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요약

많은 전통농업에서 시간이나 공간에 다양한 작물을 배치하는 걸 볼 수 있다. 여러 식물이 다양한 양분을 요구하기에, 토양의 양분 사용을 최적화하기 위하여 좋은 작부 계획과 관리가 필요하다. 돌려짓기, 사이짓기, 덮개작물, 풋거름은 토양의 건강과 비옥도를 관리하려는 농민에게 주요한 대안이다. 처음 세 가지 방법은 이 글에서 설명할 것이다. 

설명

I. 돌려짓기

돌려짓기는 계절마다, 또는 해마다 재배하는 작물의 종류를 바꾸는 걸 뜻한다(IIRR and ACT 2005). 건강한 토양을 구축하기 위한 주요 메커니즘을 제공하고, 해충과 풀을 통제하며, 토양의 유기물을 유지하는 주요한 방법이기에 유기농업 작부체계의 중요한 기능이다(Mohler and Johnson 2009). 더 자세하게, 돌려짓기는 다음과 같은 장점이 있다(IIRR and ACT 2005):

  • 토양 구조의 개선: 어떤 작물은 강하고 깊은 뿌리를 가지고 있다. 그들은 쟁기바닥층을 부수고, 토양 깊숙한 곳에서 수분과 양분을 끌어낸다. 다른 작물들은 많은 화려하고 얕은 뿌리를 가지고 있다. 그들은 지표 근처의 양분을 당기고 흙을 결합시킨다. 그들은 많은 작은 구멍을 만들어 물과 공기가 토양으로 들어갈 수 있게 한다. 

조합된 작물의 뿌리 공간을 더 효율적으로 활용. 커피와 옥수수, 코코얌의 사이짓기에서 그 뿌리들이 어떠한지 보여주는 그림.


  • 토양 비옥도의 향상: 콩과식물(땅콩이나 콩 같은)은 토양에 질소를 고정시킨다. 그것의 녹색 부분이나 뿌리가 부식되면, 이 질소를 옥수수 같은 다른 작물이 이용할 수 있다. 그 결과 비싼 무기질 비료를 주지 않아도 더 많은, 더 안정적인 수확량을 올린다.
  • 풀과 병해충의 통제에 도움: 한 작물을 농사지은 뒤 똑같은 작물을 심으면 특정 풀과 곤충, 질병을 북돋게 된다. 다른 작물을 심어 그들의 생애주기를 끊고 번식하는 걸 막을 수 있다.
  • 여러 가지 농산물을 생산: 곡물과 콩, 채소 및 사료를 섞어서 재배한다는 건 더 다양한 먹을거리를 얻고, 여러 가지 생산물을 팔 수있다는 걸 뜻한다.
  • 어떤 면에서, 돌려짓기는 토양을 갈아엎는 것과도 같다. 토양에 공기를 통하게 하고, 양분을 순환시키며, 풀과 병해충을 통제하는걸 돕기 때문이다. 사이짓기, 띠 모양 재배, 다모작은 돌려짓기처럼 많은 장점을 지니고 있다.

 

돌려짓기의 기준:

1.  작물의 선택

작물을 선택하기 전, 다음 질문에 답을 해보아야 한다:

  • 무얼 생산할 것인가? 작물은 여러 가지 많은 걸 생산한다. 먹을거리, 사료, 땔감, 울타리 기둥, 의약품 등이다. 농민들은 소득만을 목적으로 몇몇 작물(목화 같은)을 재배한다. 곡물이나 채소 같은 다른 작물의 경우, 자가소비하지 않는 건 내다팔 수도 있다. 목적이 시장용이면, 주요 농산물이나 돌려짓기 작물을 내다팔 시장이 있는지 확인하라.
  • 그게 잘 자랄까? 이는 여러 요소에 달려 있다. 강수량이나 토양의 수분, 계절(어떤 작물과 품종은 연중 특정 시기에 잘 자라지 않음), 토양 비옥도, 기타 등등. 
  • 뿌리는 어떠한가? 키 큰 곡식(조, 옥수수, 수수), 손가락 조와 일부 콩(예: 비둘기콩, 숙마)은 토양 깊숙이 침투하는 강한 뿌리를 지니고 있다. 그들의 뿌리는 토양의 구조와 다공성을 개선하여, 압축된 토양에서는 좋은 선택이다. 


작물들은 다양한 유형의 뿌리를 가지고 있다. 


  • 토양 비옥도를 개선시키는가? 콩과식물은 대기의 질소를 고정시켜 토양 비옥도를 개선시킨다. 그 일부는 자신이 활용하고, 나머지는 토양에 남긴다. 곡물과 기타 식물을 콩과식물에 사이짓기하거나 다음 농사철에 돌려짓기로 재배하면, 이 질소를 활용할 수 있다.
  • 토양을 잘 덮는가? 키가 큰 작물은 토양을 잘 덮지 못한다. 똑바로 선 잎을 가지고, 떨어트려 심기 때문이다. 짧은 목초(Brachiaria, Cenchrus, Andropogon)와 여러 콩과식물(편두, 땅콩, 동부, 콩)은 심은 뒤에 빠르게 땅을 덮는다. 그들을 덮개로 주로 활용한다면, 우린 그걸 덮개작물이라 부른다. 주용도가 먹을거리라면, 식용 콩이라 부른다.
  • 다른 작물과 어울릴 것인가? 아래 표에서 서로 보완하는 작물의 조합을 찾아보라. 예를 들어, 곡식은 콩과식물(식용 콩이나 덮개작물 모두와)과 잘 어울린다. 곡식은 콩과식물의 질소고정을 통해 혜택을 얻는다. 두 가지 다른 콩과식물이나 두 가지 다른 곡식은 서로 잘 어울리지 않는다. 만약 농지에 Striga 풀 같은 골치거리가 있으면, Striga를 발아시켜 죽이기 쉽도록 활나물이나 Tephrosia 같은 유인작물을 재배하길 바랄 것이다. 스트라이가를 제거한 뒤, 옥수수나 수수 같은 작물은 유인작물에 떨어뜨려 심을 수 있다. 상황에 따라 적절한 조합을 찾기 어려울 수 있다. 그러면 새로운 조합을 시도해 볼 수도 있다. 아니면 지도원과 연구자나 이웃의 농민들에게 무엇이 좋은지 물어볼 수도 있다. 

표 1. 작물의 조합



좋은 동료

나쁜 동료

아스파라거스

토마토, 파슬리, 바질


대부분의 채소와 허브

양파, 마늘, 글라디올러스

강낭콩(키 작은)

감자, 오이, 옥수수, 딸기, 샐러리, 세이버리

양파

덩굴제비콩

옥수수, 세이버리, 샐러리

양파, 비트, 콜라비, 해바라기

비트

양배추와 양파 종류, 상추

덩굴제비콩

양배추 종류

향기 나는 허브, 샐러리, 비트, 양파 종류, 카모마일, 시금치, 근대

딜, 딸기, 덩굴제비콩, 토마토

당근

완두, 상추, 로즈마리, 양파 종류, 토마토, 리크, 샐비어

샐러리

양파와 양배추 종류, 토마토, 강낭콩, 나스투리튬, 리크


옥수수

감자, 콩, 완두, 오이, 늙은호박, 호박

토마토

오이

콩, 옥수수, 완두, 해바라기, 무

감자와 향기 나는 허브

가지

콩, 메리골드


리크

양파, 샐러리, 당근


상추

당근, 무, 딸기, 오이, 양파


양파 종류

비트, 당근, 상추, 양배추 종류, 샐비어, 리크

콩, 완두

파슬리

토마토, 아스파라거스


완두

당근, 무, 순무, 오이, 옥수수, 콩

양파 종류, 글라디올러스, 감자

감자

콩, 옥수수, 양배추 종류, 메리골드, 서양고추냉이

늙은호박, 호박, 토마토, 오이, 해바라기

늙은호박

옥수수, 메리골드

감자

완두, 나스투리튬, 상추, 오이

히솝풀

시금치

딸기, 누에콩


호박

나스투리튬, 옥수수, 메리골드

감자

딸기

강낭콩, 시금치, 상추, 양파 종류

양배추

해바라기

오이

감자

토마토

양파 종류, 나스투리튬, 메리골드, 아스파라거스, 당근, 파슬리, 오이

감자, 회향, 양배추 종류

순무

완두

감자

Kuepper and Dodson, 2001




2.  올바른 품종의 선택

농민 모두는 모든 수수가 똑같지 않다는 걸 알고 있다. 어떤 품종은 빠르게 자라 짧은 시간에 수확한다. 어떤 건 수확할 때까지 더 오래 걸린다. 일부는 키가 다른 것보다 크고, 또 더 많은 잎이 달리는 것도 있다. 어떤 건 양분을 더 많이 필요로 하거나 그렇지 않은 게 있고, 어떤 건 가뭄이나 스트라이가에 강한 것도 있다. 다른 작물들도 마찬가지이다. 예를 들어, 어떤 동부 품종은 55일이면 수확할 수 있고, 다른 건 100일 이상 걸리는 것도 있다. 어떤 건 덩굴이 뻗고, 어떤 건 땅으로 긴다. 원하는 특성에 맞는 품종을 선택하라. 그 씨앗을 구할 수 있나 확인하라. 원하는 품종을 찾았으면, 나중에도 심을 수 있게 씨를 받는 것이 좋다.  

3.  작물 돌려짓기의 선택 

어떤 작물을 다음해에 심고, 그 다음해에는 어떻게 하는가? 여러 요인에 따라 다르지만, 다음과 같은 고려사항이 있다:

  • 작물이 속한 과를 아는 것이 다음 농사철에 어떤 걸 심을지 정할 때 도움이 된다. 이전에 심었던 작물과 다른 과를 심어야 하기 때문이다. 다음 표는 작물의 과와 해당 작물의 이름을 알려준다:

표 2. 작물의 과와 이름 목록



이름

백합과

마늘, 리크, 양파, 쪽파, 골파

박과

여주, 조롱박, 차요테, 오이, 빔바, 수세미, 멜론, 늙은호박, 뱀오이, 호박, 동아

십자화과

브로콜리, 양배추, 배추, 콜리플라워, 케일, 콜라비, 갓, 무, 순무, 미나리, 청경채, 싹양배추, 케일

콩과

콩, 강낭콩, 누에콩, 토끼풀, 동부, 병아리콩, 리마콩, 렌즈콩, 녹두, 땅콩, 비둘기콩, 깍지콩, 대두 등

국화과

상추, 아티초크

가짓과

감자, 토마토, 고추, 가지

벼과

옥수수, 벼, 수수, 밀, 귀리, 보리, 조

근채류

카사바, 고구마, 토란, 얌, 남방개

아욱과

목화, 오크라



  • 재배하길 원하는 작물의 목록을 만드는데, 다음과 같은 권장사항을 고려한다(Mohler and Johnson 2009):

일반적 권장사항:

-  유기물과 질소를 축적하기 위해 늦심기 작물 이전에 겨울철 덮개작물을 재배한다.

-  농사철 초기에 심는 작물 이전에 겨울에 죽는 덮개작물(귀리-완두)를 재배하면, 두둑을 준비하기 쉽다.

-  어떠한 작물도 결코 이어서 재배하지 말라.

