영양생리장해(3) - 연작 장해 경감 기술

가. 연작 장해의 원인

 

농촌진흥청에서 1980년에 실시한 연작장해 피해 원인에 대한 설문조사 결과를 보면, 병에 의한 피해가 70%로 가장 많았고, 다음은 토양의 이화학성 불량으로 20%, 선충 피해 및 기타가 10%정도로 나타났으며, 일본의 야채시험장 조사자료에 의하면 연작 장해 발생 원인별 비율은 병해 65%, 유사병해 6%, 충해6%, 생리장애 5%, 토양 화학성불량 9%, 토양 물리성불량 5%, 기지(忌地)현상1%, 원인불명 2%로 되어 있어 연작장해는 주로 병해에 기인되고 있음을 알 수 있는데, 이들 병의 대부분이 토양 전염성 병해에 원인이 있는 것으로 알려져 있다. 토양 병해충의 발생은 기주식물의 연작과 병해충의 발생에 적당한 토양환경이 충족되지 않으면 발생되기 어렵다. 따라서 시설 연작지에서 병해충 피해의 증가는 윤작체계의 결여와 토양 물리성의 악화, 토양염류의 과다 집적 및 양분불균형 등에 의한 지력저하에 의한 생육 불량으로 작물의 병해충에 대한 저항력약화라고 볼 수 있다.

 

나. 토양 염류 집적을 적게 하는 시비 관리기술

 

염류의 과다 집적은 곧바로 작물에 각종 생육장해를 일으키고 병해충에 대한 저항성도 약해져서 작물 수량과 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 지하수 오염에도 영향을 미치게 되어 많은 문제점을 유발시키고 있다. 시설 재배지의 토양은 자칫 잘못 관리하게 되면 쉽게 염류 집적을 초래하게 되지만 일단 과다하게 집적된 염류를 제거하기 위해서는 많은 시간과 노동력, 자금이 투여되는 등 현실적으로 많은 문제점을 내포하고 있다. 따라서 염류집적을 미연에 방지 할 수 있는 합리적인 시비 관리기술의 실천이 매우 중요하다. 합리적인 시비관리의 기본 원칙은 작물재배에 있어서 천연 공급만으로는 부족한 양분을 비료로 공급하는 것으로 토양중에 과잉의 비료 성분이 남지 않도록 하는 것 이다. 현재 정밀 토양검정에 의한 시비처방은 매 작기가 시작되기 전, 토양에 있는 비료 성분함량을 분석하여 작물별로 필요한 비료량을 산출해 시비 처방을 해주는 프로그램으로 작물수량의 극대화와 염류 집적을 극소화시킬 수 있다. 현재정밀 토양검정에 의한 시비처방의 실용화를 위하여 전국 시군농업기술센터에서 토양 검정에 의한 시비 처방서를 발급하고 있다.

 

<그림1> 시설원예의 연작장해 용인

 

(1) 토양 양분 함량을 고려한 균형 시비 

일반적으로 시설재배지에서는 다수확을 위해서 비료를 과다하게 많이 시용하는 경우가 많다. 이렇게 시비량이 많아지면 식물체가 비료분을 흡수하는 능력에 한계가 있기 때문에 식물체가 흡수하고 남은 많은 양의 비료분이 토양에 집적되어 염류장해를 초래하게 된다. 그러므로 작물재배 전에 토양검정을 통하여 토양의 양분함량을 잘 파악하고 또 작물의 양분흡수 특성을 잘 파악하여 시비량을 결정하는 것이 바람직하다. 이를 위하여 현재 작물별 적정 시비량은 토양검정에 의한 시비처방법을 이용하여 결정한다. 토양 검정시비량은 작물을 정식하기 전에 토양양분을 검정하여 시비량을 결정하는 방법으로 농촌진흥청에서는 전국 시군별 농업기술센터에서 토양검정시비 처방서를 발급하고 있다. 토양검정시비처방이 어려운 경우에는 작물별 표준 시비량을 사용할 수도 있다. 작물별 표준시비량은 전국적인 평균 시비량이므로 개개의 필지별로는 토양의 비옥도에 따라서 가감하여 이용한다.

