헤어리베치(9) - 경사지 토양보전과 관리기술

벼의 생산성 비교 

녹비작물 시용효과에 따라 화학비료 공급량을 비교하기 위해 헤어리베치와 호밀 을 토양처리한 후 벼를 재배해 수량과 수량구성요소를 조사한 결과는 (표 2-7)과 같다. 

녹비작물의 효과는 다양한 작물의 생산성에 있다. 헤어리베치와 호밀을 논토양에 투입해 벼의 수량과 수량구성요소를 조사해본 결과 벼의 정조 수량이 일반 관행재배(약 561㎏/10a)에 비해 헤어리베치 시험구에서 약 606㎏/10a로 더 많았다. 이는 수량구성요소 중 주당 수수가 높았기 때문이다. 호밀은 관행재배보다는 약 26%, 헤어리베치보다는 약 33%의 수량이 감소해 벼 재배 시 호밀을 녹비로 사용할 경우 일부 화학비료의 추가 시용이 필요하다. 하지만 헤어리베치는 화학비료의 추가 시용 없이도 관행재배와 비슷한 수량성을 보이기 때문에 친환경 벼 재배 녹비작물로 활용하기에 적합하다. 헤어리베치는 화학비료 공급으로 인한 작물의 안정적 생산성 유지뿐만 아니라 토양의 물리화학성을 개량하는 효과가 있기 때문에 친환경농법에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 

토양관리의 현황과 문제점 

우리나라 밭은 대부분 경사지에 위치한다. 이들 작물이 재배되는 주요시기는 여름철 즉, 6월에서 9월까지로 1년 중 비가 가장 많은 때이다. 경사지에서 밭 전체를 갈아엎어 감자, 배추 등을 재배하는 작부방식은 쏟아지는 빗물 때문에 토양유실 의 위험성이 매우 높다. 더욱이 감자, 배추 등은 1년에 한 번 재배하는데, 재배기간이 60∼150일 내외로 나머지 7∼10개월 동안은 그대로 방치되는 경우가 많다. 작물이 재배되지 않는 시기에 토양이 피복돼 있지 않는 경우가 많아 토양유실의 위험성은 더욱 커진다. 우리나라 기후 특성상 작물의 수확이 끝나는 9월은 태풍을 동반한 집중폭우가 내리는 시기이다. 봄·가을의 강한 바람, 겨울철 쌓였던 눈이 녹아내리는 과정에서 각종 영양물질과 더불어 비옥한 흙이 농경지 밖으로 손실될 위험은 상당히 높다. 

토양이 유실되면 작물의 생산기반이 되는 흙과 더불어 유기물, 각종 영양물질이 동반 이탈해 토양의 작물생산력은 급격히 떨어진다. 최근 강원도를 중심으로 한 고랭지 농업지역의 토양조사 결과를 보면 1970년대 초반 150㎝였던 유효 토심이 최근 30㎝ 내외로 낮아졌고, 7∼8%에 달했던 토양의 유기물 함량도 3% 내외로 떨어져 작물생산의 기본이 되는 토양환경이 매우 악화된 것을 알 수 있다. 경사 밭에서 지속적이고 안정적인 농산물을 생산하기 위해서는 최우선적으로 토양유실 방지를 위한 토양보전 농업이 이루어져야 할 것이다.

피복용 녹비작물 도입의 필요성 

경사 밭의 토양유실을 줄일 수 있는 가장 좋은 방법은 쏟아지는 빗물에 토양을 노출시키지 않는 것이다. 농작물이 재배되지 않는 시기에 나지 상태로 있는 토양을 피복하면 토양침식의 주원인인 빗물, 바람 등의 직접적인 타격을 줄여서 토양유실을 막아준다. 식물체의 뿌리부분은 토양구조를 발달시켜 쏟아지는 빗물을 토양 속으로 스며들게 해 토양유실의 원인이 되는 흐르는 빗물의 양을 줄이고, 토양을 단단히 잡아줌으로써 토양을 온전히 보전할 수 있도록 해준다. 작물이 재배되지 않는 시기에 피복용 녹비작물 도입에 의한 토양관리는 경사 밭의 생산성을 유지하고 발전시키는 데 중요하다. 

피복용 녹비작물 도입효과 

가. 종류 

내한성을 고려해 우리나라 전역에 적응할 수 있는 피복용 녹비작물은 호밀, 헤어 리베치 등이 있다. 내한성이 강한 호밀은 작물 휴한기인 겨울철에 나지 상태의 토양을 피복시키는 효과가 매우 높다. 헤어리베치는 덩굴성으로 토양의 피복률을 높일 뿐만 아니라 콩과작물로 지하부의 뿌리혹박테리아가 공기 중 질소를 고정하는 역할을 해 지력증진에도 유용하다.