-  특정 병해충이 작물 부산물을 통해 다음의 어떤 작물로 쉽게 퍼질 수 있다. 이것이 문제가 되는 작물의 조합을 피하라. 

-  시장이 항상 새로운 작물을 위해 존재하지 않지만, 돌려짓기의 일부로 그런 걸 심기를 원할 수 있다. 그러나 시장 출하가 목적이라면, 주요 생산물과 돌려짓기 작물에 대한 시장이 있는지 확인하라. 

-  또한 심을 작물을 정하기 전에 씨앗을 구할 수 있는지, 가격은 어떤지 확인하는게 중요하다. 

 

가짓과(토마토, 감자, 고추, 가지):

-  완두, 상추 또는 시금치 이후에 토마토를 재배하라. 토마토는 양분이 상당히 많이 필요하기 때문이다.

-  감자 이전에 상추를 재배하라. 상추는 양분을 조금 먹는 지상 작물이기 때문이다.

-  감자나 옥수수 이전에 콩과의 덮개작물을 재배하여, 작물에 양분을 줄 수 있다.

-  경쟁력이 약한 작물 이전에 감자를 재배하라. 감자를 생산하려면 적극적인 경운이 필요하고, 수확하면서 흙작업이 추가되기에 풀의 압박을 줄일 수 있기 때문이다.

-  옥수수 이전에 감자 재배하는 걸 피하라.  둘 다 양분을 많이 필요로 하기 때문이다. 

-  다른 채소 작물 이전에 피망을 재배하는 건 조심하라. 질병 때문이다.

-  옥수수 이후에 감자의 재배는 피하라. 방아벌레 문제 때문이다.

 

목초, 옥수수, 곡식:

-  질소의 회복을 위해 옥수수 이후에 콩을 재배하라.

-  공간 문제 때문에 작은 곡식 이전에 콩과작물을 재배하는 걸 피하라.

 

백합과:

-  양파 이후에 여름 동안 묵혀라. 풀이 많기 때문이다.

 

비트와 시금치 종류에 상추와 작물들:

-  가을 채소 이전에 완두를 재배하라. 두벌 농사를 지을 시간이 있고, 가을 채소는 완두의 질소고정으로 혜택을 받기 때문이다. 

 

-  상추나 양배추 이후에 비트 같은 근채류를 재배하라.

 

II. 사이짓기 

사이짓기는 두 가지 이상의 작물을 근접시켜 재배하는 것을 가리킨다. 두 가지 이상의 환금작물을 함께 재배하거나, 덮개작물과 함께 환금작물을 재배하거나, 기타 주작물에 이로움을 제공하는 비환금작물을 재배하는 것이다(Mohler and Johnson 2009).

그러나 이 방법은 사이짓기 작물 사이의 균형을 유지하기 위하여 추가적인 관리가 필요하다. 두 가지 이상의 작물이 함께 자랄 경우, 각각은 서로 간의 경쟁을 최소화하고 협력을 극대화할 수 있는 충분한 공간을 확보해야 한다. 이를 이루려면 다음 네 가지 사항을 고려해야 한다: 

  1. 공간의 배치 
  2. 식물의 밀도
  3. 재배하는 작물의 성숙일
  4. 식물의 형태

There are at least four basic spatial arrangements used in intercropping. Most practical systems are variations of these:

  • 줄지어 사이짓기—적어도 하나의 작물은 줄지어 심은 데다가 동시에 두 가지 이상의 작물을 재배한다. 이는 가뭄이나 열에 약한 키가 작은 작물의 스트레스를 줄이기 위해 키가 큰 작물을 활용하여, 그늘을 제공하고 풍속을 줄이는 혜택을 얻을 수 있다.


옥수수와 콩을 번갈아 심어 줄지어 사이짓기



옥수수와 목초 덮개작물을 번갈아 심어 줄지어 사이짓기



  • 띠 모양 사이짓기—기계를 사용해 작물을 생산할 수 있을 정도로 넓은 폭의 띠 모양 농지에 두 가지 이상의 작물을 재배하지만 작물들이 상호작용할 만큼 가까이 있다. 콩과작물은 그들의 뿌리에 질소고정 박테리아를 지니고 있다. 결과적으로 그들은 콩과식물이 아닌 작물과는 양분을 놓고 약간 경쟁하지만, 어떤 경우에는 인접한 식물에게 질소를 공급하기도 한다. 


띠 모양 사이짓기


  • 다모작 사이짓기—농지에서 자라고 있는 작물이 아직 수확 이전이지만 열매를 맺을 때, 거기에다가 두 번째 작물을 심는 것이다. 예를 들어 토마토 옆에다 상추를 옮겨심는 경우가 있다. 상추는 토마토가 아직 점유하지 않은 공간을 활용하고, 토마토가 두둑을 덮기 위해 가지를 뻗을 때 수확하게 된다. 
  • 섞어서 사이짓기—두 가지 이상의 작물을 구획별로 줄을 짓지 않고 함께 재배한다(가능한 조합에 대한 더 자세한 사항은 표 1을 참조). 일부 작물은 병해충을 줄이기 위해 주작물의 가장자리에 심거나 유인작물로 심을 수 있다. 가장자리에서 농지에 이르른 해충은 유인작물과 마주치면(주작물보다 더욱 선호하는 종류) 멈춘다. 유인작물은 해충이 주작물로 이동하기 전에 그것을 통제하기 위하여 천연 살충제가 뿌려질 수 있다.  


섞어서 사이짓기(줄짓지 않음)


서로 다른 성장 형태 또는 발달상을 지닌 작물의 혼합은 경운과 덮개의 활용을 더 어렵고 덜 효과적으로 만들 수 있다. 따라서 번갈아 가며 줄을 지어 재배하는 것이 관리하는 데 훨씬 수월하다. 

 

또한 사이짓기는 돌려짓기에 문제를 발생시킬 수도 있다. 작물 돌려짓기의 기본 원칙 가운데 하나가 시간이 지남에 따라 식물의 과에 따라 분리시키는 데 있는데, 똑같은 농지에 섞여 있어 두 가지 과를 재배치하는 일이 어려울 수 있다. 그러나 계획을 잘 세우면 돌려짓기를 실행할 수 있다. 예를 들어, 토마토와 호박, 브로콜리, 상추가 자라고 있다고 가정하자. 간단하게, 각각의 작물을 서로 다른 해에 심어 3년 간격을 두어 반복해서 농사지음으로써 발생하는 병해충을 통제하는 돌려짓기도 있다. 

 

III. 덮개작물

토양을 덮고 토양 비옥도를 개선시키는 모든 식물은 덮개작물이 될 수 있다. 여러 유익한 효과가 있는 콩과식물일 수도 있고, 빠르게 자라 바이오매스를 엄청나게 생산하는 특징이 있는 풀일 수도 있다. 덮개작물의 가장 중요한 특성은 빠르게 자라며 토양을 영구적으로 덮어줄 수 있는 능력이다. 

다음이 이상적인 덮개작물의 특징이다:  

  • 씨앗이 값싸고, 쉽게 구하고, 씨를 받고, 저장하며, 전파할 수 있는 것
  • 단기간의 성장 속도가 빠르고, 토양을 덮을 수 있는 것.
  • 병해충에 저항성이 있는 것. 
  • 다량의 유기물과 건조물을 생산하는 것.
  • 대기에서 질소를 고정하고, 그걸 토양에 공급하는 것. 
  • 압축된 토양을 부수는 뿌리를 가지고, 악화된 토양을 재생시키는 것. 
  • 그것만 또는 다른 다른 작물과 함께 씨를 뿌리기 쉽고, 관리하기 쉬운 것.
  • 사료나 곡물로 활용할 수 있는 것.


이상적인 돌려짓기의 기준.



덮개작물로 활용하는 동부의 사례:

동부(Vigna unguiculata)는 열대와 아열대에서 중요한 콩이다. 이상적인 덮개작물의 특성을 가지고 있다. 

- 가뭄에 강하고, 아주 적은 물로도 자랄 수 있다.

- 질소를 고정할 수 있고, 매우 척박한 토양에서도 자란다.

- 그늘에서도 잘 자라서 사이짓기에 적합하다.

- 곡식으로 먹을 수도 있고 단백질이 풍부한 사료로 쓸 수도 있다.

- 해충에 매우 강하다.


사하라 이남 아프리카의 자급농들은 동부를 주로 옥수수, 수수, 조, 카사바에 사이짓기로 재배한다. 

덮개작물로 활용하는 기타 콩과식물은 자주개자리(Medicago sativa), 붉은토끼풀(Trifolium incarnatum), 누에콩(Vicia faba), 털갈퀴덩굴(Vicia vellosa)이 있다. 

기타 콩과식물의 더 자세한 사항은 다음 글을 참조하라: Cover crop species, with a special focus on legumes


일부 덮개작물은 토양 구조를 개선하고 토양에 유기물을 더하는 데 활용된다. 이러한 목적으로 활용하는 다른 과의 식물에는 보리(Hordeum vulgare), 메밀(Fagopyron esculentum), 귀리(Avena sativa), 호밀(Lolium multiflorum), 겨울 밀(Triticum aestivum)이 있다.

 

IV. 작물-동물의 조합

이 방법은 작물과 가축을 통합시킨다. 이 경우에, 농사는 목초와 질소 결합 콩과, 목초지(콩과, 목초 또는 나무를 심고 묵히는), 풀, 작물 부산물을 동물에게 제공한다. 동물은 나무 아래에서나 그루터기를 뜯어먹으며 축력과 작물에 분뇨를 제공하는 한편, 현금 마련에도 활용되기도 한다(FAO, 2001).

태국의 실험농장에서는 돼지와 닭만이 아니라 채소밭과 물고기 연못을 관리한다. 동물의 폐기물은 거름과 물고기의 먹이, 바이오가스발전에 활용된다. 작물과 인간의 폐기물도 바이오가스 시설에 더해진다. 바이오가스 발전기의 액체의 폐수는 연못에 이용되고, 고체의 잔류물은 밭에 활용한다. 주기적으로 연못과 밭의 위치가 바뀌므로 한 잔류물이 다른 곳의 양분으로 이용된다(Based on BOSTID, 1981; FAO 2001).

 

V. 작부체계의 설계

작부체계는 토양이 식물의 캐노피로 거의 영구적으로 덮여 있도록 설계되어야 한다. 씨뿌리기와 심는 시기를 신중히 선택해 우기 동안 농지의 흙이 노출되어 쓸려가는 걸 막을 수 있다. 

주작물을 수확한 뒤, 풋거름작물을 심을 수 있다. 비탈에서 작물은 수직 방향보다 비탈과 직각으로(등고선을 따라) 심어야 한다. 이는 지표면에 물이 흐르는 속도를 크게 줄여서 침식을 막는 데 큰 기여를 한다. 보호용 캐노피가 발달하는 데 어느 정도 시간이 걸리는 작물에는 콩이나 토끼풀처럼 빠르게 성장하는 종을 사이짓기하여 주작물이 초기 단계일 때 토양을 보호하는 효과를 얻을 수 있다.


풋거름을 활용하는 방법과 그때 고려할 사항.



