7. 비료이야기 [총론 중 1~2]

[한두레]

7. 비료 이야기

한 중 열

 < 총 론 >

1. 비료의 정의와 분류

  가. 비료의 정의와 비료성분의 변화과정

  나. 비료의 분류[원료, 모양, 반응, 효과, 시비방법, 시비시기, 함유성분 및 배합]

2. 양분의 흡수원리와 시비량의 결정

  가. 무기질설과 최소양분율 나. 수확체감의 법칙 다. 시비량의 결정

3. 식물의 필수원소 [17종]

4. 양분의 식물체내에서의 이동성

  가. 이동성이 잘되는 원소(비료) 나. 이동하기 어려운 원소(비료)

5. 양분의 길항작용(antagonism)과 상승작용(synergism)

6. 토양의 성분(화학적 성분)

< 각 론 >

7. 주요 양분들의 작용

  가. 흡수형태와 함량과 주요작용 나. 작물별 원소 결핍 정도

  다. 작물의 필수요소별 결핍과 과잉증상 요약 라. 미량요소의 생리작용

1) 탄소(C. Carbon)    2) 수소(H. Hydrogen)    3) 산소(O. Oxygen)

4) 질소(N. Nitrogen) : 역할, 순환과 변동, 화학적 형태, 공정규격,

5) 인산(P2O5) : 형태와 변화, 특성, 결핍, 과잉(조락현상),

                        공정규격과 시비법(용성인비, 용과린, 과석, 중과석)

6) 칼륨(K. Potassium) = 칼리(K2O)          7) 칼슘(Ca. Calcium)

8) 마그네슘(Mg. Magnesium)                 9) 황(S. Sulfer)

10) 붕소(B)      11) 망간(Mn)      12) 규산(SiO2)       13) 철(Fe)

♠ 부산물자재의 성분비율

 <총론>

1. 비료의 정의와 분류

가. 비료의 정의와 비료성분의 변화과정

1) 비료의 정의

 * 비료란? 식물에게 양분을 공급하거나 식물재배를 위해 토양의 물리적, 화학적, 생물학적으로

   도움을 주기 위하여 투입하는 물질을 말한다.

 즉, 식물의 생육에 직⦁간접적으로 도움을 주는 물질이다.

2) 비료성분의 변화과정

 * 물리적 과정 : 용탈⦁세탈(유실)⦁휘산

 * 화학적 과정 : 산화⦁환원⦁흡착⦁가수분해⦁치환⦁용해

 * 생화학적 과정 : 미생물의 효소에 의한 산화⦁환원

 * 생물학적 과정 : 작물의 성장에서 수확까지 다양하게 변화하는 과정

나. 비료의 분류

1) 원료에 따른 분류

 * 동물성 : 축분, 도축장⦁수산공장 등의 부산물(육분, 골분, 어분 등)

 * 식물성 : 볏짚, 낙엽, 농사 부산물 등

 * 광물성 : 인광석, 카리광석, 석회석, 마그네슘광석 등

2) 모양에 따른 분류

 * 고체 : 대부분의 고체형태의 비료

 * 액체 : 수용성비료, 액체비료

 * 기체비료 : 광합성작용에 의한 탄소[C]비료=공기, 산소[O]비료

3) 반응에 따른 분류

♠ 비료의 화학적 반응과 생리적 반응
화학적 반응 : 비료 자체의 pH         /           생리적 반응 : 토양에 투입 후 변화된 pH
화학적 반응	비료 종류	생리적 반응
산성	과린산석회(과석), 중과린산석회(중과석)	⇘ 중성
중성	황산암모늄(유안), 염화암모늄(염안) 황산가리, 염화가리, 황산고토비료 질산암모늄(질안), 요소 질산나트륨(칠레초석)	⇗ 산성 ⇗ 산성 ⇒ 중성 ⇘ 알카리성
알카리성	석회질소, 용성인비, 토마스인비	⇒ 알카리성

4) 효과에 따른 분류

  * 속효성 : 유안, 요소 등 대부분의 화학비료

  * 완효성 : 유박, 깻묵류, 축분류

  * 지효성 : 퇴비류, 골분 등

5) 시비방법에 따른 분류

  * 토양시비 : 토양에 주는 비료(가능하면 흙 등으로 덮어주는 것이 좋다)

  * 관주용시비 : 비료(주로 수용성)를 물과 함께 주는 비료

  * 엽면시비 : 비료를 묽게 용해시켜 엽(잎)면에 뿌려준다.

