스크랩 미생물의 농업 이용과 환경 보전-발효합성형 토양과 작물생산 3

[파이랑]

6. 잡초 대책

  (1) 휴면 종자를 발아, 고사시킨다

  자연 농법과 유기 농업에서 논 잡초 대책은 경영상 최대의 걸림돌이 되고 있다. 그러한 토양에 발효 합성형 미생물을 사용하면 잡초가 급격한 증가하는 예와 현저히 감소하는 예가 확인된다. 그 원인을 알아내기 위해 여러 가지 시험을 한 결과, 발효 합성형 미생물이 생성하는 다양한 유기산과 생리 활성 물질이 종자와 영양체의 휴면 타파와 발아 촉진에 관여하고 있는 것이 분명해 졌다(표 33).

구	상추					시금치
	발아율 (%)	솎음 수	잔존  개체수	초장 (cm)	중량 (g)	발아율 (%)	솎음 수	잔존  개체수	초장 (cm)	중량 (g)
무처리 처리구	10 81.5	0 105	10 46	12 22	21 130	25 59	0 29	2 14	11 16	3.5 20.0

<표 33> 고온시 발효 합성 미생물 처리가 채소의 발아 및 생육에 미치는 영향 (1985)

※ 7월 22일 파종, 8월 29일 조사, 하우스 주야 최고 43℃, 야온 최저 26℃.

※ 상추와 시금치는 일반적으로 고온이 되면 휴면하는 성질이 있으며, 특히 여름용 품종은 당년 채종한 종자를 사용하지 않고, 전년도 것을 사용한다.

※ 본 결과는 당년 채종한 종자를 처리하여 얻어진 것으로, 발효 합성 미생물의 발아 촉진 효과가 확인되며, 고온시에 생육 장해의 방지 효과도 현저하다.

※ 잡초 종자도 같은 경향을 나타내며, 그 발아 촉진 효과(휴면 타파 효과)를 잘 이용하는 것이 잡초 대책의 요점이다.

  우선 제 1단계로 발효 합성형 미생물에 의해 만들어진 유기산에 의해 종피가 연화되어 휴면 종자도 흡수하기 쉬운 상태가 된다. 또 동시에 미생물이 생성한 각종 생리 활성 물질도 흡수하기 쉬워진다. 그 때문에 그들 물질의 침투한 토층에는 깊이에 관계없이 종자의 휴면이 타파되게 된다. 이 경우의 특징은 산소의 유무에 관계없이 종자의 휴면이 타파되게 된다. 이 경우의 특징은 산소의 유무에 관계없이 휴면이 타파되기 때문에 깊은 토층의 휴면 종자도 활동을 시작하는데, 결과적으로는 산소 부족 때문에 고사한다는 점이다.

  이러한 성질을 이용하여 담수 처리, 긁어 주기, 중경 등의 조합에 의한 잡초 대책은 상당한 성과를 올리게 된다. 특히 논의 장기 담수 처리는 효과가 높아 제초제 이상의 효과가 인정되고 있다.

  담수하지 않은 논밭에서 발효 합성형 미생물을 처리한 효과는 이와 다르나, 보통 잡초 종자가 일제히 발아하여 잔디처럼 생기는 게 보통이다. 이 경우 고르게 난 상태에서 중경하면 큰 효과가 있다. 그 과정에서 특징적인 것은 발생 시기가 다른 잡초와 전에는 우점종이었으나 현재는 보이지 않는 잡초가 갑자기 눈에 띄는 현상이다.

  논 잡초의 종자는 긴 것은 5～10년이나 휴면하는 것도 있다. 제초제의 사용으로 전에는 우점종이었던 잡초가 모습을 감춘 예가 많은데, 그 중에는 상당한 세월이 경과해도 종자가 토양 깊숙히 휴면하고 있는 종자도 있다. 그러한 종자가 발효 합성형 미생물이 생성하는 유기산과 생리 활성 물질에 의해 장기간의 휴면이 타파되기 때문에 오랫동안 보이지 않던 잡초가 돌연 나타나는 것이다.

  일년생 잡초에 대해서는 이러한 설명으로 이해되며, 다년생 잡초도 확실히 감소하고 있고 특히 논에서는 봄～가을의 장기담수로 일년생, 다년생의 구별없이 완전히 없어진다. 다년생 잡초라고는 하지만 가을과 겨울에 휴면 능력을 잃은 것은 결국 일년생 잡초와 같다.

  (2) 고온기 잡초의 발효 분해

  또 고온기에 영양체의 생장이 왕성한 시기에 경운하여 발효 미생물과 함께 그 작용이 왕성해지도록 양질의 유기 비료를 시용하여 혐기 상태로 두면 잡초는 상처의 캘루스 형성이 저해되며 발효 분해가 촉진되게 된다.

  논과 같이 담수하여 혐기 상태로 할 수 있으면 지금까지 말한 바와 같이 잡초 대책은 단기간에 가능해진다. 이에 비해 통기성이 좋은 조건에서는 토양 중의 종자와 숙근초의 발아가 왕성해지기 때문에 처음에는 중경 회수를 증가시킬 필요가 있다. 토양의 발효 합성 능력이 강해짐에 따라 초종이 광엽의 연한 일년생 잡초로 바뀌어 손으로도 쉽게 뽑을 수 있게 된다.

  (3) 논에서 이용하는 방법

  <담수가 가능하여 뒷그루를 하지 않는 경우>

  수확물 이외의 것은 전부 토양으로 돌리고 발효 합성형 미생물을 중심으로 한 소정량의 미생물을 전면에 살포 경운한다. 심경할 필요는 없고 습전의 경우는 구덩이를 파는 정도면 된다. 그 후는 물을 얕게 유지하여 이앙 직전까지 방치한다. 보통은 이 정도의 처리로도 잡초는 거의 자취를 감추는데, 그래도 잡초가 나는 경우는 이앙 직전에 5cm 정도의 얕은 구덩이를 파면 그 후 재발이 크게 감소한다(그림 25).

  무경운 재배의 경우는 볏짚을 전면에 갈고 미생물을 처리한 후에 담수한다. 이앙할 때까지 특별히 손을 대지 않고 그대로 이앙한다. 이 방법은 무경운 제초로서 가장 안정된 효과가 있다.

  <소맥 등의 뒷그루를 심는 경우>

  전항과 마찬가지로 수확물 이외의 것을 미생물과 동시에 혼합한다. 7일 이상 경과한 후에 후작을 심는다. 후작 수확 후에도 같은 처리를 반복하고 얕게 물을 댄다. 그 후 잡초 종자가 나오는 시점(1～2주일)에 얕게 긁어 주고 심는다.

 < 자운영을 심은 경우>

  소정량의 2배 정도를 기준으로 미생물을 시용하여 토양 중에서 잘 혼합한다. 물을 얕게 대고 7～10일 후 긁어주고 심는다. 가스가 발생되는 경우는 물을 빼고 미생물을 다시 처리한다. 가스가 발생하지 않으면 다시 얕게 물을 댄다.

 <난지의 논>

  이앙 시기의 수온이 15℃ 이상이 되는 지역은 이앙 10～15일 전에 미생물 처리를 하고 경운한다. 그 후는 토양이 수면에 나오지 않는 범위로 얕게 물을 댄다. 이앙 직전에 얕게 긁어 준다 (5cm 이하).

 <지력이 낮은 논>

  지력이 낮은 논에서는 자운영 재배를 병용한다. 유기질량이 부족한 듯한 경우는 1톤 정도 가용한다. 그 외에 미생물이 작용을 활발하게 하기 위하여 쌀겨, 깻묵, 어박을 합계 60kg, 그 3배의 식물성 유기질을 혼용하여 혐기성 저온 발효시켜 동시에 시용한다. 미생물은 일반적인 사용량의 1.5～2배로 하고 전항까지의 요령으로 처리하여 토양의 비옥화를 촉진한다.

  (4) 밭에서 이용하는 방법

  하우스나 소규모 포장의 경우는 전항의 지력이 낮은 논과 같은 방법으로 발효 비료와 유기질을 혼합한다. 전잔 잔사는 병해충의 피해를 입은 것이라도 버리지 말고 표면에 깔고 갈아 엎도록 한다. 그 후에는 충분하게 관수하고 멀칭을 하여 수분이 과잉될 정도로 해 준다. 7～10일 이상 경과한 후에 정식한다.

  규모가 큰 포장에서는 잡초가 가장 번무한 시점에서 소정의 미생물양을 시용하여 충분히 혼합한다. 토양 수분이 적은 경우는 효과가 떨어지기 때문에 건조할 때는 살수해 준다. 잡초의 새싹이 일제히 발아한 시점에서 중경 형식으로 얕게 혼합한다.

  잡초 발생이 현저한 포장이나 숙근초가 많은 포장에서는 2회나 3회 처리한다. 미생물과 유기물의 처리 횟수가 많아질수록 토양의 개량 효과는 높아진다. 토양이 부풀기 때문에 무경운 재배도 용이해 진다. 이 경우도 숙근초는 근계가 통째로 뽑히기 때문에 잡초의 억제는 용이하고 몇 작기가 지나면 안정된다.

  싹이 나는 초기의 잡초 억제에는 쌀겨나 깻묵에 발효 미생물을 흡착시켜 생것 그대로 1평방미터 당 50g 정도 살포하고 발효열로 제초하는 방법도 효과적이다. 이 경우 양이 많으면 작물에 직접적인 해(뿌리 타는 현상)도 생기기 때문에 예비적으로 시용량과 효과의 관계를 확인할 필요가 있다.

  하우스의 태양열 소독을 하는 경우도 쌀겨와 깻묵에 발효 미생물을 흡착시켜 10아르 당 50～100kg 정도 시용하고 혼합한다. 태양의 고온과 발효열로 종자는 고사할 뿐 아니라 소독 효과도 현저하게 높아 일거 양득이다.

 7. 녹비의 효과적 이용

  녹비를 활용해 온 역사는 퇴비처럼 오래되었는데 경영 규모가 확대됨에 따라 그 가치가 높아지고 있으며 대규모 경영의 토양 보전 기술로서 필수 불가결한 것이 되고 있다.

  자연 농법과 유기 농업에서도 규모를 확대할 경우 녹비에 의존하지 않을 수 없는 측면이 있다. 또 토양을 발효 합성형으로 만들어 유기물을 유효하게 이용하며 생산을 증대시키고 지력을 보전, 증진하려고 하면 결국 녹비를 적극적으로 이용하는 방법을 연구할 필요가 있다.

  (1) 녹비는 단일 작물이 좋은가

  현재 녹비 이용이라고 하면 대부분 안일 작물 위주로 하고 있다. 솔고라면 모두 솔고를 심고 있으며 네마콜로리라면 모두 네마콜로리만을 심고 있다. 자연 생태계의 원리와 토양 미생물상의 다양화라는 면에서 생각해 보아도 단일주의는 문제가 있는 기술이라 할 수 있다.

  유기물은 완전히 무기화되어야 흡수된다는 생각에 기초하면 녹비 작물은 단일 작물이라도 되지만, 지금까지 말해온 유기 에너지의 순환을 전제로 하여 발효 합성형 미생물을 이용하는 경우 재료의 다양화는 매우 중요한 의미를 가지고 있다. 설령 발효 합성형 미생물을 사용하지 않아도 유기질이 다양하면 미생물상도 다양해지며 그 나름의 효과가 나타난다. 따라서 녹비 작물을 재배하는 경우 이 점에 특히 유의할 필요가 있다.

  녹비 작물을 다양화하는 경우 보통 화본과와 콩과를 혼파하고 있는데, 효과는 경우별로 다르다. 특히 토양이 메마른 경우는 실패하는 예가 많기 때문에 효과를 확실하게 하려면 그림 26처럼 줄뿌림으로 파종할 필요가 있다.

  같은 과에 속하는 것은 생장에 극단적인 차이가 없으면 상호 군락 형성으로 촉진하는 효과가 있다. 식물은 각각 특유한 근권 미생물상을 형성하는 능력이 있고 부수 군락으로 하면 할수록 그 상호 효과는 높아지게 된다.

  녹비 작물의 효과적인 혼파와 조식에 의한 다양화는 유기질의 다양화에 그치지 않고 토양 미생물상은 물론 근권 미생물상의 다양화와도 결부되어 있다. 퇴비를 만들기 위한 재료와 노력이 갈수록 어려워지고 있는 지금, 이러한 종합적인 녹비 응용으로 기술 수준을 높일 필요가 있다.