영구적인 식물 덮개를 확보하기 위해 다음과 같은 측면을 고려해야 한다:

  • 토양을 경운하는 시기
  • 심거나 씨를 뿌리는 시기
  • 모종을 생산하고 그것을 옮겨심기
  • 섞어짓기
  • 사이짓기
  • 덮개작물
  • 덮개
  • 김매는 시기
  • 휴한기에 풋거름작물의 씨뿌리기
  • 수확량에 대한 기대효과
  • 적합한 종의 유용성
  • 씨앗의 비용
  • 물의 가용성
  • 노동력 가용성
  • 부작물의 추가 활용
  • 위험의 감소
  • 식량 안보


돌려짓기에 풋거름을 통합시킬 수 있는 세 가지 가능성. 


참고 : 기록이 중요하다

잘 기록한 농사일지는 농지나 농장의 특정 구역에서 재배한 작물들을 기억하는 데 매우 도움이 된다. 이는 특히 기록에 농장의 병해이발생한 사건이나 각 구획을 표시해 놓은 경우에 더욱 유용하다.  

예를 들어, 토양의 병해충은 감염되기 쉬운 작물이 자라는 동안 구축될 수 있다. 만약 똑같은 작물이나 같은 과에 속하는 비슷한 류의 작물이 똑같은 농지에 재배된다면, 이전 작물부터 축적되어 있는 병해충에 해를 입어 잘 자라지 않을 것이다. 이는 잠시 동안 묵히거나, 특정 병해충에 저항성이 다른 작물을 심으면 피할 수 있을 것이다. 그보다는 똑같은 병해충을 공유하지 않는 다른 과의 작물을 재배하는 것이 더 낫다. 이는 토양 문제를 감소시키며, 원래 작물은 다시 성공적으로 자랄 수 있다. 


케냐에서 곡식, 동부, 콩과의 2년 돌려짓기



스와질랜드에서 옥수수, 콩, 수수, 불콩의 2년 돌려짓기



카메룬에서 곡식과 목화의 2년 돌려짓기



카메룬 북부에서 곡식, 목화, 땅콩의 3년 돌려짓기




지금까지 유기농업 훈련 안내서의 일부였다. 더 읽을거리는 다음 주제별로 이용할 수 있다:

  1. 유기농업의 소개
  2. 유기농업으로 전환하기 위한 고려사항
  3. 유기농업으로 전환하는 단계
  4. 유기농업의 덮개 농법
  5. 유기농업의 물 관리
  6. 유기농업의 작부 계획과 관리
  7. 유기농업의 양분 관리
  8. 유기농업의 병해충 관리
  9. 유기농업의 풀 관리
  10. 유기농업의 토양 경운
  11. Plant Propagation in Organic Agriculture
  12. 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

 

더 읽을거리

BOSTID. 1981. Food, fuel and fertilizer from organic wastes. Report of an ad hoc panel of the Advisory Committee on Technology Innovation. Board on Science and Technology for International Development (BOSTID). Washington, DC, National Academy Press. 154

FAO. 2001. Mixed crop-livestock farming: A review of traditional technologies based on literature and field experiences. Fao Animal Production And Health Papers 152.

IIRR and ACT. 2005. Conservation agriculture: A manual for farmers and extension workers in Africa. International Institute of Rural Reconstruction, Nairobi; African Conservation Tillage Network, Harare.

Kuepper G. and Dodson M. 2001. Companion planting: basic concepts & resources. Horticultural technical notes from the Appropiate Technology Transfer for Rural Areas (ATTRA). National Center for Appropiate Technology (NCAT): https://attra.ncat.org/

Mohler C.L., Johnson S.E. 2009. Crop Rotation on Organic Farming: A planning manual. Natural Resource, Agriculture, and Engineering Services (NRAES), Cooperative Extension, Ithaca, NY.

IFOAM. 2003. Training Manual for Organic Agriculture in the Tropics. Edited by Frank Eyhorn, Marlene Heeb, Gilles Weidmann, p 124-129, 149-155, http://www.ifoam.bio/

작성일

Fri, 15/05/2015 - 14:53 

출처

Climate, Energy and Tenure Division (NRC) in FAO

The Climate Impact, Adaptation and Environmental Sustainability team of the Climate, Energy and Tenure Division (NRC) develops the knowledge base on the impact of climate, climate change and climate variability on agriculture, and facilitates the use of this information and knowledge through field projects. The team also supports capacity development at national level by supporting governments to integrate disaster risk reduction in the agriculture sector as well as identifying, testing and validating in cooperation with various partners climate change adaptation and disaster risk reduction good practice options to build resilience of all actors in agriculture to the impact of climate change and extreme weather events.

Organic Agriculture work in FAO:

The coordination of FAO’s organic agriculture activities is housed in the Climate, Energy and Tenure Division. Since 1999, the Organic Agriculture programme works along three main areas:

  • Strengthening the ability to exchange information and to set-up organic agriculture networks, in order to ensure that producers, operators and governments have access to the reliable and quality information needed for informed decision-making, for directing research and extension, and for making investments;
  • Developing and disseminating knowledge and tools that support organic plant protection, soil and nutrient management, animal husbandry and post-harvest operations, especially in developing countries and market-marginalized areas;
  • Assisting governments in designing the types of legal and policy frameworks that provide support to farmers by facilitating the marketing and trade of certified organic products that meet international inspection and certification standards.

 

For queries related to climate change and disaster risk reductions, you can contact: DRR-for-FNS@fao.org or climate-change@fao.org

For queries on organic agriculture, you can contact: Nadia Scialabba. Nadia.Scialabba@fao.org 


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요약

덮개는 겉흙을 잎과 풀, 나뭇가지, 작물 부산물, 짚 등의 식물성 재료로 덮는 것이다. 덮개는 지렁이 같은 토양 생물의 활동을 향상시킨다. 또 빗물이 토양에 쉽게 침투할 수 있도록 해 크고 작은 많은 구멍을 지닌 토양의 구조를 만드는 데 도움을 주기 때문에, 흙이 유실되는 걸 감소시킨다. 덮개 재료가 분해되면서 토양의 유기물 함량이 증가한다. 토양의 유기물은 안정적인 떼알구조를 지닌 좋은 흙을 만드는 데 도움을 준다. 그래서 토양의 입자가 물에 쉽게 쓸려가지 않는다. 그러므로 덮개는 토양 침식을 방지하는 데 결정적인 역할을 한다. 

설명

어떤 곳에서는 플라스틱 시트나 돌 같은 재료로 토양을 덮는 데 사용한다. 그러나 유기농업에서 '덮개(mulching)'라는 용어는 유기적이고 분해가 가능한 식물성 재료의 사용만 뜻한다.

왜 덮개를 활용하는가?

- 비바람에 의한 침식에서 토양을 보호: 토양의 입자가 씻겨 나가거나 날아갈 수 없음

- 좋은 토양의 구조를 유지하여 빗물과 관개용수의 침투성을 개선: 겉이 딱딱해지지 않고 숨구멍이 열려 있음

- 증발산을 줄여 토양을 촉촉하게 유지: 식물에 관개를 할 필요가 줄어들며, 건조한 지역이나 계절에 더 효율적으로 빗물을 이용함

- 토양 생물에게 먹이를 공급하고 보호: 유기적 덮개 재료는 토양 생물에게 좋은 먹이이며, 그들의 성장에 적합한 조건을 제공함

- 풀의 성장을 억제: 덮개를 충분히 덮으면 풀이 자라기가 어려움

- 흙이 지나치게 가열되는 것을 방지: 덮개는 흙에 그늘을 제공하고, 습기를 유지해 시원하게 만듦

- 작물에 양분을 공급: 분해되는 동안 유기적 덮개 재료는 지속적으로 양분을 방출하여 토양을 비옥하게 만듦

- 토양의 유기물 함량 증가:덮개 재료의 일부가 부식질로 변형됨 


덮개의 효과



덮개 재료의 선택

덮개에 활용하는 재료의 종류는 그 효과에 큰 영향을 미친다. 쉽게 분해되는 재료는 단기간만 토양을 보호하지만, 분해되면서 작물에 양분을 공급한다. 단단한 재료는 더 천천히 분해되어 오랫동안 토양을 덮을 것이다. 덮개 재료의 분해를 촉진해야 한다면, 동물의 똥 같은 유기질 거름을 덮개 위에 뿌릴 수 있기에, 질소 함량이 증가한다. 


농장의 질소 순환을 최적화하기. 투입, 산출, 손실을 보여주는 유축복합 농장. 



토양 침식이 문제인 곳에서는 천천히 분해되는 덮개 재료(낮은 질소 함량, 높은 탄질비)가 빨리 분해되는 재료에 비해 장기간 보호막으로 작동할 것이다. 

 

덮개 재료는 다음과 같이 구한다:

· 풀이나 덮개작물    

· 작물 부산물     

· 목초     

· 나무의 가지치기한 것     

· 생울타리 자른 것     

· 농산물 가공이나 임업 폐기물     

 

덮개를 활용할 때의 권장사항

덮개는 많은 장점이 있지만, 특정 상황에서는 문제를 일으킬 수도 있다:

  • 일부 유기체가 덮개 층의 축축하고 보호를 받는 조건에서 너무 많이 증식할 수 있다. 민달팽이와 달팽이는 덮개 층의 아래에서 매우 빠르게 번식할 수 있다. 작물에 피해를 줄 수 있는 개미나 흰개미도 이상적은 생활환경을 얻을 수 있다. 
  • 작물 부산물을 덮개로 활용할 때, 어떤 경우에는 병해충이 계속될 위험이 높아진다. 목화와 옥수수 또는 사탕수수 같은 작물의 줄기에 피해를 주는 해충이 줄기에 살아남아 있는 경우도 있다. 바이러스나 세균성 질병에 감염된 식물성 재료는 다음 농사철에 퍼질 수 있으니 사용하지 말아야 한다.  돌려짓기는 이러한 위험을 극복하는 데 매우 중요하다.
  • 덮개로 짚이나 줄기 같이 탄소가 풍부한 재료를 사용할 때, 토양의 질소가 미생물이 이를 분해하는 데 사용될 수 있다. 따라서 식물이 성장할 때 일시적으로 질소를 사용하지 못할 수 있다.  
  • 덮개의 주요 제약은 대개 유기적 재료의 가용성에 있다. 이를 생산 또는 수집하는 데 별도의 노동이 필요하여, 농작물 생산에 손이 덜 가게 될 수 있다. 
  • 덮개와 관련된 잠재적 문제(덮개 층의 사진)



덮개의 적용

가능하면 토양이 가장 취약해지는 우기가 시작되기 전이나 시작할 때 덮개를 적용해야 한다. 

덮개의 층이 너무 두텁지 않을 경우, 덮개 재료들 사이에 씨앗이나 모종을 직접 심을 수 있다. 채소밭의 경우 어린 식물이 어느 정도 더 단단해진 이후에만 덮개를 적용하는 게 좋다. 새로 덮은 덮개가 분해되면서 그로 인해 피해를 입을 수 있기 때문이다.


필리핀에서 채소밭에 덮개를 적용한 모습. 



만약 씨뿌리기나 옮겨심기 이전에 덮개를 적용한다면, 어린 싹이나 모종이 덮개를 뚫고 뿌리를 내릴 수 있도록 덮개의 층이 너무 두텁지 않게 해야 한다. 덮개는 작물이 뿌리를 내린 직후에도 적용할 수 있다. 작물의 열 사이에, 작물 하나하나 덮거나(특히 나무) 농경지에 고르게 퍼뜨려 덮는다.  

