식물 양분의 투입과 산출은 양분 고갈이 일어나지 않도록 토양 검정을 통해 관찰되어야 한다. 양분이 부족한 토양은 생산적인 토양의 기본인 작물의 생산이나 유익한 미생물의 활동적인 개체수를 모두 지원할 수 없다.
왜 유기물이 그렇게 중요한가? 기공이 많은 부슬부슬한, 스폰지 같은 토양 구조를 만드는 데 도움이 되며, 지렁이 같은 유익한 여러 토양 생물에게 먹이 및 서식처를 제공하고, 통기성과 침투성이 좋아 작물에도 이롭다.
어떻게 토양 비옥도를 개선하고 유지하는가? 식물 덮개로 보호하고, 돌려짓기와 사이짓기로 균형을 맞추며, 적절한 경운법을 실행하고, 양분 관리를 잘하고, 토양 생물을 지키는 일.
농업의 지속가능성을 향상시키려면, 물과 작물을 효과적으로 관리하는 일 이외에 토양 비옥도와 토양의 물리적 특성을 최적화하여 활용하고 관리해야 한다. 이는 토양의 생물학적 과정과 생물다양성에 달려 있다. 이를 위해 토양의 생물학적 활동을 향상시키고 장기적인 관점에서 토양의 생산성과 건강을 구축하는 관리법을 채택해야 한다.
토양 비옥도에 영향을 주는 요소들.
토양 비옥도를 향상시키는 주요 방법은 다음과 같은 유기질 비료를 활용하는 일이 포함된다:
1. 퇴비와 지렁이퇴비
2. 풋거름
3. 동물의 분뇨
4. 미생물 거름
5. 광물질 거름
어떻게 토양의 유기물 함량을 높이는가?
1. 퇴비 만들기
퇴비 만들기는 식물이나 동물에서 기원하는 유기물을 쌓거나 구덩이에 넣어 부식물로 변형시키는 과정이다. 유기물이 통제되지 않고 분해되는 과정과 비교할 때, 퇴비를 만드는 공정에서는 분해가 더 빠르고 더 높은 온도에서 이루어지며 고품질의 결과물이 생성된다.
퇴비를 만드는 과정은 다음 세 가지 단계로 구분된다: 가열 단계, 냉각 단계, 숙성 단계. 그러나 이 단계들이 서로 명확히 구분되는 건 아니다.
# 가열 단계:
- 퇴비더미를 설치하고 3일 이내에 퇴비더미의 온도가 60-70°C로 상승하며, 이것이 보통 2-3주 유지된다. 대부분의 분해는 가열 단계에서 일어난다.
- 이 단계에서는 주로 박테리아가 활성화된다. 고온은 박테리아가 쉽게 분해할 수 있는 물질이 전환되면서 방출하는 에너지의 결과물이다. 따뜻한 온도는 퇴비 만드는 과정의 전형적이고 중요한 부분이다. 이 열로 병해충과 풀의 뿌리와 씨앗이 파괴된다.
- 퇴비를 만드는 이 첫 번째 단계 동안 박테리아의 개체수가 급격히 증가하며 산소 요구량이 매우 높아진다. 퇴비더미의 높은 온도는 박테리아에게 적절한 산소가 공급된다는 신호이다. 퇴비더미에 공기가 충분하지 않으면 박테리아가 잘 발달하지 못해 퇴비에서 불쾌한 냄새가 난다.
- 박테리아는 습한 환경을 필요로 하기에, 퇴비를 만들 때 습도 역시 중요하다. 활발한 생물학적 활동과 많은 증발량 때문에 가열 단계에서 물이 가장 많이 필요하다.
- 열이 증가함에 따라 퇴비더미의 pH가 상승한다(즉, 산도가 감소).
# 냉각 단계:
- 일단 박테리아가 쉽게 소화시키는 물질이 전환되면, 퇴비더미의 온도가 서서히 감소하여 25-45°C를 유지한다.
- 온도가 감소하면서 균류가 자리를 잡고 짚과 섬유질, 목질을 분해하기 시작한다. 이 분해 과정은 더 느리기에퇴비더미의 온도가 올라가지 않는다.
- 온도가 떨어짐에 따라 퇴비의 pH가 떨어진다(즉, 산도가 증가).
# 숙성 단계:
- 숙성 단계에서는 양분이 무기화되고, 부식산과 항생물질이 생성된다.
