식물비료의 불용화와 가용화의 원리 쉽게 이해하기

토양에 넣어준 비료 중에는 불용성인 상태여서 식물이 이용하지 못하고 토양에 쌓여서 염류집적의 문제로 이어지는 경우도 많습니다. 식물 비료의 불용화와 가용화의 원리를 잘 이해하면 염류집적의 문제도 쉽게 해결할 수가 있으므로 오늘은 식물 비료의 가용화의 원리를 설명해 보려 합니다.  13가지 식물이 필요로 하는 무기 영양분 중에 12가지는 토양에 포함되어 있고 질소만 대기 중에 기체로 존재하고 있습니다.  질소를 제외한 토양속 무기 영양분은 대부분 불용태의 형태로 존재하지만 식물의 뿌리는 이런 불용태의 무기물을 수용성으로 바꾸는 능력을 가지고 있습니다.  불용태란 고체의 형태를 띠면서 물에는 녹지 않는 상태를 말합니다. 식물이 이용할 수 있는 형태는 물에 녹으면서 이온화되어 전기를 띠는 수용성입니다.  이 원리를 이해하려면 먼저 특정 성분에 대한 화학식을 알면 이해가 아주 쉽습니다. 탄산칼슘은 이산화탄소와 칼슘이 결합된 상태(CaCO3)여서 식물이 이용하질 못합니다.  이렇게 불용성 칼슘을 식물에게 공급하면 바로 이용하지 못하여 계속 남아있게 되는데 특히 어린 묘일 경우  토양속에 칼슘이 충분히 있어도 이용을 못 하게 되는 문제가 발생합니다.  식물이 바로 이용하게 하려면 이 칼슘에 붙어 있는 이산화탄소를 강제로 떼어주면 수용성 칼슘으로 변하여 식물이 바로 이용할 수 있게 되는 것입니다.  계란껍질이나 패화석, 석회석과 같은 탄산칼슘에서 이산화탄소를 떼어 내는 가장 쉬운 방법은 고온(1,000~1,200℃)에서 연소시키면 이산화탄소가 떨어져 나가고 산소가 붙어 산화칼슘(CaO)이 됩니다.  이 산화칼슘은 물에 녹아 식물이 흡수할 수 있지만 강한 알칼리이기 때문에 산성 물질을 섞어 중화시키면 식물이 바로 흡수할 수 있는 수용성 칼슘이 됩니다.  문제는 산소가 풍부한 자연상태에서는 언제든 원래의 탄산칼슘으로 되돌아가버리는 것입니다.  생석회나 소석회를 물에 풀어 석회수를 만들어 놓은 뒤 며칠이 지나면 탄산칼슘막이 생깁니다. 산소가 닿는 표면에 소석회가 탄산칼슘으로 되돌아가 버린 것입니다.  생석회나 소석회를 사용 후 방치해 두면 굳어지면서 탄산칼슘으로 되돌아가 버립니다.  토양속 식물의 뿌리 근권에는 항상 이런 변화가 쉴 새 없이 반복해서 일어납니다. 또 하나 쉬운 방법은 탄산칼슘을 식초나 구연산에 넣어 이산화탄소를 떼어내고 유기산 칼슘으로 만드는 것입니다.  식물의 영양분은 이산화탄소와 결합했다가 떨어지기를 반복하면서 불용태에서 수용태로 변하여 식물에게 이용이 되는 것입니다.  유기물 속에는 아주 적은 무기 영양분이 들어있습니다. 식물의 16대 원소가 복잡하게 결합하여 탄수화물의 형태로 섞여 있어 미생물에 의한 발효를 통해 이렇게 수용태로 변해야 식물에게 이용이 가능해집니다.  산림 속 식물들은 토양을 갈지 않고 유기물로 덮여있어 보습 능력도 뛰어나고 수많은 미생물과 빽빽이 얽힌 뿌리들이 유기산을 만들어 토양속 불용태의 영양분을 쉽게 가용화시켜 이용할 수 있습니다.  이런 원리로 산림 속 무수한 식물들은 비료 한 톨 없이도 건강하게 자라는 것입니다.  하지만 인위적으로 조성한 토양에서는 이런 불용태의 영양분을 가용화시키기가 쉽질 않아 영양분의 부족과 특정 성분의 집적 문제가 항상 뒤따르게 되는 것입니다.  가장 쉬운 방법은 이 원리를 적용하여 미리 가용화시킨 무기영양분을 물에 녹여 식물에게 주는 것입니다. 현대의 농업이론은 탄산칼슘(CaCO3)은 이로운 물질로 분류를 하지만 질산칼슘은 해로운 화학비료로 구분을 짓습니다. 