 

(2) 가축분퇴비 시용량에 따른 화학 비료의 조절 시비

가축분 퇴비를 종래의 볏짚퇴비로 인식하고 많은 양을 시용하는 것은 대단히 위험한 농법이다. 가축분에는 질소, 인산 및 칼리 등의 비료 성분이 상당량 함유 되어 있다.

가축분속에 함유되어 있는 양분함량을 가축 분 종류별로 구분하여보면 계분 > 돈분 > 우분의 순으로 많으며, 성분별로는 인산, 칼리, 질소의 순으로 많다. 시중에 많이 유통되고 있는 유기질 비료의 대부분은 주원료를 계분이나 돈분을 사용하고 있기 때문에, 이를 퇴비라는 생각에서 많은 양을 시용하고 이에 더하여 화학비료를 추가 시용하게 되면 토양 중에 양분이 과다하게 축적되어 염류장해가 발생하기 쉽다. 따라서 가축분 퇴비에 함유된 질소, 인산, 칼리의 함량을 고려하여 화학비료 사용량을 줄여서 주어야 한다.

 

다. 제염기술

 

(1) 관수 및 담수에 의한 제염

관수와 배수가 용이한 지대에서는 관수 또는 담수하여 제염을 하는 것이 좋다. 일반적으로 관수는 작물생육 기간 중에도 즉시 수행할 수 있기 때문에 효율적인 제염방법이라고 할 수 있다. 작물을 정식하기 전에는 물을 대어 염류를 씻어내는 방법으로써 담수에 의한 제염방법이 있다. 담수는 1회에 100mm내외로 하여 2회 이상 반복하여야 한다. 보비력이 낮은 모래땅은 염류가 적게 집적되어도 바로 염류장해가 발생하고, 담수하면 비교적 빨리 제염되지만, 점토함량이 높은 토양은 모래땅보다 염류집적이 느리고 담수하여도 제염효과가 느리다.

하층으로 수직배수가 잘 되지 않는 곳에서는 다시 염류가 표층으로 상승할 우려가 있으므로 사전에 배수시설을 하는 것이 좋다. 즉, 작토 밑 일정한 깊이에 배수관을 묻고 다소 과잉으로 관수하여 세척수가 그 관을 통하여 배수되도록 하면, 자연 토양에서보다 훨씬 많은 염류를 세척하여 그 집적을 막을 수 있을 것이다.

 

(2) 제염작물에 의한 제염

제염작물에 의한 제염은 흡비력이 강한 옥수수와 같은 화본과 작물을 시설재배의 휴한기를 이용하여 단기간 재배하는 방법이다. 시설재배지에서 다음 작물이 들어가기 전의 휴경기인 7월초에 옥수수나 수수 등을 파종하여 1∼2개월 정도 재배하여 토양에 집적된 염류를 제거하는 방법이다. 휴한기에 청예옥수수를 재배하여 염류를 제거한 결과 옥수수 생초 1톤당 질소 3kg, 인산 0.5kg, 칼리4kg, 칼슘 2kg, 마그네슘 1kg이 제거된다고 한다. 만일 10a당 7톤의 생초가 얻어진다면 하우스 밖으로 반출되는 양은 질소 21kg, 칼리 28kg으로 상당한 양에 달하며, 이것을 반출하면 제염효과가 커진다. 최근에는 흡비력이 강하면서 생육기간이 짧은 엽채류를 재배하여 소득도 올리고 제염도 시킬 수 있는 작물을 선발 중에 있으며, 현재 효과적인 작물은 근대, 아욱 등이 있다.

 

(3) 미분해성 유기물 시용에 의한 농도 감소

분해가 덜된 볏짚과 같은 유기물을 시용하면 토양 중의 무기태질소가 유기화 되면서특히 염류농도와 관계가 깊은 질산태질소의 함량을 현저히 감소시켜 토양의 염류 농도를 감소시킨다. 시설재배에서 유기물을 시용할 때는 불량 유기물을 사용한 작물 피해의 경우가 많으므로 이에 대한 주의가 요구되며, 또한 미숙 유기물을사용 할 때에는 암모니아가스의 발생 등에 의한 작물 피해가 있으므로 사용 시기 및 사용량 등에 유의하여야 한다.