- 붉은 지렁이와 여타 토양 생물이 이 단계의 퇴비더미에서 서식하기 시작한다.
- 이 단계의 말미가 되면 퇴비는 원래 부피의 약 절반쯤이 되고, 어둡고 비옥한 흙빛을 띠며, 바로 사용해도 된다.
- 이때부터 더 오래 저장할수록 토양의 구조를 개선하는 능력은 향상되는 반면, 거름으로서의 품질은 떨어진다.
- 숙성 단계의 퇴비는 가열 단계에서보다 훨씬 적은 양의 물을 필요로 한다.
퇴비 만드는 과정. 어떻게 폐기물이 부식질이 되는가?
어떻게 퇴비를 만드는가?
진단
| 문제 | 원인 | 해결책 |
온도가 올라가지 않는다 | 미생물이 발달하지 않음 | 재료가 너무 습하거나 건조함 공기가 부족하거나 지나침 탄질비가 맞지 않음 흙이 너무 많음 | 물이나 오줌으로 적심 더미를 뒤적임 더 신선한 재료를 섞거나 똥을 쌈. |
갑자기 온도가 떨어진다 | 변환 과정이 멈춤 | 재료가 건조해져 버렸음 질소질을 다 써 버림 | 물이나 오줌으로 적심 질소질이 풍부한 재료를 추가함 |
퇴비 재료에 허연 가루가 낀다 | 균류가 너무 발달함 | 재료가 너무 건조함 재료를 잘 뒤섞지 않음 | 더미를 뒤섞고 다시 쌓음 물이나 오줌으로 적심 질소질이 풍부한 재료를 추가함 |
퇴비 재료가 검푸르게 되고 악취가 난다 | 퇴비 재료에서 악취가 남 | 공기가 부족해지는 구조 탄질비가 너무 낮음 재료가 너무 젖었음 재료를 충분히 뒤섞지 않음 | 탄질비가 높고 부피가 큰 재료를 추가하고 더미를 다시 쌓음 가열 단계에서 퇴비를 더 자주 뒤집음 |
퇴비 만드는 과정에서 발생할 수 있는 문제와 해결책
다양한 체계와 방법:
퇴비의 체계는 «지속 공급»과 «일괄 공급» 체계로 나눌 수 있다:
- 지속 공급 체계: 이 체계는 퇴비를 만드는 과정 동안 뜨거워지지 않는다. 부엌의 조리 폐기물 같은 걸 지속적으로 공급하면 편리하다. 그러나 가열 단계에서 얻는 장점은 없다.
- 일괄 공급 체계(모든 재료를 한번에 퇴비로 만듦): 이 체계는 고온의 퇴비화 과정으로 이어진다. 퇴비의 고온으로 풀의 씨앗이 죽고 양분 손실이 줄어드는 잇점이 있다. 퇴비를 만드는 과정도 몇 주 안에 끝날 정도로 빠르고, 고품질의 퇴비를 생산한다. 물이 거의 없으면, 구덩이에 퇴비를 만드는 것이 퇴비더미를 쌓을 때보다수분을 더 잘 보존할 수 있어 적절할 수 있다. 더 많은 사항은 다음을 참조하라: How to make good, hot compost
이러한 퇴비 만들기의 다른 버전은 다음을 참조하라:
- Composting associated with planting pits
- On-farm composting methods: large scale passive aeration
- 지렁이퇴비: 이것은 지렁이를 활용해 퇴비를 만드는 방법이다. 지렁이는 퇴비 만드는 과정을 가속하고, 유기물에 공기를 통하게 하며, 소화관에서 나오는 양분과 효소로 완성된 퇴비를 향상시킨다. 지렁이퇴비는 연중 생산할 수 있는데, 여름엔 야외에서, 겨울엔 실내에서도 가능하다. 더 많은 정보는 다음을 참조하라: Rapid composting methods: Vermicomposting
지렁이 퇴비장
2.풋거름
풋거름은 주작물에 양분이 축적되도록 재배되는 식물이다. 풋거름이 최대의 바이오매스를 만들면 그걸 지표면의 토양으로 넣는다. 풋거름은 보통 꽃이 피기 전에 베기 때문에 돌려짓기로 콩과작물을 재배하는 것과는 다르다. 일단 토양에 들어가면 신선한 식물성 재료가 빠르게 양분을 방출하고, 단기간에 완전히 분해된다. 오래되거나 굵은 재료(예: 짚, 나뭇가지)는 작은 재료보다 느린 속도로 분해되기에, 작물을 살찌우는 일보다는 토양의 유기물을 축적하는 데 더 많은 기여를 한다.
