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서 작물재배를 시작하기 전에 연1회 이상 토양에 대한 잔류염류검사를 실시하는 것이 중요하다. 일선 농업기술센터에서는 토양에 대한 시비처방서를 발급하고 있으므로, 작기 시작 전에 시비를 위해서 이를 이용하는 것이 바람직하다.
토양의 시비계획 뿐만이 아니라 연차적으로 석회의 시용, 유기물 사용, 객토 등의 계획을 수립하여 작물생육에 적합한 토양기반을 조성하는 것이 중요하다.
다. 토양 부식의 증대
앞에서 밝힌 바와 같이 토양유기물이란 동물, 식물, 미생물 유체의 분해산물 전체를 의미하고 토양부식이란 이 중에서 토양미생물에 의해 어느 정도 분해에 대해 저항성이 큰 분해 잔사를 의미한다.
염류의 집적도가 높은 시설재배의 경우 퇴비, 녹비 등의 유기물질을 사용하여 부식량을 증가시켜 토양의 염기치환용량(B.E.C.)를 높이는 것이 중요하다. 퇴비의 염기치환용량은 점토에 비해서 월등히 높기 때문에 작물생육에 필요한 각종 무기성분을 흡착 ․ 보유하여 이들의 용탈 ․ 유실을 억제할 뿐만이 아니라, 완충능력이 뛰어나서 염류의 과도한 집적에 의한 작물의 피해를 방지한다. 부식생성과정의 중간산물은 중금속과 결합하여 토양 중에서 중금속의 활력 감소시켜 유해작용을 방지하므로 작물생육을 안전하게 한다.
이밖에도 부식은 토양구조의 발달을 돕고, 각종 토양 무기양분을 작물이 흡수 가능한 형태로 변화시키며, 토양 미생물학적 성질을 개선하는 등 부식은 토양의 이화학적 및 미생물학적 성질을 개선하여 토양의 비옥도를 증진시키므로 부식의 함량이 풍부한 토양일수록 토양의 생산력은 높아져 작물생육에 양호하다.
Codex인증기준 뿐만이 아니라 국내 인증기준에서도 유기농에서는 공장형 축분비료의 사용을 금지하고 있기 때문에, 토양의 효과적 부식증진을 위해서는 작물유체의 환원을 비롯한 효과적 퇴비공급체계를 갖추는 것이 급선무이다. 미숙퇴비의 사용은 토양을 환원시켜 작물에 해작용을 끼칠 수 있기 때문에 토양의 입단조성을 위한 목적이 아니라면 퇴비의 사용 시 완전히 부숙시켜 사용하는 것에 주의기 기울여야 한다.
라. 적절한 윤작체계 확립
윤작은 동일경지에 재배하는 농작물을 일정한 순서에 따라서 교대하여 경작하는 방법이다. 유럽의 3포식 농법이 발달하여 18~19세기에 확립된 윤작은 토양 유기물의 공급 및 유지, 천연질소 공급량 증대, 토양물리성의 개선, 토양의 양분 흡수권 확대, 토양성분의 균형유지, 병해충 발생의 억제, 잡초발생 경감 등 많은 장점이 있음에도 불구하고, 작부면적의 협소성으로 인해서 널리 도입되지 않고 있다. 화학 질소비료의 사용이 허용되지 않는 유기농가에 있어서 토양 비옥도 유지는 중요한데, 윤작체계 내 두과작물 및 녹비작물 재배를 통해서 작물 질소요구량을 어느 정도 해결할 수 있다.
생산적 측면만을 고려하여 경제작물의 돌려짓기 수준의 윤작이 행해지고 있는 우리나라 유기농의 현실을 고려할 때 비닐하우스 시설재배에 적합한 체계적이고 한국적인 윤작에 대한 연구가 선행 되어야 한다.
마. 미생물의 사용
앞에서 밝힌 바와 같이 토양 미생물은 유기질소화합물을 분해하여 암모니아를 생성, 공중질소 고정, 인산 등 무기성분을 가용성으로 변화, 균사 등 점질물에 의해서 토양의 입단을 형성, 가용성 무기성분을 동화하여 유실 방지, 미생물간 길항작용으로 유해작용을 경감하는 등의 유용한 점이 있다. 특히 콩과작물의 경우 근류균은 공중질소를 고정하여 작물생육에 필요한 전 질소량의 2/3를 공급한다. 유용한 미생물을 인위적으로 배양하여 유기물과 함께 토양에 시용함으로서 양분공급의 증대와 토양 병충해의 경감을 꾀할 수 있다.