  (2) 녹비의 탄소율과 양

  토양을 항상 발효 합성형으로 관리할 경우는 미분해 유기물이 많을수록 다수확이 되는 것은 이미 말한 바와 같다. 그러한 경우 탄소율은 특별히 중요하지 않고 유기 탄소의 절대량이 문제가 된다. 즉 토양의 미생물상이 발효 합성형으로 되면 질소의 합성계도 관련되어 있어 특별히 많은 질소분을 필요로 하지 않는다.

  그러나 엽채류 등 수량과 품질에 질소가 주도적으로 관여하는 경우나 토양 개량의 초기에 비옥화를 급속히 촉진하는 경우는 탄소율이 낮은 것이 효과적이다.

  이에 비해서 종래의 유기물 시용에서는 탄소율이 높은 것은 질소 기아를 일으키고 또 다양한 생육 장해가 나타나기 때문에 경원시 되었다. 질소분이 많은 콩과나 화본과의 경우에도 탄소율이 낮은 출수 전후에 갈아엎는 것이 상식으로 되어 있다.

  이렇게 분해하기 쉬운 재료는 비료 효과는 높으나 토양 중의 부식의 증가로는 연결되지 않는 결점이 있다. 따라서 분해가 늦고 탄소율이 높은 재료도 반반 포함되어 있는 것이 바람직하고 왕겨, 톱밥, 바크 등의 입수가 용이하면 병용도 고려할 필요가 있다.

  녹비의 종류는 다종 다양하고 혼파와 조식(條植), 그리고 갈아엎는 시기에 따라 유기물의 질과 양을 조절할 수 있다. 그리고 연작 장해의 방지와 병해충 억제, 염류 집적의 방지 대책 등 다각적인 활용 실적도 있다.

  토양의 미생물 관리를 바람직한 상태로 유지할 수 있으면 양이 많을수록 품질과 수량으로 연결시키기도 쉽다. 자운영을 갈아엎는 예를 볼 것도 없이 10아르 당 3톤 이상이 되면 어떠한 장해가 발생하기 시작한다.

  장해의 발생은 토양의 수분 조건과 비옥도에 따라 다르다. 다습하고 비옥한 토양에서는 병원성, 또는 초기의 뿌리의 기능 장해(가스와 열에 의한)가 발생하기 쉬워진다. 발대로 토양이 건조하고 척박한 경우는 양호한 결과가 얻어지는데, 탄소율이 높은 것을 시용하면 질소 기아가 현저하게 조장되는 결점이 있다.

  녹비 이용의 결점은 밭 조건에 따라 역효과가 나기도 한다는 것이다. 갈아엎는 양은 물론 갈아엎고 나서 정식까지의 일수로 토질과 수분 및 기온 등에 따라 크게 좌우된다. 그 결과는 미숙 퇴비를 시용한 것과 같아지거나 타이밍을 다르게 하면 정식 초기 단계에서 전멸할 우려가 있는 예도 적지 않다.

  이러한 결점을 보충하고 녹비의 효과를 확실하게 높이기 위해서는 토양의 미생물상을 발효 합성형으로 관리하는 이외에 다른 방법은 없다. 단정적으로 말하자면 부패형 토양에서의 녹비의 시용은 부패균의 활동을 기하급수적으로 증폭하여 병원성을 강화하기 때문이다.

  (3) 녹비의 미생물 처리

  녹비의 최대 난점은 그 효과가 나타나는 시기와 파종, 정식의 시점을 판단하는 것이다. 일반적으로는 토양의 냄새에 따라 판단하는 쪽이 무난하다. 악취와 가스의 발생이 있는 동안은 정식을 억제하지 않으면 안되는데 안전한 상태로 되기까지의 판단 기준이 없어 실패하는 예도 적지 않다.

  유산이나 효소를 분비하고 유기물을 가용화하는 발효형 미생물 처리는 가스와 열의 발생을 억제하기 때문에 전면적으로 처리하면 갈아엎은 지 5～6일 후 정도에 정식이 가능해진다. 볏짚 등의 탄소율이 비교적 높은 것에서도 10～14일, 톱밥이나 왕겨에서는 20～25일 이면 충분하다.

  잡초 대책을 생각할 경우는 탄소율이 낮은 녹비(자운영이나 예취한 화본과 녹비 등) 3～4톤(10아르당 생초량)과 수확물 이외의 잔사도 넣고 발효 미생물을 처리하여 다습하게 한다. 4～5일이면 잡초 종자는 일제히 발아하여 강산 발효에 의해 고사하고, 숙근초도 상처 부위에서부터 발효하여 고사하기 때문에 잡초 억제를 겨냥한 녹비의 훌륭한 사용 방법으로 주목받고 있다.

  잡초 종자가 발아한 경우는 관리기로 가볍게 중경한 후에 파종 또는 정식한다. 엽채류나 목초 등 함수 탄소량이 지배적이지 않은 작물은 이 정도의 처리로 충분하지만 근채류나 과채류에서는 품질이 저하하는 경우가 있다.

  그 대책으로 광합성 세균을 중심으로 한 합성형 미생물을 가용하면 발효 처리의 부족을 보충할 수 있다. 설명의 편의상 녹비에 대한 미생물의 이용을 발효형과 합성형으로 나누었는데 실제로는 양자를 동시에 시용하는 것이 바람직하다. 또 연작 장해와 토양 협해충이 다발하고 있는 토양에서는 정균형의 미생물도 함께 시용하는 것이 보다 효과적이다.

 8. 무경운 재배

  (1) 대형 농기구를 이용한 경운의 자기 모순

  농경이라는 말이 암시하듯이 농업은 바로 가는 것이고, 경운이란 농업에서 필요 불가결한 조건이다. 농업 생산의 발전 역사는 농기구, 품종, 비료, 농약에 의해 지탱되고 있고, 특히 경운을 쉽게 하기 위한 각종 농기구의 발달은 원시적인 화전 농업으로부터 정착 농업으로의 대전환을 가능케 한 공적이 있다.

  경운이라는 것은 굳어진 토양을 부수어 토양의 통기성과 보수성을 개선함과 동시에 잡초와 병해충을 제거하고 정식과 관수 등의 각종 농작업을 보다 효율적으로 할 수 있게 하는 중요한 작업이다. 그러나 한편으로는 작업 효율의 추구로 인하여 기계가 대형화하고 그 대형화 때문에 생기는 경반의 발생은 더욱 대형의 심경 기계를 필요로 한다는 모순을 낳고 있다.

  (2) 무경운의 원리

  지금까지 말한 바와 같이 토양을 정균력이 있는 발효 합성형으로 만들면 생 유기물도 유기 에너지로 효율적으로 이용할 수 있으며 토양수가 정화되고 토양의 단립 형성도 촉진되기 때문에, 토양은 부드러워지고 투수성과 보수성도 개선되며 뿌리가 뻗는 범위도 현저히 확대되는 특징이 있다.

  유기물의 공급도 수확물 이외의 것을 환원하는 정도에서 현상 유지는 가능하지만 특별히 유효 미생물의 발달을 고려하는 경우는 이미 말한 바와 같이 깻묵이나 어분, 쌀겨 등의 양질 유기질 비료를 아주 많이 혼합하여 10아르 당 50～60kg 정도를 시용하면 좋고, 유기물의 확보와 시용이 걸림돌로 되는 일은 없다.

  또 그 유기물을 특별히 토양에 갈아엎을 필요는 없다. 증산 방지를 위하여 부초 대신 표면에 두거나 가볍게 관리기를 대는 정도면 된다. 이러한 미생물에 의한 토양 개량이 이루어지면 이루어질수록 경운은 불필요하다(그림 27).

  발효 및 합성형의 미생물을 병용하여 토양 미생물상을 개선한 경우에 가장 특징적으로 나타나는 토양 동물상의 변화로는 지렁이가 현저하게 증가한다. 지렁이는 옛날부터 토양의 건전도를 나타내는 대표적인 토양 동물이고 유기물이 가용화되는 상태가 되면 급격히 증식하는 성질이 있다.

  지렁이가 증가하기 때문에 두더지가 증가한다고 즐거워하는 과수 농가는 무경운 재배를 행하고 있는 경우가 많다. 두더지 구멍을 막으면 여기저기 파게 되고 그대로 두면 안정된 통기 배수관이 된다는 생각으로 두더지를 중경기 대신 사용하고 있는 예도 적지 않다. 역으로 두더지의 해를 호소하는 예도 있는데, 두더지 구멍에 어성초를 넣는 방법이나 풍차 등을 응용한 두더지 퇴치 등으로 대응이 상당한 수준 가능하다. 또 두더지는 부드러운 흙과 단단한 흙 사이를 통과하기 때문에 토양이 깊어지면 그 해가 표면화하는 일도 적어지게 된다.

  토양의 미생물상을 발효 합성형으로 바꾸고 수확물 이외의 유기물을 되돌리는 방법에 의해 토양의 동물상도 바람직한 상태로 변화하는 것은 토양의 능력을 보다 입체적으로 구축하는 중요한 인자이다. 이와 같이 생태적인 장점을 종합적으로 활용할 수 있게 되면 경운은 노력의 낭비일 뿐만 아니라 토양을 열악하게 하는 유해한 작업이 된다.

  그림 28의 오이와 오크라는 무경운의 3연작인데, 수량과 품질 모두 연작을 거듭함에 따라 증가 향상하고 있다. 이러한 예는 하우스 과채류는 물론 노지의 엽채류에서도 이루어지고 있고 실용 가치도 충분히 있다.

  (3) 무경운 재배의 순서

  현재의 농업 기술 체계는 경운을 필요로 하는 형태로 되어 있다. 따라서 그러한 형태를 그대로 두고 무경운 재배를 하면 1～2회는 성공할지 몰라도 환전 농업과 마찬가지로 수년 후에는 토양이 굳어져 경운하지 않을 수 없게 된다.

  무경운 재배를 하는 경우는 지금까지 말한 무경운으로 할 수 있는 근거를 충분히 살려서 그 나름의 대책을 강구할 필요가 있다. 여기서는 주로 밭에서 이용하는 실용적인 예를 설명하려 한다.

  우선 처음에는 앞서 말한 바와 같이 제초제와 경운기를 이용하여 잡초 대책과 심경을 하여 무경운 재배의 효과를 올리도록 하는 쪽이 무난하다. 그러한 기본적인 정비를 한 후에 정식과 수확에 편리하도록 이랑 만들기를 한다. 그 후 유기물, 앞서 말한 양질의 유기질 비료, 항생 물질 등을 분비하는 방선균을 위주로 하는 정균력 있는 미생물제, 호기 혐기 조건에서도 유산을 분비하는 발효력 있는 미생물제, 광합성 세균 등과 같은 합성력 있는 미생물제를 혼합하여 이랑의 중앙부에 5～10cm의 깊이로 매설되도록 시용한다.

  유기물의 양은 토양 조건에 따라 다른데, 일반 토양에서는 잡초와 전작의 잔사로는 500kg 이상 1톤 이하, 유기질 비료로는 50～100kg 정도이다. 지력이 낮은 토양에서는 약 2배를 기준으로 하는데 장기 재배의 경우는 관수를 충분히 하고 추가 시비 등도 고려할 필요가 있다.

  비료의 조절은 특별히 할 필요는 없으나 미생물의 활동을 활발하게 하여 생육을 촉진하는 경우는 약간 다습하게 관리한다. 추비가 필요한 경우는 시판 액비를 관수를 겸하여 1,000～2,000배로 시용하는 절충형과 유기 액비와 청초 액비, 발효 액비 등의 완전 유기형으로 나누어진다. 화학 비료 액비를 사용하는 경우는 기준치의 3분의 1에서 5분의 1정도가 허용 범위이다.

  수확까지의 과정에서 생기는 잡초와 마른 잎과 도장한 줄기 등은 밖으로 끌어내 앞서 말한 바와 같이 미생물 처리를 하여 차례로 발효 비료로 만든다. 수확 종료 후의 잔사도 마찬가지로 발효 처리를 하는데 유기질 비료를 5～10% 혼합하는 쪽이 보다 더 효과적이다.

