제목 | 유기농 벼 재배 작부체계 | ||
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작성자 | 농업기술센터 | 작성일 | 2016-04-06 |
유기농 벼 재배 작부체계 1. 윤작 및 작부체계의 개념 유기벼 재배에 있어서 윤작 및 작부체계의 선정은 성공적인 유기벼 재배와 토양관리를 위해 결코 빼놓을 수 없는 필수 요건이다. 윤작은 비단 토양 비옥도 유지 및 증진의 목적 이외에도 병해충을 감소시키고 작물의 뿌리 활성을 높게 만들어 토양의 양분이용을 높이는 기능을 가지고 있다. 또한 토양환경 개량수단으로 토양의 물리성 및 화학성을 개선시키고 지력을 유지시켜 작물의 생육과 수량을 안정화시키는 효과를 가지고 있다. 유기농업에서의 합리적인 윤작 작부체계란 장기적인 측면에서 지력을 유지 보전하여 농업 생산물을 안정적이고 계속적으로 확보한다는 의미에서, 일차적으로 농업생태계에 기반을 둔 작물학적 특성을 확실히 파악하여 이를 기초로 수확량을 증대시키고, 품질을 향상시키며, 소득을 극대화시키려는 것이 목적이다. 무엇보다도 윤작은 토양 유기물 공급뿐만 아니라 토양의 영양분과 미생물 조절에의한 지력 유지 증진에 크게 기여한다. 타감작용(Allelopathy)에 의한 잡초제어, 토양전염병 예방은 잡초 및 병충해 제어를 주요 방제의 방안으로 고려하는 유기농업에서 윤작을 실천해야하는 이유가 된다. 윤작체계에 양분흡수 특성이 다른 작물을 조합함으로써 토양양분을 토양 전층으로부터 흡수 이용케 할 수 있다. 즉 천근성 작물과 심근성 작물을 교호작으로 재배함으로서 토양 전층으로부터 양분흡수를 고루 이용토록 유도할 수 있다. 감자, 담배, 밀 등은 천근성 작물이므로 이런 천근성 작물만을 연속재배하면 표토층의 양분이 계속 탈취 당하게 되어 토지생산력이 급격히 줄어들지만, 여기에 심근성 작물인 옥수수, 클로버, 순무 등을 조합하여 재배하면 표토층과 심토층에서 동시에 양분을 골고루 흡수케 하여 균형을 취할 수 있다. 또한 풋거름작물을 주작물 수확후 휴작기간인 늦은 가을∼이른 봄에 재배하고, 이듬해 주작물 파종직전에 로타리를 쳐서 갈아 엎고 토양에 혼입시켜 주어 풋거름작물로 재이용 할 수도 있다. 풋거름작물을 윤작 작부체계에 넣어 질산염 용탈방지에 의한 지하수오염 경감과 각종 영양분의 표토층으로의 회수하는 방법은 양분순환을 강조하는 유기농업에서 특히 중요하다. 윤작 작부체계에서 두과작물은 공중질소를 고정하여 지력을 유지증진시키며, 화본과 작물과 두과작물의 유기물은 후작물의 초기생육을 촉진시킬 뿐만 아니라 잡초, 병해충을 윤작 작부방법으로 효과적으로 억제할 수 있다. 윤작 작부체계에서 화본과작물, 두과작물, 근채류의 조합은 뛰어난 조합이라고 할 수 있다. 화본과 작물은 대개 양분흡수량 가운데 토양양분에 의존하는 비율이 높고, 두과작물은 질소를 고정하며, 근채류는 토양에 많은 양분을 남기므로, 이들을 작부체계내에 조합함으로써 토양양분은 균형을 취할 수 있게 된다. 유기농업에서 작물은 윤작체계를 통해 균형있는 양분을 공급받고 토양병해충을 조절해나가고 작물생육과 수량을 안정화시키게 되는 것이다. 2. 작부체계의 수립 원칙과 윤작의 효과 윤작이란 원래 토지를 계속적으로 이용하면서 작물수량을 안정적으로 확보하기 위한 기술로 발달되었다. 윤작의 목적은 지역, 시대, 재배형태 및 영농방법 등에 따라 다를 수 있으나, 그 기본목적은 언제나 지력 유지와 향상에 있었다고 말할 수 있다. 