유기 영양설과 무기 영양설의 차이

유기 영양설과 무기 영양설의 차이   식물은 무기화된 영양분을 흡수한다고 하는 기존의 이론(독일의 리비히, 1860)이 무기 영양설인데 비해 유기농업은 유기물의 영양을 흡수한다는 논리에 근거하여 전개되고 있으며, EM자연농법은 보다 진일보한 이론을 내세우고 있다.   1. 무기 영양설 ▶ 질소 화합물(요소, 단백질 등 무기 및 유기 화합물) → 암모니아(NH₄) →아질산염(HNO2)=초산태(NO2)→질산염=초산염(NO3)→ 식물 흡수 ▶ 탄소 화합물(탄수화물, 설탕, 포도당 등) → 이산화탄소(CO₂), 메탄(CH₄) 등 가스화→ 대기 방출(식물 흡수 안됨)   2. 유기 영양설 아미노산(Amino acid) 및 포도당(glucose) 등 저분자의 유기물은 식물이 직접 흡수   3. EM자연농법설 ▶ 질소 유기물(단백질(protein), 펩티드(peptide) 등 고분자의 유기물) → 발효를 통해 아미노산, 생리활성물질(오옥신, 시토키닌 등) 등 저분자화 → 식물 흡수 ▶ 무기태 질소 (요소, 대기 질소)의 일부 → EM에 의한 질소 고정 → 아미노산, 오옥신, 시토키닌 등 합성→ 식물 흡수 ▶ 탄소 유기물(탄수화물, 설탕, 포도당 등) → 발효를 통해 포도당, 구연산, 비타민, 지베렐린 등 저분자화 → 식물 흡수 ▶ 무기태 탄소(이산화탄소(CO2), 메탄 등) → EM에 의한 탄소 동화 → 포도당, 구연산, 비타민 등 합성→ 식물 흡수   □ 식물이 흡수하는 것 중 질산염은 배출되지 않고 체내에서 축적된다. 질소 화합물(질산염)을 비료의 형태로 식물, 예를 들면 상추에게 주면 질산염이 상추 잎에 축적이 된다. 상추(질산염)+고기(아미노산)+침(아밀리아제)→질소 화합물(아민, 아미드 등 발암물질) 이 발암 물질이 여자 특히 ''초임산부''에게는 장시간 축적되면 ''불임증''(경반암)을 유발시킬 수 있다. 그러나 EM에 의해 유기물을 흡수한 식물은 질산염이 없기 때문에 질소 화합물이 발생되지 않아 발암의 우려가 없다.        무기영양설   독일의 화학자 리비히가 1800년대 초에 주창한 이론으로 근대농업의 중요한 시발점이 된 이론이다. 그는 식물을 건조시켜서 태운 재를 분석하였더니 질소, 인산, 가리가 주로 포함되어 있음을 알았고 이를 통해 식물은 질소, 인산, 가리의 3가지 무기화합물을 공급해줌으로서 작물이 성장이 촉진된다고 생각하였다.   그가 쓴 [농화학과 생리학에서의 유기화학 응용]이라는 책에서 그는 부식질이 식물에 영양분을 공급해준다는 종래의 이론을 거부하고, 식물이 공기와 토양으로부터 이산화탄소, 물, 암모니아를 얻는다는 사실을 밝혀냈다.   그는 또 토양 속에 모자라는 다른 원소들을 공급하려면 무기비료를 사용해야 한다고 주장하였다. 그이 이런 주장은 농업실무자들과 후학들에게 매우 중요한 영향을 끼쳐 본격적인 화학비료의 생산과 이를 이용한 농업이 오늘날까지 이어져오고 있다.   무기영양설을 바탕으로 한 화학비료의 생산과 공급은 비교적 적은 비용과 적은 노력으로 수확량의 증가라는 결과를 얻었으나 무분별하고 과도한 사용은 다음과 같은 몇 가지 문제들을 보이고 있다. 