Re: 총무님 완효성비료문의요!

[협회일꾼(총무)]

완효성 비료를 제대로 아시려면 완효성 비료가 무었인지 먼저 아셔야 합니다.... 용어통일이죠....

교과서에는 비료를 3가지로 구별하고 있어요.  

1. [속효성 비료]

주는 즉시 효과가 나타나는 비료입니다. 

고체로서  수용성 화학 비료 (요소, 황산 암모늄 등)가  적용되지만,

가정 원예 용 비료는 주로 물에 희석하여 사용하는 액체 비료가 있습니다.

식물에 흡수되거나 관수시 유실하는 비료의 지속 기간은 1 주일 정도입니다.

자주주는 것이 필요하기 때문에 수고는 걸리지만 주고 바로 식물에 흡수되므로 비료 배양 관리가 쉽다는 장점도 있습니다.

즉시 효과가 나타나는 데 주로 추비의 목적으로 사용합니다.  스피드 NK비료 등이 있습니다.

2.[완효성 비료]

준 직후 부터 비료 효과가 나타나 어느 정도의 기간 효과가 지속되는 비료를 의미합니다.

그러나 질소, 인산, 칼리의 세 요소의 효과가 평균적으로 이어지는 비료 및 특정 성분 만이 장기간 지속 비료가 있으므로 제품을 선택할 때주의가 필요합니다.

추비 및 밑거름 으로도 사용할 수 있으며, 한 번에 녹아 않기 때문에 환경에 친화적 인 비료라고합니다. 

완효성 비료는 크게 두 가지 유형으로 분류됩니다.

1) 표면을 피복 한 비료

수용성 화학 비료가 한 번에 녹아 나오지 않도록 표면을 수지 등으로 덮은 비료로 "피복 복합 비료"라고합니다.

수지의 두께에 의해 용출 기간을 제어 할 수 비료 성분이 균형있게 녹아 있습니다 (특수 원예용 복합비료가 이에 해당합니다)

2) 완효성 재료를 사용한 비료

무기질의 수용성이나 불용성 성분, 심지어 수용성 원료를 혼합 한 비료 등으로 사용 원료에 복합비에 따라 지속 기간이 다릅니다. 어떤 성분도 마찬가지로  지속적으로 효과가있는 것이 아니라 특정 성분 만 완효성되어 비료도 있습니다.

3.[지효성 비료]

주고도 곧바로 식물이 사용할 수없는 비료입니다. 미생물에 의한 분해 등을 거친다음에야 비로소 흡수 할 수있게되거나 일단의 화학작용이 끝난후에 흡수할 수 있는 비료를 말합니다. 유기질 비료와 성분이 좀처럼 녹지 않는 불용성 비료가 이에 해당됩니다.  주로 밑거름으로 사용합니다. 유기질 비료의 발효는 주로 미생물에 의해 행해지지만,이 때 질소 성분의 일부는 미생물의 먹이로 소비됩니다. 따라서 질소 성분이 표시보다 적게되어 버린 경우도 있습니다. 녹비 퇴비등이 이에 해당합니다.

특수한 경우 즉 비료분의 이동이 대단히 느려서 수목에서 사용하려면 충분한 시간 전에 시비해야하는 화학비료들도 지효성 비료로 구분됩니다.   용성인비 원예용칼슘비료등이 이에 해당합니다. 

그럼이제 질문에 대한 답을 시작합니다.

먼저 장단점을 헤아려 보죠... 다음은 비료회사에서 배포한 뻥티기 광고글이니 참고하시길....  내용을 보면 거의 약장사 수준인데..워쩌나요...이런 귀찮은 글을 적어내는 사람들은 그걸로 돈버는  그놈들  밖엔 없는데... 각설하고....

1. 완효성비료의 장단점

가.장점

완효성비료를 시용하는 장점은 비료의 이용율 증진 및 지속적인 양분공급, 유실·용탈·고정·분해 및 휘산에 의한 손실의 최소화, 염류의 고농도 집적에 의한 묘의 장해 방지, 작물체 표면시비에 의한 소엽(燒葉)현상 방지, 시용횟수 감소에 의한 시비노력 및 비용의 절감, 비료의 저장성 및 취급특성의 개선, 수질 및 대기오염 경감 등에 대해 효과가 있다.