윤작을 실제로 실시하려고 할 때 작부체계에 어떤 작물을 넣어 차례로 재배해 나갈 것인가가 무엇보다 중요하고, 유기농가가 현실적으로 직면하게 되는 가장 큰 고민거리가 되고 있다. 토양을 건강하게 관리하고 토양비옥도를 계속 유지 증진시키고 잡초를 제어해 나가기 위해 유기농업 실천농가는 5년∼7년의 윤작 작부체계를 수립하여 어떤 작물을 차례로 재배할 것인가를 미리 정해 놓아야 한다. 이때 유념해야 할 사항은 1)환금성 작물 또는 가축사료로서의 가치, 2)지력증진 효과, 3)양분보존의 기여도, 4)잡초와 병충해 제어에 대한 효과, 5)노동력, 기술과 경험의 요구도 정도 등이라 할 수 있다. 윤작은 단일작목을 연속 재배하지 않고 생태적 특성이 다른 여러 가지 작목을 번갈아가며 재배함으로서 지력유지를 꾀하면서 토양양분의 균형을 유지하고, 작물이 생산 배출되는 영양 또는 독성물질에 의해 발생하는 직접적인 생육장해나 병해충 및 잡초 발생을 상당히 감소시킬 수 있다. 유기농업에서의 윤작 실천 효과는 다음과 같이 정리 할 수 있다. 1) 작물의 가치 비록 인증 유기농산물이 일반농산물보다 비싼 가격에 팔리지만, 모든 유기농산물이 비싼 가격에 거래되는 것은 아니다. 왜냐하면 유기농산물 시장은 아직 규모가 작고, 공급과 수요의 균형이 불안하며, 가격의 등락이 심하기 때문이다. 따라서 많은 유기농가들은 안정된 높은 가격수취를 위해, 시장수요가 큰 작목을 파악하기 위해 항상 시장동향을 주시할 필요가 있다. 대개의 경우 윤작 작부체계의 재배작목을 배치하기 전에 시장 수취가격과 시장에서 요구하는 품질수준을 숙지함으로서 경영위험을 최소화 할 수 있다. 따라서 작부체계 수립과정에서 작목별 시장동향 분석을 철저히 할 필요가 있다. 윤작에 의한 토양비옥도 유지증진, 병충해 및 잡초제어 등의 효과도 중요하나 적지적작과 장기적으로 시장수요가 큰 작목을 선택 배치하는 것도 농가경영 수지개선을 위해 필요하다. 2) 지력증진 효과 토양이 적당한 양의 부식질과 유기물을 함유하는 것은 지력을 유지하는데 필요할 뿐만 아니라 비옥한 토양을 만드는데 꼭 필요한 조건이다. 풋거름작물의 토양 혼입시 1주일 이내에 대부분의 풋거름작물 질소가 토양에 분해되어 토양중의 무기태 및 미생물태 질소가 현저히 증가한다고 한다. 또한 잔사유기물이 적은 작물과 잔사유기물이 많은 작물을 미리 고려하여 작부체계를 설계한다면 토양유기물의 함량저하를 미리 경감시킬 수 있다. 일반적으로 두과작물은 공중질소를 고정하여 지력유지에 기여하며, 두과작물 재배 당년에만 질소가 필요치 않을 뿐만 아니라 두과작물을 재배한 이듬해까지도 후작물의 초기생육을 촉진하는 효과도 있다. 윤작체계에 두과작물을 넣어 재배하면 두과작물이 질소를 다량 고정하여 토양에 환원시켜 줄뿐만 아니라 인산, 칼리 등의 다른 영양분은 흡수하여 이들 성분의 집적을 경감시키는 효과도 가져오게 된다. 한편 윤작작물을 조합하는 윤작기술체계의 기본은 작물별 양분흡수 및 토양에 미치는 특성을 파악함으로 시작된다고 보아야 한다. 화본과작물은 두과작물 및 채소류보다 건물생산량이 많고 토양에 환원할 수 있는 건물량도 많아 토양중의 유기물 유지에 다른 작물보다 뛰어나다. 또한 양분흡수능력이 뛰어나 토양내 과잉염류를 제거하고, C/N율이 높아 경지에 환원되었을 때 경지밖으로 유출될 수 있는 무기태 질소를 유기화시키고, 미생물상을 풍부하게 한다. 한편 두과작물 건물은 탄질율이 현저히 적고 분해가 빨라 그 속에 포함되어 있는 양분을 후작물이 쉽게 이용할 수 있게 한다. 