농지에서 풋거름 작물을 심는 일 대신 다른 곳에서 신선한 식물성 재료를 모아다 흙에 넣어도 된다. 예를 들어, 혼농임업 체계에서 작물과 함께 재배하는 나무 또는 떨기나무는 풋거름이나 덮개용으로 사용할 수 있는 다량의 녹색 재료를 제공할 수 있다.
어떻게 농장에서 더 많은 바이오매스를 생산하는가? 생산에 쓰이지 않는 공간에 나무나 생울타리를 심고, 가지치기용으로 농지에 나무 한 그루를 남기며, 혼농임업 체계를 확립한다. 또 농지를 묵힐 때 풋거름 등을 심고, 토양은 식물로 덮여 있도록 하며, 사료 재배를 통합한다.
풋거름의 여러 혜택:
- 그들의 뿌리가 토양을 뚫고 들어가 더 부슬부슬하게 만들고, 쓸려가 버릴 양분을 움켜쥔다.
- 풀을 억제하고, 토양을 침식과 직사광선에서 보호한다.
- 콩과식물을 활용하면 대기의 질소가 토양에 고정된다.
- 일부 풋거름은 사료로 활용할 수 있고, 사람이 먹을 수도 있다(예: 콩과 완두).
- 풋거름이 분해되면서 주작물을 위해 모든 종류의 양분을 적절한 혼합물로 배출하기에 수확량이 향상된다.
- 흙에 넣은 식물성 재료는 토양 생물의 활동을 촉진시키고, 토양의 유기물을 축적한다. 이것이 토양의 구조와 보수력을 개선한다.
따라서 풋거름은 주작물의 토양 비옥도와 양분을 개선시키는 값싼 방법이다.
풋거름을 재배하기 전 고려할 요소:
- 경운, 파종, 예초 등에 노동력이 필요하며, 유용한 장비가 적은 곳에서는 노동집약적이다.
- 풋거름을 주작물에 사이짓기하면, 양분과 물, 빛을 놓고 서로 경쟁한다.
- 오래되거나 굵은 식물성 재료가 토양에 들어가면, 일시적으로 질소를 끌어 써서 식물이 활용하지 못한다.
- 먹을거리와 공간이 부족하다면 풋거름을 재배하기보다는 식량작물을 재배하여 그 부산물을 재활용하거나, 주작물에 풋거름을 사이짓기하는 게 더 적절하다.
- 풋거름의 혜택은 장기간에 걸쳐 나타나며, 늘 즉각적으로 눈으로 확인할 수 있는 게 아니다.
풋거름을 어떻게 활용하는가:
a) 풋거름 파종
- 돌려짓기로 재배한다면, 파종 시기는 작물을 심기 전 풋거름을 베어 토양에 넣을 수 있을 때로 선택해야 한다.
- 이상적인 파종 밀도는 각각의 상황에 맞추어 시험해야 한다. 그건 어떤 종을 선택하느냐에 달려 있다.
- 일반적으로 거름을 더 줄 필요는 없다. 콩과식물이 처음으로 농지에 재배되는 경우, 콩과식물의 질소고정으로부터 이익을 얻을 수 있도록 특정 근립균을 씨앗에 접종해야 할 수 있다.
b) 토양에 풋거름 넣기
- 시기: 풋거름을 땅에 넣는 일과 다음 작물을 심는 일 사이의 시간차가 2-3주 이상이 되면 안되는데, 풋거름이 분해되어 양분이 손실되는 걸 막아야 하기 때문이다.
- 부수기: 풋거름 작업은 아직 어리고 신선할 때 가장 쉽게 할 수 있다. 풋거름이 키가 크거나 부피가 크고 단단한부분이 포함되어 있다면, 쉽게 분해되도록 조각으로 부수는 것이 좋다. 식물이 나이가 들수록 분해에 더 긴시간이 걸릴 것이다. 풋거름을 넣기 가장 좋은 때는 꽃이 피기 직전이다.
- 넣는 깊이: 풋거름은 토양 깊숙히 갈아 넣으면 안 된다. 대신 지표면의 토양에 넣어야 한다(중점토에서는 15cm 깊이, 경토에서는 10에서 최대 20cm 깊이). 따뜻하고 습한 기후에서는 풋거름을 덮개 층으로 지표에 덮을수도 있다.