가, 토양의 산성화된다. 나. 토양의 지력이 현저하게 저하된다. 다. 토양이 떼알구조 형성이 방해를 받아 통기성, 배수성 등이 나빠진다. 라. 이렇게 되면서 토양에 유용한 토양미생물의 번식이 어렵게 되고 토양      생물의 다양성이 떨어지게 되어 작물에 필요한 물질들을 만들어 내지      못하게 된다. 마. 질소와 인과 같은 화학비료는 비가 오면 강이나 바다로 흘러들어 부영양      화 현상을 일으킨다. 그 결과 물의 용존산소가 부족하게 되고 녹조 등의      현상이 발행하여 하천과 바다를 오염시키게 된다.       EM   EM이란 Effective Microorganism의 약자로 유용미생물이란 뜻이다.   EM은 일본 오끼나와 류쿠대학의 농학박사인 히가교수가 개발한 것으로 광합성세균, 유산균, 효모, 방선균 등 예부터 식품발효 등에 이용되어 왔던 유익한 미생물들이 약 80여종 혼합되어 있는 복합 미생물재재이다.   EM의 활용분야는 매우 다양한 데 농업, 축산 및 수산업, 수처리, 생활환경 등 거의 모든 분야에 응용할 수 있다.   EM의 가장 큰 특징은 각각의 미생물의 특징 뿐 아니라 다양한 미생물이 가지는 항산화 작용과 항산화물질에 의해 서로 공생하며 부패를 억제하는 역할을 한다.        퇴비에 대한 이해   퇴비란 고형의 유기물 비료로서 작물의 영양 공급과 토양 개량을 목적으로 토양 표면에 직접 시비하는 거름을 말합니다.   퇴비는 예전에는 그 숙성도에 따라 부숙 퇴비, 미숙 퇴비, 녹비 등으로 나누어 왔습니다. 부숙이란 부패 숙성이란 뜻으로 장시간에 걸쳐 퇴비를 쌓아두면 초기의 악취가 사라지고 산흙 냄새가 나는 상태가 되는 것을 말합니다. 이러한 부숙 퇴비는 가용성 유기영양분이 그 제조 과정에서 많이 사라지고 난분해의 유기물이 많으므로 대량으로 사용해야 효과가 납니다.   즉 영양면에서는 화학 비료와 비슷한 작용을 하며 그 함유량이 떨어진 상태입니다. 난분해의 유기물이 토양을 부드럽게 하는 작용도 있습니다. 그러나 부숙퇴비의 지속적 사용은 토양 해충과 염류 축적의 원인이 되기도 합니다.   미숙퇴비란 퇴비가 부숙이 완전하지 않아 악취나 가스가 아직 발생하고 있는 단계입니다. 잘못 사용하면 작물이 가스 피해로 고사할 수 있으며 유해미생물의 급격한 번식으로 작물의 산소 부족이나 질소 부족을 초래할 수 있습니다. 그러기 때문에 미숙퇴비의 사용은 작물이 없는 시기를 선택해 사용해 왔습니다.   녹비란 위의 두가지가 축분 혹은 마른 식물체 등을 이용하는데 반해 살아있는 식물을 비료로 사용하는 것을 말합니다. 말 그대로 푸른 비료입니다. 주로 연작 장해가 일어나는 토양에 토양 회복을 위하여 콩과 식물을 심어 그대로 푸른 상태에서 갈아엎어 녹비로 사용해 왔습니다. 일반적으로는 미숙퇴비와 같은 원인으로 잘 이용하지 않아 왔습니다.   액비란 액체의 비료인데 엽면을 통한 영양 공급을 목적으로 하며 속효성(즉시 효과가 나타남)이 특징입니다. 이상에서 보았듯이 부숙시키면 영양성이 떨어지고 미숙하면 작물에의 악영향이 염려돼온 것이 기존의 퇴비 문제입니다.   