 

실제 사례: 후쿠오카 식 논 덮개

일본의 유기농 선구자 후쿠오카는 덮개에 기반한 벼 재배 체계를 개발했다. 벼를 수확하기 한달 전, 벼 사이에 흰토끼풀을 뿌린다. 그 직후, 겨울 작물인 호밀을 뿌린다. 수확한 벼를 탈곡한 뒤, 볏짚을 논으로 가져와 얼기설기 덮는다. 호밀을 수확할 때까지 남아 있을 덮개 사이로 호밀과 흰토끼풀의 싹이 자란다. 짚이 너무 천천히 분해되면 닭똥을 덮개 위에 뿌린다. 이런 작부체계로 흙을 경운하지 않고도 만족스러운 수확량을 올린다.

 


여기까지 유기농업 훈련 안내서의 일부이다. 더 많은 읽을거리가 다음과 같은 주제별로 있다:

  1. 유기농업의 소개
  2. 유기농업으로 전환하기 위한 고려사항
  3. 유기농업으로 전환하는 단계
  4. 유기농업의 덮개 농법
  5. 유기농업의 물 관리
  6. 유기농업의 작부 계확과 관리
  7. 유기농업의 양분 관리
  8. 유기농업의 병해충 관리
  9. 유기농업의 풀 관리
  10. 유기농업의 토양 경운
  11. Plant Propagation in Organic Agriculture
  12. 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

 

 

더 읽을거리

IFOAM. 2003. Training Manual for Organic Agriculture in the Tropics. Edited by Frank Eyhorn, Marlene Heeb, Gilles Weidmann, p 108-113, http://www.ifoam.bio/

작성일

Fri, 15/05/2015 - 14:52 

출처

IFOAM - Organics International

‘IFOAM - Organics International’ has been leading, uniting and assisting the Organic Movement since 1972. 

As the only global organic umbrella organization, we are committed to advocating Organic Agriculture as a viable solution for many of the world’s pressing problems. With around 815 affiliates in over 120 countries, we campaign for the greater uptake of Organic Agriculture by proving its effectiveness in nourishing the world, preserving biodiversity, and fighting climate change. We also offer training courses, provide services to standard owners, certifiers, operators, and realize organic programs.


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요약

유기농업으로 전환하는 것은 더 지속가능하고 자연스러운 농업 방식을 향한 배움의 과정과 변화를 구현하는 과정이다. 이 과정은 현지의 상황과 농민 또는 지역사회의 성향에 따라, 그리고 농장마다 다르다. 농부가 유기농업의 개념과 방법에 대해 알고 있는 지식이 많을수록 유기농업으로 전환하는 과정이 쉬워진다. 비록 유기농법이 특정한 토지의 조건에 구애받지 않더라도, 예를 들어 토양이 고갈된 상태면 더 많은 노력이 필요하고 지속가능한 생산 체계를 확립하여 만족스러운 수확을 이루려면 더 많은 인내가 필요할 수도 있다. 여기서는 유기농업으로 전환하는 동안 고려해야 할 요소와 그 과정에서 성공하기 위한 몇 가지 권장사항을 이야기하겠다. 

설명

A. 위치 분석

관행농에서 유기농으로 전환하는 데에는 일시적인 기간이 필요하며, 유기농법은 체계적인 계획에 따라 점진적으로 적용된다. 이 기간동안 농장의 실제 상황을 신중히 분석하고 취해야 할 조치를 확인하는 것이 중요하다(Florez, 2003).

농장의 분석에는 다음 사항이 포함되어야 한다:

1. 농장의 특성: 작물과 나무, 동물의 종류가 농장에 통합된 크기, 구획, 작물의 분포 

2. 토양 분석: 토양의 구조, 양분 수준, 유기물 함량, 침식 수준 및 토양의 오염도를 평가

3. 기후: 강우량 분포와 수량, 기온, 서리 위험, 습도

4. 유기물의 근원과 관리(분뇨)  

5. 동물의 축사 및 농기계의 유무 

6. 자본, 노동, 시장 접근성 등과 같은 제한요인

 

이 정보도는 농장에 대한 명확한 상을 가지고 결정을 내리는 데 도움이 될 것이다. 


유기농업으로 전환하기 위해 준비할 단계. 1)유기농업에 대한 지식 습득 2)가족과 논의 및 평가 3)농장의 상황 분석 4)유기농법 시험 5)결정



B. 전환하기 위해 농장과 관련된 과제


농장의 상황에 따라, 전환하는 데 여러 어려움이 예상된다:

a)  많은 외부투입재를 사용하는 농장 

외부투입재에 크게 의존하는 아프리카, 라틴아메리카, 아시아의 집약적 농장의 대부분은 대규모이다. 이러한 농장들은 주로 식물의 영양을 위해 화학비료를, 병해충과 풀의 통제에는 농약을 많이 사용하며 한해살이 또는 여러해살이 환금작물 몇 가지를 재배한다. 그러한 농장의 작물은 돌려짓기 계획도 없이 재배되고, 농장의 동물들은 영양 순환에 통합되지도 않는다. 이러한 농장에서는 다양성도 낮다. 나무와 떨기나무 등은 광범위한 기계화를 위해 제거되며, 작물만 재배된다. 


많은 외부투입재를 사용하는 농장의 전환에는... 덮개작물과 풋거름작물을 재배하고, 가축을 도입해 분뇨를 모으고, 거름 생산을 시작하고, 생울타리를 심고, 작부체계를 다양화하고, 적합한 미기후를 만든다.




그러한 농장의 전환에 예상되는 과제:

  • 스스로 조절할 수 있는 자연의 능력을 위해 다양하고 균형이 잡힌 작부체계를 수립하는 데 보통 몇 년이 걸린다.
  • 토양에 상당량의 유기물을 공급함으로써 자연의 토양비옥도를 회복시키는 데 많은 노력이 필요할 수 있다. 
  • 외부투입재인 많은 양의 비료를 포기하고 전환하는 첫해에는 수확량이 저하되며, 이는 토양비옥도가 다시 확립되면 수확량이 오른다. 
  • 새로운 접근법과 방법은 일반적으로 작물의 성장, 병해충과 천적의 역학 등에 관한 많은 학습과 집중적인 관찰을 필요로 한다. 


외부투입재의 최소화


그러나 전환 과정은 다음과 같은 방법을 구현하면 달성할 수 있다:

  • 작부체계의 다양화: 해당 지역에 적당한 한해살이 작물들을 선택해 계획된 순서대로 돌려짓기한다. 식용 콩이나 사료용 콩 같은 콩과작물을 돌려짓기에 포함시켜 뒷그루 작물에 질소를 제공한다. 천적을 촉진하고 해충을 통제하기 위하여 생울타리와 꽃줄을 심는다. 
  • 소중한 농산 부산물의 재활용: 가능하면 수확 잔류물과 분뇨를 기반으로 하여 자가퇴비를 생산하여 겉흙에 퇴비를 준다. 이는 토양에 안정적으로 유기물을 공급하여 그 구조와 식물을 먹여살리고 물을 저장하는 능력을 향상시킨다. 풋거름은 토양 생물에게 먹이를 주고, 토양 비옥도를 높이기 위한 많은 식물성 재료를 제공할 수 있다. 
  • 체계에 농장의 가축을 도입: 농장의 가축은 소중한 분뇨를 제공하고 축산물을 통하여 농가소득을 다각화시킨다. 
  • 덮개작물의 재배: 여러해살이 작물에 덮개작물이나 덮개를 활용하면 토양을 보호하게 된다. 
  • 소중한 농산 부산물을 재활용


b)  외부투입재 사용이 적은 농장  

전통농법에 기반하여 외부투입재를 거의 사용하지 않는 농민들은 같은 땅에 무작위로 작물을 바꾸어가며 조밀하게 혼합된 체계에서 여러 다양한 작물을 재배할 것이다. 닭과 돼지, 소나 염소 같은 몇 가지 가축을 사육할 것이고, 먹이를 먹는 곳에서 분뇨를 배설하기에정원에 분뇨는 거의 없을 것이다. 나무는 장작과 숯을 위해 광범위하게 베어질 것이다. 숲과 잡동사니의 소각은 특히 땅을 준비하는 동안의 일반적인 관행이 될 것이다. 수확량은 아마 적을 것이고, 종잡을 수 없고 부족한 강수량으로 점점 어려워질 것이다. 수확은 가족을 먹이기에만 적당하고 소득을 위해 내다팔 것이 없을 것이다. 


외부투입재 사용이 적은 농장의 전환



전통적인 농민들은 이미 농장 소유의 자원에 의존하고, 여러 작물을 동시에 재배하며, 가축을 사육하기에 유기농업의 원칙 몇 가지를 이행하고 있다. 그러나 유기농 농장과는 분명하게 구별되는 관행들이 여전하다. 전환할 때 다음과 같은 과제를 해결해야 한다:

  • 수확 이후 작물 부산물을 소각하지 않는다. 대부분의 경우 이는 실용적인 해결책이 아니다. 귀중한 유기물을 파괴하고 토양 생물을 손상시키기 때문이다. 
  • '계획된' 작물 돌려짓기와 사이짓기를 포함하여 잘 조직되고 다각화된 체계를 수립한다.
  • 농장 소유의 자원을 효율적으로 활용하는 지식과 방법을 축적하고, 특히 토양 비옥도를 개선하고 관리하는 퇴비를 생산한다.
  • 땔감과 숯을 위한 무분별한 벌목을 삼간다. 
  • 퇴비를 만들기 위해 동물의 분뇨를 수집하는 체계를 확립한다. Establish a system to collect the animal manure for composting.
  • 침식으로 인한 토양의 상실을 막고 건조해지는 것으로부터 토양을 보호하기 위한 조치를 적용한다. 
  • 농장 동물의 먹이와 건강 요건을 만족시키기 위해 특별한 주의를 기울인다. 
  • 질병에 씨앗이 감염되는 걸 피하고, 질병의 주기에 대한 지식을 구하여 예방조치를 취한다.
  • 수확과 저장에서 발생하는 손실을 피한다. 