나. 단점

완효성비료의 불리한 점은 언제나 경제성과 관련되어 있다. 특히 질소성분에서 암모니아는 싼값의 질소원이기 때문에 완효성비료는 가격면에서 결정적으로 불리하여 이것은 우수한 특성을 갖고 있는 다른 완효성비료의 개발에 고려할요인이다.

2.완효성비료의 분류

완효성비료의 제조방법은 크게 두가지로 분류할 수 있다. 첫째는 피복비료로서 속효성비료의 입자표면에 물의 접촉을 차단할 수 있는 난용성물질을 피복하는 물리적방법이고, 두번째는 합성비료로서 비료물질 혹은 비료성분을 함유한 물질을 화학적으로 반응시켜 물에 난용성인 염이나 토양미생물에 쉽게 분해되지 않는 난분해성 물질로 제조하는 방법이다.

가. 피복비료

피복비료에 대한 시도는 1950년대 후반에 속효성비료의 입자표면에 물에 잘 녹지 않는 물질을 피복하므로서 양분의 용출을 조절할 수 있었으며 일본에서는 1960년대에 시작되었다. 수용성인 비료입자의 용출율은물에 대한 침투를 제한하거나 억제하여 조절하는데, 이것은 피복물질의 종류, 피복량, 피복층수 등에 따라서 특성이 달라진다. 피복물질의 종류는 유황과 프라스틱물질로 나누고 프라스틱물질은 다시 열경화성 수지와 열가소성 수지로 세분한다. 비료입자의 종류에는 확산에 의해 생긴 내부 삼투압으로 막이 파괴되어 비료성분이 용출되는 반투수성막과 물이 막을 통과하여 내부로 들어 가서 비료성분을 녹이고 구멍을 크게하여 비료성분을 용출시키는 미세구멍이 있는 불투수성막, 물리화학적 또는 미생물의 활동에 의하여 피복물질을 분해시켜 비료성분이 용출되는 불투수성막(유황) 등으로 구분한다.

나. 합성비료

화학적인 방법으로 합성된 완효성비료는 Urea-Formaldehydes을 비롯하여 IBDU, CDU, Guanyl urea 등이 있는데 이들 비료에 대한 개발은 1910년 부터 시작되었으나 실질적으로 산업화하여 생산하기 시작한 것은 1955년 미국이 처음이다.

3. 완효성비료의 종류

가. 완효성 질소질비료

완효성 질소질비료는 피복비료, 합성비료 및 질산억제제로 나눈다.

1). 피복비료

수용성 비료물질을 피복해서 완효성 비료를 제조하는데 폭넓게 사용되는 물질은 Plastic films, Resins, Waxs, Asphaltic물질 등이 있다. 피복된 완효성비료의 최초 상업적인 생산은 ADM (Aroher Daniels Midland)회사가 개발한 제조공정을 이용한 것이다.

가) SCU(Sulfur Coated Urea)

SCU는 1961년 미국 TVA(Tennessee Valley Authority)의 국립비료개발센타(NFDC, National Fertilizer Development Center)에서 개발하였으며 1971년에 시간당 1톤 생산능력을 갖는 공정을 개발하였다. 영국의 ICI(Imperial Chemical Industries) 회사는 TVA기술로 SCU 생산에 성공하여 "Gold-N"의 상품명으로 시판하였으나 생산을 중단하고 그후 캐나다에서 년간 3만톤 규모로 생산하였다. 1978년에 Lesco 회사(Ag Industries Manufacturing, AIM의 자회사)는 미국 TVA로 부터 특허를 구매하여 피복요소와 복합비료를 "Lesco"란 이름으로 생산하였으며 1983년에는 O.M.Scott회사에서도 피복요소를 생산하였다. SCU는 요소에 유황을 피복한 것으로 피복량은 약 12%정도이고 질소의 함유량은 30-38%로 피복량에 따라 다르며 피복물질로는 유황, Wax 및 Coaltar 등이 사용되고 있다. 유황은 여러 피복물질중에서 경제성과 효율성이 우수하여 선발되었으나 최초의 연구에서 수분침투를 적당히 방지하지 못한 것으로 나타났으며 유황피복 위에 봉합제(Oily wax sealant)를 첨가함으로서 성공적으로 피복을 할 수 있었다. SCU는 요소에 비하여 약 50%정도 고가이나 완효성 비료중에서는 가장 값이 싼 편이다.