  수확 후는 포장을 깨끗하게 정리한 후에 이랑 중앙에 발효 퇴비를 가볍게 매설하는 식으로 시용한다. 흩뿌리고 가볍게 갈아주어도 좋고, 상황에 따라 작업에 편리한 소형 농기계도 활용한다. 멀칭과 병용하는 경우는 멀칭을 걷고 발효 비료를 표면에 뿌려 주기만하면 된다. 퇴비 만들기가 어려우면 유기물을 모두 발효 액비로 만들어 멀칭으로 풀을 완전히 억제하면 영구히 무경운 할 수도 있다(그림 29). 곤란한 숙근초의 경우는 이미 말한 바와 같은 도포 처리로 대응한다.

  이러한 다양한 방법을 조합해서 사용함으로써 각각의 포장에서 나름대로 특징 있는 무경운 재배가 가능하다.

9. 육묘 기술

  (1) 육묘는 반농사라는 점의 재인식

  전부터 육묘의 중요성을 '육묘는 반농사"라는 말로 표현했다. 더구나 원예 작물의 경우는 '육묘는 7할 농사' 하고 할 정도로 육묘는 매우 중요하다. 최근에는 각종 농약이 발달하여 비교적 쉽게 육묘 하게 되었기 때문에 육묘가 갖는 의의가 점차 감소되고 있다. 이는 재배의 모든 면에서 마이너스 요인이 되고 있다.

  재배의 기본은 "적지 적작"이라는 대전제인데 사계절 변화가 뚜렷한 우리 나라에서는 지역이 달라도 장기 재배를 하는 경우는 반드시 적작이 아닌 시기를 만나게 된다. 육묘는 보통 각 작물이 적기가 되기 전, 즉 부적기에 시작하는 경우가 많다.

  유리한 시장 판매를 생각할 때 촉성 재배와 반촉성 재배를 불문하고 육묘기는 그 작물에 대해서는 아주 부적합한 생육 조건이 된다. 가지와 토마토, 피망, 수박을 비롯한 과채류의 고온기 육묘는 바이러스와 선충, 묘입고병, 기타 토양 전염성의 병에 가장 걸리기 쉽다.

  고랭지와 난지의 전진 출하에 의한 저온기의 육묘도 기본적으로는 같다. 저온 육묘에 의한 발육 불량은 물론 보온 자재로 인한 광 부족으로 일어나는 묘질의 연약화 등, 육묘기의 환경 악화는 보다 심해지고 있는 점을 특히 인식할 필요가 있다.

  육묘의 어려움과 중요성은 이러한 배경에 서 있는 것이다. 즉 생육 부적한 환경 조건 위에서 병해충 저항성이 매우 약한 유묘기가 중요하기 때문에 재배에서는 가장 어려운 시기인 것이다.

  육묘에 실패하면 아무 것도 안되므로 현재는 토양 소독과 종자 소독, 농약 살포 등에 의해 어떻게든 육묘가 이루어지고 있기 때문에 표면적으로는 묘농사가 반농사라는 의의도 빛을 잃어가고 있다. 그러나 묘 시기에 형성되는 각종 소질은 그 후의 생육과 수량 및 품질에 결정적인 영향력을 가지고 있고, 육묘기의 환경과 묘질의 문제를 다시 생각할 필요가 있다(그림 30).

  (2) 작물의 잠재 능력을 끌어내는 육묘

  작물의 일생을 생각할 때, 유묘기의 역할은 그 생애에 걸친 환경 적응성을 획득하는 것이다. 어렵게 표현하면 DNA(유전자)가 갖고 있는 잠재력의 적응 범위를 넓히는 시기이다. 생육의 적응력은 모두 DNA가 갖는 잠재력의 확대이고, 유묘기는 그 능력의 확대를 결정하는 시기이다.

  따라서 묘의 소질이 작물의 일생을 결정한다는 말은 매우 중요한 의미를 갖는 것이며 묘질의 차이를 후반의 재배 기술로 역전시키는 것은 특별한 경우를 제외하면 불가능하다. 부패형 토양에서는 병해충 저항력의 증강이 육묘의 가장 중요한 과제가 된다. 그러기 위해서는 토양 소독, 종자 소독을 필요 불가결한 조건이다. 묘질도 병해충의 침입에 대항하기 위하여 단단해질 필요가 있고 특히 발근부 주위를 빠르게 경화시킬 필요가 있다.

  그러기 위해서 온도 관리는 가능한 한 교차를 주고, 토양 수분은 가능한 한 건조시켜 병해충에 약한 제일차 발육상(종자근의 발생)을 강화하는 것이 건묘 육성의 핵심이다. 단근삽목 육묘가 병해에 강하다고 하는 것은 제 1차 발육상 즉 종자근을 잘라내어 병해에 강한 2차근에서 시작하기 때문이다.

  육묘에 실패한 예를 보면 그 대부분은 토양과 종자 소독이 철저하지 않거나 수분 과잉으로 연약해져 병원균의 침입이 용이해진 경우이다. 그래도 생육초기는 근권의 토양 조건이 양호하고 세포 분열도 왕성하기 때문에 입고성 병해를 제외하면 유해한 미생물에 대한 걱정없이 생육한다. 그 때문에 얼핏 보면 정상적으로 생육하고 있는 것으로 생각되지만 유해한 미생물도 착실히 증가하고 있다. 따라서 정식 후 시간이 지남에 따라 토양의 물리성 악화와 뿌리의 호흡량 증대, 착과에 의한 부담 증가 등의 겹치면 부패형 토양에서는 서서히 유해한 미생물이 우점하게 된다.

  특히 비료가 많은 부패형 토양에서는 흡비를 극력 억제하기 때문에 묘가 위축될 정도로 경화시킬 필요가 있다. 따라서 재배 중의 물 관리도 낮에는 가볍게 시들 정도로 건조시켜 병해를 억제할 필요가 있다.

  (3) 발효 합성형의 육묘 토양 만들기

  육묘의 중요성은 발효 합성형 토양에서도 같은데 가능성의 범위는 매우 폭넓다.

  육묘용의 토양을 항균력이 있는 방선균이나 사상균과 유해한 환원 물질을 먹이로 하는 광합성 세균, 발효력이 있는 효모와 유산을 생성하는 미생물로 정균 발효 합성 처리하면 토양 소독은 불필요하다. 즉 이러한 미생물과 함께 육묘 토양에 합계 2～3% 정도되는 양의 쌀겨, 어분, 깻묵 등 양질의 유기질 비료와 10% 정도 되는 중열(中熱)의 퇴비를 혼합하고 게껍질을 넣어 발효시키는 방법이다.

  뒤집는 기준은 표면에 하얀 균사가 보일 무렵이고 2회 정도 잘 뒤집어 준다. 암모니아 등의 악취가 없어지거나 향긋한 발효 냄새에서 약간 곰팡이 냄새가 있는 산 흙(山土) 냄새로 바뀌는 시점이다. 이러한 육묘 토양에 살균된 종자와 묘의 파종 또는 삽목을 하여 시들지 않을 범위에서 약간 건조하게 관리한다.

  정균력 있는 발효 합성형 토양에서는 병해충 발생이 아주 적다. 발생한다 해도 치명적이 아니다. 그러므로 접목할 필요가 전혀 없고 과수의 왜성 대목과 같은 특수한 경우를 제외하면 모두 자근으로 충분하다.

  극단적으로 말하면 식물의 운명은 어떠한 근권 미생물과 만나는가에 따라 결정된다. 따라서 발근과 동시에 정균 발효 합성형 미생물을 근권에 공생시키는 것이 최우선 사항이다. 그러한 생각에서 보면 토양 소독을 하여 무균 상태에서 육묘하는 것은 불필요한 것이다. 할수없이 토양 소독을 하는 경우는 앞서 말한 정균 발효 합성 미생물 처리로 만든 발효 비료를 1할 정도 혼용하면 소독 효과를 더 높일 수가 있다.

  자연 농법과 유기 농업에서는 약제에 의한 종묘의 소독도 금지하는 경우가 많다. 이럴 때는 종자를 적외선 등으로 건조 살균하거나 제오라이트나 목탄 등 정균력이 강한 이온 교환 물질과 함께 12～24시간 침지 처리를 하면 유해균을 억제할 수 있다(그림 31). 이렇게 한 후에 파종하면 발아도 촉진되고 도 약제 소독 이상의 효과가 있다.

  토마토와 국화는 물론 삽목과 접목에 사용하는 영양체도 젖은 제오라이트와 굵은 입자의 목탄 가운데 넣고 비닐 포대로 24시간 밀봉하면 바이러스 이외의 병원균을 모두 차단시킬 수 있다.

  (4) 채종, 채수 포장을 발효 합성형으로

  이마 말한 바와 같이 육묘는 식물이 갖는 환경 적응성의 폭을 확대하도록 프로그램하는 중요한 작업이다. 그러나 프로그램 기술이 아무리 뛰어나다 해도 그 식물에 그 잠재력이 없는 경우는 채종 또는 채수용 모목(母木)의 관리부터 다시 생각할 필요가 있다.

  그러기 위해서는 채종이나 채수하는 모목을 정균력 있는 발효 합성형 토양에서 재배하는 일부터 시작하지 않으면 안된다. 종자와 접수의 충실을 꾀하는 것은 물론 계대 재배를 계속함에 따라 DNA(주로 폴리진)의 적응 능력의 폭을 확대할 수 있다.

  부적합한 환경에 적응하는 능력을 가둬두고 있는 열쇠가 쉽게 열리는 것은 아니다. 이러한 경우 호적 조건에서 계대 재배하여 비로소 해소할 수 있으며 인자에 따라서는 3～5대나 걸리는 예도 있다. 이리하여 종래의 유전학으로 보면 틀린, 있을 수 없는 범위의 소질을 끌어 낼 수 있다.

  이 DNA의 다양성의 발현은 현재의 분자 생물학으로 보면 당연한 것인데 종래의 유전학의 원칙에 따르지 않기 때문에 무시되기 쉽다. 그러나 채종과 육묘에 있어서는 우량한 어버이를 우량한 환경에서 육성한다고 하는 고래의 가르침은 철칙으로 해야 할 것이다. 이러한 배려를 한 후에 발효 합성형 토양에서 육묘하면 설령 생육에 부적합한 조건이라 해도 묘질을 악화시키지 않고 본래의 가능성을 상당한 수준으로 끌어 낼 수가 있게 된다.

  고온기의 차광이나 저온기의 보온 등 상식적인 방법에서 당류와 아미노산, 미량요소제 등의 엽면 살포를 병용하면 종래의 육묘와는 상당히 다른 효과를 올릴 수 있게 된다. 난지성의 딸기는 저온 처리와 고산 육묘가 필요 없고, 토마토의 착화 절위를 위한 특수한 관리도 불필요해진다.

  장거리 경주에 비유하자면 묘의 소질은 기초 체력과 같은 것이다. 정식 후에 기초 체력을 기르고 나서 달리려고 하면 수량과 품질 향상에 적합한 기회를 낭비할 뿐 아니라 허들을 뛰어 넘은 다음에는 완전히 아웃이 된다.

  육묘는 그 작물이 갖는 환경 적응력을 프로그램하는 가장 중요한 기술이라는 것을 재인식하고 재배와 동등 또는 그 이상의 세말한 기술을 요하는 것임을 잊어서는 안된다.

  10. 한계 돌파 품종을 겨냥하여

  (1) 한계 돌파 품종의 출현

  품종의 특성에 대한 요구는 시대적인 배경에 따라 달라진다. 처음에는 다수성(多收性)에 역점을 두고 이 양적인 조건이 만족되면 질로 전환하게 된다. 일반적으로 양과 질은 상반된 것으로 다수성 품종은 다비가 전제되며 척박지에서도 잘 자라는 품종은 흡비력이 강하여 그 작물을 재배한 후에는 지력이 현저하게 저하하는 것이 보통이다.

  병해충 저항성이나 환경 적응성도 양, 질 모두 상반되는 것이 많고 품질과 수량 면에서 많은 모순을 가지고 있다. 육종 기술의 발달로 유전자의 모수가 높아짐에 따라 그러한 모순이 서서히 해결되기 시작하여 품종 개량도 새로운 단계에 들어서고 있다.

  박과와 가지과를 비롯하여 많은 작물에서 환경 적응성이 넓고 병해충에도 강하고, 품질이 좋고 수량도 많다고 하는 종래의 육종 상식을 넘는 한계 돌파(Break Through)적인 품종이 육성되고 있다.

  생물의 모든 성질은 DNA의 지령 수준에 따라 결정되는데, 이 한계 돌파 품종의 특징은 멘델의 법칙에 따르지 않는 자유도가 높은 폴리진(집적 유전자)을 특화한 것이다.