또 근류균이 공중질소를 고정하여 150∼300kg/ha 정도의 질소를 공급하는 효과가 있다(표 1-1). 한편 두과작물은 상부가 광엽형 초형이기에 토양의 피복도가 커서 잡초억제능력이 타작물보다 매우 크다. 표1-1. 두과 작물 종류에 따른 질소고정능 (유기농업개론, 손상목) 풋거름작물은 윤작 작부체계에서 토양을 개량하고, 수분을 보존하고, 토양유실을 방지하며, 토양의 양분 고갈을 막는 대단히 유익한 역할을 수행하는 중요한 작물로 기능한다. 우리나라에서 이용할 수 있는 1년생 풋거름작물은 밀, 호밀, 라이그래스, 메밀, 해바라기, 헤어리베치, 자운영, 클로버류 등이 있다. 지력증진을 고려하여 윤작을 설계할 때에는 다음과 같은 사항을 고려하여 작부체계 결정에 임해야 할 것이다. - 질소를 많이 요구하는 다비성작물(옥수수, 겨울밀)과 질소고정식물(두과작물)을 교대로 재배 - 토양보호용 피복작물을 주작물 사이에 넣어 5년 내지 7년의 윤작체계에 포함 - 심근성작물과 천근성작물을 윤작체계에 적절히 배치 - 뿌리 생체량이 많은 작물(겨울호밀)과 적은 작물(귀리)을 작부체계에 교대로 배치 - 他感作用이 있는 작물(겨울호밀, 헤어리베치, 두과, 메밀, 해바라기)과 비타감작 용작물을 윤작체계에 넣어 번갈아 재배 - 작물학적 특성이 상이한 작물을 간작의 형태로 작부체계에 배치 3) 양분보존의 기여도 토지생산력은 토양중에 포함된 유효한 무기태양분과 더불어 잔사유기물로부터 분해·방출된 질소에 의해 큰 영향을 받는다. 또 잔사 유기물로부터 방출될 수 있는 질소는 잔사의 양과 그것에 포함된 질소량에 의해 결정된다. 또 질소발현의 시기는 잔사 유기물이 분해되는 난이도와 지온의 고저에 따라 늦거나 빨라진다. 즉 토양의 질소 발현은 작부전력, 특히 작물의 종류에 의해 영향을 받는다. 질소는 작물생육에 있어 가장 중요한 영양분이고 생태학적으로도 핵심적 조정자 역할을 수행하는 영양분이다. 질소비료 성분의 대부분은 전혀 작물에 흡수 이용되지 못하고, 이산화질소 또는 암모니아로 대기중에 날아가거나 질산염으로 지하수를 통해 용탈된다. 이러한 질소유실은 대부분 토양에 작물이 재배되지 않는 기간에 주로 발생하게 된다. 경작지 토양은 대개 년 2회 노출되는데, 작물을 파종한 후 토양을 뒤덮을 정도로 충분히 자랄 때까지와 작물을 수확한 직후가 이에 해당된다. 유기농업에서 영양분 보존을 이룰 수 있는 작부체계 기술에는 다음과 같은 방법들이 알려져 있다. - 초기생육이 왕성해 토양을 빨리 덮어주는 피복작물을 재배하거나, 간작하거나 또는 수확후 작물잔재(그루터기 등)를 남겨둠으로서 토양을 나지상태로 두는 것 을 피하는 방법 - 풋거름작물을 재배하는 방법 - 윤작체계에 두과작물을 넣어 재배하는 방법 - 농장내에서 후작물의 질소요구량을 충족시키기 위하여 두과 작물과 고흡비력 작물을 교대로 윤작 작부체계에 넣어 배치 - 다비성작물은 소비성작물 재배후에 배치 - 양분순환과 토양보존이라는 중요한 역할을 수행케 하기위해 윤작체계에는 초지가 포함되어야 함(가축에게 맛 좋고 영양가가 있는 사료를 공급하기 위해서다양한 종류의 화본과와 두과 사료작물이 윤작체계에 포함되어야) - 농장 밖으로 짚 등의 부산물을 판매하여 내보내지 말 것. 그루터기와 짚 등은 로타리작업을 통해 토양에 환원하거나, 가축의 깔개로 사용한 후 다시퇴비처럼 토양에 환원시켜 주도록 함 - 축산분뇨는 양분유출을 억제하는 방법으로 저장하고 퇴비를 만들어 시용 - 2종 이상의 작물을 함께 재배하는 간작 또는 다른 작물과 두과작물을 입모중 파종하는 간작의 실천을 통해 토양내 양분보전을 도모 4) 토양물리성 개선과 양분의 수직적 순환 토 양물리성을 개선하기 위해서는 주 작물 수 확후에 동계에 풋거름작물을 재배하여 이듬해 주작물 재배직전에 로타리를 쳐서 갈아엎고 토양에 혼입시켜주는 것이 바람직하다. 