몇 가지 고려사항과 함께 풋거름을 활용하는 단계
c) 어떻게 바람직한 종을 선택하는가?
풋거름 작물로 활용할 수 있는 다양한 식물 종 가운데 특히 콩과식물이 좋다. 적절한 종을 선택하는 게 중요하다.가장 중요한 건 지역의 성장 환경, 특히 강수량과 토양이다. 또 돌려짓기에 알맞아야 하고, 다른 작물에 병해충을옮길 위험이 없어야 한다.
이상적인 풋거름 식물의 특성. 농사가 쉽고, 질소고정능력이 있고, 동물 사료로 쓸 수 있으며, 단기간에 많은 바이오매스를 생산하고, 풀을 효과적으로 억제하며, 뿌리가 깊고, 대량의 미네랄을 뽑아 올릴 수 있는 것. 그리고 병해충에 강하고, 나중에 베어서 넣기 쉬우며, 주작물과 결함했을 때 경쟁하지 않는 것.
3. 동물의 분뇨
동물이 축사에 있는지 없는지(일부 시간 또는 하루종일)에 따라, 농장의 분뇨거름은 동물의 배설물과 축사의 깃(보통짚이나 목초)으로 구성된다. 농장의 분뇨는 매우 귀중한 유기물이다.
농장 분뇨의 몇 가지 특성과 효과는 다음과 같다:
- 분뇨에 함유된 질소의 일부만 식물이 직접 이용할 수 있고, 나머지는 분뇨 분해물로 배출된다. 동물의 소변에있는 질소는 단기간에 이용할 수 있다.
- 똥과 오줌이 섞이면, 식물에게 균형이 잘 잡힌 양분 공급원이 된다. 농장의 분뇨에서 얻은 인과 칼륨은 화학비료의 그것과 비슷하다. 닭의 분뇨는 인이 풍부하다. 그러나 관행농으로 사육되는 닭의 분뇨는 중금속에 오염되어 있기도 하여, 분뇨가 어디에서 오는지 주의해야 한다.
- 유기농의 분뇨는 토양의 유기물을 구축하는 데 기여하기에 토양 비옥도를 향상시킨다.
어떻게 농장의 분뇨를 저장하는가?
농장의 분뇨는 고품질의 거름을 위해 이상적으로 모아 보관해야 한다. 분뇨를 거름으로 만들면 최상의 결과를 얻을 수 있다. 혐기성 조건(예: 물에 잠긴 구덩이)에서 저장된 분뇨는 저질의 거름이 된다.
농장의 분뇨 수집은 동물을 축사에서 사육하면 가장 쉽다. 저장을 위해 분뇨는 마른 식물성 재료(짚, 목초, 작물 부산물, 낙엽 등)와 섞어 수분을 흡수해야 한다. 자르거나 도로에 널어 바스러트린 짚은 긴 짚보다 더 많은 수분을 흡수할 수 있다.
보통 분뇨는 축사 옆의 더미나 구덩이에 저장한다. 매번 신선한 축사의 깃으로 넣어서 안정적으로 저장할 수도 있다. 아무튼 농장의 분뇨는 햇빛과 비바람으로부터 보호되어야 한다. 양분 손실을 막기 위해서는 물 구덩이만이 아니라 바싹 말리는 일도 피해야 한다. 저장소는 약간 경사가 지고, 바닥으로 침투되지 않는 곳이어야 한다. 도랑으로 분뇨더미에서 나온 액체와 축사의 오줌을 모으는 곳이 이상적이다. 분뇨더미 주변의 가로막은 오줌과 물이 통제되지 않고 유입되거나 유출되는 걸 방지한다.
구덩이에 분뇨를 저장하는 건 특히 건조한 지역과 계절에서 적합하다. 구덩이 저장은 분뇨가 마르는 위험을 줄여더미에 물을 넣을 필요가 없다. 그러나 물에 잠길 우려가 있고, 구덩이를 파는 데 더 많은 노력이 필요하긴 하다.이 방법의 경우, 바닥면을 약간 기울어지게 하여 90cm 깊이의 구덩이를 판다. 바닥면은 잘 다진 뒤에 먼저 짚을 덮는다. 그렇게 구덩이를 약 30cm 두께로 채우고, 다시 다진 뒤에 흙을 살짝 덮는다. 그 구덩이는 지상으로 약 30cm 높이가 될 때까지 채운 뒤, 10cm로 흙을 덮는다.