나. 토양보전 효과 

작물 수확 후 피복용 녹비작물을 파종하지 않을 경우 작물 수확 후 30일까지 토양 피복률이 17%로 매우 낮음을 알 수 있다(표 4-8). 이에 반해 헤어리베치는 54%, 호밀은 60%로 토양피복 효과가 매우 높다. 우리나라 기후 특성상 8월 하순에서 9월 중순까지 태풍을 동반한 집중폭우로 토양유실 위험이 매우 높음을 고려하면 피복 작물에 의한 토양보전 효과는 매우 클 것으로 판단된다. 

이듬해 4월 겨울을 넘긴 직후에도 피복용 녹비작물을 재배하지 않았을 경우 피복 률이 5%로 매우 낮다. 그러나 헤어리베치는 84%, 호밀은 74%로 피복효과가 매우 높은데, 나지 상태로 두는 것에 비해 토양유실을 56∼75% 줄일 수 있는 것으로 조사됐다. 

국립식량과학원에서 조사한 결과도 같은 경향이다. 무경운의 헤어리베치·화이트클로버 피복이 경운의 무피복 조건에 비해 96% 정도의 토양유실 감소 효과를 보 였다(표 4-9). 특히 무경운 재배 시에는 뿌리잔사 통로에 의한 모세관이 증가함으로써 근권으로 침투하는 빗물의 양을 증가시켜 토양유실의 원인이 되는 지표면으로 흐르는 빗물의 양을 감소시키고 결과적으로 토양유실을 크게 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 수원, 홍천, 대관령에서 조사한 바에 의하면 나지·경운에 비해 헤 어리베치를 피복했을 때는 95% 이상, 경운해 녹비로 이용할 때도 80% 정도의 토 양유실 억제효과가 있음을 알 수 있었다(표 4-10). 

다. 파종방법 

일반적으로 피복용 녹비작물의 파종방법은 2∼3회의 기계작업이 필요하다. 작물의 수확이 끝나면 1차 ‘밭 정지작업’, 2차 ‘종자 파종’, 3차 ‘종자 복토작업’이 이루어진다. 이러한 파종방법은 작업노력이 많이 소요될 뿐만 아니라 농기계의 연료비 증가 등 경영비를 증가시키는 문제점이 있다. 또한 종자의 복토가 균일하지 못할 경우 입모가 매우 불량해 토양피복 효과가 낮아진다. 보통 고랭지에서 이용하는 호밀과 헤어리베치 종자는 6㎝ 이상 깊이 묻히면 입모율이 떨어지는 것으로 조사됐다(표 4-11, 그림 4-8). 이에 반해 ‘부분경운 직파’는 파종장치가 부착된 ‘부분경운작업기’를 이용해 한번에 파종을 끝내는 방법이다. 줄 간격은 25㎝ 내외, 경운 폭은 10㎝, 경운 깊이는 복토 깊이에 맞게 4㎝ 이내로 조절할 수 있어 종자의 발아율도 높일 수 있다(표 4-12, 그림 4-9). 이 방법은 종자의 파종, 복토 작업이 한 번에 끝나기 때문에 기존 파종방법에 비해 작업노력을 57%, 농기계 연료비를 40% 줄일 수 있는 것으로 평가됐다. 특히 피복용 녹비작물이 파종되는 최소 부분만 경운돼 기존의 전면경운에 의한 파종방법보다 토양보전 효과도 매우 높은 것으로 평가됐다.

작물 생육기 중 이랑 사이에 미리 파종하는 방법도 토양을 보전하고, 기계작업을 줄일 수 있어 좋다. 피복용 녹비작물이 싹을 틔워 토양표면을 어느 정도 피복할 때 까지는 15∼30일 이상 소요된다. 이 시기에 많은 비가 쏟아질 경우 파종을 위한 기 계 작업 때문에 경사 밭의 토양유실 위험은 더 높아진다. 작물 수확시기가 너무 늦어져 파종시기를 놓치거나, 작업여건상 파종 자체를 할 수 없는 경우도 발생하는 데, 이때 작물생육 중 파종은 좋은 해결방안이 될 수 있다. 마지막 제초작업을 하 기 직전(보통 작물 수확 15∼20일 전) 이랑 사이에 피복용 녹비작물을 파종하면 작 물 수확과 동시에 토양을 피복시키는 효과가 있다. 이 같은 파종방법은 작물 수량 에는 영향을 미치지 않으면서 피복용 녹비작물의 파종시기도 앞당길 수 있고, 파 종 노력도 절감 할 수 있어 작업의 생력화 측면에서 유리하다. 작물 수확 직후부터 토양표면을 일찍 피복시킴으로써 토양보전 효과도 훨씬 높다. (표 4-13) 