 

(4) 환토, 심토의 반전, 객토 등에 의한 농도 감소

토양의 염류는 표층에 많이 집적되어 있고 아래층에는 적게 집적되어 있다. 따라서 표층의 흙을 새 흙으로 바꾸거나 아래층의 흙을 위로 올리는 심토반전, 새 흙을 표토의 흙과 혼합하는 객토 등의 방법이 있지만, 새 흙이 혼입될 때에는 작토의 비옥도가 낮아지므로 비료 시용량을 늘려야 한다. 이와 같은 작업은 어느 것이나 비용이 많이 들고 4∼5년이 지나면 다시 염류가 집적되는 문제가 있다.

 

라. 토양 소독

 

토양 소독법은 작물을 재배하기 전에 토양 중의 병원균, 해충 및 잡초 종자를 사멸하기 위하여 실시하는 방법이다. 토양 소독법은 열소독법과 약제소독법으로 구분할 수 있으며, 열 소독법에는 소토소독법, 증기소독법 및 태양열소독법이 있고, 약제소독법은 약제의 처리방법에 따라서 훈증처리법, 관주처리법 및 토양혼합 처리법이 있으나 토양 소독제의 특성에 따라서 처리방법이 다르다.

 

(1) 소토 소독법과 증기 소독법

소토소독법과 증기소독법은 토양을 가열하여 병원균이나 해충을 사멸시키는 소독 방법으로써 잡초종자의 사멸 효과도 있다. 토양 병원균의 대부분은 43.3∼ 62.8℃에서 10분 이내에 사멸(일부 시들음성 병원균은 82.2℃에서 사멸)되므로, 열소독법의 가열 기준은 82.2℃에서 30분간으로 한다. 소토소독법과 증기소독법은 가열 열원과 장치가 필요하므로 주로 육묘용 상토 등의 소규모 소독에 이용된다.

 

(2) 태양열 소독법

하우스는 이동이 어려워 연작이 되기 쉽고, 그 결과 병원균의 밀도가 높아지면 토양 소독이 절실해진다. 약제나 증기를 이용하는 대신에 태양에너지를 이용하여 고온 처리하면 비용이나 노력을 절감할 수 있다. 절단한 볏짚과 석회질소를 하우스 내 토양에 잘 섞은 다음 작은 이랑을 만들어 표면을 비닐로 덮고 하우스를 밀폐한 후 이랑사이에 담수하고 충분히 수분을 가지게 한 다음 7월 중·하순에 20∼30일간 하우스를 밀폐 처리하여 지온을 60∼70℃정도로 올리면 선충사멸 및 딸기 시들음병균이나 고추 역병균의 멸균이 가능하다.

 

태양열소독에 의한 지온은 땅 표면에서 최고 72.2℃, 10cm깊이에서 60.5℃, 20cm 깊이에서 53.2℃였다고 한다. 태양열소독법의 특징은 약제를 사용하지 않으므로 경제적 부담이 절감되고, 작업자의 건강과 인축에 피해가 없고, 내열성의 미생물은 생존하므로 토양 중 미생물 생태계의 파손이 적다. 또한 유기물 투입에 의한 지력유지와 증강 및 관수에 의한 시설 내 집적된 염류를 제거할 수 있다.

문제점은 장마철에는 온도부족으로 소독효과가 불충분할 수도 있다.

 

<표1> 태양열 소독효과

(3) 약제소독법

약제를 사용한 토양소독은 열소독에 비하여 고가의 시설이나 기구가 필요하지 않으며 이동처리가 용이하여 소독경비가 적게 들고 효과가 뚜렷한 이점이 있으나, 반면 작물에 대한 약해나 인축에의 독성이 문제가 된다. 토양 소독제에는 다조메입제(밧사미드), 클로로피크린, 사이론, 메칠브로마이드 등이 있다.