분뇨더미의 습도를 통제해야 한다. 양분 손실을 피하려면, 너무 습하지도 너무 건조하지 않아야 한다. 분뇨의 습도를 관찰하는 지표는 다음과 같다.:
· 흰곰팡이가 나타나면 분뇨가 너무 건조하니 물이나 오줌으로 적셔야 한다.
· 황녹색이나 악취가 나면 분뇨가 너무 습하고 통기가 충분하지 않다는 신호이다.
· 분뇨더미가 흑갈색을 띠면 이상적인 상태이다.
4. 미생물 거름
미생물 거름은 주로 유기물과 특정 종류의 미생물과 함께 발효되는 설탕이나 전분으로 구성된다. 이건 살아 있는 유기체이므로 조심해서 적용해야 한다. 유기체가 죽을 수 있기에 기한이 지나면 사용하지 말아야 한다.
미생물의 활용에 대한 연구가 일부 이루어지고 긍정적 효과가 입증되긴 했지만, 이런 거름에 대한 경험은 아직 거의 없다. 특정 종류의 효과를 확인하려면 소규모로 실험하고 비처리구와 비교하는 것이 좋다. 미생물 거름이 농장의 적절한 부식질 관리를 대체할 수 없다는 사실만 기억하라.
구매한 제품에 존재하는 대부분의 박테리아와 균류는 일반적으로 이미 토양에 존재한다. 그러므로, 미생물 접종은 특정 생물의 존재를 향상시킨다. 일부 농민은 비용을 절감하기 위해 자체적으로 미생물 거름을 생산한다. (더 많은 정보는 다음 볼리비아의 «Bocashi» 사례를 참조: Use of bocachi fertilizer to reduce the impacts of frosts in Bolivia).
어떻게 스스로 미생물 거름을 만드는가?
일부 미생물은 무기물화를 통해 토양에 양분을 추가한다. 다른 것들은 대기의 질소를 토양에 고정시키기도 한다.여기에는 리조비움Rhizobium과 아조토박터Azotobacter가 포함된다. 기타 균근균 같은 미생물은 식물에 인을 지원하는 일을 돕는다. 아조스피릴륨Azospirillum과 아조토박터는 질소를 고정시킬 수 있는 박테리아이다. 슈도모나스Pseudomonas 종은 뿌리가 나오거나 죽을 때 내뿜는 다양한 화합물을 활용할 수 있는 박테리아 종류이다. 이들은 인을 가용할 수 있게 만들고, 토양 매개 질병을 억제하는 걸 돕는다.
일부 활성 성분이 미생물 거름에서 발견된다.
5. 광물질 거름
유기농업에서 허용되는 광물질 거름은 지상의 천연 암석을 기반으로 한다. 그러나 이들은 유기질 거름을 보충하는 용도로만 사용할 수 있다. 이들이 쉽게 녹을 수 있는 양분을 함유하고 있다면, 토양의 생물을 교란시키고 식물영양의 불균형을 초래할 수 있다. 경우에 따라서 광물질 거름은 수집과 운송에 에너지를 소비하고, 때로는 자연 서식지를 파괴하기에 생태적으로 바람직하지 않을 수 있다.
유기농업에서 허용되는 광물질 거름
토양의 거름 및 환경조절에 사용하도록 승인된 물질의 목록은 CODEX 2013에서 더 확인할 수 있다.
지금까지 유기농업 훈련 안내서의 일부였다. 더 많은 읽을거리는 다음 주제별로 이용할 수 있다:
- 유기농업의 소개
- 유기농업으로 전환하기 위한 고려사항
- 유기농업으로 전환하는 단계
- 유기농업의 덮개 농법
- 유기농업의 물 관리
- 유기농업의 작부 계획과 관리
- 유기농업의 양분 관리
- 유기농업의 병해충 관리
- 유기농업의 풀 관리
- 유기농업의 토양 경운
- Plant Propagation in Organic Agriculture
- Animal Husbandry in Organic Agriculture
All these techniques have been compiled by Ilka Gomez thanks to the collaboration of IFOAM, FiBL and Nadia Scialabba (Natural Resources Officer - FAO).
The full manual can be accessed here: Training Manual on Organic Agriculture