(표 4-14)는 작물생육기에 피복용 녹비작물 파종에 의한 토양유실 경감효과를 보여준다. 고랭지 배추는 정식 후 30일에 헤어리베치를 파종할 경우 관행 대비 92%, 고랭지 무의 경우 파종 후 45일경 호밀을 파종해 초생 재배할 경우 관행 대비 93% 토양유실을 줄일 수 있었다. 이 같은 결과는 작물 수확 직후 토양표면을 조기에 피복시켜야 하는 당위성을 보여주는 것이다. 

작물생산의 기반이 되는 토양을 보전하지 않고는 대부분이 경사 밭인 우리나라의 밭 농업은 생산기반을 잃을 수밖에 없다. 농경지가 부족한 현실에서 경사 밭 토양 관리는 가장 절실한 사안이며 이는 피복용 녹비작물 도입으로 해결할 수 있다. 

라. 토양환원 효과 

작물 휴한기인 늦은 가을부터 이듬해 작물재배 전까지 호밀, 헤어리베치를 재배해 토양에 환원하면 양질의 유기물과 양분 공급효과가 높아진다. 재배한 피복용 녹비작물은 일반적으로 작물의 파종이나 정식 15일 전에 토양에 환원한다. 해발 800m에 위치한 대관령에서 작물재배 전인 6월 상순∼중순에 재배해 토양에 환원할 경우 생체량 기준으로 헤어리베치는 10a당 3,142㎏, 호밀은 2,752 ㎏의 녹비 생산성을 보였다(표 4-15). 이를 건물량으로 환산할 경우 헤어리베치는 494㎏, 호밀은 990㎏의 양질의 유기물 공급효과가 있는데, 작물이 재배되지 않는 시기에 피복용 녹비작물을 재배해 토양에 환원함으로써 토양비옥도 증진에도 유리함을 알 수 있다. 특히 콩과녹비작물인 헤어리베치는 식물체 중 양분함량은 높은 반면 C/N율은 낮아 토양에 환원하면 잘 분해돼 양분 공급효과가 매우 높다. 헤어리베치 양분함량 비율은 질소 4.2%, 인산 0.9%, 칼륨 2.3% 수준이다. 건물량 기준으로 10a당 494㎏이 토양에 환원될 경우 질소는 21㎏, 인산은 4.4㎏, 칼륨은 11.4 ㎏의 양분 공급효과가 있는 것으로 판단된다. 이 같은 양분공급량은 주요작물 표 준시비량의 30∼100% 수준으로 화학비료를 덜 쓰는 친환경농업 기술로도 적용 가능할 것이다. 

작물 휴한기에 재배한 헤어리베치와 호밀을 토양에 환원하고 고랭지 배추와 무를 재배할 경우 작물생산성과 양분공급량을 높이는 효과를 가진다(표 4-16). (표 4-17). 콩과 작물인 헤어리베치의 토양환원은 화학비료를 시용하지 않은 상태에서 양분공급 효과가 매우 높음을 알 수 있다. 고랭지 배추의 경우 화학비료를 전혀 시용하지 않고 재배하면 10a당 수량이 2,003㎏으로 아주 낮아진다. 

이에 반해 헤어리베치를 토양에 환원하고 배추를 재배하면 4,516㎏으로 2배 이상 높은 경향을 보인다. 이와 같은 결과는 헤어리베치 토양환원에 의한 양분 공급 효과로 질소 4.2㎏, 인산 1.5㎏, 칼륨 2.7㎏이 헤어리베치 토양환원에 따른 결과로 해 석된다. 그리고 무의 경우도 10a당 수량에 있어 관행에서는 4,512㎏으로 많이 떨어지나 헤어리베치 환원 시에는 11,511㎏으로 매우 높은 경향을 보인다. 특히 양 분흡수량에 있어 질소 8.6㎏, 인산 6.7㎏, 칼륨 10.9㎏이 헤어리베치의 토양환원에 의한 결과로 해석되는데, 화학비료 저감 친환경농산물 생산에 매유 유용할 것으로 판단된다.