♣ 엽면시비 : 잎은 수용성(유기물, 무기물)이면 모두 흡수할 수 있다.
① 저온기 시설재배에서 보조적인 시비방법으로 엽면시비를 실시한다. ② 토양이 지나치게 건조하거나 지온이 낮을 때. ③ 작물체가 연약하고 뿌리가 상해서 정상적인 양분의 흡수가 어려울 때 ④ 멀칭 등으로 시비가 어려울 때, 노력절감 효과. ⑤ 미량요소의 결핍이 예상되거나 결핍증상이 나타날 때. - 시설재배에서는 작물체가 연약하기 때문에 농도를 추천량보다 다소 낮게 조절하여 살포하는 것을 권장한다. - 피해가 없는 한도 내에서 농도가 높을수록 흡수가 빠르다. - 전착제를 사용하기도 한다. - 요소 : 약산성의 상태에서 흡수율 상승, 보르도액 등의 농약과 혼용가능
<엽면 살포제와 살포 농도>
구분	비료의 종류	농도 g / 20리터 당
질소	요소	생육기간 : 0.5%정도  과수수확 후 : 4~5%도 가능함
인산	제1인산칼리 or 제2인산칼리	0.5~1.0%	100~200g	0.5%는 20리터에 100g을 넣는다
칼리	황산칼리 or 제1인산칼리	0.5~1.0%	100~200g
칼슘	염화칼슘 또는 질산칼슘	0.3~0.5%	60~100g
마그네슘	황산마그네슘	2%정도	400g
붕소	붕사 또는 붕산	0.2~0.3%	40~60g
철	황산철	0.1~0.3%	20~60g
아연	황산아연	0.25~0.4%	50~80g

6) 시비시기에 따른 분류

* 밑거름(기비) : 봄에 농사 시작 전에 주는 기본 비료(퇴비, 복합비료 등)

* 웃거름(추비, 중거름) : 작물 성장 중에 작황에 맞춰 추가로 주는 비료,

주로 N, N-K비료, 미량요소, 결핍성분(칼리, 칼슘 마그네슘) 등

♣ 논에서의 웃거름 종류

* 분얼비(分蘖肥=새끼거름) : 이앙 후 2주차에 주는 웃거름(N비료)
* 이삭거름 : 유수형성기 이후(출수 20일전)에 주는 웃거름(N-K비료)
* 알거름 : 이삭이 나온 후 주는 웃거름 (N비료, 주로 모래 논에만 투여)

7) 함유성분 및 배합에 따른 분류

♠ 단비

* 질소(N) : 요소, 유안, 초안(질산암모늄), 칠레초석(질산나트륨), 질산석회
* 인 (P) : 용성인비, 용과린, 과석(과린산석회), 중과석 등
* 칼륨(K=칼리) : 염화칼륨, 황산칼륨, 황산카리고토, 초목회 등
* 칼슘(Ca=석회) : 탄산칼슘(농용석회), 고토석회, 생석회, 염화칼슘, 석고 등
* 마그네슘(Mg=고토) : 황산고토, 고토석회, 황산가리고토, 용성인비 등

♠ 복합비료의 종류

* 제1종 복합비료 : 무기질 3요소 중 2가지 이상을 함유하는 것
예) 18-18-18(수도묘판용), 21-17-17(수도기비용), 17-21-17(수도기비용) 등
성분의 합계가 20% 이상인 복합비료
* 제2종 복합비료 : 비료 3요소(N, P, K) 및 제1종 복합비료 중 두가지 이상
예) 12-16-4(산림용 고형복합), 8-14-12(콩 복합), 6-8-18(참깨용), 10-15-20(연초용),성분의 합계가 20%이상인 복합비료
* 제3종 복합비료 : 제2종 복합비료 + 유기질비료 중 각각 한가지 이상의 비료를 배합성분합계 12% 이상
* 제4종 복합비료 : 수용성, 비료3요소 중 2성분 이상의 합계량 10% 이상이고, 미량성분 2종 이상을 수용성으로 함유
* BB(Bulk Blending) 비료 : 토양검증 결과 시비처방서를 근거로
                    물리적으로 단순배합한 비료(최근에는 수요가 없음 / 다량 주문 때문 / 외국은 많음)