  간단히 말하면 병해에 강하고 품질이 좋은 계통과 병해에 강하고 수량도 많지만 품질이 나쁜 계통을 교배하여 병에 강하고 품질이 좋은 다수성 품종을 육성하는 경우이다. 이러한 성질은 염색체 레벨과 같이 3대 1로 분리하는 것이 아니라 양친의 성질을 양극에 가지고 그 중간에서 양자의 DNA 배열에 의해 다양한 성질을 갖는 잡종이 분포하게 된다.

  종자 번식을 전제로 하는 작물은 그 중에서 바람직하다고 생각되는 부분을 끄집어내서 선발을 거듭하고 순화하여 변이가 적어진 단계에서 신품종으로 등장하는 형태로 되어 있다. 과수와 같이 영양 번식 위주의 것은 일대 선발로 품종이 육성되는 예도 있는데 시간 및 면적상의 허용량이 키포인트가 되고 있다.

  잡종 강세의 원리를 활용한 일대 잡종의 이용은 종자 번식에서 육종의 기초가 되고 있으며 또 많은 유전자의 도입과 치환 기술이 보다 전문화되고 있으며 또 많은 유전자의 도입과 치환 기술이 보다 전문화되고 있기 때문에 초보자에 의한 육종은 곤란하다고 생각하는 경향도 적지 않다. 또 돌연변이의 선발이나 고차 배수체에서 종자가 얻어지지 않는 작물의 세포 변이를 탈분화하고 더 나아가 재분화시킴으로써 영양체 중에 섞여 있는 우량한 성질을 구별해 내서 육성하는 영양체의 육종은 새로운 육종법으로 주목되고 있다.

  이렇게 보면 육종의 기술은 DNA의 다양화와 그 선발인데 그 근거는 DNA가 생존 조건을 보다 명확하게 하기 위하여 환경과 각종 제한 조건에 대해 항상 다양화하려는 성질을 가지고 있다는 이유에 따른 것이다.

  한계 돌파의 품종은 DNA의 다양화가 적극적으로 이루어진 경우에 나타나는 것이 보통이다. 그 때문에 DNA 축적이 이루어진 작물은 동시성이 매우 높고 한계 돌파 품종의 하나만이라도 육성되면 그것을 계기로 유사한 품종의 출현하게 된다.

  (2) 품종의 한계 돌파 에너지

  한계 돌파 품종의 이론적인 정립은 아직 충분하지 않고 특히 생리적인 면에 대해서는 지금부터의 과제이기도 하다.

  생물의 모든 활동은 DNA의 지령에 의한 에너지 활동이다. 이 관점에서 생각하면 식물은 광합성으로 입력된 에너지가 기본이 되는데 그 양이 일정하고 외부로부터의 첨가가 없는 경우는 한정된 계의 활동이 된다.

  수량과 품질, 병해충 저항성과 환경 적응성은 관점을 바꾸면 모드 에너지의 변환이다. 따라서 입력된 에너지가 일정한 경우 어떠한 성질을 강조하면 다른 성질이 저하하게 된다. 그 때문에 시비 기술이나 호르몬 처리, 약제 살포, 기타 인위적인 방법으로 그 결점을 보완하고 있는 실정이다.

  바이러스 프리를 포함하여 한계 돌파의 품종에 대해서는 보완의 필요성이 낮다. 게다가 이러한 품종들은 병해충에도 강하고 고품질로 다수확된다는, 종래의 상식으로는 예상조차 못했던 새로운 전개를 보이고 있다. 그러한 것은 이론적으로 보면 지상부의 광합성 에너지만으로는 있을 수 없는 것이고 지상부의 광합성 이외의 계로부터의 에너지의 획득, 또는 에너지 손실을 크게 줄이는 기능이 작동하지 않는 한 불가능한 것이다.

  지금까지 말해 온 정균력 있는 발효 합성형 토양은 지상부의 광합성 이외의 에너지를 다량으로 입력하고 병해충을 억제하고 환경 적응성을 강화함으로써 생리적인 에너지 손실을 최소한으로 줄이는 작용이 있다.

  그 결과가 보통 품종을 이용한 무농약, 무화학 비료에서도 고품질 다수확이라는, 종래의 상식을 넘는 결과를 성립시키고 있다. 이러한 배경을 고려하면 한계 돌파 품종은 토양 미생물과의 공생 관계와 깊이 연관되어 있다고 할 수 있다.

  (3) 농가 육종의 진전

  토양을 인위적으로 발효 합성형으로 관리하는 것은 유기 에너지의 리사이클과 유효한 토양 미생물이 갖는 다양한 능력을 작물 생산에 활용하는 점에 있다. 그 때문에 많은 경우에서 지금까지의 농업 기술 체계와는 다르다.

  따라서 품종의 개념도 상당히 다르고 품종의 특성을 중심으로 그 장점을 살리고 단점을 보완할 수 있기 때문에 종래의 기준으로 보면 모든 품종의 한계 돌파적인 것이 된다.

  하지만 그것이 발효 합성형 토양에서는 품종의 개량이 불필요하다는 말은 아니다. 보통의 한계 돌파 품종을 발효 합성형 토양에서 재배하면 그 능력이 더욱 확대되며, 앞으로 더 발전시켜야 할 것이다.

  요는 토양의 미생물을 정균력 있는 발효 합성형으로 관리할 수 있으면 "품질은 좋으나 병해충에 약하다", "품질은 최상이나 수량이 적다" 등의 이유로 부상할 수 없었던 명품종의 부활된다는 것이다. 그 결과는 다양한 품종군을 비교적 쉽고 안정적으로 확대할 수 있고 귀중한 유전 자원을 재배를 통하여 유지하는데 직결되는 것이다.

  부패형 토양이 전제도 되어 왔던 지금까지의 육종에서 한계 돌파 품종이 출현하면 그 품종이 슈퍼스타로 되기 때문에 지방 품종이나 개개인이 보유하고 있던 품종의 모두 그 슈퍼스타로 치환되고 있다. 그 때문에 귀중한 다수의 유전 자원이 소실된 사례는 열거하기 어려울 정도로 많다.

  이러한 배경에서 많은 유전자원을 보존할 힘이 있는 사람만이 신품종을 육성할 수 있는 형태가 되고 초보자 육종은 점차 곤란한 것으로 되고 있다. 발효 합성형 토양 관리는 이 타개책으로도 효과적이라는 것은 말한 나위도 없다.

  이렇게 보면 품종 개량과 육종에는 전문적인 방법을 필요로 하는 부분과 우량 형질을 의식적으로 선발하는, 누구라도 참여할 수 있는 부분이 있다는 것이다. 특히 발효 합성형의 토양 관리를 하면 품종의 다양화가 용이하기 때문에 선발의 대상을 크게 확대할 수도 있다.

  돌연변이에 관해서는 모수의 크기와 기회적 요소가 중요하기 때문에 농가 포장에서 발견할 확률이 매우 높다. DNA는 항상 다양화의 방향으로 작용하고 있다. 그 때문에 설령 고정된 품종이라 해도 환경 조건에 따라 적지만 변동하고 있다. 그러한 자연계에서 진화의 과정에서 생기는 변화를 바람직한 방향성으로 선발하는 것은 품종의 개량과 육종에 있어 매우 중요한 것이다.

  농가 육종에 있어서도 변이를 발견하는 것에서부터 시작하는데 모목(母木)은 항상 뛰어난 소질을 갖는 것을 이용한다는 철칙을 지키는 것이 선결이다.

  (4) 종자는 수정시, 보존시에 능력을 바꾼다

  품종 보존에 있어서 종자의 의의는 그 뛰어난 형질을 후대로 전하는 것인데 개화에서 종자 성숙까지의 과정은 유전자가 가장 변화하기 쉬운 조건이다. 생물의 진화는 새로운 DNA의 획득과 다양화에 의해 지탱되고 있는데, 그 대부분의 기회는 수정 단계에서 발생한다.

  염색체의 작용에서도 명확하듯이 수정시와 마찬가지로 반수체로 된 경우, 매우 개방적으로 되고 다른 DNA를 끌어들이는 능력을 가지게 된다. 즉 유전자 치환의 기능을 확대하고 있는 데 있다. 다라서 병해충에 감염된 모목이나 생육이 불량한 모목은 마이너스 인자를 증폭할 가능성도 있어 주의를 요한다.

  종자는 그러한 과정을 거쳐 형성되기 때문에 건전한 것을 중심으로 많은 변이를 포함하고 있다. 종자의 조정에 있어서는 그 점을 충분히 배려할 필요가 있다. 또 다습과 고온, 화학 물질, 기타 조건에 따라 종자의 보존이 충분하지 않는 경우는 종자가 갖는 수많은 적응 능력이 소실되고 발아 초기부터 노화 현상을 나타내거나 이상한 현상이 다발하는 것이 관찰된다.

  겉으로 보기에는 활동하지 않는다 해도 그 존재 자체에 개체의 모든 정보를 농축한 것이 종자이다. 따라서 종자의 보존 중에 생기는 변이는 육묘 과정에서 생기는 묘질의 변이와 같은 수준의 것이다. 자가 채종에 있어서는 그러한 점까지도 유의하여 초기 단계에서의 잘못을 미연에 방지하는 것이 중요하다.

 11. 토양의 간이 진단법

  지금까지 발효 합성형 토양을 향한 토양 개량의 방법과 다양한 사례에 대해 말하였다. 그 목표하는 바는 환경 보전과 영속성을 전제로 하면서 낮은 비용으로 고품질 다수확을 노리는 매우 욕심이 많은 것이다.

  종래의 무농약 기술로 보면 이론과 방법론에서 큰 차이가 잇다. 그 때문에 개량의 성과 판정도 무기 분석으로는 인산이나 칼리, 칼슘, 마그네슘의 가용화가 눈에 띄는 정도이고 정확을 기하려는 경우는 미생물상의 검정이 필요하게 된다. 그러나 미생물상을 검정하려면 상당한 전문 지식과 기술이 필요하다. 본항에서는 초보자라도 가능한 토양의 진단법에 대해서 간략하게 설명하고자 한다.

  (1) 악취는 제악(諸惡)의 근원

  유기물의 분해 과정에서 이미 말한 바와 같이 발효의 계와 부패의 계가 있다. 발효의 계는 가용성의 유기물이 발효 미생물에 의해 가용화되어 유기물(유기 에너지) 상태로 뿌리로 흡수되는 특성이 있다. 동시에 발효균(주로 효모)이 만들어 내는 비타민류와 다양한 생리 활성 물질이 광합성을 촉진하거나 병해충 저항성을 강화하는 것은 물론 품질 향상에 직접적인 효과를 부여하는 이점도 함께 가지고 있다(그림 2).

  이에 비해 부패의 계에서는 질소와 탄소가 가스로 변하여 다량의 에너지가 식물에 재이용되지 않고 방충된다. 뿐만 아니라 부패성 미생물이 만들어 내는 많은 생리 저해물질에 의해 뿌리의 활력이 저하되고 광합성의 저하는 물론 다양한 생리 대사를 혼란시켜 병해충을 유발하는 등 악순환이 된다(그림 2).

  이 양자의 차이는 극단적인 것인데, 토양 중에서는 모두가 선이거나 악뿐이라는 한 쪽으로 치우친 것이 아니고 상대적인 역학 관계에서 성립하고 있다. 그 지표로 되는 것이 냄새이다.

  인간의 후각은 정밀도가 매우 높은 분석기이다. 검출 한계 이하인 미량의 것이라도 그 존재를 확인할 수가 있다. 후각은 생명의 안전을 지키기 위한 정밀한 센서이고 그 센서를 활용하면 토양 중의 미생물상을 상당히 정확하게 추정할 수도 있다.

  발효 비료나 퇴비를 만드는 경우 악취가 나면 부패이다. 토양의 경우도 예외는 아니며 논의 진흙이나 습한 중간층의 토양이 시궁창 냄새가 나는 경우는 완전한 부패형 토양이다.

  건조한 듯한 토양에서 판정이 곤란한 경우는 토양을 병에 넣고 충분히 습하게 하여 밀봉하고 30℃ 내외의 온도로 며칠 두면 그 토양 특유의 냄새가 나게 되고 색깔도 달라진다.