바. 초생재배
제초제 사용이 허용되지 않는 친환경농업에 있어서 가장 큰 어려움 중의 하나가 잡초제거 이다. 타 농약과는 달리 제초제는 토양에 직접 살포기 때문에 토양에 미치는 영향이 월등히 높은데, 잡초뿐만이 아니라 재배되고 있는 작물체에도 어느 정도는 영향을 미친다고 볼 수 있고, 지렁이를 비롯한 토양 중 유익한 생물체를 급격히 감소시키며, 토양을 견고하게 만들어 강우 시 토양 침식을 조장하여 결과적으로 작물생육에 해작용을 미친다.
제초제를 비롯한 농약의 사용은 규모화 된 근대농업에서 필수 생산요소로 생각되었지만 농업의 패러다임은 변화되고 있다. 제초제를 사용하지 않고 잡초제거의 노력을 줄이기 위해서 대두된 것이 초생재배이다. 제초제 사용을 통한 잡초의 완전한 제거보다는 적절한 품종선택을 통한 초생재배가 경토층의 유실을 막고, 토양에 부족한 유기물을 공급할 수 있어 과수 재배에 있어서는 유리한 측면이 많다. 그러나 초생재배의 장점에도 불구하고 필수적으로 수반되는 재배작물과의 양분, 수분의 경쟁을 고려할 때 적정한 초생재배에 대한 연구가 요구된다.
Ⅴ. 맺음말
유기합성농약 및 화학합성비료의 과도한 사용으로 우리 삶의 터전인 농토와 하천이 점점 오염되어 미래에는 더 이상 농업을 지속할 수 없을지도 모른다는 우려가 친환경농업을 탄생시켰음을 돌이켜 보아야 한다. 70~80년대 증산위주의 화학농업은 쌀의 자급화를 이루었지만 생태계의 극심한 파괴 및 토양산성화와 유기물 함량의 감소를 초래하여 토양을 거의 황폐화 시켰다. 더욱이 비료 및 농약을 점점 많이 사용해야 하는 악순환을 통해서 농민들이 농약중독 등의 피해를 입었고, 소비자들은 먹을거리에 대한 불신이 높아졌다고 볼 수 있다.
현재의 유기농업의 문제점은 순환적 유기농업체제가 되지 못한 채 외부자재에 의존하는 경향이 강하고, 농업생산환경개선 보다는 농산물 생산에 집중하고 있으며, 유기농업이 단지화 되지 않아서 주변으로부터의 오염원 유입의 우려가 있고, 병충해 방제를 위해서 사용하는 자재에 대한 검정이 제대로 이루어지지 않은 점 등을 들 수 있다. 이의 해결을 위해서는 앞에서 밝힌 토양 기반 조성이 선행 된 후에 체계적으로 유기농업을 추진하여야 한다.
유기농업은 새로운 농업이라기보다는 우리 조상들이 행했던 과거 농업으로의 회귀라고 볼 수 있으며, 여기에 체계적이고 과학적인 영농방법을 추가함으로서 현대의 유기농업은 더욱 발전 할 수 있을 것이다.
참고문헌
1. 부민문화사문제은행, 『토양학(비료포함)』(부민문화사, 1997)
2. 조성현, 박천서, 『신고 토양학』(향문사, 1983)
3. 손상목,「국제 유기농업규격과 한국유기농업의 향후 실천과제」(2004)
4. 최양부,「한국적 환경농업에 대한 성찰과 새정립 : 환경농업과 유기농업에 대한 올바른 이해」(2004)
5. 하호성, 김복영,「우리나라 지속농업을 위한 토양환경의 문제점과 개선방 향」(2004)
6. 유기농업연구회 자료실(http://o-a.or.kr)
7. 흙살림 자료실(http://www.heuk.or.kr)
8. 순천대학교 농업생명과학대학 환경농업과학부 생물환경화학실험실 자료실
(http://home.sunchon.ac.kr/~bioenvlab/)
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