13편 - 좋은 퇴비는 반듯이 “퇴비(발효)화 과정”을 거쳐야 한다.

[한두레]

흙과 유기농업 이야기

한중열

13편 - 좋은 퇴비는 반듯이 “퇴비(발효)화 과정”을 거쳐야 한다.

1) 부식이란?

 숲과 같은 자연상태에서 토양에 쌓인 신선한 유기물은 여러 미생물과 뿌리의 분해작용을 받아 매우 미세하게 분해되어 ‘부식’이 된다.

 이 분해과정에서 유기물은 [-]음이온과 [+]양이온으로 나눠지는데, 이때 형성된 [-]음이온은 재결합되어 그림과 같이 토양교질물(콜로이드)이 되고, [+]양이온은 그 교질물 주변에 부착된 상태로 존재하다가 식물의 양분(비료)이 되기도 하며, 미생물의 먹이도 된다. 이러한 과정을 인위적으로 부숙시키는 작업이 ‘퇴비(발효)화 과정’이라고 한다.숲과 같은 자연상태에서 토양에 쌓인 신선한 유기물은 여러 미생물과 뿌리의 분해작용을 받아 매우 미세하게 분해되어 ‘부식’이 된다.

이렇게 발효된 부식은 암갈색~검은색을 띠면서 물리적, 화학적, 생물학적으로 좋은 기능을 발휘하게 되는 것이다. 부식의 주된 물질은 리그닌(목질) 단백질로서 토양유기물의 약 2/3(60~85%) 정도를 차지한다.

음(-)이온인 유기물은 여러개의 손이 있다. 그래서 양(+)이온인 양분을 그 손의 양만큼 붙들고 보관되다가 뿌리가 먹고 싶을 때 흡수한다.

2) 탄질율(C/N율)

미생물은 유기물을 분해하려면 활동할 수 있는 에너지가 필요하다. 그 에너지는 유기물을 분해하면서 공급을 받는데, 바로 그 에너지원은 유기물의 포도당이 생성될 때 햇빛에너지가 축적된 탄소[C]원이다.

또한 미생물은 증식(번식)하기 위해서 몸체가 불어나면서 대부분 이분법으로 나누어지는데 이때 필요한 것은 영양원인 질소[N]원이 되겠다.

그래서 미생물은 활동하고 증식하기 위해서는 C[탄소]와 N[질소]가 꼭 필요하며, 이것을 탄질율(C/N율 = C : N)이라 하고, 이 탄질율도 적정한 비율이 있어야만 한다.

가장 적정한 비율은 20 정도이며, C:N=20:1을 의미하고 질소는 1로 환산하고 생략하여 표시한다. 30이 넘으면 영양원인 N[질소]가 부족하여 번식이 느려지고, 10 미만이면 에너지원인 C[탄소]의 부족으로 활동이 더디게 된다.

그래서 미생물은 탄질율 10~30 정도일 때 가장 활발하게 활동하며 번식하게 되는데, 퇴비를 만들 때 퇴비의 재료마다 탄질율이 다르기 때문에 탄질율을 잘 맞춰주기 위해서는 재료들을 적절하게 배합하여야 한다.

♠ 탄질율(C/N율 = C : N의 비율)
- 미생물은 탄소(C)를 에너지원으로 활용, 질소(N)를 영양원으로 활용
- 유기물의 분해작용이 일단 평형상태(미생물의 몸체와 동일상태)가 되면,
   그 유기물의 탄질율(C/N율)은 8~10 : 1 정도가 된다.
- 탄질율(C/N율) 30 이상일 경우 ; 질소부족(질소기아) 현상 발생
- 탄질율(C/N율) 10~30 일 경우 ; 활발하게 발효가 이루어진다.
- 탄질율(C/N율) 10 이하일 경우 ; 휴면상태, 질소가 많은 편(화학비료 수준)

♠ 재료별 C/N율
톱밥(250~1,000:1), 볏짚(70:1), 옥수수(60:1), 밀짚(116:1), 쌀보리짚(166:1),
콩대(30:1), 녹비(20:1), 일반 퇴비(12:1), 크로바(12:1), 축분(8~12:1), 쌀겨(11:1),
채종박(6:1), 대두박(5:1), 면실박(6:1), 사상균(10:1), 방사선균(6:1), 세균(5:1)

3) 퇴비 재료 및 생산을 위한 환경조건(퇴비화 과정)은?