  그래도 판정할 수 없을 때는 그 병을 밀봉한 채 60℃ 내외로 가열한 후 냉각하여 확실하게 냄새나게 하면 초보자라도 쉽게 판정할 수 있다. 시간 여유가 있으면 채취한 토양에 깻묵이나 계분, 어분 어떤 것이라도 0.5～1% 정도 가하고 과습하게 하여 며칠간 방치한다. 어느 것이나 토양이 부패형인 경우는 아주 고약한 냄새가 난다.

  발효 합성형 토양의 경우는 며칠 내로 악취는 사라지는데 그 발효 합성 레벨이 높은 경우는 알콜이나 유산 등을 혼합한 것 같은 방향(芳香)이 난다. 그 외에 부패하기 쉬운 물질 등을 시용하여 거기서 나는 냄새를 지표로 하면 용이하게 식별할 수 있다.

  (2) 곰팡이와 버섯의 발생 모양으로 판정하는 방법

  발효 합성형 토양에서는 생 유기물을 갈아넣으면 전면에 하얀 곰팡이가 많이 생기고 방향(芳香)이 난다. 하얀 곰팡이라도 나쁜 곰팡이 냄새가 나는 경우는 백문우균(白紋羽菌)이나 기타 부패균류로 볼 수 있다. 부패형 토양의 경우는 검은 곰팡이나 회색 곰팡이가 중심이 되고 역겨운 곰팡이 냄새가 나며 다습하게 되면 더욱 악취의 정도가 심해진다.

  톱밥이나 나무 부스러기 등 난분해성 유기물을 시용한 경우 곰팡이가 조기에 다량으로 발생하는 토양은 대개 발효 합성형 토양이다. 버섯의 발생이 확인되지 않는 토양은 부패형으로 되어 있는 경우가 많고 질소 기아를 초래하거나 뿌리의 신장과 활력에 저해 작용을 나타내게 된다.

  (3) 토양에 적신 물의 투명도, 부패 양상으로 판별

  그림 32와 같이 깊은 통상(筒狀)의 용기에 흙을 넣고 며칠간 밀폐 방치한 후에 흙 위에 고인 물을 꺼내 유기 컵 등에 넣고 그 투명도를 확인한다. 먼지가 없고 투명도가 높은 흙일수록 발효 합성형 토양으로서의 레벨이 높고. 그에 비해 부패형 토양은 오염이 심해 차이는 확연히 보인다.

  그러한 토양 침출액을 장기간 방치하면 부패형 토양의 침출액은 서서히 악취가 나고 일반적으로 말하는 썩은 물이 된다. 이에 비해 발효 합성형 토양의 침출액은 시간이 지나면서 투명도가 증가하고 그 물에 유기물을 가해도 악취가 나지 않고 몇 일 이내로 탁한 현상이 사라지며 더욱 청정한 물이 된다. 즉 속칭 파이()화 현상(부패하지 않는 생수)을 나타내게 되며 그 물을 엽면 살포하면 병해충 예방 효과가 현저하게 강화된다.

  화 현상의 메카니즘 해명은 앞으로의 과제인데 광합성 세균에 의한 수소의 수수(授受)와 광합성 세균이 생성하는 유비퀴논에 의한 철염의 지질화(指質化)가 관여하고 있는 것으로 예측된다. 어쨌든 발효 합성형 토양의 특이한 성질을 이렇게 간단하게 확인할 수 있다는 것은 앞으로 토양 관리를 위해 매우 중요한 일이다.

  (4) 토양의 경도, 깊이

  토양의 발효 합성형으로 되면 이미 말한 바와 같이 단립의 형성이 촉진된다. 그 때문에 강우와 관수 시 표면으로부터의 흡수가 매우 완만해지며 큰비에도 물이 혼탁해지지 않고 숲속의 맑은 물처럼 된다.

  땅 속 깊이까지 단립 형성이 촉진되기 때문에 토양 전층(全層)의 투수성도 좋고, 전체적인 보수량(保水量)도 많아진다. 이러한 효과의 판정은 대나무나 철근을 꽂아 보는 것만으로 초보자도 쉽게 할 수 있다. 토양의 경도는 손가락을 찔러 넣어 보는 것만으로도 그 차이가 분명하기 때문인데, 토양의 심도도 매년 5～10cm 정도 깊어진다. 경반을 파쇄한 경우는 1m 이상 쉽게 들어가고 성토 부분에서는 2m이상 들어가는 예도 적지 않다.

  강우 후 도는 토양이 충분히 습해 있는 시점에서 대나무나 철근 등을 꽂아 넣어 그 개량의 진척 정도를 확인하는 것도 발효 합성형 토양 관리의 중요한 포인트이다. 흙이 굳어지면 부패형으로 역행한다 생각해도 좋다. 그림 33은 지표에서 40cm의 토양의 기상(氣相)이 4% 이하였던 중점토양이 발효 합성 미생물과 유기물을 시용하여 12% 이상으로 된 토양의 깊이별 미생물상이다.

  특징적인 것은 호기성균, 혐기성균을 막론하고 미생물의 총량이 증가하고 있는 점으로, 심층부에 있어서 호기성균(방선균군)의 분포이다. 지금까지의 미생물학의 상식으로 보면 혐기성균이 많으면 그 역의 성질을 갖는 호기성균의 밀도는 극단적으로 저하한다고 되어 있다. 그러나 그림 33의 결과는 종래의 상식을 뛰어넘는 것으로, 토양의 발효균과 합성균의 밀도가 높아지면 유효한 호기성 방선균군이 땅속 깊이까지 분포하는 것을 나타내는 예라 할 수 있다(그림 34).

  (5) 잡초와 지렁이

  토양이 단립화하기 때문에 화본과의 잡초는 서서히 감소하고 부드러운 광엽 잡초로 대체되게 된다. 빠른 경우는 반년 정도, 늦어도 1년 이내에는 초보자라도 확인할 수 있게 된다.

  처리가 곤란한 숙근초도 서서히 감소하는데, 흙이 단립화하고 부드러워져 있기 때문에 풀을 뽑으면 뿌리는 술술 잘 뽑히게 된다. 풀이 뽑히기 쉽게 될 무렵이면 지렁이가 눈에 띄기 시작하고 토양의 단립화는 급속하게 진전된다.

  이 단계에 들어가면 수확 잔사를 발효 비료와 혼합하여 표면에 가볍게 뿌리는 정도로 무경운 재배도 가능해진다. 지렁이가 솟아 나올 정도로 증가하면 생쓰레기는 물론 모든 유기물이 효율 좋게 이용되며 거의 안정된 미생물상을 형성하게 된다.

  (6) 인산의 효과가 나타나는 양상과 pH의 변화

  미생물에 의한 토양 개량의 메리트는 다양한 면에서 나타나는데, 발효 합성형 미생물의 존재는 토양의 가용성 인산을 가용화하는 특성이 있다(그림 35). 이 결과는 처리후 1작 종료 후의 것으로 경시적으로 증대하는 것도 확인되고 있다.

  무기적 측정으로 비교적 간단한 것은 pH를 경시적으로 측정해 보는 것이다. 발효합성형 미생물을 시용하면, 산성 토양에서 석회등의 알칼리 자재를 사용하지 않아도 pH는 서서히 상승하고 양질 발효 비료를 병용하면 몇 기작 후에는 pH 1～2 정도로 개량되었음을 확인할 수 있다.

  알칼리 토양은 중성에 가까운 성질이 있고 이온 치환 능력도 상당히 높아진다. 발효 합성형 미생물군으로 처리한 발효 비료는 일시적으로 pH가 8.5 이상이 되는 경우가 있다. 보통 자재라면 알칼리 장해의 위험이 있지만, 이 경우의 알칼리화는 이미 말한 바와 같이 광합성 세균에 의한 수소 이온의 소화(消化)에 의한 것으로 수산기가 이온화되기 어려운 상태로 되어 있다. 그러므로 발효 비료의 알칼리도가 높아지거나 그 알칼리 발효 비료를 시용하여 토양이 알칼리화하여도 장해가 발생하는 일은 없다.

  시간의 경과와 함께 일시적으로 상승한 pH도 서서히 저하하여 중성 부근에서 안정되게 된다. 이러한 발효 비료는 호산(好酸) 식물에 대해서도 아무런 지장도 없고 안심하고 사용할 수 있는데 요는 시용량을 너무 많지 않게 하는 것이다. 이처럼 토양 개량의 성과는 초보자도 쉽게 확인할 수 있다. 사람마다 나름의 토양 검정 방법을 생각해 보는 것도 재배의 여유로서 즐거운 일이다.

제 4 장 환경 보전을 위한 미생물 이용

  환경 보전의 책임은 파괴한 사람이 부담해야 한다는 기본 원칙이 철저하게 지켜지지 않는 한 지구의 오염이나 환경 파괴 문제를 근본적으로 해결하기 어렵다. 이는 사회 전체의 상대적인 코스트의 원칙이 성립하면 비교적 쉽게 해결될 수 있다. 그러나 농약과 화학 비료, 축산 폐기물, 농지의 표토 유실 등과 같이 필요악적 존재인 경우는 그렇게 변해야 할 새로운 자재와 기술 체계가 필요하게 된다.

  회수할 수 있는 오염 물질의 대책은 비교적 용이하지만 농약이나 하수, 축산 폐수 문제, 현탁화하여 유실되는 토양 입자 등 회수 불가능한 오염 대책은 곤란하기 이를 데 없다. 이러한 농업에서 유래하는 오염은 인구 증가와 함께 확대일로를 걸어 큰 사회 문제가 될 수 있다. 지금까지 말한 유용 미생물의 활용 기술은 재배의 측면에서 오염이 없는 농업을 상정한 것인데 본 장에서는 한 걸음 더 나아가 농업이 만들어 내는 오염과 환경 파괴 문제에 대해 미생물을 어떻게 응용할 수 있는가에 대해서 실례를 들어 설명하고자 한다.

1. 미생물에 의한 잔류 농약의 분해

  농약의 안전성에 대해서는 찬반 양론이 있는데 이미 말한 바와 같이 농약 없는 농업은 가능하다. 따라서 여기서는 살포된 농약을 분해하는 수법으로서의 미생물이 아니라 이미 농약에 오염된 토양에서 자연 농법이나 유기 농업을 시도하는 경우의 대책 기술로서의 미생물 이용에 관한 것이다.

  농약의 분해는 자외선이나 광에 의한 분해, 가수 분해에 의한 분해, 산화 환원, 축합, 탈염산, 탈탄산, 이성화 등의 복합된 형태로 행해지는 등 다종 다양하다. 지금까지 농약을 분해하는 미생물은 속명으로 보면 80종 이상이나 확인되고 있고, 그 반수 이상은 일반 토양 어디서나 발견되는 미생물이다.

  이러한 상황을 생각하면 농약의 분해는 살포량과 분해 시간의 상관 관계로서 파악되는데 미생물이 어떠한 조건에서 어떠한 속도로 농약을 분해하는가에 대해서는 분명하지 않다. 또 벤젠고리 염소의 수소 치환과 같이 특수한 조건에서 미생물의 직접적인 작용을 필요로 하는 것도 있다.

  미생물에 의한 원소 전환설은 아직 일반적으로 인정되고 있지는 않으나 간접적인 증명도 나오기 시작하고 있어 그러한 상상을 뛰어넘는 작용을 가진 미생물의 존재는 부정할 수 없는 것이다. 어쨌든 미생물의 직접적 또는 간접적인 작용이라 해도 그 근거가 되는 것은 미생물의 활동 조건이다.

  1985년 미국에서 성립된 유기농업법안의 구체적인 골자는 무농약, 무화학 비료 재배를 1년간 계속한 후에 잔류 농약이나 합성 비료가 안전 기준치를 하회한 경우에 비로소 유기 농산물로서 표시할 수가 있고, 30% 이상의 높은 가격으로 판매해도 좋다고 되어 있다.

  그 후의 경과를 보면 지금까지 화학 비료와 농약을 사용해 온 대 부분의 농지가 유기 재배를 시작한지 1년 이내에는 안전 기준을 하회하고 있어, 대부분의 농약은 사용하지 않으면 정화할 수 있다는 견해가 성립되고 있다. 이 경우에는 유기물을 시용하지 않은 토양에서는 일년 경과한 후에도 농약의 잔류가 확인된 예가 많아 미생물의 활동과 농약의 분해에 깊은 상관 관계가 있는 것이 확인되고 있다.