EM을 이용하여 발효시킨 퇴비는 영양분을 유지, 증가시키고, 가스 발생 등의 문제 등을 해결할 수 있어 소량의 퇴비로도 효과를 극대화 할 수 있습니다.       유기물에 대한 이해   일반적으로 유기물을 이해하는데 있어서 C/N률에 대한 이해가 중요하다. C/N률이 비율이 높을수록 양질의 유기물이라고 할 수 있다. 조대 유기물 가운데 C/N률이 높은 것을 순서대로 나열하면 나무>파쇄목, 톱밥>어욱>보리짚 등이다. 그러나 이러한 유기물을 발효시키지 않고 토양에 그대로 뿌리면 유기산이 발생하여 뿌리에 손상을 준다.   또한 조대 유기물이 토양 속에서 발효되는 과정에서 당질의 성분은 효모균에 의해서 가장 먼저 발효가 이루어지고 헤비 셀룰로스, 셀룰로스, 리그닌 등은 유산균에 의해 점차 순서대로 발효가 이루어진다. 따라서 토양 속에 효모균, 유산균 등의 유용 미생물들이 정착할 수 있도록 관리하는 것이 농사의 가장 중요한 작업이다.   고분자 상태의 쌀겨, 유박, 어박 등을 EM에 의해 발효시켜 저분자화한 EM퇴비를 이용하면 앞서의 문제가 해소될 수 있다. EM퇴비는 쌀겨(70%), 유박(20%), 어박(10%)을 주요 유기물로 하여 골분, 게껍데기, 맥반석 등을 첨가하여 만든다. 골분은 인산을 보충하기 위해서 첨가하고, 게껍데기는 토양의 대표적인 병원균인 후사리움을 억제하기 위해서이다. 후사리움은 세포벽이 키틴(chitin)으로 이루어져 있는데 이 키틴질로 이루어진 벽을 뚫고 후사리움을 제거할 수 있는 효소가 게껍데기에 많은 키티나세(chitinase)이다.   염류 집적이 심한 토양을 개선하기 위해서는 일반적으로 제오라이트의 사용을 권장하고 있으나, 제오라이트는 금속이온을 흡착하는 기능에만 머물지만, 맥반석은 흡착과 방출의 기능을 하기 때문에 맥반석을 권장하고 있다.        호기성 미생물, 혐기성 미생물   호기성미생물은 좋은 好(호) 자를 써서 산소(공기)를 좋아하는 미생물이고 혐기서은 싫어할 嫌(혐) 자를 써 산소를 싫어하는 미생물들을 말하며, 산소가 있거나 없거나 별 상관없이 활동하는 미생물들은 통성혐기라고 한다.   방선균, 사상균, 효모균 등이 호기성의 대표적이고, 유산균이 대표적인 통성혐기이며 광합성 세균이 대표적인 혐기성 미생물이다.   호기성미생물과 혐기성 미생물은 에너지를 이용하는 과정이 다른 데서 유래한 것인데 호기성미생물은 산소를 이용하여 에너지를 만들고 혐기성은 산소대신 발효를 통해 유기산 (젓산이나 알콜)을 이용하여 에너지를 만든다.   이런 성질을 이용하여 혐기성미생물은 요구르트, 치즈, 등 발효식품을 만드는 데 이용되고, 호기성미생물 들은 유기물을 분해하는 데 이용된다.   퇴비의 경우 호기성균만 있으면 호기성 미생물이 유기영양분을 모두 먹어치워 버려 결국 찌꺼기만 남는 결과가 된다.   이에 반하여 EM 농법은 호기성, 혐기성 미생물이 공존하면서 혐기성 미생물이 배출하는 찌꺼기는 호기성 미생물의 먹이가 되고, 호기성 미생물이 배출하는 찌꺼기는 혐기성 미생물의 먹이가 된다. 다시 말하면 양분순환 시스템이 그대로 유지되고 있다고 말할 수 있다. 따라서 이것을 토양에 공급하면 토양 미생물의 활성화되어 식물의 성장을 촉진하게 된다.