나) Meister

이 비료는 일본에서 1980년에 개발되었으며 피복물질로는 Polyolefinic계 수지와 Polyvinylidene chloride을 사용하였으며 질소의 함유량이 40%이고 피복량은 약12% 정도이다. 이 비료는 20℃ 포장조건하에서 80% 용출율을 기준으로 6가지 형태의 비료가 생산되고 있다. 우리나라에서는 비왕(주)에서 수입하여 현재 판매하고 있으며 최근 기계이앙묘의 상토로 이용하여 좋은 시험결과를 보였다.

다) Cera Coat

1988년 일본 Central Glass회사에서 개발하여 생산 판매되고 있는 비료로 요소, 유안 및 가리비료에 피복한 3제품이 있다. 피복물질은 열경화성 수지인 Alkyd 수지를 사용하였는데 Alkyd수지는 천연식물성기름의 지방산을 이용하였다. 요소에 피복한 제품의 질소 함량은 40%이며 피복량은 약 10%이다.

라) Nutricote

1976년 일본 Asahi회사에서 개발한 것으로 피복물질은 분자량이 많은 Olefin 수지인데 이 비료는 인안, 황산가리, 질산태질소를 함유하는 복합비료를 피복하여 제품화하였다.

마) Osmocote

1964년 미국 Archer Daniels Midland(ADM)회사에서 개발한 제품으로 피복물질의 주성분은 Dicyclopentadiene과 Glycerol ester의 Copolymer이다. 이비료는 ADM 회사로부터 독점허가를 받은 Sierra 화학회사에서 3가지 상품을 생산 판매하고 있다.

바) 기타

이들외 현재 판매되고 있는 피복비료는 Coated Urea('84.일본), Shocote('88.일본),Coated Compound 비료('89.일본), Plant Cote('82.독일), Sierrablen(미국), Agriform (미국) 등이 있다.

2) 합성비료

가) Urea-Formaldehydes(UF)

요소와 Formaldehyde를 반응하면 Ureaformaldehydes의 여러 종류의 축합반응 물질이 생성되는데 이것은 비료의 조절제에서 완효성비료에 이르기까지 여러방면에 사용되며 완효성 질소화합물로 사용된 것은 오랜 역사를 갖고 있다. 미국에서는 1946년 Clark, Yee, Love가 최초로 보고하였으며 비료로서 사용을 위해 특허를 신청한 것이 1947년이고 1955년에 E.I. duPont de Nemours와 Nitroform회사에서 각각 Uramite와 Nitroform 이라는 상품을 생산하였다.

일반적으로 UF비료들은 제조할 때에 몰비(U/F)에 의해 다양한 용해도를 보이는데 몰비가 증가하면 수용성 성분의 양이 증가하고 반대로 감소하면 분자량과 불용성이 증가한다. 이 밖에 반응중 pH, 반응온도, 반응시간 등이 관여하며 반응은 요소와 Formaldehyde가 축합반응하여 미반응 요소, Methylol urea, Methylene diurea, Dimethylene triurea, Trimethylene tetraurea가 생성되는데 반응이 알카리상태에서 촉매로 이루어지면 최초의 반응산물로 수용성인 Monomethylol urea와 Dimethylol urea가 되며 산성물질의 첨가시는 미반응 요소, Methylol urea, Methylene diurea 등의 혼합물이 생성된다. 이 비료의 질소함량은 38-41%로 Methylene ureas의 함량에 따라 다르다. 색깔은 백색분말이고 보통 저장조건하에서는 안전하지만 수분이 있고 온도가 높으면 중합이 일어나서 용해도가 낮아지고 유리요소를 함유하기 때문에 흡습성이 있다. 분해속도는 용액의 pH에 영향을 받으며 산성에서는 빨리 분해되고 토양 콜로이드와 접촉하면 그 속도가 더 빨라진다.