  그림 36은 광합성 세균, 유산균, 효모, 방선균 등을 복합 배양한 미생물을 골프장 잔디에 살포하여 잔디 폐수 중의 잔류 농약의 분해 속도를 본 것이다. 살포 후 30일에 검출 한계치 이하에 달하여 그 분해 속도를 매우 빨랐다. 어느 균이 어떻게 작용했는가에 대해서는 분명하지 않으나 다양한 미생물을 복합적으로 작용시킴으로써 잔류 농약이 빠르게 분해되는 것으로 생각된다.

  토양의 잔류 농약 분해에 대한 견해는 분석 한계치를 기준으로 하는 생각과 아무리 한계치 이하라 해도 안심할 수 없다는 엄격한 시각이 있다. 전자의 근거는 수돗물의 염소 살균의 레벨 이하라면 인체에 대한 해는 살균의 효용과 상쇄해도 되고 남는다는 기준에서 있고 후자는 아무리 미량이라 해도 발암성이 있는 것이나 복합 오염을 유발하는 물질은 반드시 마이너스를 만든다고 하는 입장에 서 있다.

  무농약에 철저하려면 이러한 논쟁도 쓸데 없는 것인데 이미 농약을 장기간 사용해 온 농지의 대책으로는 유기물을 시용하고 정균 발효 합성형 미생물군을 적극적으로 증식하는 노력이 가장 효과적이라는 것은 다시 말할 나위도 없다.

 2. 축산, 농산 가공 폐기물의 유효 이용

  (1) 농축산 폐기물의 오염 문제

  경영의 합리화에 의한 축산의 대형화, 단지화와 농수산 가공장 규모가 증대함에 따라 배출되는 폐기물은 예상외로 많아지고 있다. 악취는 물론이고 수질이나 토양 오염 등을 초래하여 큰 사회 문제가 되고 있다.

  어느 것이나 폐기물 처리비용이 높은데다 효과적인 재활용이 충분하게 이루어지지 않기 때문이다. 농지로 환원한다고 말은 하지만 현재와 같은 악취 나는 상태로는 하천이나 지하수의 오염에 결부되거나 농작물의 병해충 발생 원인이 되어 환경 오염을 확대할 뿐이다.

  우리나라에 수입되고 있는 식량이나 사료는 소비 에너지의 70%를 넘는 막대한 것이다. 그 폐기물에 포함된 총합계의 비료 성분은 우리 나라 농지를 충분히 비옥하게 할 정도의 양에 달한다. 따라서 그 폐기물이 지장 없이 농지로 환원될 수 있다면 화학 비료는 전혀 필요

없다고 할 수 있을 정도의 상황이다.

  그런데도 폐기물 처리라고 해서 이 막대한 에너지를 무기화하기 위해 막대한 시설과 에너지를 필요로 하는 것은 생자원(省資源)과 공해 대책이나 환경 보전의 입장에서 생각하면 자기 모순이 아닐 수 없다. 게다가 유기물의 무기화는 탄산가스와 탄화수소 등 지구 환원이 바람직한 모습이라는 것은 누구라도 이해할 수 있지만 현실 적으로 보면 악취는 물론 많은 오염 문제를 가지고 있다. 게다가 취급이 번잡하고 불결하기도 하여 경원시 되는 것도 무리는 아니다.

  (2) 미생물에 의한 유기 폐기물의 처리

  현재 광합성 세균에 의한 농산 가공장의 폐수 처리를 비롯하여 활성오니법, 이가철이나 유기 및 무기의 침강제나 유기산 등 무수한 배수 처리 기술이 있다. 어느 것이든 방류시의 BOD로 10ppm 이하가 되거나 염소 살균을 필요로 하지 않는 방법이라면 농업 용수로서 재이용할 수 있다. 이것은 소규모라면 실현 가능하지만 약간 규모가 커지면 종래 방법으로는 곤란하다.

  복수의 정균, 발효 합성형의 미생물로 사료 단계에서 처리하고 분뇨에 살포함과 동시에 원수조에 이르기까지 정기적으로 처리하면 많은 오염 물질이 무해한 가용성 물질로 바뀌고 식물에게 이롭게 이용될 수 있다.

  상등수는 축사 세척하는 물로 재이용하고, 고형물은 정균 발효 합성형 미생물을 재처리하여 양질의 발효 비료로 전환할 수 있다. 이러한 방법으로 부패 분해의 계를 발효 합성의 계로 전환시키면 악취도 없어 취급이 매우 쉬워진다.

  축산 및 농수산 폐기물의 농지 환원은 악취가 나지 않고 인간과 환경에 대해 무해하며 나아가 식물에 대해서도 유용한 형태로 처리하는 것이 선결 과제이다. 그러한 형태로 되어야 비로소 제 1차 산품 폐기물의 농지 환원 시스템의 성립이 가능하다.

  표 34의 수치는 오끼나와현의 양돈장에서의 성과이다. 그림37은 그 미생물 처리된 분뇨를 슬럿지 상태로 10아르당 48톤을 살포하고 경운한 후 무를 심은 결과이다. 파종에서 65일만에 약 1kg의 무우가 되어, 그 생육 속도가 대단히 경이적이다. 강남콩의 경우도 같은 성과가 확인되는데 3개월에 10아르 당 2.6톤에 달하여 보통의 2배 이상의 수량이 기록되고 있다.

  정균, 발효 합성형 미생물 복합 처리의 축산에서의 응용의 실용화는 86년부터 시작되어 현재는 오끼나와현 각지에 퍼져 있고 농지 환원과 관련되어 있는 축산 단지는 반수 이상에 달하고 있다. 그 중에는 저류조에서 직접 포장까지 배관하여 액비 대신 사용하고 있는 예도 있다. 대부분은 탱크에 흡입하여 기비와 동시에 시용하는 형태로 되어 있는데, 악취나 병해충 다발 등 종래 보였던 결점은 거의 해소되고 있다.

  고형물도 악취가 나지 않고 부숙시킬 필요도 없어 처리 후 5～7일 정도면 이용할 수 있기 때문에 퇴비사나 부숙을 위한 시설은 불필요하다. 그러한 배설물을 더욱 좋은 유기질 비료로 만들려고 하는 경우는 쌀겨나 석회, 과석이나 구아노 등을 합계 5% 정도 가하여 앞서 말한 미생물을 재처리하여 자연 건조시켜 발효 비료로 만들 수도 있다.  

	처리 전	처리 후	비 고
암모니아 황화수소 메틸메르캡탄용 트리메틸아민	2.1 1.720 0.014 0.031	0.06 N․D N․D N․D	방선균, 유산균, 효모, 광합성 세균의 복합배양 미생물을 사용 지속 효과는 15～30일

<표 34> 발효 합성형 미생물 처리에 의한 돈사의 악취제거 효과(단위:ppm) 

 ※ N․D : 검출되지 않음

   이미 말한 바와 같이 유기물을 발효 분해시켜 가용화하는 경우는 40℃ 이하의 저온 발효로 하는 쪽이 효과적이다. 잡초 종자는 40℃ 정도에서는 죽지 않는 것이 아닌가 하는 의문이 나오는데, 발효가 전체적으로 진행되면 종자도 동시에 발효하거나 또는 단기간에 강제적으로 발악 촉진되어 발효열로 고사하는 것이 보통이다. 그 때문에 종자에 의한 잡초의 재생은 거의 없어 안심하고 사용할 수 있게 된다.

3. 하수의 정화와 재이용

  (1) 하수 처리의 현상

  1990년 일본 총리부가 생활 공해로 여론 조사를 한 결과 그림 38에 나타난 바와 같이 국민의 40%가 주변의 하천과 바다 오염의 최대 원인은 가정에서 나오는 생활 폐수에 있다고 생각하고 있다. 거기에다 하수, 분뇨 처리를 포함하면 60% 이상의 수치가 되어 오수 처리의 문제는 수권(水圈)의 환경 대책에 불가결한 것이 되고 있다.

  골프장이나 농지에서의 비료 농약도 약 10%로 되어 있고 전에는 수질 오염의 주역으로 되었던 공장 폐수의 비율은 예상외로 적었다. 그 결과와 실제 수치의 관계에 대해서는 더 상세하게 연구할 필요가 있는데 현실적으로는 법적 규제가 약한 축산 분양의 비율은 벌칙 규정이 엄한 공장 폐수를 상회하고 있다.

  생활 폐수는 조리, 세탁, 목욕탕, 설거지가 주된 것인데, 오염물은 조리, 설거지가 중심이고, 그 양자는 세탁과 같이 변경의 여지가 없는 것으로 관점을 바꾸면 농업이 만들어 낸 오염이기도 하다.

  하수 처리의 방향은 하수도 정비에 의한 대형 집중 하수 처리 방식과 합병 정화조에 의한 개별 처리 방식으로 나누어지는데, 대형의 집중 처리 방식은 공사비를 물론 관리 유지비에 많은 경비가 들어 지방 재정에도 큰 압력이 되고 있다.

  거기에도 도시와 촌락 내의 중소 하천의 주된 수원으로 되어 있는 생활 폐수를 한꺼번에 모으기 때문에 하천은 단순한 배수구로 변하거나 친수성을 부여하려면 다시 새로운 부담이 필요한 상황이다.

  현재 서서히 증가하고 있는 합병 정화조는 대형 하수 방식의 결점을 보완하는 것으로서 양식있는 수단으로 평가된다. 그러나 어느 하수 처리나 폭기 방식에 의한 활성오니법이기 때문에 염소제의 사용이나 오니의 처리가 큰 문제되고 있다.

  하천이나 해양 오염의 경감에는 수중의 유기물이 오염원이 되지 않도록 처리할 뿐만 아니라 다양한 수서 생물에 이용되기 쉬운 상태로 하여 방류할 필요가 있다. 염소 살균은 대장균 등의 유해 미생물의 확대에 의한 수질 오염을 고려하여 행해지는데, 하천이나 해양의 방류구는 수중 사막과 같이 되어 있다. 그 문제를 해소하기 위해서는 활성오니법을 중심으로 한 현재의 하수 처리 기술은 한계가 있고 또 오니의 생성이 새로운 공해원으로 되고 있다.

  이러한 방식에서는 처리수의 재이용도 어렵고, 오니의 처리에 막대한 경비를 필요로 하는 악순환을 반복하게 된다. 오니의 퇴비화에는 비용적인 한계가 있고 또 유기 에너지 측면에서 보면 오니의 에너지 준위가 낮은 가스와 같은 것이다.

  또 무살균 방류를 생각하는 경우는 폭기의 레벨을 올리거나 오존의 흡입 등의 필요하며 어느 경우나 경비의 증대로 연결된다. 이러한 자기 모순을 해결하기 위해서는 활성오니법을 중심으로 한 종래의 하수 처리 기술을 근본부터 고칠 필요가 있다.

  (2) 미생물에 의한 하수처리 기술

  정균 발효 합성형 미생물은 이미 말한 바와 같이 그 상호 관계가 안정적으로 되면 유기물의 분해와 재이용의 과정에서 악취가 나는 일이 없고, 물을 오염하기는커녕 소질의 정화에 현저히 효과를 나타내게 된다.

  그림 39는 오끼나와현의 의 합병 정화조에서 시험한 결과이다. 상시 사용자 350명, 최고 시 500명, 유입에서 방출까지의 시간은 36시간이다. 또 청사 내에는 식당이 있고 세제, 식용 폐유도 모두 정화조로 유입되고 있어 일반 가정용의 확대형으로 되어 있다.

  원수조의 상등수의 pH는 8.1, SS(부유물)가 217ppm, BOD(생물학적 산소 요구량)가 1200ppm이었다. 그러한 폐수를 활성오니법에 의한 24시간 폭기에 의해 pH7.5, SS 20.5ppm, BOD 14.6ppm까지 낮춘 후,  염소 살균을 하여 방류하는 처리 방법이 사용되고 있다.

  방류시의 배출 규제치는 SS 50ppm, BOD 20ppm으로 되어 있고, 종래법으로도 상당한 정화 효과가 확인되고 있다. 이러한 상황의 하수 처리 시설에 약 70리터의 미생물 배양액을 주입한 결과는 그림 39와 표 35에 나타난 바와 같다. 전기료의 절약은 물론 기계의 상각비, 오니의 처리비가 현저히 경감된 것은 매우 획기적인데 거기에다가 수질의 정화가 현저히 개선된 점이다. 즉 SS가 5～6ppm, BOD가 3ppm이라는 수치는 사람이 마실 수 있는 소하천의 개울 정도의 수준이다.