퇴비의 재료는 톱밥, 짚, 산야초, 낙엽, 해조류, 축분, 인분, 도축⦁수산부산물, 식품가공부산물 등이 있으며, 이것을 발효시키는 미생물은 세균, 방선균, 사상균, 조류, 담자균류가 있고 원생동물, 선충, 지렁이 등 다양한 종류의 생물들이 있다.

미생물은 번식하기에 적합한 좋은 환경인 수분, 양분, 온도, 산소, 산도, 시간 등이 적절할 때 유기물을 분해하면서 미생물은 점점 더 증식하는 것이다.

최적의 환경은 ①수분은 60~65% ②양분은 유기물의 탄질율 10~30 ③온도는 상온 중에 높으면 좋고, 발효 시에는 75도 이상도 올라간다. ④산소는 주로 호기성균이 관여하므로 산소 공급은 필수다. ⑤산도는 pH7 내외가 좋고 ⑥시간은 위에 5가지 상태의 조건이 최소 3개월 이상이 되어야 퇴비가 완성된다.

이 발효과정에서 고열로 인해 병원균과 벌레와 잡초의 종자는 모두 사멸하고, 유기합성물의 유해성분인 탄닌, 페놀, 암모니아, 항생물질 등이 분해⦁소실된다.

원료 배합

⇨

최초 퇴적

⇨

1차 뒤집기

⇨

2차 뒤집기

⇨

3차 뒤집기

⇨

후숙 (숙성)

⇨

보관사용

C/N율에 맞게

수분 함량 60~ 65%

65~75°C에서 뒤집는다(감열) ⇨ 퇴비더미 속은 산소부족으로 호기성발효를 위해 뒤집어 준다. ⇨ 이때 고온성 미생물이 활동하며, 그로 인해 병원균과 해충(벌레류), 잡초씨앗까지 사멸된다.

미생물 번식

수분 50%

원료 배합

발열과정

감열과 발열과정의 반복

숙성과정

4) 퇴비재료별 부식 비율과 내구력 땅심 살리는 퇴비 만들기(석종욱)

재료	부식율(%)	내구력		재료	부식율(%)	내구력
볏짚	10.8	6개월이내		채종대	15.4	1년 이내
왕겨	12.8	6개월이내		청초⦁낙엽	15.8	1년 이내
보릿짚	13.2	6개월이내		갈대	20.0	2년 이내
유채대	15.4	1년 이내		톱밥	48.5	5년 이상

위 도표와 같이 가장 오래 내구력이 있는 재료는 톱밥이다. 리그닌(목질) 성분이 제일 많기 때문이며, 퇴비의 재료로서는 가장 좋다고 볼 수 있고, 이런 부식이 지력인 통기성, 보수력, 보비력을 높여주는 원동력이라 할 수 있다.

5) 좋은 퇴비를 검사하는 방법

발효가 잘된 좋은 퇴비를 검사하는 방법은 아래의 3가지 방법이 있다.

① 화학적 방법 : 실험실에서만 가능 - 탄소와 질소를 분석하는 방법이다.

② 생물학적 방법

- 지렁이 : 유해물질(탄닌, 페놀류, 암모니아)로 지렁이가 죽거나 도망간다.

- 종자(오이, 배추)발아 시험 : 유해물질로 싹이 나오다 죽거나 삐뚤어진다.

- 또한 퇴비에서 파종한 종자 외에 다른 풀(잡초)이 발아되면 불량 퇴비다.

③ 관능적 방법

	완숙퇴비	미숙퇴비
형태	부숙이 잘되면 재료 확인이 어렵다.	원료가 확인이 된다.
색	검은색	본래 원료의 색~갈색
냄새	악취가 없는 퇴비 고유의 냄새	냄새가 심하다.
촉감	곱고, 부드럽다	거칠다.
수분	발효 시에는 60~65%가 적합하고, 보관 및 사용 시에는 50%가 적합

다음은 “친환경(유기)농업을 하기 위한 기본적인 여건과 방안”에 대한 설명이다.