수확후 작물을 재배하지 않는 나대지 상태로 토지를 방치해 두면, 겨울철이나 이른 봄에 눈이 녹거나 강우가 지하로 침투하는 과정에서 표토층의 잔류 영양분이 서서히 지하로 용탈되어 지하수를 오염시키게 되는데, 풋거름작물은 이같은 휴작기간중의 양분용탈을 막고 작토층에서 심토층으로 이동되는 영양분을 심근성 풋거름작물로 하여금 다시 지상부로 흡수 이용케 함으로서 이듬해 봄에 로타리를 칠 때 근권층인 표토층에 고스란히 다시 되돌릴 수가 있는 것이다. 심근성 풋거름작물을 재배할 때의 질산염용탈 방지에 의한 지하수오염 경감과 각종 영양분의 표토층으로 회수하는 효과는 수직적인 양분순환을 강조하는 유기농업에서 특히 중요시 되는 부분이다. 5) 병충해 제어 같은 종 또는 같은 과의 작물에는 각기 고유의 병해충이 있어 이런 작물들을 연작하게 되면 그 피해가 현저하게 크게 나타난다. 장기간의 윤작체계(5년 내지 7년)에서는 매년 재배되는 작물이 다르기 때문에 병충해 및 토양전염의 발생이 연작과는 달리 크게 억제되는 효과가 있다. 미생물은 뿌리표면에서 분비된 물질의 영향을 받아 활동하는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 근면에 근접한 토양입자 일수록 미생물의 균수가 많다. 또 비근권-> 외부근권-> 근면과 같이 뿌리에 근접할수록 미생물수가 증대한다. 총균수 및 세균수는 토양중의 전질소(T-N) 및 전탄소(T-C)와 플러스의 상관관계가 있어 전질소와 전탄소의 함량이 많을수록 균수가 많아진다. 또 사상균상은 전질소가 높고 C/N율이 적은 콩연작지에서는 사상균의 비율이 높으며, 전탄소가 높은 옥수수 연작지에서는 방선균비율이 증가한다. 병해충 제어를 어느 정도까지 가능하게 하는 다음과 같은 작부체계 기술을 윤작 설계에서 염두에 두고 포함시켜야 한다. - 병충해 발생의 위험이나 토양전염병의 문제가 있는 토양에서는 잠재성 있는 기 주식물을 4년에 1회 윤작하는 조처가 적절 - 병과 해충의 번식을 촉진시키는 십자화과 풋거름작물을 자주 윤작체계에 넣어 과다한 횟수로 재배하는 것을 회피 - 유사한 작물의 재배는 작부체계에서 회피하는 것이 적절함. 따라서 전혀 다른 타입의 작물이 윤작 작부체계에서 배치되도록 계획하는 것이 유리함. 6) 잡초제어 윤작 작부체계내에서 재배작목의 선택은 잡초와도 관계가 크다. 대두, 팥, 동부, 완두, 땅콩, 클로버 등의 콩과작물이나 메밀, 헤어리베치, 호밀 등을 윤작 작부체계에 넣어 재배하면 잡초발생이 아주 경감되는 잡초제어 효과를 볼 수 있다. 이 경우 이들 식물이 타감물질을 분비하여 타 식물(잡초)의 발아와 생육을 억제하기 때문이다. 타감물질이 있는 작물을 타감작물이라하며, 작부체계에 넣어 타감작물을 배치하는 경우, 그 줄기, 잎, 뿌리는 되도록 수확해서 가져가지 말고, 로타리를 쳐서 토양에 환원하는 것이 타감효과를 극대화 하는 방법이 될수 있다. 한편 잡초 제어를 위한 윤작기술에는 다음과 같은 방법이 있음을 주지하고 설계에 임하는 것이 적절할 것이다. - 천천히 생육하는 작물은 잡초와의 경쟁에서 밀릴 가능성이 크기 때문에 잡초 경쟁력이 높은 작물을 재배한 후에 후작물로 배치하는 작부체계가 적절 - 따뜻한 시기에 재배되는 작물과 서늘한 시기에 재배되는 작물을 작부체계에 교 대로 배치하면 파종이나 경운시기를 조절할 수 있음. 