  <표 35> 정균 발효 광합성 미생물에 의한 하수 처리 효과

                                             ( 오끼나와 구지까와시, 1989～1990)

항목	폭기시간	pH	방류조의 투시도	대장균	오니를 뽑아내는 회수/연
처리 전 처리 후	24 11	7.3 7.5	4 31	살균처리 30개/㎖  또는 불검출	12 1

  

  미생물의 처리는 초기 60일간에 3회로 나누어 실시했으며 그 후는 전혀 추가하지 않았는데 그 지속 효과는 매우 안정된 것으로 나타나 있다. 또 일반 가정용 합병 정화조에서도 마찬가지 시험을 하였는데 거의 유사한 결과가 얻어지고 있다.

  이러한 장기간의 시험 성과를 받아들여 에서는 하수의 재이용 및 하천 정화 등의 구체적 활동에 노력하고 있다. 그 가운데서도 공공 건축물에서 허드렛물과 살수로 이용하는 것은 91년 4월 개관하는 시립 도서관의 설계에 채용되고 그 다음의 중앙 공민관(公民館)도 같은 방식을 채용하는 것으로 되어 있고, 다른 시에도 파급되기 시작하고 있다.

  리조트 개발을 추진하는 오끼나와현에서 가장 걸림돌로 되고 있는 것은 물 문제이다. 맑은 날이 1개월만 계속되면 반드시 단수 이야기가 나오는 오끼나와에서 의 시험은 주목의 대상이 되고 있다. 하수의 수질이 좋고 악취도 없으며, 처리비용이 싸다면 허드렛물이나 농업에 재이용하는 것은 물론 하천과 호수의 수원으로서도 충분히 이용할 수 있는데, 의 성과는 그 기대에 충분히 대응할 만한 수준에 달하고 있다.

  어류에 대한 처리수의 영향에 대해서도 다방면으로 조사중인데 나쁜 보고는 전혀 없고 물고기가 늘었다, 병이 걸리지 않는다. 비대가 빠르다, 물이 깨끗하게 되어 고기가 새에게 습격당하기 쉬워졌다, 물을 갈 필요가 없어졌다 하는 결과들뿐이다. 중성 세제와 식용유의 분해도 합병 정화조라면 특별히 문제는 없고 현재의 물처리가 안고 있는 어려운 문제를 모두 해결한 것으로 나타났다. 문제는 그러한 기술을 어떻게 파급시키는가 하는 것이다.

  미생물의 응용은 하수의 종말 처리장이나 가정의 합병 정화조, 또는 배수관에 유입되기만 해도 효과가 있고 그 상등수가 유입된 하천도 정화되어 수권의 환경도 매우 바람직한 상태가 된다. 미생물의 처리는 그 효과가 안정되면 항상 사용할 필요도 없고 유입량이 특별히 많은 경우에 안전성을 고려하여 추가 시용하는 정도이며 종래의 하수처리 비용과 비교하면 무시할 수 있는 정도의 것이다.

  이러한 배경을 생각하면 현재의 대형 하수도는 도시의 밀집지나 집중적으로 배수를 필요로 하는 지역에 한정해야 할 것이고, 하천 유역, 특히 중소 하천 유역에 대해서는 유용 미생물에 의한 합병 처리 방식을 적극적으로 추진하여 처리수를 그 수원으로 하여 적극적으로 활용하는 것이 경제성, 환경 보전 면에서도 최상책이라 할 수 있다.

 4. 수질 정화

   수질 정화는 오염원의 유입을 근본적으로 제거하는 것이 된다. 그 기본적인 대응책은 이미 말한 바와 같은데 연못이나 호수, 양식장 등의 수질 오염 대책도 환경 보전상 중요한 과제이다. 하수 처리와 마찬가지로 정균 발효 합성형 미생물의 혼용 효과는 현저한데 표 36에 나타난 바와 같다. 처리 방법은 배양액을 수량의 1만 배가 되도록 가용하는 것뿐이다.

  처리 후 7～10일째가 되면 밑부분에 가라앉은 유기물이 떠올라 겉으로 보기에는 연못 전체가 갑자기 더러워지는데, 악취는 없어지고 상등수는 비교적 맑아진다. 그 후 조류의 발생이 일어나 물은 전체적으로 이끼 냄새가 나게 된다. 20일을 경과할 무렵부터 부유물은 급속하게 분해되어 조류도 구름 같은 블록 모양으로 되어 분해하기 시작한다.

<표 36> 정균 발효 광합성 미생물 처리에 의한 연못의 정화 효과

                       ( 오끼나와대학 농학부내 25m × 25m × 1m, 1990년 9～10월)

구별	BOD (ppm)	COD (ppm)	SS	Cl- (ppm)	탁도	일반세균수 (개)	pH
처리 전 처리 후 30일	18 5	35 4	35 4	30 8.0	8 2	54,780 490	7.1 6.3

30일 지나면 밑부분에 버려진 빈 캔이나 큰 쓰레기 등의 확실히 보이게 되며 얼핏 보면 마실 수 있는 상태로까지 맑아진다. 미생물의 지속 효과에 대해서는 더 검토중인데 개인 연못에서는 3년이나 경과하여도 그 정화 능력이 떨어지지 않는 실례가 다수 확인되고 있다.

  이러한 배경에서 앞서 말한 의 모든 초등학교에서 겨울 동안 풀장에 잉어, 치어를 넣어 급식의 잔반을 주었는데, 풀장 개시까지 25cm 내외로 성장하여 학교 전체에서 잉어 잡기를 즐긴 적이 있다.

  양어 기간 중의 물은 청정하고 전혀 오염되지 않았으며, 풀장 개시 직전에 청소를 하였는데 전에는 1주일이나 걸렸던 것이 테크 브러쉬만으로 오전 중에 끝난 쾌거가 있었다.

  이러한 시험을 하는 학교도 서서히 증가하고 있으며 더 나아가 지금까지 답습해 왔던 풀장 염소 살균을 그만 두고 미생물 처리 방식으로 전환하려는 구체적 검토가 행해지고 있다. 어느 것이나 안전성이 가장 기본이다. 지금까지 사용된 미생물군의 대부분이 식품 가공이나 의약 제조에도 이용되고 있었는데, 과거 8년간의 사례에서도 생각지 못한 사고는 전혀 없었다.

  뱀장어, 새우는 물론이고 양식의 세계가 항생 물질로 절이고 있다는 것은 널리 알려진 사실이다. 수조가 작은 양어장 실험에서는 물의 교체나 통기를 필요로 하지 않는 상황에 도달하고 있어 양식 분야에서 새로운 전개가 시작되고 있다. 양식의 경우는 물 처리만이 아니라 사료에 미생물을 처리하면 더욱 효과적이라는 것도 확인되고 있다.

  어쨌든 이러한 기술은 세상에 이제 나오기 시작했을 뿐인데 안전성에 관한 한 특별히 문제는 없고 다양한 응용의 가능성만이 남아 있다.

5. 토양 유실 대책

   표토의 유실은 무기 영양의 용탈, 지력의 저하는 물론 지하수의 보전에도 커다란 악영향을 미친다. 게다가 하천이나 해양의 오염과도 연결되어 있고 사막화와도 무관하지는 않다. 표토의 유출은 호우 등에 의해 노출된 토양 표면이 파쇄되어 표류수에 쓸려 내려가기 때문에 일어난다. 따라서 기본적인 대책은 토양 표면이 빗방울에 직접 닿지 않게 하는 것이고, 나아가서는 내리는 비가 땅속 깊이 침투하도록 하는 토양 구조를 만드는 데 있다.

  무경운 재배나 상시 식재 방식은 표토 유출에 대한 경종적인 수법이다. 한편 대형 농지 조성 공사나 도로 공사 등은 토사 유실에 의한 환경 오염의 큰 원이 되고 있다. 골프장의 조성도 그러한 예의 하나인데, 토양 표면을 보호하고 배수를 빠르게 하는 것만으로는 지하수원 고갈의 원인도 되고 직접 간접으로 많은 문제를 만들어 내고 있다.

  표토의 유실 방지는 이미 말한 바와 같이 비에 의한 흙 입자의 분산을 방지함과 동시에 빗물을 빠르게 토양 중에 침투시키는 데 핵심이 있다. 토양이 미생물상이 발효 합성형인 동안은 토양 입자가 안정된 내수성의 단립 구조로 되어 있기 때문에 표토의 유신은 매우 적다. 따라서 농지나 골프장 등은 잔사나 유기질 비료와 발효 합성형 미생물을 시용하여 토양을 발효 합성형으로 하는 것뿐이고, 그 후에는 상식적인 배수구나 사방의 연구를 하는 정도로 충분하다.

  문제는 조성 중인 농지, 골프장, 토목 공사 현장이다. 이러한 장소는 흙이 잘려진 채 안정되어 있지 않고, 침투력도 없어, 1시간 당 20mm 정도의 강우에는 토사가 유출되는 경우도 있다. 아스팔트 유제를 불어 흡착시키거나 하는 것도 조성지의 토사 유실 방지에 효과적이지만 비용이나 안정성, 나아가 긴급성에서 한계가 있다.

  내수성의 단립으로 가장 안정되어 있는 것은 흙 입자가 고분자의 산기(酸基)로 연결된 단립인데, 그 단립이 그물눈처럼 연결되어 있는 경우는 상당히 강한 호우에도 견딜 만큼 힘이 있다. 발효형 미생물은 유기질의 분해 과정에서 점질의 고분자나 단립을 연결하는 강한 균사체를 형성하는 능력이 뛰어나다. 영양 조건이 좋으면 24시간만에 상당한 균사를 형성하게 된다.

<표 37> 발효 합성형 미생물 처리 유기물의 살포에 의한 토양의 유실 방지 효과

우량/㏊  구별	10mm	20mm	40mm	80mm
무처리 반 EM퇴비 처리	0 0	40 0	1,006 0	- 20

                                                              (단위:g/㎡, 1987)

  ※ 처리 후 3일로부터 인공 강우로 연속 시험, 경사도 10도

<표 38> 발효 합성형 미생물 및 당밀, 유기 비료 병용 처리에 의한 토양 유실 방지 효과

구별	5일 후 (mg/ml)	비율(%)	10일 후 (mg/ml)	비율(%)	17일 후 (mg/ml)	비율(%)
무처리 처리구	53,500 288	100 0.5	11,300 318	100 2.8	22,600 693	100 3.1

                                                      (히가, 브란도 연구소, 1990)

  표 37의 결과는 쌀겨, 깻묵, 어분 등의 양질 유기질 비료를 혼합하여 발효 합성 타입의 미생물을 처리하여 40℃ 이하에서 며칠간 저온 발효시킨 것을 건조하여 1평방 미터당 50g을 살포하여 3일 후에 인공 강우로 연속적인 토사 유출 시험을 한 것이다.

  이 시험에서는 1시간에 80mm를 최고량으로 설정하여 처음 15분간에 10mm, 30분 후에는 20mm, 45분 후에는 40mm, 60분 후에는 80mm로 하여, 후반으로 가면 갈수록 부하가 배증되도록 실시되었다. 전반의 20mm까지는 처리, 무처리구 모두 유출량이 전혀 확인되지 않았으나, 40mm에서 무처리구는 다량의 토사가 유출되기 시작하여 80mm의 단계에서는 토사가 시험 용기의 밑에서부터 붕괴되기 시작하여 무처리구는 측정이 불가능하였다.

  표 38은 조성지의 절단면에서 실용 시험을 한 것이다. 이 경우는 공법을 더욱 간략화하여 1평방미터 당 쌀겨, 깻묵, 어분을 혼합한 것 200g과 당밀 및 배양 미생물을 500배로 묽게 하여 3살포했을 뿐이다. 살수량은 1시간 당 1,400mm로 상상도 못할 양인데 살포 후 17일 경과하여도 그 효과는 줄어들지 않는다.

  이 방식에 종자를 불어 붙이는 방법을 병용하면 5～7일에 발아하여 정착하기 때문에 실용적으로 충분히 견딜 만하다. 특히 농지나 골프장을 조성하는 경우에 이 방법을 택하면 토사의 유실 방지는 물론 토양의 개량도 동시에 행할 수 있는 이점이 있다.

  종합적인 입장에서 토양 보전을 생각하는 경우는 단순한 토목적인 방법만이 아니고 생물적 방법, 특히 녹화와 병용한 미생물의 응용까지 폭넓게 활용할 필요가 있다.

