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효소enzyme 인산발효비료에 대해 알아보자.
2013-08-22 17:39:53
이엠생명과학연구원

인산발효비료

 

(1)효과적인 인산비효 높이기

 

인산은 뿌리의 선단에서 흡수된다

농작물의 풍작, 품질을 올리기 위해 인산이 중요한 관계가 있다는 것은 알려져 있다. 인산은 과실과 과채류의 착색의 증진, 맛의 향상 등 수확에 관련되는 조건에 관계가 있으며, 만약 인산 비효를 완전히 조절할 수 있다면 그것만으로도 재배기술의 완성이라고 해도 과언이 아니다.

비료가 어떻게 흡수되는가에 대한 연구는 매우 많다. 그 중에서 3요소가 흡수되는 뿌리의 위치에 대해서만 살펴 본 것이 표 10이다.

3요소에 대해서 가장 흡수되기 쉬운 위치를 살펴보면, 질소는 줄기 아래의 늙은 세포부분에서 선단부의 어린 세포부부에 이르기까지 어느 곳에서나 흡수가 잘되며, 가리는 줄기 아래에서는 잘 흡수되지 않고, 뿌리의 중간에서부터 선단부의 어린 세포부분에서 흡수가 잘된다. 그리고 인산은 어린 세포가 있는 선단부에서, 특히 선단부의 분렬세포라고 하는 부분에서 잘 흡수된다. 이러한 사실로부터, 질소의 흡수 범위, 뿌리의 면적은 대단히 넓고, 가리는 약간 좁고, 인산은 매우 좁다는 것을 알 수 있다.

표12는 벼에 대한 인산의 시비방법에 의한 비효의 차이를 살펴 본 것이다. 원비로서 경토 전층에 시비하는 것이 추비로써 표면에 시비하는 것보다 흡수량이 4배 이상 많다. 인산은 뿌리의 생장점으로부터 가장 많이 흡수되기 때문에 시비된 인산이 뿌리의 선단에 보다 널리 접촉할 수 있는 전층 시비가 역시 흡수량이 가장 많다.

식물을 건전하게 육성하기 위해서 뿌리만들기가 대단히 중요하다는 것은 잘 알려져 있지만 인산의 비효면으로 보아도 뿌리의 생장점의 수를 많게 할 필요가 있다. 뿌리를 활발하게 나누어 모세근, 모근을 보다 많게 하는 것은 인산의 흡수면적을 넓히는 것과 연결된다. 인산의 비효를 높이기 위해서 가장 중요한 것은 뿌리 만들기이고, 뿌리를 만들기 위해서는 흙 만들기이다.

 

인산이 잘 드는 토양은

인산질 비료는 2 종류가 있다.

첫 번째 종류는 과린산석회로 대표되는 수용성 인산으로써, 엽며시비제로도 이용되는 제1인산가리, 제1인산칼슘, 인산암모늄 등 인산염이다. 이들 인산질비료는 토양 속에서 쉽게 물에 녹아 작물에 흡수되기 때문에 속효성의 효과가 있다. 그러나 빗물, 관개수에 흘러 내려가기 쉽고 특히 인산석회태의 것은 토양 속에 널리 분포하는 석회와 반응하여 불용성 인산제3석회가 되기 쉽다. 이 때문에 이러한 수용성 인산은 원비보다는 추비로 해서 효과적으로 이용하는 편이 좋다.

두 번째 종류는 구용성 인산이라고 하는 것으로써, 물에는 녹기 어려운 인산화합물이다. 일반적으로 물에는 녹지 않고, 구연산암모늄 3%용액에 녹는 성질을 갖는 인산화합물의 총칭이다. 시비하여도 잘 흡수되지 않는 지효성으로써 분해에 시간이 걸린다. 또한 지온, 수분, 토양미생물의 동향, 지력 등 토양 조건에 따라 비료 효과가 나타나는 것이 강한 영향을 받는다.