이렇게 함으로서 첫해에는 봄에 일찍 발아하는 잡초를 제거할 수 있고, 다음해에는 따뜻한 시기에 늦게 발 아하는 잡초를 제거할 수 있음. - 잡초발아와 생육을 억제시키는 타감작물을 작부체계에 포함. 보리, 밀, 메밀, 호 밀, 귀리, 두과작물, 헤어리베치, 톨헤스큐, 라이그래스, 클로버, 해바라기 등이 타감작물에 속함 - 윤작체계에 다년생 두과 사료작물을 포함시키면 두과 사료작물이 잡초와 경합 에서 이기게 됨. - 이랑재배가 가능한 작물을 작부체계에 넣을 경우 기계적 잡초제어에 유리 - 어느 특정잡초가 문제가 되는 지역에서는 이를 제어 할 수 있는 작부체계를 미 리 계획 - 풋거름작물을 경운하여 혼입처리한 후 또는 퇴비의 시용 후에는 양분요구도가 적은 작물재배를 회피하는 것이 적절함. 이 경우 다비성작물이 재배되어야 하 며, 소비성작물을 재배하는 까닭에 유기물이 분해되어 가급태 질산염이 소비성 작물에 의해 제대로 흡수 이용되지 못할 경우, 잡초가 이들 잉여질소를 흡수하 게 되어 잡초가 크게 번성하는 결과를 초래하기 쉬움 - 2개 작물을 함께 재배하는 간작 또는 다른 작물 재배기간에 두과를 입모중 파종하는 밀파는 잡초제어에 유리윤작에서 특히 고려해야 할 사 항은 작 부체계에 후작물을 결정할 때 근연작물이 아니라 되도록이면 원연관계에 있는 작물을 배치하는 것이 병충해 발생을 사전에 차단하는 효과를 거둘 수 있다. 예를 들어 전작물로 밀 또는 보리를 재배한 토양에서 다시 밀 또는 보리를 후작물로 재배하는 경우 잎에 병해가 발생하거나 뿌리썩음병이 유발될 가능성이 대단히 높으나, 전작물로 옥수수를 재배한 포장에서 밀과 보리를 후작물로 재배하는 경우 이삭에 붉은곰팡이병이 발생할 우려가 있으며, 전작물로 귀리를 재배한 땅에 후작물로 밀 또는 보리를 재배하는 경우 맥각병이 발생할 소지가 있다는 점 때문이라는 것이다. 표1-2. 병 발생을 고려한 윤작체계 (유기농업개론, 손상목) * 병 발생가능성: 1 - 매우 높음 (병 발생가능성 매우 높음), 2 - 중간단계 (병 발생가능성 중간의 위험), 3 - 미약 (병 발생가능성 낮은 편임) 7) 기지현상의 예방 윤작 실천을 통해 동일한 포장에 같은 종류의 작물을 연작할 때 작물생육이 뚜렷하게 나타나는 기지현상(Soil sickness)을 예방할 수 있다. 합리적인 작부체계의 도입은 연작에 대한 기지현상에 의한 연작장해를 크게 줄일 수 있다. 연작지의 경우 특정 영양분의 소모, 염류 과다집적, 토양물리성의 악화, 잡초의 번성, 유독물질의 축적, 토양선충의 피해, 토양전염의 병해 등에 의한 기지현상이 일어나기 쉬운데, 윤작 작부체계를 통해 이 같은 기지현상을 크게 줄이거나, 회피하거나 예방할 수 있다. 3. 현행 윤작 및 작부체계 현재 유기벼 재배에서 사용 가능한 풋거름 작물로는 헤어리베치와 자운영, 호밀, 풋거름보리 등이 많이 사용되고 있다. 표1-3. 풋거름작물과 작부체계 가능 모형 (농업과학기술원) 그러나, 이외에도 국내에서 유기벼 재배에 이용가능한 윤 작(작부)체계는 다양하다(표 1-4). 윤작(작부)체계를 결정하는데 있어 절대적인 기준은 없으나, 아래의 표준안을 기본으로 자신의 포장에 적합한 윤작체계를 선택하여야 할 것이다. 표1-4. 논에서 이용가능한 유용 윤작(작부) 유형 (농업과학기술원) <출처> 농업기술길잡이205(유기농 쌀 생산) 2015년 12월 30일, 농촌진흥청 출처 : 농촌진흥청 농사로 |