6. 생쓰레기 처리

  쓰레기 전쟁이라고 하듯이 쓰레기 처리는 바로 전쟁과 같은 상황이다. 쓰레기 처리도 버리는 쪽에 비용을 부담시킨다는 원칙을 도입하면 상당히 억제할 수가 있는데, 현실적으로는 쓰레기를 줄이는 방향과 생쓰레기를 유효하게 이용하는 방법으로 처리하는 길밖에 남아 있지 않다. 그렇게 하려면 상품 개발 단계에서 쓰레기로 된 경우를 상정하여 리사이클이 효율적으로 되도록 할 필요가 있으며 나아가서는 가정에서의 분리 처리를 더욱 엄격하게 하지 않으면 안된다.

  그 중에서 질적으로 가장 곤란한 것은 생쓰레기나 식용유 등 부엌에서 생기는 쓰레기이고, 그러한 쓰레기가 조금이라도 다른 쓰레기와 섞이면 악취는 물론 재생 처리에도 많은 어려운 문제가 생기게 된다. 생쓰레기 처리의 최대의 문제는 그 자체가 내뿜는 악취와 유해한 병해충의 발생원이 되는 점이며 또 매일 매일의 생활에서 반드시 그리고 쉴새없이 발생한다는 점이다.

  많은 생쓰레기는 농업이나 어업이 만들어 내는 것인 이상, 원칙적으로는 농지에 환원해야 할 것이다. 그러나 도시화가 진행된 상황에서 이러한 생각을 실행할 수 있는 지역은 극히 한정되어 있다.

  관점을 바꾸어 보면 생쓰레기는 곧 양질의 유기 비료이다. 다만 그것을 간단하게 이용할 수 있는 방법이 개발되어 있지 않는 한 근본적인 문제의 해결은 곤란하다. 발효 합성형 미생물을 이용한 생쓰레기 처리는 1985년부터 시작되어 부분적으로는 이미 실용화되고 있다. 아래에서 그 간략한 방법에 대해 설명하고자 한다.

  (1) 밀봉 처리법

  종균은 혐기 상태에서 유효 발효하는 유산균 그룹과 광합성 세균 및 항균력 있는 방선균이나 사상균을 사용하여 쌀겨와 깻묵, 게껍질, 어분 등에 가하여 40℃ 이내에서 3～4일 발효시키고 그 후 충분히 건조시켜 비닐 포대에 밀봉하여 보존한다.

  그렇게 만들어진 발효 비료를 1kg의 생쓰레기에 10～20g 정도 되게 뿌려(전체에 분산되도록 뿌린다) 비닐 포대에 넣고 밀봉한다. 다음날 생쓰레기도 마찬가지의 처리를 하고 같은 비닐 포대에 넣어 밀봉한다. 매일 같은 일을 반복하고 포대에 적당한 양의 생쓰레기가 가득 차면 밀봉한 채 방치한다. 가스로 포대가 크게 부푸는 경우는 2～3일에 한번 가스를 뽑아낸다. 2주일 경과하면 가스의 발생은 그치고 발효가 완료된다.

  이러한 방법으로 처리하면 생쓰레기는 처음부터 악취가 나지 않고 완성 시에는 향긋한 발효 비료가 된다. 사용하지 않는 경우는 그대로 밀봉하여 보존하는데 그 시점에서 충분히 건조시키면 다음 종균으로도 사용할 수 있게 된다. 생쓰레기의 종류는 물고기 뼈, 게껍질, 알껍질, 동물의 살과 뼈는 물론 부엌에서 나오는 것은 모두 가능하다. 악취가 나는 경우는 다시 종균을 가하여 밀봉하고 악취가 사라진 것을 가지고 사용한다.

  사용 방법은 퇴비의 사용 방법에 준해도 되는데, 심는 골의 밑부분에 깔고 그 위에 7～8cm 정도의 흙을 채워 심는다. 정원수의 경우는 군데군데 구덩이를 파서 매설하는 정도면 된다. 한군데에 대량으로 시용하여 뿌리에 직접 닿는 방법을 쓰지 않는 한 실패하는 일은 없다. 몇 주일 만에 토양은 보슬보슬해지고 지렁이도 늘고 물 빠짐이 좋아지며, 식물의 생육은 몰라볼 정도가 된다. 잡초와 낙엽도 동시에 집어넣거나 표면에 얇게 깔아 주어도 좋다.

  도시에서 정원이 없는 경우는 깊이 30cm, 폭 60cm의 약간 큰 상자를 준비하여 그 상자에 흙을 반 정도 넣고 나머지를 미생물 처리한 생쓰레기를 넣고 심는다. 그 후는 부분적으로 구멍을 뚫고 그 부분에 투입한다. 지렁이를 넣으면 유기물을 빨리 소화하기 때문에 의식적으로 지렁이를 투입하는 경우도 있다.

  종균을 만드는 것이 어려우면 시판하는 것이나 액상 미생물제(혐기성)를 사용하여도 상관없다.

  (2) 하수와 동시에 처리하는 방법

  합병 정화조가 있는 가정에서는 생쓰레기를 분쇄기에 넣어 정화조에 유입하고 발효 합성형 미생물을 투입하는 방법이 있다. 이 기술의 골자에 대해서는 하수 처리 항에서 미리 말했다. 지금까지는 생쓰레기를 쇄단하여 하수로 흘려 보내면 오니의 생성량이 많아지거나 통도관이 막히는 등의 어려운 문제를 가지고 있는데 기술한 바와 같이 미생물 처리로 이를 해소할 수 있다.

  사용 방법은 무척 간단하다. 500배 내외로 묽은 미생물 배양액을 부엌 배액구나 목욕탕에1～2주일에 1회 1～2 정도 흘려주는 것뿐이다. 원수조에는 처음 처리할 때 원액을 1000배가 되도록 가하고 월 1회씩 3번 정도 처리하면 미생물상은 안정된다. 그 후의 투입은 흘려 보내면서 배수관 세척을 겸하는 정도도 충분한 효과가 나타나며 최소 비용으로 처리가 가능해 진다.

  (3) 생쓰레기를 회수하는 방법

  흙에서 만들어진 것은 흙으로 되돌려 주는 것이 자연 순환의 가장 기본적인 것인데, 현재 심각한 문제로 되어 있는 수질 오염이나 생쓰레기 문제는 그 기본 이념에서 벗어난 혹이라고 해도 과언은 아니다.

  생쓰레기는 이미 말한 바와 같이 상당히 양질의 유기 비료원이다. 그 때문에 부패도 빠르고 며칠만에 매우 강한 악취가 나게 되고, 그 악취가 회수를 곤란하게 하는 큰 원인이 되고 있다. 악취 대책에 대해서는 앞서 말한 바와 같이 발효 합성형 복합 미생물을 처리하여 비닐 포대에 넣고 밀폐하는 방법을 사용하면 되고 회수에 있어서는 두꺼운 포대로 몇 번이라도 사용할 수 있는 것을 준비하면 자원 절약에도 효과적이다.

  혐기성 유용 미생물의 밀봉 처리는 장기간 보존하면 할수록 유기질 비료로서의 질이 좋아지기 때문에 이용 현장에서 보관해 두는 장소가 문제되지 않으며, 비바람에 쬐지 않아 2차 부패하는 일도 없다. 사용한 포대는 물로 씻기만 해도 깨끗해져 몇 번이라도 이용할 수가 있고, 요는 회수와 이용에 관한 시스템의 구축이다.

  회수 포대에는 생쓰레기만이 아니고 잡초와 낙엽, 초화 말라죽은 것, 기타 분해가 용이한 것이라면 무엇이라도 좋다. 생쓰레기나 하수와 같은 매일 만들어지는 오염을 시스템적으로 재순환시킬 수 있으면, "매일 발생하는 오염을 낮은 비용으로 농업 생산력을 증강하고 환경을 적극적으로 보존하는 힘"으로 전환시키는 것이 불가능하지 만은 않다.

7. 지구 환경의 유지

   오존충의 파괴, 탄산가스 증대에 따른 지구의 온난화, 산성비, 각종 배기 가스에 의한 대개의 오염 등은 이제는 지구 규모의 문제가 되어 국제적인 통일 과제로 되어 있다.

  현재 발생하고 있는 오염의 대부분은 석유와 석탄 등의 지하 자원 에너지를 대량으로 연소시키거나 분해 곤란한 물질로 변화시켜 방출한 결과 생긴 것이다. 이 오염의 처리는 발생원에서의 회수 및 재이용으로 끝나는데, 오염이라는 문제는 지구의 진화라는 입장에서 보면 분명히 퇴행 현상이다.

  석탄이나 석유의 소재가 된 원시 식물이 무성했던 시기의 지구는 기온은 현재보다도 3～4℃나 높고, 탄산가스 농도도 30～40배, 오존층도 충분히 발달하지 않아 지구 어디에나 탄화수소, 황화물, 염화물 등이 다량으로 존재하여 인간이 도저히 살 수 없는 상황이었다는 것은 상당히 정확하게 증명되고 있다. 이러한 상황은 현재 말하고 있는 공해와 비슷한데 지구 자체에 대해서는 전에 경험했던 것으로 아프지도 가렵지도 않은 문제이다.

  인류와 생물을 중심으로 지구의 환경 문제를 생각하는 경우, 모든 것이 유기적으로 밀접하게 연결되어 있다고 하는 원론적인 인식이 대전제가 된다. 그러기 위해서는 오염 요인을 만들지 않는 에너지원의 실용화와 오염의 철저한 회수 및 재이용, 생에너지 기술의 확립 등의 방향은 당연한 방침으로 되어 있다. 앞에서 말한 바와 같이 인간이 활동하면 할수록 직접적으로 회수할 수 없는 오염은 확대된다.

  이러한 오염 대책은 생물의 합성계에 의한 재고정 밖에 남아 있지 않으며 녹화 등도 하나의 방식이지만 도시화, 사막화, 화전 등 푸르름을 파괴하는 부하도 매우 큰 상태이다. 지구 환경 문제는 매우 심각하게 되어 있고, 유효한 대처 수단은 가능한 한 동시에 진행시킬 필요가 있다.

  농업은 생물 합성계에 의한 매일의 활동으로서 관리 방식에 따라 자연계 식물의 10배 이상이 되는 수준으로 합성할 수도 있다. 이미 말한 미생물의 응용은 탄산가스의 방출을 최소한으로 하는 유기 에너지의 재순환 시스템이 가능하고 생쓰레기와 하수, 가축 분뇨, 농수산 잔사 등 자연계에서 발생한 모든 유기물은 강력한 재생산재로서 이용할 수 있는 특성이 있다.

  그 주역은 광합성 세균이나 혐기성 유산균과 항균성 미생물이며, 그 대부분이 호기 상태로 되어 있는 이 지구에서는 주역의 시대가 끝난 미생물로서 인간의 관리 없이는 자연 발생적으로 단기간에 확대 증식할 수 없는 상황에 있다.

  활성오니법에 의한 하수 처리, 부숙을 전제로 한 퇴비 만들기나 축산 폐기물 처리의 대부분은 호기성균에 의한 처리가 중심이 되어 있다. 분해라는 입장에서 보면 이러한 방법도 효과적이지만 재이용의 입장에서 생각하면 효율이 매우 나쁘고 에너지의 낭비로 연결될 뿐 아니라 2차 오염을 만들어 내고 있는 것이다.

  농지의 황폐와 사막화, 화전 등은 토양이 갖는 힘의 저하가 원인이며 그 대책이 충분하면 문제의 해결은 비교적 용이하다. 지금까지 말해 온 일련의 미생물 기술은 이 문제를 해결할 수 있는 기본 조건을 가지고 있을 뿐이다.

  탄산가스 문제나 오존층 문제도 현재 전세계 농지의 생산력을 무 농약, 무화학 비료로 2배 이상 할 수 있으면 저절로 해소되는 수준의 것이다. 수질 오염의 문제에 대해서도 원수조에서 미생물 처리를 하여 방출하면 그 수계가 정화되는 성질이 있으므로, 매일 발생하는 오염 문제는 모두 미생물의 도움으로 해결할 수 있다. 그 열쇠는 오염물의 대부분이 유효 혐기성균이 좋아하는 것이고, 호기성균은 활용하기 어려운 상황에 있다는 것을 인식하는 것이 선결 문제라 할 수 있다.