나) IBDU(Isobutylidene Diurea)

IBDU는 1962년에 일본에서 수도에 적합한 완효성비료로 개발된 것으로 요소와 Aldehyde 종류의 물질과 축합반응산물이다. 최근 생산되고 있는 IBDU는 요소와 Isobuthyraldehyde를 반응하여 제조하며 이것은 Urea-Formaldehydes와 달리 간단한 화합물을 만든다. 제조기술에 대한 특허는 일본(Mitsubishi 화학공업회사)과 독일 (Farbwerk Hoechst Aktiengesellschaft회사)이 갖고 있다. IBDU는 일본시장에서 오랫동안 완효성비료로 제조 판매 되었는데 그 이유는 Propylene의 Oxo반응중에 많은 양의 Isobutylaldehyde가 부산물로 생성되기 때문이다. IBDU는 흰색의 결정체분말로 질소함량이 이론상 32.18%이나 상품으로는 31%이고, 분자량이174, 용융점 205℃이다. IBDU의 용해도는 실온에서 0.2∼0.3g/100ml이고 물에서 쉽게 산화되어 요소와 Isobutylaldehyde로 되는데 pH가 낮고 온도가 높을 때는 더 빠르게 분해된다.

다) CDU(Crotonylidene Diurea)

CDU비료는 서독에서 처음 개발한 후 일본에서 새로운 방법으로 1964년에 개발한 완효성 질소비료이다. 요소와 Crotonaldehyde의 반응에서 얻어지며 Crotonaldehyde 대신에 Aldol를 사용해도 같은 물질이 생성되는데 이 반응에서는 촉매제로 산이 필수적이다. 그러나 최근에는 요소와 Acetaldehyde를 반응하여 CDU를 얻을 수 있다. CDU는 흰색분말로 질소함량이 32%이고, 용해도는 0.06g/100ml (20℃), 용융점이 259∼260℃이며 적은 양의 불순물이 함유되어 있다.

이 비료의 가수분해는 pH와 온도에 영향을 크게 받는데 pH값이 1.0 내려가면 분해속도는 10배로 증가하고 20 ∼30℃부근에서 온도가 10℃상승하면 약 3배가 더 녹으며 미생물과 입자의 크기에 따라서도 좌우된다.

라) Oxamide

Oxamide는 1916년 미국 Bucher가 개발한 것으로 1981년 이후 일본 Ube공업주식회사에서 제조하고 있는 완효성비료로서 이의 제조방법에는 여러가지가 있다. 하나의 방법은 Hydrogen cyanide(HCN)를 산화구리(CuO)나 이산화탄소(CO2)로 산화시켜 Cyanogen(C2H2)을 만들고 이것에 산촉매로 농염산이나 염산과 초산의 혼합물을 가해 Oxamide를 만든다. 다른 방법(일본)은 Methanol과 일산화탄소(CO) 를 산화시켜 수산화에스테르(Methyl oxalate)를 만들고 이것에 암모니아를 반응시켜 Oxamide를 만든다.

마) Melamine

Melamine(Triaminotriazine)은 요소를 촉매로 압력을 가해 제조하며 반응부산물은 암모니아와 이산화탄소가 생성되는데 이것은 제조에 재순환 이용한다. 제조과정은 1980년 중반에 Melamine화학회사가 개발하였으며 Pursell공업회사가 1988년에 제조권을 획득하였다.

바) 기타

그외 Guanyl Urea, Urea-Z, Glycol Uril, 후루후리리덴 요소, Floranid, Magnesium Ammonium Phosphate 등이 있으며 일본에서 요소와 Acetaldehyde, Propionaldehyde, Furfuraldehyde를 반응시켜 Ethylidene diurea, Propylidene diurea, Furfylidene diurea를 각각 만들어서 시험하였다는 보고가 있으며 이들 화합물은 Urea-Z와 비슷하게 토양에서 반응하는 것으로 보여진다. Thiourea는 어느 정도 미생물활동과 고등식물에 독성을 나타내는 완효성 질소비료 및 질산화억제제 로서 사용된다.