구용성 인산의 가용화는 토양 속의 미생물군이 분비하는 인산분해효소의 작용과 토양 속의 퇴비, 유기질비료가 분해될 때 발생하는 탄산가스 혹은 구연산, 유산 등의 유기산에 의해 진행된다. 또한 미생물의 분비물과 식물의 뿌리에서 분비되는 근산 등에 의해서도 가용화된다. 따라서 구용성인산의 비효를 높이기 위해서는 지력 만들기, 뿌리 만들기가 무엇보다 중요하다.

농작물의 양분 흡수는 지온, 기온에 의해서 크게 달라진다. 벼에서 인산의 흡수를 조절한 결과 지온, 기온이 낮을 경우 흡수되기 어렵고, 고온에서 보다 흡수되기 쉬었다. 이것은 토양과 물 속에서 활동하는 미생물의 영향에 의한 것이라고 생각된다.

지온, 수온이 16℃와 30℃에서의 인산 흡수를 조사한 결과에 의하면 30℃쪽이 2배 가까이 흡수량이 많다. 16℃ 이하에서는 더구나 인산의 비효는 급격히 하락한다.

겨울철 비닐하우스 재배에서 인산의 비효가 오르기 어려운 것은 기온의 상승은 하우스 밀폐에 의해 간단히 가능하여도 지온의 상승이 어렵기 때문이다. 효소농법에 의한 토양만들기는 지온의 상승 효과가 매우 높고 더구나 인산발효비료의 효과가 더해지면 인산의 비효를 크게 높일 수 있다.

또한 기온이 낮은 시기의 벼 육묘나 본전 초기의 영양생장기에 얼마나 지온과 수온을 높일 수 있느냐가 중요한 과제이지만 효소퇴비나 토곡 그 밖의 유기질발효비료의 효과의 중요성을 여기서도 알 수 있다.

 

인산발효비료의 효과

인산발효비료는 인산의 비효를 높이기 위해 다양한 조건을 만족시키는 하나의 기술로서 공부된 것이다. 인산을 발효시켜 유효미생물군의 분해기능을 살려서 구용성 인산의 가용화를 촉진한다. 자주 사용함으로써 토양의 개량, 지온의 향상을 도모하고, 지력이 낮은 포장에서도 인산의 비효를 높인다. 그것은 적극적인 증수 기술의 기둥일 뿐만 아니라 악천후으로 인한 흉년에서도 작황 안정에도 효과가 높다.

일본의 토양은 일반적으로 산성으로써 알루미늄의 함유도 많고, 토양의 인산흡착력이 높은 곳도 있어서 인산의 이용률이 낮다. 보통 과린산석회나 용성인비를 줄 경우의 이용율은 15~20% 정도이다. 이러한 인산의 이용율을 높이고, 한편 토양 만들기에 의해 토양에 의한 흡착을 방지하는 것이 가장 중요하다.

인산의 비효를 높이는 하나의 방법으로서 온양퇴비(퇴비를 따뜻하게 발효시켜 만들어 낸 것) 속에 인산질 비료를 혼합하여 발효시켜 이용하는 방법도 있다. 또한 앞에서 제시한 보카시비료(고급유기질발효비료) 속에 혼합하여 비효를 높이는 것도 가능하다. 그러나 이 경우에 다량의 질소, 가리 등의 비료와 붙어 있기 때문에 인산만의 비효를 강화할 바에는 불편함도 있다. 그래서 인산질비료만을 발효 처리하여 그 효과를 높이기 위하여 공부된 것이 인산발효비료이다.

이 비료가 개발된 것은 1950년대로써, 30년의 역사를 갖고 있다. 처음에는 토곡을 생산하고 그 발효의 최종 단계에서 인산질비료를 20% 정도 투입하여 발효를 지속시켜, 토곡의 효과와 더불어 인산의 효과도 아울러 기대한 것으로부터 시작되었다.