이 체계에서 전환하기 위한 몇 가지 실천법이 있다: 

  • 계획된 작물 돌려짓기와 사이짓기를 구현한다. 콩과의 풋거름 덮개작물을 포함하여 한해살이와 여러해살이 작물의 조합이 필요하다. 병충해 및 질병에 저항성이 좋은 적절히 선발되거나 개량된 작물 품종을 결합시키면 작물 및 토양의 관리를 용이하게 할 것이다. 
  • 작부체계에 동물을 적절히 통합하는 일만이 아니라 한해살이 작물 사이에 질소고정 수목을 줄지어 심는 일은 작물의 재배환경을 개선시켜 작물이 더 잘 자라게 하는 한편, 반추동물에게 먹이를 추가로 제공한다. 또한 농경지에 사용하기 위한 동물의 분뇨를 수집하기 좋도록 축사를 짓는다. 
  • 예를 들어, 고품질의 퇴비를 사용하여 토양의 비옥도를 개선시킨다. 퇴비는 유기농업에서 매우 귀중한 거름이다. 수확한 뒤 작물의 부산물을 태우는 대신 그걸 모아 퇴비를 생산하거나 토양에 되돌려준다. 동물의 분뇨와 식물성 물질은 퇴비를 만들기 위하여 주기적으로 모아야 한다. 
  • 한해살이 작물 사이에 질소고정 콩과식물을 재배하는 것은 토양과 작물을 살찌우는 또 다른 방법이다. 
  • 고랑을 파거나 산기슭을 따라 나무를 심고, 살아 있거나 죽은 식물성 물질로 토양을 덮는 등 토양침식을 조절하기 위한 추가적 조치를 실행해야 한다.  
  • 자신의 농장에서 몇 가지 유기농업의 방법을 시험하기



c) 혼합된 농장     Mixed Farm

혼합된 농장에서, 작물과 농장의 동물은 통합할 수 있어서 동물의 분뇨를 수집해 몇 주의 부숙 기간을 거친 뒤 정원에서 사용된다. 침식을 줄이고자 여러해살이 작물에 덮개를 활용하고 고랑을 파는 것 같은 몇 가지 토양 보존 조치가 구현될 것이다. 때로는 제초제와 살충제 및 처리된 씨앗이 과일과 채소 생산의 풀들을 통제하는 데 사용될 것이다. 그러한 혼합된 농장의 농민은 분명 몇 가지 유기농업의 방법에 익숙하다. 그러한 농민들은 다른 농민이나 훈련자에게서 새로운 방식을 배우고 농장에 유기농법을 구현하는 일을 쉽게  알 수 있을 것이다.  


혼합된 농장의 전환



유기농 전환을 위한 권장사항:

  • 제초제를 사용하는 대신 토양을 관리하고 잡초를 통제하는 유기농법을 시행한다. 예를 들어, 과일 과수원에서는 토양을 덮기 위하여 콩과의 덮개작물을 재배한다. 또는 채소 및 농경지에서는 풀을 억제하는 풋거름이나 사료작물이 포함시킨 계획적인 작물 돌려짓기를 실행한다.
  • 더 나아가 농장 소유의 양분을 재활용하기 위해 동물과 작물의 부산물을 최대한 활용해 재활용한다. 예를 들어, 퇴비를 만들기 위하여 그것을 혼합하는 것이다. 양분의 손실을 피하기 위해 동물 분뇨의 저장성을 개선한다.
  • 가능하면 농약 처리가 되지 않은 씨앗을 활용한다. 건강한 씨앗만 사용하고, 씨앗을 화학적으로 처리하지 않는 방식을 알아보라.
  • 자연적인 병해충 통제 방법과 접근법에 익숙해져라. 
  • 작물의 성장기에 주기적인 관찰을 통해 익충에 대해 학습하고, 해충의 개체 역학을 살핀다.
  • water logging작부체계를 더욱 다양화하여 토지의 생산성을 높이고 유익한 곤충과 거미의 서식처를 제공한다. 

 

d) 악화된 토지

이동식 경작, 지나친 방목과 경작 또는 산림 벌채, 지하수를 이용한 집중적 관개 이후의 염분이나 침수와 범람 때문에 토지가 악화될 수 있다. 그러한 토지는 작물의 성장에 좋은 환경을 만들려면 더 많은 노력과 인내가 필요할 수 있다. 그와 함께, 유기농법은 그러한 토양을 회복시키는 훌륭한 접근법이다. 토양의 악화를 막고 토양 비옥도를 다시 확립하기 위하여 특정한 방법이 필요할 수 있다. 그러한 방법으로는 계단식 농경지 조성이나 척박한 흙에서 잘 자라는 콩과의 풋거름작물을 휴경기에 집중적으로 심는 일 등이 포함된다.


악화된 토지의 전환



여러 경험을 통해 유기농법은 악화된 토지를 개선하고 이를 다시 생산에 이용할 수 있도록 하는 유망한 접근법임을 보여준다. 대부분의 경우, 유기물의 증가는 토양의 질을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 

비탈이 심한 토지의 헐벗고 침식된 토양에서, 유기농업은 계단식 농지를 조성하도록 한다(예: 판야 주우라는 아래 그림을 참조). 판야 주우Fanya juu(스와힐리어로 위쪽으로 던진다는 뜻) 계단밭은 등고선을 따라 고랑을 파 위쪽으로 흙을 던져 둑을 만들고, 네이피어그라스 같은 사료작물과 다목적 혼농임업용 나무를 심어 안정화시키는 방식이다.  둑 사이의 공간은 농작물을 재배하고, 시간이 지남에 따라 판야 주우는 계단밭으로 발전한다. 이 방식은 반건조지역에서 물을 확보하는 데 유용하다. 거기에 풋거름과 퇴비를 사용해 작물의 성장과 수확량을 높이는 토양을 만들 수 있다.


케냐의 판야 주우 계단밭 기술



염류토양은 씨앗의 발아와 식물의 성장을 억제하는 다량의 수용성 염분을 함유하고 있다. 이러한 염분은 특히 건조/반건조 기후에서 관개용수를 지나치게 사용해 축적될 수 있다. 이러한 염분은 적절한 관개를 하고, 과도한 염분은 자연스럽게 배수가 되도록 퇴비를 이용해 토양의 구조를 구축함으로써 천천히 줄일 수 있다. 천 번째 기간에는 염분 저항성 작물을 재배할 수 있다. 

산성토양은 석회와 잘 만든 퇴비를 추가해 재생할 수 있다. can be reclaimed by adding lime and well-made compost.

침수토양은 물을 배출하기 위하여 배수로를 만들어 개선할 수 있다. 

 

 C. 전환까지 기후와 관련된 과제 

강우량이 적고 기온이 높거나 강풍이 부는 지역의 농장을 유기농업으로 전환하는 일은 강우량이 고르고 기온이 적당한 지역에 있는 농장을 전환하는 것보다 어려울 수 있다. 그와 함께, 유기농법의 실행에 따른 개선은 이상적은 습도 조건에서보다 건조한 조건에서 더욱 분명해질 것이다. 예를 들어, 겉흙이나 파종구에 퇴비 주기는 토양의 보수력과 작물의 물 부족 저항성을 높일 것이다.  

매우 따뜻하고 건조한 기후에서는 식물과 토양의 증발산을 통한 수분 손실이 많다.이러한 손실은 강풍으로 더 촉진되어 토양 침식을 심하게 할 수 있다. 토양의 유기물 함량은 바이오매스의 생산량이 적기 때문에 일반적으로 낮은데, 이는 식물이 가용할 양분이 크게 감소한다는 것을 뜻한다. 

그러한 조건에서, 작물의 생산성을 높이기 위한 핵심은 강한 햇빛과 바람으로부터 토양을 보호하고, 토양에 유기물과 물을 공급하는 데 달려 있다. 토양의 유기물은 퇴비나 풋거름작물의 재배를 통해 증가시킬 수 있다. 퇴비 생산에 필요한 식물의 바이오매스 생산량을늘리는 것이 중요하다.


건조한 기후에서 전환



따뜻하고 습한 기후에서는 지상의 바이오매스 생산량이 많고 토양의 유기물 분해속도가 빨라 식물이 쉽게 양분을 이용할 수 있다. 그러나 그런 조건은 또 양분이 쉽게 쓸려가고 사라지는 위험성이 높다. 이러한 조건에서 유기물의 생산과 분해 사이의 균형을 잡는 것이토양의 악화를 피하기 위해 중요하다.

토양을 보호하고 유기물을 먹이로 주는 여러 방법을 결합하는 것이 가장 효과적인 접근법임이 입증되어 있다. 이러한 방법은 나무를 포함시켜 이상적으로 다양하고 다층적인 작부체계를 만들고, 과수원에서는 질소고정 덮개작물을 재배하며, 토양의 유기물을 풍부하게 하기 위해 퇴비를 주는 것이다. 이를 통해 물과 양분을 보유하는 능력을 높인다. 

 

지금까지 유기농업 훈련 안내서의 일부이다. 더 많은 읽을거리는 다음 주제별로 이용할 수 있다:

  1. 유기농업의 소개
  2. 유기농업으로 전환하기 위한 고려사항
  3. 유기농업으로 전환하는 단계
  4. 유기농업의 덮개 농법
  5. 유기농업의 물 관리
  6. 유기농업의 작부 계확과 관리
  7. 유기농업의 양분 관리
  8. 유기농업의 병해충 관리
  9. 유기농업의 풀 관리
  10. 유기농업의 토양 경운
  11. Plant Propagation in Organic Agriculture
  12. 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

 


더 읽을거리

IFOAM. 2003. Training Manual for Organic Agriculture in the Tropics. Edited by Frank Eyhorn, Marlene Heeb, Gilles Weidmann, p 214, 219-224, http://www.ifoam.bio/

FiBL (2011): African Organic Agriculture Training Manual – Conversion. Version 1.0 June 2011. Edited by Gilles Weidmann and Lukas Kilcher. Research Institute of Organic Agriculture FiBL, Frick

Agricultura Ecológica, Manual y Guía Didáctica. Javier Flórez Serrano, IRMA S.L. (Instituto de Restauración y Medio Ambiente, León-España)

Looking after our land: Soil and Water Conservation in Dryland Africa, Will Critchley, Published by Oxfam on behalf of the Arid Lands Information Network and the International Institute for Environment and Development., 1991, Part 3, Kenya, http://www.fao

작성일

Fri, 15/05/2015 - 14:52 

출처

IFOAM - Organics International

‘IFOAM - Organics International’ has been leading, uniting and assisting the Organic Movement since 1972. 

As the only global organic umbrella organization, we are committed to advocating Organic Agriculture as a viable solution for many of the world’s pressing problems. With around 815 affiliates in over 120 countries, we campaign for the greater uptake of Organic Agriculture by proving its effectiveness in nourishing the world, preserving biodiversity, and fighting climate change. We also offer training courses, provide services to standard owners, certifiers, operators, and realize organic programs.


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사람들이 기겁을 하는 지렁이는 사실 식물에게는 가장 좋은 친구이다. 


한 연구진이 고산 지대의 초원에서 지렁이를 잡아먹는 딱정벌레가 있을 때 식물이 더 잘 자라는 것을 발견하고는 지렁이의 생태적 역할에 대해 시험을 했단다. 그리고 그 결과를 딱정벌레의 존재가 속흙의 토질을 향상시킨다고 <동물생태학 저널(Journal of Animal Ecology)>에 발표했다.  


딱정벌레가 존재하면 아마 딱정벌레에게 먹히지 않으려고 지렁이가 더 깊은 흙속으로 파고 들어가는데, 이러한 일 때문에 지렁이가 속흙을 부수어서 영양분과 물이 그곳으로 이동한다는 것이다. 


연구진은 천적인 딱정벌레가 없어서 지렁이가 겉흙에만 머물러 있을 때 발생하는 토양 개선 효과보다 속흙에 영양분과 물을 가져와 비옥하게 하는 것이 식물에게 더 좋기에 그렇다고 추측한다. 


그래서, 작물이 잘 자라지 않는 것이 지렁이가 부족해서 그럴 수도 있지만,  지렁이가 도망다닐 천적이 없어서 그럴지도 모른다는 사실.