3) 질산화억제제

질소질비료는 토양에 들어가면 암모니아로 분해되고 이어 질산으로 변화하는데 이 변화는 논 작토의 표층 즉 산화층에서 일어난다. 생성된 질산은 물에 씻겨 내려가고 환원층으로 옮겨가 탈질되기 쉽다. 탈질은 밭에서도 일어나며 과습한 지점이나 토양 입단내로 질산이 녹아 들어가고 거기서 환원 탈질되는 것이다. 또 시용된 질소의 일부는 암모니아가스로 휘산되거나 물에 씻겨서 토층 밖으로 나가거나 탈질되어 버리는데 이런 손실은 특히 기비로 준 비료에서 많으며 시비후 작물이 비료를 활발히 흡수할 때까지의 기간이 길수록 더 심하다.

질화억제제의 종류는 N-Serve, TU, Magnesium Ammonium Phosphate, Guanyl Urea, Sulfate(GUS), Guanyl Urea Phosphate(GUP), Triazines(Urea Pyrolyzates) 등이 있다.

식물은 일반적으로 암모니아 보다 질산을 더 잘 흡수 이용하므로 암모니아가 과다하면 일시적으로 해를 입는 작물이 많은데 이것은 밭작물 중에서 특히 많다. 따라서, 질산억제제나 이것을 함유한 비료의 시용은 작물의 종류와 시용시기를 잘 고려하여야 한다.

나. 완효성 인산질비료

완효성 인산질비료에는 Ground Phosphate Rock, Basic Slag, Fused Calcium Magnesium Phosphate 등이 있으며 현재 많은 사용이 되지는 않는다.

다. 완효성 가리질비료

미국 TVA는 Potassium polyphosphate와 Potassium calcium pyrophosphate에 대해 시험하였는데 이들은 단지 소량이 물에 용해되었다. 이들은 대부분이 수용성가리염과 같이 쉽사리 이용되었으며 대립(약 7mm)으로 소량시용할 때 완효화를 보여주었으나 완효성가리질비료는 만들기가 용이하지 않을 뿐 아니라 그 필요성이 질소질비와 같이 절실하지 않아 개발이 완효성 인산질비료와 같이 활발하지 못하고 있다.

4. 완효성비료의 전망

우리나라에서 현재 유통되고 있는 완효성비료를 살펴보면 조선비료(주)의 LCU, LCU함유복비와 (주)비왕산업의 CDU, CDU함유복비가 있으며 이들 CDU비료는 1993년에 813 M/T 판매되었다.

가. 소비전망

농촌의 노동력의 부족과 아울러 UR협약에 의해 개방화가 진행되고 있으므로 농업 경영방식의 전환과 경쟁력의 제고를 위한 영농규모의 확대에 대한 필요성이 강조되고 있다. 농업경영비를 감소하기 위해서는 시비 및 농약살포 등에 소요되는 노동력의 절감이 우선적으로 이루어져야 하며 아울러 기계영농을 달성하려면 대단위 면적이 경지정리되고 소유주가 1인이거나 공동영농에 의한 협업경영이 이루어지지 않으면 영농비의 상승으로 인해 농업에 종사하기 곤란하게 되었다.

담수논토양에서 추비시용은 비료성분의 유실, 용탈 및 휘산 등으로 특히 수질 오염을 야기시키고 있으며 밭토양의 비닐멀칭재배는 추비시용이 곤란할 뿐만아니라 시간이 소요되므로 노력절감이 더욱 강조되고 있다. 따라서 전량기비로 노동력이 절감되고 작물의 전 생육기간에 양분이 지속적으로 공급되어 비료의 이용율이 증가하며 염류집적에 의한 장해가 나타나지 않고 환경 오염의 우려가 없는 완효성비료 개발은 현재의 상황에서 농업에 절실히 요구된다. 완효성비료는 가격이 기존비료에 비해 고가이기 때문에 가격이 저렴한 농작물 재배에 시용되 보다는 부가가치가 높은 비농업부분인 원예 및 골프잔디 등에 많이 소비될 것으로 예상된다.

<그림 1> 시판중인 완효성비료의 종류 --- 광고가 되므로 생략합니다.

그러나 비농업부분에 대해 상대적으로 소비량이 적은 농업부분에서의 소비추세는 고소득작물에 우선적으로 투입될 것이며 비료의 효과가 비슷한 경우에는 비료 가격이 싼 완효성비료의 소비량이 많을 것이다. 수도는 담수에서 재배되고 농산물의 가격이 고가이므로 완효화가 큰 피복비료가 필요하고, 전작물은 비닐멀칭재배를 하므로 수도용 피복비료 보다는 용출율이 빠르며 각 작물의 생육기간과 특성에 맞게 조절된 전작용 완효성 복합비료가 필요할 것이다.