질산칼슘의 화학식을 보면 Ca(NO3)2으로 칼슘과 질소. 산소만 붙어 있고 해로운 물질은 하나도 섞여 있질 않습니다.  오히려 탄산칼슘보다 식물을 더 잘 키우면서도 환경친화적인 최고의 식물 영양분인 것을 알 수 있습니다.  이렇게 잘못된 기준에 바탕을 두었기 때문에 현대의 농업이론은 한없이 복잡하기만 하고 어려워 이해가 안 되는 것입니다.  자연에서 이루어지는 가용화의 원리를 적용하여 만든 가용성 식물 비료가 바로 수용성 비료입니다. 수용성 비료를 좀 더 정확하게 표현하면 무기 이온 비료라고 부를 수 있습니다.  동물이나 식물이 최종적으로 흡수할 수 있는 무기 영양분의 형태는 무기 이온의 형태입니다. 사람도 유기물을 섭취하지만 위산과 효소로 분해시켜 무기 영양분으로 바꾸어 흡수를 하고 식물도 마찬가지입니다. 양전기를 띠는 양이온 한 개와 음전기를 띠는 음이온 한 개가 물속에서는 떨어져서 자유롭게 생명체에게 흡수될 수 있지만 물이 부족해지면 둘은 한 개의 고형비료가 됩니다. 또한 녹아서 떨어진 상태에서 다시 이산화탄소와 결합하면 불용태인 탄산칼슘으로 돌아가는 것이 보이지 않는 토양속에서 끊임없이 벌어지는 신비한 자연의 원리인 것이죠. 농부들은 흔히 불용태를 나쁜 것으로 생각합니다. 가용화의 원리를 이해하면 불용태물질이 지구환경에 매우 이롭다는 것을 알게 됩니다.  수용성 영양분은 물에 쉽게 씻겨 내려가 하천을 오염시키고 비료부족을 일으킬 수 있지만 불용태의 영양분은 물에 녹질 않아 씻겨 내려가지 않고 식물의 근권에 오래 머무를 수 있기 때문입니다.   식물이 성장하여 뿌리가 왕성한 활동을 할 시기에는 이런 불용성 물질도 쉽게 가용하여 이용할 수 있기 때문에 불용태와 가용태의 순환은 환경을 보호하는 신비한 자연의 원리라는 것을 알 수 있습니다.  그래서 이런 원리를 적용하여 불용태의 재료를 가용태의 형태로 만든 수용성 비료를 물에 녹여 조금씩 자주 주면 최소의 비용과 최소의 노동력으로 식물을 유기비료나 관행 비료보다도 훨씬 건강하게 키울 수 있는 것입니다. 또한 유실도 최소화하여 최고로 환경친화적인 농사 방법이 되는 것이죠.  현대의 친환경 농법은 전혀 환경친화적인 방법이 아닙니다. 오히려 환경오염을 가속화하는 방법일 뿐입니다. 올바른 친환경농업은 이미 가용화된 영양분인 수용성 비료를 토양재배에 적용하는 것입니다.  식물이 바로 이용할 수 있는 수용성 비료를 잘 배합하여 물에 녹여 조금씩 공급을 하면 지구상 어디에서도 농사가 가능해집니다.  제 블로그를 보시는 분들의 질문을 들어보면 내용을 이해하고 질문하는 경우가 거의 없는 것을 알게 됩니다. 친환경농업을 제대로 이해하고 식물의 생장 원리를 알기를 원한다면 제일 먼저 이온(ion)에 대해 확실히 이해하는 것이 필요합니다.  저는 네이버에 있는 여러 종류의 백과사전과 네이버 지식인에 수없이 질문하면서 답을 찾게 되었습니다. 하지만 한번 깊이 있는 이해가 뒤따르면 다른 주제들도 모두 연결이 되어 있고 점점 이해의 폭이 넓어지는 것을 알 수 있습니다.  그런 이해를 바탕으로 쓰여진 내용이기 때문에 한번 읽어보면 누구나 이해를 할 수가 있습니다. 그러나 이온이나 pH. 무기. 유기와 같은 키워드들이 본문에 나오면 백과사전을 찾아보고 먼저 확실한 이해를 하는 것이 필요하다는 것을 꼭 말씀드리고 싶습니다.  아마도 이런 내용들은 처음 접하는 내용들일 것입니다. 제 블로그의 모든 내용들이 현대 농업기술이 잘못된 기초에 놓여졌다는 것을 말하는 것입니다.