역시나 균형 잡힌, 다양성이 살아 있는 곳에서 농사도 더 잘 될 수밖에 없는 것인가 보다. 


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미국의 저널리스티 마이클 폴란(Michael Pollan) 씨가 2008년 4월 예일 대학에서 강연하고 있다.



고기를 먹는 행위는 지구에 해로운가? 점심으로 고민하는 햄버거는 주로 공업형 농업 체계에서 사육된 소로 만들어진다. 그건 지구의 기후가 한계점에 이르도록 하는 탄소에 기반한 물질인 석유로 재배된 엄청난 양의 옥수수를 먹여 사육된다. 공업형 농업에서 석유는 트랙터만이 아니라 파종, 수확, 옥수수 가공에 사용되는 여타의 농기계를 움직이는 원료가 된다. 또한 수확량을 최대로 하기 위해 사용되는 화학비료의 주요 성분이기도 하다. 


특히 소고기를 먹는 것은 환경파괴적이다. 소는 옥수수 사료를 몸무게로 전환시키는 효율이 닭이나 돼지보다 떨어진다. 그래서 다른 가축보다 더 많은 양의 사료를 소비한다. 그 결과 공업형 농업 체계에서는 1칼로리의 소고기를 생산하는 데 55칼로리의 화석연료를 사용한다. 한편 유엔 식량농업기구에 따르면, 가축 생산은 인류의 연간 온실가스 배출 가운데 적어도 25%를 차지하는 농업 부문의 탄소발자국 대부분을 발생시킨다.


거대한 탄소발자국에도 불구하고, 농업 부문은 기후정책 논의에서 늘 간과된다. 지난주 오바마 대통령의 기후변화에 대한 연설에서, 농민들이 어떻게 더 극단적인 날씨에 적응해야 하는지에 대해서는 언급했지만 농업에 대해선 다루지 않았다.  


아마 공업형 농업의 환경문제에 대한 비판에서 마이클 폴란 씨보다 더 영향력 있는 사람은 없을 것이다. 2006년 그는 <잡식동물 분투기>에서 어떻게 기업의 이윤과 정부의 잘못된 정책 및 편의에 중점을 두는 행위가 미국인에게 저렴하지만 건강에 해로우며, 또 그걸 생산하는 데 필요한 토양과 공기, 물에 대해서 언급하지 않고 있는지에 대해 밝혔다. 


그런데 요즘 폴란 씨는 그의 새로운 책 <Cooked: A Natural History of Transformation>에서 좀 더 낙관적인 이야기를 전하고 있다. 공업형 농업 체계의 잘못을 드러내는 대신 인간과 지구 모두를 위해 작동하는 농업을 만들기 위한 급진적인 새로운 방식을 제안한다.


그의 전망에서는 기술이 핵심이다. 그는 “기술 의 의미가 무엇인지 생각해야 합니다. 그것이 단지 장비와 지적재산권을 의미합니까? 그러한 정의로 제한할 경우, 엄청나게 농업생산성을 높이고 탄소를 격리시키도록 토양을 관리하며 식량을 재배하는 방법 같은 여러 놀라운 기술들이 제외될 것입니다.” 왜 케케묵어 보이는 “기술”인가? 왜냐하면 “기술은 우리 문화에서 너무 매력적이며, 사람들은 기술에 대한 대가를 치르길 바라기” 때문이다.

올바른 기술과 함께 폴란 씨는 육식이 실제로는 지구에 좋을 수 있다고 믿는다. 그렇다. 제대로 가축을 사육하면 지국온난화를 줄일 수 있다는 것이다. 그건 폴란 씨나 세계 혼농임업센터의 데니스 게리티 전 사무총장, 워싱턴에 있는 밀레니엄 연구소의 한스 헤렌 씨 등과 같은 전문가들이 설파하고 있는 패러다임 전환의 한 요소일 뿐이다. 그들은 새로운 농법이 우리 문명에 의해 배출되는 온실가스를 줄일 뿐만 아니라, 더 중요하게는 이미 배출되어 있는 가스의 총량도 줄일 수 있다고 본다. 


“어떻게 농사짓느냐에 따라 농장은 탄소를 격리하거나 방출할 수 있습니다”라고 폴란 씨는 말한다. 현재 미국과 세계에 있는 농장 대부분은 탄소를 배출하고 있다. 이건 주로 화학비료와 화석연료의 사용만이 아니라 파종 전의 쟁기질에 의해서도 그렇게 된다. “쟁기질하자마자 탄소가 배출됩니다.” 왜냐하면 노출된 흙이 저장하고 있는 탄소를 대기 중으로 날아가도록 하기 때문이다. 


탄소 배출을 막는 방법의 하나는 무경운 농법이다. 쟁기질하는 대신, 기본적으로 땅을 그대로 두고 흙에 작은 구멍을 내서 씨앗을 심는 것이다. 그런데 개선된 농업 체계는 탄소의 배출을 최소화할 뿐만 아니라, 대기에서 탄소를 추출하여 저장하여 격리시킬 수도 있다. 그래서 탄소가 지구온난화에 기여하지 못하도록 한다. 


탄소 격리는 지구온난화를 제한하려는 목표로 기후 체계에 인간이 개입한다는 용어인 지구공학의 한 형태이다. 이건 계속되는 정치적 나태함에 직면하여 가속화되는 기후변화로 인해 관심이 증대되고 있는 분야이다. 지난달, 대기 중 탄소의 양이 400ppm을 돌파하며, 260만 년 전 플라이오세 시대 이후 최고 수준을 기록했다(당시에는 세계의 해안 도시들 대부분이 물에 잠길 정도로 현재보다 해수면이 9m 더 높은 온난기였음). 한편, 연비 낮은 차를 운전하는 것부터 석탄을 태우고 숲을 파괴하는 인간의 활동으로 대기의 탄소는 1년에 약 2ppm씩 증가하고 있다.  


지구공학은 400ppm은 그대로 두더라도 문제가 되는 2ppm만이라도 해결하자며 자동차 대신 자전거를 타고, 천연가스보다 바람으로 전기를 생산하는 등의 지구온난화에 대한 "해결책"을 이야기한다. 확실히 연간 2ppm이라는 배출 증가율을 줄이는 일은 절대적으로 필요하다. 허나 그걸로는 충분치 않다. 400ppm에서도 이미 지구온난화는 기록적인 날씨를 출현시키고 있다. 지난해 미국에서만 해도 50년 만의 최악의 가뭄이나 가장 뜨거운 여름으로 고통을 받았고, 가장 큰 허리케인이었던 샌디가 휩쓸고 지나갔다. 세계적으로는 기후와 관련된 극단적 기상재해가 훨씬 증가했다. 


무엇보다 연간 온실가스 배출량을 없애도 기후 체계의 관성 때문에 세계의 기온은 계속 오를 것이고, 기후의 영향은 앞으로도 심해질 것이다. 아마 앞으로 그 영향을 줄일 수 있는 유일한 방법은 근본적으로 현재 400ppm에 이르는 대기의 이산화탄소를 몰아내는 것이다. 


폴란 씨에 따르면, 광합성은 “우리가 가진 최고의 지구공학 방법이다.” 그건 또한 지금까지 논의된 지구공학 계획 대부분과 뚜렷하게 다른 방법이기도 하다. 태양 에너지를 차단하기 위해 우주에 거대한 거울을 설치한다거나 성층권에 엄청난 양의 에어로졸을 살포한다는 등 허무맹랑한 공상과학의 이야기 같은 계획들 말이다. 


이와 대조적으로 광합성은 확실하게 작동한다. 사실 약간 과장해서 말하면 광합성은 인간이 지구에서 생존할 수 있는 가장 큰 원인이다. 식물은 이산화탄소를 흡입하여 우리가 호흡하는 데 필요한 산소를 배출하는 것과 함께 우리가 먹는 먹을거리도 공급한다. 


고기를 먹는 것과 함께 이 모든 일을 어떻게 하는가? 폴란 씨가 긍정적으로 기대하는 부분이 바로 여기다. “격리의 대부분은 땅속에서 일어납니다.”


“초지가 있으면 거기에 사는 식물들은 태양 에너지를 잎과 뿌리에 거의 같은 양을 변환시킨다. 반추동물(예를 들어 소)이 초지에서 풀을 뜯으면 풀의 길이는 90cm에서 7cm로 잘린다. 식물은 새로운 평형상태를 찾기 위해 이 변화에 반응한다. 바로 반추동물에게 뜯겨 잃은 줄기와 잎의 양에 맞먹는 막대한 양의 뿌리를 죽인다. 그렇게 죽은 뿌리에 선충과 지렁이, 여타 토양생물이 달려들고, 그들이 토양에서 뿌리를 탄소로 바꾼다. 이것이 바로 지구의 흙이 생성된 방법이다. 위에서 아래로가 아니라, 아래에서 위로 말이다.”

결론적으로, 세계의 기후정책과 개인의 식단 선택은 모두 공업형 농업으로 고기를 생산할 때에만 커다란 탄소박자국이 생긴다. “풀을 먹인 고기를 먹는다면, 탄소발자국을 가볍게 하고 마이너스로 할 수도 있다”고 폴란 씨는 말한다. 


전부는 아니지만, 폴란 씨의 분석 가운데 일부는 올해 초 TED에서 강연하며 사람들의 관심을 불러일으킨 초지의 전체론적 관리를 주장하는 짐바브웨의 생물학자 Allan Savory 씨의 이야기와 비슷하다. 새이버리 씨에게는 Slate에 기사를 쓴 텍사스 주립대학의 역사학자 James McWilliams 씨와 같은 반대자들이 있다. 맥윌리암 씨는 전체론적 방목에 대한 가장 종합적인 학술적 분석에서는 그 방법이 식물의 성장을 개선하거나 함축적으로 탄소를 격리시키지 않는다는 것을 밝혔다고 한다. 새이버리 씨와 지지자들은 맥윌리암 씨가 인용한 그 연구는 전체론적 관리의 규정된 방법을 따르지 않았기에 아무것도 증명하지 못했다고 주장한다. 


그 일환으로, 폴란 씨는 옥수수 사료를 먹이다가 적절히 소를 방목하는 것으로 전환하면 여러 혜택이 따른다고 강조한다. 탄소 격리는 토양비옥도와 보수력을 개선하여, 수확량과 가뭄, 홍수 등에 대한 탄력성을 높인다. 폴란 씨는 “나는 매우 특정한 종류의 지구공학 신자입니다. 그것이 생명의 모방에 기반해 있을 때 말이죠”라고 말한다. 즉, 그것은 자연을 모방하는 것이다. “최첨단 기술의 개입보다는 자연을 모방하는 것이 기후변화와 토질, 식량안보와 같은 여러 문제를 해결하는 묘책이 될 수 있습니다.


폴란 씨는 “오픈 소스 탄소 격리”라는 접근법을 요구한다. 그는 그것을 가장 잘 적용하는 방법을 찾기 위해 더 많은 연구가 필요한데, 전망은 낙관적이라고 강조한다. 대기의 탄소를 추출하고 땅속에 저장하기 위한 광합성의 활용과 방목법의 개량이 “먹고 살면서 동시에 지구를 구할 수 없다는 제로섬”의 최악의 관점을 털어내도록 할 수 있다고 말한다. “또한 작지 않은 앞으로의 과제에 관한 우리의 정신을 고취한다.”