나. 개발전망

최근 완효성비료에 대한 농민들의 인식이 변화되어 감에 따라 기존 비료업체에서도 완효성비료에 대한 연구, 개발 및 판매에 적극성을 보이고 있다. 우리나라의 완효성비료에 대한 현황은 조선비료(주)가 1985년 한국과학기술원과 기술용역으로 개발한 LCU가 국내에서 최초로 개발된 비종으로 판매를 확장하고 있으며,(주)비왕산업이 일본과 계약에 의해 1993년부터 CDU와 CDU함유복비를 판매하고 있고, Meister와 Meister함유복비는 1994부터 판매하고 있다. 경기화학 (주)는 IBDU와 IBDU함유복비를 1993년에 공정규격을 설정하여 생산 판매하고 있다. 최근 비료업체와 연구기관간의 공동연구는 남해화학(주)이 1992년 부터 한국과학 기술원 및 농업기술연구소와 기술용역에 의한 공동연구를 계약하여 한국과학기술원 에서는 식물성 천연수지(Rosin)를, 농기연은 Acrylic 계통의 합성수지를 개발하였다. 이들 물질은 요소입자에 피복하여 피복비료를 제조하는데 이용한다. 한편 농기연에서는 요소수지를 완효성 전작 전용복비의 제조에 점결제 및 질소원으로 이용하기 위해 1989년 부터 요소수지의 개발과 전작물에 대한 포장시험으로 비효를 확인한 결과 그 효과가 인정되어 기술을 산업체에 제공할 계획으로 있다.

따라서 앞으로 완효성비료는 비료가격이 보다 저렴하고 작물의 생육양상과 부합되며 환경오염을 최소화 할 수 있는 비료가 개발될 것이다. 수도용 피복물질의 개발은 특허에 등록된 피복물질과 관련이 없는 물질의 합성개발에 연구가 집중될 것이며, 전작용 완효성복비는 환경공해 및 특허와 관련하여 신비료개발은 어려움이 많아 외국과의 계약에 의한 완효성비료의 생산이 많을 것으로 기대된다. 한편 비료공장의 기존시설을 이용할 수 있는 전작용 완효성복비의 제조에 이용될 점의 개발은 새로운 생산시설의 설치에 따른 경제적 부담을 줄일 수 있는 한 많은 연구가 있을 것으로 생각된다.

[협회일꾼(총무)]

https://www.nongmin.com/opinion/OPP/SWE/TME/336819/view

[협회일꾼(총무)]

어느시기에 어떤비료가 필요한지를 아는건 아주 아주 중요한 재배기술이죠.
완효성 비료를 쓰면 안된다! 라는 말이 맞다면 모든 이론이 그렇듯이 작물의 재배에는 역설도 맞습니다.
이론은 이해하고 나서는 잊어야만 합니다. 이말이 왜 맞냐하믄..자연계에선 .인간의 지식이 100% 맞는 적이 없었기 때문입니다. 즉 자연계에선 그때그때 상황에따라 다릅니다. 그러니 이론은 이해하고 나서 반드시 잊어야만 합니다.
그렇지 않으면 자연계에서 살아가는 체리남구가 죽어유.....여러개의 길중 죽음의 길은 한번들어가면 피할수 없기 때문이죠. 어떤 길에도 아무리 맞는이론에도 죽음의 길은 포함되어 있다는게 지금까지의 경험이기 때문이죠.
어떤 이론도 어떤경험도 맹신해서는 안되는 이유입니다.
"이론과 타인의 경험을 바탕으로 하되 맹신하면 안된다!" 가 답이 되겠습니다.

[체리10주]

감사합니다. 잘읽고 많이 배웠습니다.

[청주 김진호]

감사합니다

[덕평괴산]

감사드려요

[좋은아빠]

저는 봄에 완효성비료 조금 주고
용과린을 추비 정도로 주는데..
아무래도 질소를 조금은 줘야 할 것 같아서요