토곡의 뒤집기 작업 2회 째 또는 3회 째에 20%의 중량비의 용성인비, 골분, 소인, 고토인 등 시판하는 구용성 인산질 비료를 투입하고, 수분을 50%로 조절하기 위해 설탕 또는 당밀 20배액을 살포하여 조절하고 더구나 미생물의 배지로서 쌀겨 5%을 투입이하여 거듭 싸아 둔다. 2~3일 마다 뒤집기를 2회 실시하여 싸아 둔 채 발효열이 떨어질 때까지 방치하여 두면 표면 15㎝ 쯤에 펜 모양으로 굳어진 인산발효비료를 만들 수 있다. 이대로 1년 정도는 보존이 가능하며 필요에 따라 깎아가면서 사용하면 좋다. 그러나 최근에는 인산발효비료로서 처음부터 만드는 방법이 일반화하고 있다.

 

 

(2) 인산발효비료 만드는 방법

표준적인 방법

재료는 표13과 같다. 인산질비료는 2~3종류을 똑같이 배합하면 좋다. 예를 들면 용성인비, 골분을 각각 50㎏씩 혼합한다. 계분은 잘게 부서진 건조계분이 가장 좋다. 쌀겨는 신선한 것을 준비해둔다. 전분은 감자전분 또는 절미(節米)전분을 사용한다. 혹시 자가 생산한 감자 나 절미 부스러기가 있는 경우에는 이것을 익혀 크림상태로 짓이기고 여기에 뜨거운 국물을 넣어 감자즙을 만들어 사용하면 좋다. 감자즙의 량은 30ℓ정도이다.

담그는 순서

전분을 제외하고 재료를 잘 교반하여 혼합하여 둔다. 전분은 약간의 물로 질척하게 반죽하여 두고 여기에 펄펄 끓는 뜨거운 물(80℃ 이상의 것) 30ℓ를 재빨리 투입하여 교반하고 투명한 녹말국을 만든다. 이 뜨거운 액을 뿌리면서 재료를 교반혼합하고 수분 55%가 될 때까지 혼합한다. 녹말국이 부족할 경우에는 물을 보충하여 조절하고 마지막으로 오래동안 둘 수 있도록 널판지 자리, 콘크리트 자리, 토방 등 위에 산처럼 쌓아 올린다. 교반혼합기가 있으면 간단하게 혼합하고 수분도 조절할 수 있다. 설탕 또는 당밀을 사용할 경우에는 30ℓ의 온탕 또는 물에 풀어서 이것을 똑같이 사용한다. 쌓아 놓은 위에 거적, 멍석 등을 2~3개 포개어서 피복하여 보온한다. 여름철 같으면 1일, 겨울철에는 2-3일 사이에 50℃ 이상으로 고온 발효되기 때문에 재빨리 뒤집기를 하여 다시 쌓아 보온한다. 계속해서 하루 정도55~65℃의 고온 발효가 이루어진다. 이것을 그대로 2일 간 방치하여 두번째 뒤집기 작업을 한다. 다음은 2-3일간 방치 후 세번째 뒤집기 작업을 하고 다시 2-3일 째 네번째 뒤집기를 한다. 재료의 수분은 뒤집기할 때마다 증산하여 반건조상태가 되며 마지막에는 쌓아 놓은 표면 15㎝ 쯤이 펜 상태로 굳어진다. 이것을 필요에 따라 떠가면서 사용하면 좋다. 건조하여 있으면 자루에 넣어 보존할 수 있다.

과린산석회의 활용

용성인비나 골분 등을 주체로 할 경우에는 알칼리성의 발효 비료가 된다. 최근 비닐하우스 등에서는 포장의 pH가 중성에서 알칼리성으로 기우는 경향이 있다. 과채류 등은 pH 5.8~6.3 정도의 약산성을 좋아하는 것이 많기 때문에 포장의 pH가 알칼리화하면 사정이 나쁘다. 표준적인 인산발효비료나 보카시비료는 알칼리성이기 때문에 사용량이 많으면 포장의 알칼리화를 진척시키기 쉽다. 그러한 경우는 인산질비료의 일부에 과린산석회을 사용하면 좋은 결과를 얻게 된다.