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eOrganic authors:

Michelle Wander, University of Illinois

Nick Andrews, Oregon State University

John McQueen, Oregon State University

This article provides an overview of key concepts in organic fertility management, a review of essential macro and micronutrients, and a listing of nutrient amendments approved for use in organic farming systems. It summarizes strategies used to build and manage fertility on organic farms and provides tips on soil testing and use of nutrient budgets.

Introduction: Soils as the Foundation of Organic Farming
Supplying and Managing Nutrients
Methods Used to Build Soils
Soil Tests and Nutrient Budgets
References and Citations
Further Reading

Introduction: Soils as the Foundation of Organic Farming

Soil health is the foundation of organic farming systems. Fertile soil provides essential nutrients to plants, while supporting a diverse and active biotic community that helps the soil resist environmental degradation. Organic producers face unique challenges in managing soil productivity. Current guidelines on nutrient management for organic farmers are fairly general in nature. Organic farmers rely on intuition and observation, advice from vendors, conventional soil tests, and their own experience to make decisions about the quantity and types of soil amendments to apply. As a result, there is tremendous variability in both the quantities of nutrients applied and the resulting soil fertility status on organically managed farms. Organic farmers seek to "build the soil" or enhance its inherent fertility by using crop rotations, animal and green manures, and cover crops. Crop rotation and tillage practices must provide an appropriate seedbed and pest control while minimizing erosion. Nutrient stocks are maintained through use of natural (non-synthetic) substances and approved synthetic substances listed on the National List of Allowed and Prohibited Substances. This list includes a few approved synthetic fertility inputs, such as elemental sulfur, aquatic plant extracts, liquid fish products, potassium chloride, and sodium nitrate. Many substances on the National List have restrictions, or annotations, on their use, source, or rate of application. Organic farmers are advised to check with their certifying agent before purchasing or applying any synthetic inputs. See Can I Use this Input on My Organic Farm? for more information. In addition, organic growers must document their soil management practices in their organic farming system plan as part of their certification, and keep records of all inputs purchased and applied.

Although the following sections address nutrient management and soil building practices separately, these two apects of management are intimately connected through a system of management. Organic farms that achieve their goals maintain soils and protect the environment while using modest amounts of inputs. Soil tests and simple budgeting tools can help producers maintain balance to achieve success.

Supplying and Managing Nutrients

Although crop nutritional requirements are the same for organic and conventional farms, organic producers apply natural materials and emphasize practices that retain and recycle nutrients within the soil. Sixteen elements are consistently found to be necessary for plants to complete their life cycles (Tables 1 and 2). Additional elements (Table 3) are listed as essential for some species and for animals relying on plants for their nutrition. Carbon, hydrogen, and oxygen, which account for about 95% of plant biomass, are supplied from carbon dioxide and water. The other macronutrients with concentrations greater than 500 micrograms/g plant include nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, calcium, and magnesium (Table 1). Micronutrients taken up in lower abundance are no less neccessary but are not limiting to growth in most situations. Sandy soils with inherenly low nutrient contents are an exception. Micronutrients include iron, zinc, manganese, copper, boron, chlorine, and molybdenum.

Table 1. Macronutrients essential for plant growth.

ElementCationicAnionicOther
NitrogenNH4+NO2-, NO3-organic
Phosphorus-HPO4-2, H2PO3-, polyphosphatesorganic
PotassiumK+--
CalciumCa+2--
MagnesiumMg+2--
Sulfur-SO4-2, S2-2organic

Table 2. Micronutrients essential for plant growth.

ElementCationicAnionicOther
IronFe, Fe+2, Fe+2-organic-chelated
ManganeseMn, Mn+2-organic-chelated
CopperCu, Cu+2-organic-chelated
ZincZn, Zn+2-organic-chelated
Molybdenum-Mo, MoO4--
Boron-Bo, B(OH)4-, H3BO3H3BO3
Chlorine-Cl--
NickelNi, Ni+--

Table 3. Micronutrients essential to support animal health.

ElementCationicAnionicOther
CobaltCo+2--
Selenium-SeO4-2, SeO3-2, Se-2organic
SodiumNa+--
Silicon-SiO2-2-

Organic farmers use natural materials or, when possible, exploit biological processes to supply needed nutrients to soils. Organic fertilizers are needed in larger quantities than are conventional fertilizers because nutrient concentrations tend to be lower. Organic fertilizers can be more expensive, more bulky and less uniform than conventional counterparts. Before applying anything to your field, you should know what the nutrient analysis of the material is, and be certain the substance is allowed by your certifier. See Can I Use this Input on My Organic Farm? for more information.

Table 4. Some of the most commonly used NOP-approved amendments are summarized below. Nutrient contents are listed as proportion of N:P2O5:K2O.

Fertilizer TypeDescriptionComments/Issues
Alfalfa meal or pelletsContain around 3 percent nitrogen and are commonly used as an animal feed.Commonly used for high-value horticultural crops but rather expensive for field crops.
AshWood ash (0–1–3) contains P and K, is a good source for micronutrients and acts as a liming agent.Commonly used in gardens; avoid over-application which can cause alkalinity and salt build up; avoid ash from treated wood or from the burning of manure.
Biological amendmentsWhile not fertilizers per se, there are a number of biological amendments used to promote biological activity or microbial associations between plants and soils with the intent of increasing plant nutrient uptake.A separate article covering this is under development.
Bone mealTypically a mixture of crushed and ground bone that is high in phosphorus. N contents vary depending upon handling. Range from 4:12:1; 1:13:0; 3:20:0.5.Permitted as a soil amendment but can not be fed to animals in certified production. Blood, bone and meat meal are prohibited in many countries in Europe and Japan because of BSE transmission risk.
Blood mealDried blood, is a soluble source of nitrogen. Typical N:P:K contents are 13:1:0. Solubility can vary. Should be used carefully, release of ammonia can burn plants and lead to loss through volatilization.Use limitations are the same as bone meal above. Recently Canada, with the support of IFOAM, proposed to prohibit cattle wastes as fertilizer at the UN Codex Alimentarius session in Montreal, 2004. Allowed under National Organic Program (NOP) regulation.
Calcium sulfate (Gypsum)CaSO4.2H2O. Contains about 23% Ca, is a mined deposit that is used to reclaim alkali soils, lower soil pH, and adjust cation balance.Good source for sulfur; useful for alkaline soils with high sodium content. Avoid gypsum from recycled sheetrock.
Cocoa ShellsCocoa shells (1:1:3) are available in some regions. They are used as a source of potassium and are popular due to their slow release properties.Also used as a mulch.
Dolomitic lime (Calcium-magnesium carbonate)CaCO3–MgCO3 is about 24% Ca and 20% Mg, is a very effective lime source. Over application is perceived to be a problem in horticultural systems. Under application is an issue in some field crop systems. Has a lime equivalent of 1900 lb/ton.Labs following the cation balance theory avoid the use of dolomitic limes, KCl, and oxide forms of trace elements.
Feather meal(13:0:0) a by-product of the poultry processing industry, which contains 15% N as non-soluble keratin has been promoted as a slow release N source.Feather meal can transmit the Avian flu, A(H5N1) virus, which is relatively easily transmissible to animals and people.
Fish emulsion(Ranges in content from 4:1:1 to 9:3:0); suitable for foliar feeding of starts and the spot treatment of transplants; is reputed to prevent stress, stimulate root growth and provide cold protection.Fish emulsion may be fortified with chemical fertilizer, so be suspicious of any product with a phosphorus content in excess of 4%. Fish products may also contain synthetic preservatives, stabilizers and other products prohibited under the NOP. Fish meal can also contain high levels of PCB’s.
Granite DustGranite dust is available in some regions. It is used as a source of potassium that is popular due to its slow release properties.Availability varies regionally.
Greensand (Glauconite)A mined sandstone deposit (typically 0:0:3 or 0:0:6) used as a source of potassium. Also contains iron, magnesium, silica and other trace minerals.Is a common ingredient in potting mixes.
High calcium lime (Calcium carbonate)Limestone containing 0–5% magnesium carbonate.Rapid reacting due to high solubility, valued source of Ca and liming where magnesium abundance is a concern and soil is not alkaline.
Hydrated limeHigh quality Ca(OH)2 is a dry powder produced by reacting quicklime with a sufficient amount of water to satisfy the quicklime's natural affinity for moisture.The National Organic Standards Board approved use of calcium hydroxide as a component of Bordeaux mix and lime sulfur for fungicide use, but does not allow its use as a soil amendment.
Manures and compostsNutrient contents vary widely, it is recommended they be applied on the basis of phosphorus need. Use as an N source leads to over application of P.Manure- and compost-based P has high plant availability, ranging 70–100% available. Compost, if produced according to NOP requirements, can be applied any time during the growing season. Animal manure can only be used on crops for human consumption if it is incorporated into the soil at least 120 days prior to harvest for crops that contasct the soil or 90 days prior to harvest for crops that do not contact the soil.
Potassium SulfateK2SO4 is a mined fertilizer not widely available. It has been used as a food preservative.This is allowed under the NOP rules if you can prove you are using a mined source that has not been treated with acid or any other chemical reaction to make the potassium more available. This is a good choice for high Mg soils, but it is fairly reactive and must be used carefully.
Rock phosphatesRock phosphates are frequently divided into hard rock and colloidal or soft rock forms. Rock phosphate typically has lower availability than colloidal P, which is low (2%) compared to materials like bone meal (11%). Marine sediments are typically ground and cleaned. Availability is low where soil pH is above 6 and biological activity is low. Addition of manures can increase solubility. Contains Calcium and acts as a liming agent.Phosphate rock is most effective at supplying P in soils with low pH (less than 5.5) and low calcium concentrations. Phosphate rock applications made to soils with pH greater than 5.5 may not be effective because of reduced solubility.
Sea weed and Kelp(Ranges from 1:0.2:2 to 1.5:0.5:2.5) Also high in micronutrients, Fe, Cu, Zn, Mo, Bo, Mn, Co. and Alginic acid (26%). Is used as a soil conditioner. Several kinds of sea weed and kelp are on the market. Kelp meal can be applied directly to the soil or in starter fertilizer.Can be high in salts and metals. Other reputed benefits are hormones or hormonal activity. Claims to protect plants from stress:  cold, drought and insect pressure. Expensive, so best suited for high value crops.
Seed meal(Ranges from 6:1.5:2 to 6:2:2); cotton seed and soybean seed meal have been popular.Now that generically modified crops are so wide-spread sourcing GM free meal can be difficult. Check with your certifier about the needed documentation.
Sodium nitrate(16:0:0) Historically an important component of fertilizers, and a raw material for the manufacture of saltpeter. It is a mined product that is about 16–20 percent nitrogen and highly reactive. It acts more like a synthetic fertilizer and can cause sodium buildup in the soil. Can contain medium to high levels of Boron.The NOP stipulates that the nitrogen obtained from sodium nitrate must account for no more than 20 percent of the crop’s total nitrogen requirement. This can be used cautiously when rapidly available nitrogen is needed. It is prohibited by the Farm Verified Organic and Organic Crop Improvement Association-International Federation of the Organic Agriculture Movements accredited levels of certification. European organic standards consider it to be the equivalent of a synthetic fertilizer because it is highly soluble and leaches readily from the soil. Check with your certifier before using.
Soybean meal(8:0.7:2) Useful to augment N and P.Often used as a feed additive; medium N release rate; may inhibit germination of small seeds. Check with your certifier before using, due to widespread use of GM soybeans.
Sulfate of potash (sul-po-mag and K mag or langbeinite)(0:0:21 with 11 Mg) Naturally occurring crystalline product commonly used to supply potassium.This and calcium sulfate are allowed under the NOP if you can prove you are using a mined source that has not been treated with acid or any other chemical reaction to make the potassium more available. Potassium sulfate is the better choice for high Mg soils, but it is fairly reactive and must be used carefully.