2. 양분의 흡수원리와 시비량의 결정

가. 무기질설과 최소양분율의 법칙<작물의 생육과 영양>

♠ 무기(광물)질설
* 리비히(Liebig : 1803~1873)가 주장한 이론으로 식물영양학의 시초임. * 식물은 광물로부터 영양을 얻게되며, 유기(부식)물은 양분의 직접보급원이 아니라 간접공급원, 무기태양분과 비료를 인정한 최초의 이론이 되었다.
♠ 최소양분율(Liebig)의 법칙	<작물생육에 필요한 제한인자>
- 1840년대에 발표 - 작물의 생산량은 가장 부족되는 무기성분량에 의해 지배된다는 이론 - 그 후 울니(wollny)는 "식물의 생산량은 그 생육에 필요한 여러 인자 중에 공급율이 가장 적은 제한인자 (= 광선, 온도, 수분, 양분)에 의하여 지배된다."는 학설로 발전.

나. 수확량 점(체)감의 법칙

  * 양분공급량에 대한 수량이 한계 이상 증가하면, 수량은 점차 줄어드는 현상

다. 시비량의 결정

  ① 경험에 의한 방법

  ② 생육상 관찰(잎색, 생장상태 등)에 의한 방법

  ③ 시비기준(적량시험, 흡수량 등)에 의한 방법

♥ 시비량 = (흡수한 양분 총량 - 양분의 천연공급량) ÷ 비료 이용비율

♠ 비료의 손실 요인

① 물에 의한 손실(관개수와 빗물 등)
② 토양 내에 성분에 의한 흡수⦁고정(토양 pH에 의한 용해도에 따른 이온화)
- 칼리의 고정, 산성토양에서 인(P)이 Fe, Al에 의한 흡착(=난용성인) 등
③ 질소의 탈질작용(과습상태)과 휘산작용(환경불량)
④ 미생물과의 양분 경합과 미생물의 섭취에 의한 고정 = 토양의 생물적 변화
⑤ 토양의 물리적⦁화학적 변화 등에 의한 손실과 공급(양면성이 있음)

* 작물별 표준시비량의 예시(농촌진흥청 자료), 비료사용처방서

3. 식물의 필수원소 [17종]

다량원소 (9종) 1,000ppm이상요구	기본원소	탄소(C), 수소(H), 산소(O)  식물건물의 96%
	질소(N), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 황(S)
미량원소 (8종) 100ppm미만요구	붕소(B), 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 염소(Cl), 니켈(Ni)
* 선택적 유용원소 : Si, Na, Co, Se (작목에 따라 필수원소처럼 사용됨) - Si는 필수원소에는 포함되지 않으나 벼(화본)과작물은 꼭 필요한 원소 * 비료의 3요소 : N, P, K, * 비료의 4요소 : N, P, K, + Ca * 비료의 5요소 : N, P, K, + Ca + Mg * 현재, 작물에서는 60여 가지의 원소가 발견되고 있다.
* 필수원소의 조건 ① 그 원소의 결핍으로 생장과정이 완성 못한다. (생리장애) ② 다른 원소로는 대체할 수 없다. (그 원소만의 특이한 성질) ③ 환경조건의 개선에 영향을 받지 않는다. (식물영양에 직접 관여)

4. 양분의 식물 체내에서의 이동성

가. 이동성이 잘되는 원소(비료)는 N, P, K, Mg, S 등

- 이와 같은 이동성의 난이도에 따라 이 양분의 결핍증세가 뚜렷이 나타나는데,

  이동성이 큰 양분이 결핍될 경우는 노화된 기관에 증세가 나타나므로 잎의 경우는 아랫잎에서 먼저 결핍증세가 나타난다.

- 즉, 질소, 인산 등은 아래잎부터 결핍증이 나타나는 경우가 많다.

- 질소과잉 : 잎색이 진하게 되며, 작물체 전체가 과다생육을 하게 되며,

- 질소 이외의 원소는 과잉증상의 경우는 생육이 과다하게 되지 않고 대부분이 생육장애 증상을 보인다.

- S(황)의 이동성은 작목과 환경에 따라 변화가 심한 편이다.

나. 이동하기 어려운 원소(비료)는 Ca, Fe, Si, Cu, Zn, Mo, Mn, B 등이다.

- 반대로 이동이 어려운 양분의 결핍증상은 주로 식물체의 상부(새순, 정아 등)의 왕성한 젊은 기관과 조직에서 나타난다.

- Ca, B, Fe의 결핍증상은 생장점이나 선단의 상위 잎부터 결핍증상이 나타난다.

- 좀 더 자세한 것은 뒤 각론 자료에서 참조