재료의 혼합 방법은 표14와 같다. 만드는 순서는 앞에서 기술한 표준적인 방법에 따르면 좋지만 과린산석회만은 처음 쌓아 놓을 때에는 재료에 혼합하지 않고 1회 또는 2회 째 뒤집기 할 때 투입하여 재료에 잘 섞어 교반하는 것이 가장 중요하다. 처음부터 혼합하면 유산근의 영향이 있어 발효가 잘 진행되지 않고 등숙하지 않는 것이 있다. 3회 째 뒤집기 이후의 조작은 전례에 따라 하면 좋다. 또는 표준예와 같이 쌀겨를 줄이고 계분을 사용하여도 좋다.

당도를 요구하는 작물의 경우

수박, 메론, 딸기 등 당도를 특히 요구하는 작물과 담배 등 계분 사용이 부적합한 작물에 사용할 경우 혹은 인산만을 특별히 요구하고 질소의 함유가 많다고 할 경우에는 계분은 사용하지 않는 편이 좋다. 계분에는 질소가 4~4.5%가 있고 더구나 일부 속효적인 성질이 있다. 이럴 경우에는 계분을 쌀겨로 바꾼다. 또한 특히 당도를 높일 목적에서 사용할 때에는 채종유박이나 면실유박, 어분 등을 5~10% 계분 대신 사용해도 좋다. 만들기는 표준예에 따른다.

부엽토(山土)를 사용하지 않는 경우

인산에는 부엽토를 사용하는 것이 원칙이지만 부엽토가 없는 때에는 논, 밭의 흙을 사용해도 좋다. 단지 이 경우에는 반드시 이러한 흙에 대해서 20~30%의 제오라이트나 하암(夏岩), 밴토나이트, 퍼미큐라이트 등 CEC가 높은 재료를 병용한다. 만들기는 앞에서와 같다. 표13과 같은 재료로 수분 55%가 되도록 맑은 물을 넣어 조절하여 쌓아 두고, 그 후는 표준예에 따라 발효를 하면 좋다.

 

 

(3)사용법

인산발효비료는 일반 작물의 인산으로서 주로 원비로 사용하고 일부 추비로 사용하는 것이 좋다. 원비의 경우는 전층 시비가 기본이다. 벼에서는 육묘 배드의 배양토에 용량비 3% 정도 혼합하면 묘 때부터 인산의 흡수 축적량을 높여 양묘가 된다. 본전에는 원비로서 10a 당 200~300㎏를 사용하고 수확 45일 전쯤에 100㎏ 정도를 뿌려 준다. 이삭 비료는 보카시비료가 주체가 되나 여기에 30~50㎏을 병용하면 가을에 이삭 여물이 좋게 된다.

일반 과채류에는 원비로 10α당 300~400㎏를 사용하면 좋지만 비닐하우스의 억제 재배나 촉성 재배 등 수확 기간이 장기적인 재배에서는 인산 요구량이 높기 때문에 600~1,000㎏까지 사용할 수도 있다. 특히 딸기, 수박 등 당도를 높이고 싶은 과채류는 골분을 주체로한 것을 사용하는 것도 좋다. 추비는 필요에 따라서 1회 150㎏을 시비하면 좋다.

근채류는 원비를 주체로 하여 300~600㎏를 전층 시비한다. 결구 야채는 200~400㎏로 양질의 수확물을 얻게 된다. 또한 인산을 요구하면서도 흡수력이 약한 양파, 마늘, 부추 등의 나리과 식물에는 원비 중심으로 500~600㎏만 다용하면 품질 좋은 것이 다수확된다.

화훼류 등에는 골분을 병용한 것을 사용하면 엽색과 화색, 화방의 색을 좋게 하고 보존이 잘 된다는 정평이 있다. 10α 당 600~1,000㎏를 원비로서 일부 추비로 사용한다.

과채류 등 다년생 작물은 과실의 수확 직후에 시비한다. 예비로 1년 간에 사용할 몫의 약 60%를 시비하고 춘비로 30%, 하비로 10% 정도 배합하여 한다. 10α 당 연간 600~900㎏을 사용하면 좋다. 특히 예비로 인산발효비료을 다용하는 것은 다음 해의 과실의 충실과 화아분화의 촉진, 개화 수정에도 커다란 영향을 미치는 가장 중요한 비배 관리이다.




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