One of the simplest things a producer can do is maintain optimal soil pH levels. This is critical as pH influences nutrient solubility, microbial activity, and root growth. High pH favors weathering of minerals an increases the release of cations but reduces the solubilty of salts including carbonates and phospates. Lower pH values favor fungi and high pH favors bacteria. Soil pH can also affect the plant’s ability to take up nutrients directly. At very low pH values (<3), cell membranes are impared and become leaky. For most crops, soil pH levels are optimal between 6.0 and 7.0. Lime can be applied to raise the pH of acidic soils (pH <6) and supply calcium. Alkalinity, which is more difficult to correct, typically requires the use of sulfur and this remedy is typically temporary and more expensive than liming. When adjusting the pH, it is important to know the crop’s pH requirement since optimum pH levels vary by crop.

Nitrogen, is abundant in the environment yet remains the most frequently limiting nutrient for crop production. Organic farms frequently acquire N through nitrogen fixation by legumes. Legume cover crops, green manures, and legume sods can be an excellent sources of N. Vigorous stands of alfalfa, red clover, crimson clover, or hairy vetch can provide between 100-200 lbs N, which should be most, if not all, of the needed N for subsequent crop. About half the N in a green manure is released during decomposition following incorporation. Nitrogen needs are often supplimented by the addition of animal manures, either composted or raw, or other more concentrated sources of nitrogen. These include blood meal, fish emulsion, fish protein, kelp and seaweed, and vegetable meals. Mined nitrates, such as sodium nitrate (NaNO3, bulldog soda, or Chilean nitrate) may be used, but are limited to a maximum of 20 percent of the crop’s total N requirement. Certifiers frown on use of imported N sources because these share the problems of conventional N sources. Ideally, organic systems will rely on rotations that supply most, if not all, of their N needs.

Phosphorus is another macronutrient that is frequently limiting in sandy soils and/or where systems do not receive additions of animal wastes. Soil P is found in organic and in inorganic forms that are slowly available. Phosphorus availability is sensitive to soil pH and organic matter decay rates. Important sources of P include manure, bone meal, fish and poultry meal, and rock phosphate. High levels of phosphorus are a risk associated with use of manures and some composts.

Potassium is taken up from soil solution and is abundant in soils rich in illitic clays. Mineral weathering can be an important source of K in some soils. Potassium is weakly held on the exchange and so can be depleted where leaching rates are high. Manure additions and plant meals are good sources for K.

Common sources for nutrients are:

  • Potassium: manure, alfalfa meal, kelp meal, greensand, wood ash, potassium sulfate, and granite dust
  • Sulfur: acid rain, manures
  • Calcium: lime, colloidal phosphate, bone meal, gypsum, and wood ashes
  • Magnesium: dolomitic lime and langeinite
  • Micronutrients: mineral weathering, manure, compost, and liming amendments. The National Organic Program requires that micronutrients not be used as defoliants, herbicides, or dessicants. Micronutrients made from nitrates or chlorides are prohibited. Soil deficiencies must be documented by soil or tissue testing.

Methods Used to Build Soils

Bare fallow

Bare fallow can be used with fallow periods occurring between harvested crops. Fallows commonly occur over the winter in temperate zones or during the dry season in Mediterranean or tropical zones. Use of bare fallow to accumulate water and, at times to control weeds only works to enhance the soil where it concentrates resources enough to increase overall crop productivity. If bare fallow is used, soil erosion must be prevented.

Crop rotation

Crop rotation varies plant species in time and space and is an important strategy for organic farmers. Goals are to keep the soil surface covered with a growing crop for most of the year. Key elements of rotations include the breaking of disease and pest cycles and the inclusion of soil building cover crops or cropped fallow periods. By selecting effective cover crops or perennial crops farmers can maintain or increase soil organic matter content and nutrient availability during periods when cash crops are not grown. For most organic farmers, fertility is based on the rotation and not the amendment.

Cover crops

Cover crops include annual, biennial, or perennial herbaceous plants grown in pure or mixed stands. Annual covers occupy the rotation for part of the year. Perennial crops may be referred to as ley or pasture phase or as a plant-fallow. Cover crops provide soil cover and can help loosen compacted soil through the growth of roots. They enhance soil physical condition and improved water filtration. Legume cover crops provide nitrogen while non-legumes can increase nutrient availability to subsequent crops by taking up nitrogen, phosphorus, and potassium that might otherwise leach or become unavailable to plants.

Diversification

Diversification through rotation and use of covers or lay crops can reduce crop insect pests and diseases, if the cover crops are not alternate hosts. Both covers and perennial lay covers help maintain or increase soil organic matter if they are allowed to grow long enough to produce sufficient biomass. These also help prevent soil erosion caused by both water and wind, and suppress weeds. The management of residues within rotations can be quite sophisticated. For a good example, see the video of a living mulch system for soil fertility featuring Helen Atthowe of BioDesign Farm.

Helen Atthowe of BioDesign Farm describes using a living mulch to achieve slow release fertility
Video 1. Helen Atthowe of BioDesign Farm describes using a living mulch to achieve slow release fertility. Video credit: Alex Stone, Oregon State University, Weed Em and Reap Part 2 Living Mulch System Soil Fertility video.

For more information on rotation and cover crops see the ATTRA publication Overview of Cover Crops and Green Manures and the SARE publication Managing Cover Crops Profitably.

Judicious use of tillage

Tillage is an integral part of many organic systems. Management of soil tilth, organic matter, and fertility is an important aspect of a successful organic farming system. Current organic systems usually require tillage prior to planting and cultivation after planting, especially for corn and soybean production, to control weeds and reduce the incidence of seedling diseases and insect pests. However, tillage destroys the organic matter that is critical in improving soil fertility and soil water-holding capacity. Tillage should be performed when soil moisture is low enough to prevent compaction. Since primary tillage operations are usually performed at least a month before a crop is planted, this requires careful planning and the ability to take advantage of periods of dry weather. No-till agriculture in organic systems is starting to be used in parts of the country. TheRodale Institute has experimented with no-till organic farming using cover crops and tractor-mounted rollers to kill the cover just before planting into it. Ron Morse at Virgnina Tech and Nancy Creamer at North Carolina State University have been adapting these systems for organic vegetable production. Watch Weed Em and Reap Part 2 for more information.

Organic amendments

Organic amendments can be an important resource. Soil fertility and physical condition can be effectively maintained with rotation and appropriate use of organic amendments. Application should be made based on soil testing and/or use of budgets. Manures and composts are the most common organic resources where livestock is in the vicinity. Estimating nutrient contents and availability is neccessary for organic materials. For a farmer's perspective on using organic amendments, watch the video of Steve Pincus of Tipi Produce.

Steve Pincus of Tipi Produce in Wisconsin explains how fertility is not a matter of NPK

Video 2. Steve Pincus of Tipi Produce in Wisconsin explains how fertility is not a matter of NPK and how bulky organic matter is managed to improve tilth and maintain nutrient supply on his farm. Video credit: John Marlin, Agroecology and Sustainable Agriculture Program, University of Illinois.

Problems associated with nutrient over-addition

There is such a thing as too much of a good thing. Off-site problems caused by over-application of nutrients are better recognized than are problems caused on-site. Conventional agriculture is the primary source of non-point source and P pollution that contributes to myriad environmental and health risks. Problems of over-application in organic systems vary; probably P over-additions are most widespread where manure is readily accessible. This is because the ratio of P to N in manure exceeds that required by the plant. Avoid over-reliance on animal manures, in addition to accumulation of excess phosphorus, concentrations of copper, and zinc, which may accumulate in soils. Over-addition of N, particularly in readily available forms, is a common problem. Over-addition of N and P in organic systems can occur in situations where leaching is restricted (eg: in greenhouses) or after N rich cover crops or manures are applied. The notion that N surplus promotes microbial activity and works against organic matter storage and suppresses plant-microbe associations is finally being accepted as an additional downside of over-fertilization. Excess nutrients can also increase plant susceptibility to pathogens and arthropod pests and can also lead to increased weed competition. Tendency toward nutrient leaching and ability to hold and retain nutrients varies with soils and climatic conditions. Texture and CEC are related to this, with nutrient storage capacity increasing with soil clay and silt contents and cation exchange capacities.

Soil Tests and Nutrient Budgeting

To manage nutrients effectively you can use soil testing and nutrient budgeting. Soil tests are used by organic farmers for several reasons:

  1. to ensure that pH and nutrient levels and proportions are in appropriate ranges;
  2. to justify the application of micronutrients and other approved fertilizers to a certifier, or to comply with other certification requirements;
  3. to identify soil nutrients in excess, so soil and fertility management strategies can be manipulated to a) reduce levels of excess nutrients over time, or b) mitigate the impacts of the excess nutrients on crop, soil, and environmental quality; and/or
  4. to track trends in nutrient content, pH, and soil organic matter content over time to ensure soil improvement is taking place.

The National Organic Program regulations require that micronutrients and other fertilizers be applied only when soil or tissue tests indicate a deficiency. Because of this language, some certifiers may require soil and possibly other tests. Contact your certifier for its testing requirements. See the related article Organic Certification of Vegetable Operations.

Frequency of soil testing will depend on your purpose in testing and your situation. To track trends in macronutrients, pH and soil organic matter content, testing once every two or three years, or at a specific point in your rotation cycle, may be sufficient. However, if you are just starting to manage your soil’s fertility with organic practices, or adopting new soil or nutrient management practices, you might want to test more frequently.

Timing of testing will also depend on the purpose of the test. To determine nutrient status of your soil for the upcoming season, test your soil in early spring. To test contents of nutrients with potential to leach over the winter, test in late summer.

A typical soil test evaluates your soil’s pH, CEC, and content and proportion of macronutrients—calcium, magnesium, potassium, phosphorus, and sulfur—which are required by plants in relatively large quantities. Soil organic matter content may not be a routine test, but can be requested. Soils can also be tested for micronutrients (nutrients required by plants at relatively small quantities).

Soil testing laboratories use different soil testing methods that may generate different results. It is important to understand the methods used to generate your test results and use interpretation information that corresponds to that testing method. In addition, using the same testing laboratory for all your testing over time will allow you to compare your test results from year to year and track trends. A soil test is only as good as the soil sample it evaluated. It is important to take a representative sample of the field and the soil volume the crop plant roots will explore to obtain nutrients.

References and Citations

Further Reading

  • Agricultural Marketing Service—National Organic Program [Online]. United States Department of Agriculture. Available at: http://www.ams.usda.gov/nop/ (verified 10 March 2010).



http://www.extension.org/pages/18565/organic-soil-fertility

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