[스크랩] 윤작의 정의와 작물별 특성

윤작의 정의와 작물별 특성

 

1) 작부체계

  작부라는 말은 어떤 작물을 심는 것이며, 체계라는 말은 일정한 포장에 작물들을 조합 배열하는 것이라 할 수 있다. 작부 체계는 전 · 후작 관계 즉 윤작이라 할 수 있다. 넓게 보면 작부 체계 중에서 윤작 체계는 전 · 후작을 포함한다.

시설 하우스에서 작부 체계를 개선해야 하는 이유는 첫째 경영적 측면에서 시장성의 부응이고, 둘째는 재배적 측면에서 병해충 조절과 토양의 생산성 유지이다. 경영적 측면에서 시장성 문제는 가격을 높게 받을 수 있는 작목을 선택하기 때문에 토양의 특성이나 기상 조건을 고려하지 않는다. 소득만을 생각하다 보니 병해충이 만연되고 염류 장해 등 토양의 장해로 인하여 폐농을 하게 되는 경우가 종종 있다.

작부 체계는 쉽게 말하면 작물의 특성을 이용하여 토양의 문제를 보완하고 작물의 생리적 특성에서 오는 문제점과 병해충이나 잡초 문제까지 해결하는 재배 기술의 하나이다. 토양 문제는 주로 질소 영양이지만 이는 노지재배에서의 문제이고 시설 재배에서는 이것이 크게 문제가 되지 않는 반면 첫째, 얕은 뿌리성이나 심근성 작물에 의한 토양의 물리성 개선, 둘째, 화본과(벼과)나 두과(콩과)작물의 특성에 따른 미생물상의 변화, 셋째, 병해충의 식이성이나 병원균의 기주 선택성, 넷째, 잡초방제를 위한 작물별 타감(他感) 작용의 효과적 활용 등의 문제가 있다. 따라서 작부 체계 개선은 작물의 생리 및 생태적 특성을 이용하여 환경농업을 보다 유효하게 하는 것이며 환경 농업에 있어서는 매우 중요한 농업기술의 하나이다.

2) 전, 후작 관계

(1) 연작에 의한 양분균형 파괴

  토양 중의 식물 양분은 순환 양분과 비순환 양분이 있다. 순환 양분은 가스화 되는 양분으로 질소와 유황이 이에 속하고 비순환 양분은 인산과 칼륨이 이에 속한다. 질소는 토양 중에 함유되어 있는 것도 있지만 공기 중에 있는 78%의 질소 가스가 방전이나 미생물에 의한 고정으로 식물 양분이 되기도 하는데, 콩과 작물에 의한 고정만도 연간 ha당 42~217kg이 된다. 또한 토양 중에 있는 질소는 미생물이나 화학작용으로 질소 가스가 되어 공중에 휘산 되기도 한다. 이와 같이 질소는 토양과 대기를 순환한다. 반면에 인산이나 칼륨은 토양 모재에 부존되어 임의적으로 시용하는 비순환 양분이다. 순환이든 비순환이든 간에 작물이 영양분을 충분히 흡수하여 이용하기 위해서는 토양이 공급하는 양 만으로는 부족할 때가 많다. 특히 하우스 재배에 있어서는 동일 작물을 연작 재배하게 되므로 특정양분이 부족한 현상이 일어나 시비를 통해서 부족량을 공급하게 된다. 예를 들어 질소질 성분을 보면 시금치는 ha당 84kg을 흡수하는데 배추는 213kg으로 약 2.5배를 흡수한다. 이는 배추를 한 작기 재배 할 수 있는 토양 질소는 시금치를 2.5회 연작할 수 있는 것이 된다. 반대로 시금치를 1작기 재배할 수 있는 질소만 함유한 토양에서는 질소가 부족하여 배추를 재배할 수 없게 된다. 그래서 비료를 더 주게 된다. 인산과 칼륨에서 보면 배추에 비하여 시금치는 질소 39%, 인산 28%, 칼륨 50%를 흡수한다. 비율적으로 보면 시금치를 연속 재배할 경우 배추에 비하여 인산은 남아돌고 칼륨은 부족하게 된다. 반대로 배추를 계속 연작할 경우, 만약 토양에 대한 정보가 없으면 시비 관리가 관습대로 되어 토양 중에 인산은 부족하고 칼륨은 남아돌아가게 될 것이며, 이는 결국 토양 양분 간의 균형이 깨져서 연작 장해 발생의 원인이 된다. 또 하나의 원인은 배추 재배에서 ha당 213kg의 질소를 흡수시키기 위해서 비료를 시용할 경우, 질소 이용률을 50%, 천연 공급량을 30%로 본다면 시비량은 ha당 298.2kg이다. 이 질소를 질소 함량 21%인 유안으로 시용한다고 보면 실량으로 ha당 1,420kg이 된다. 이 때 부수적으로 따라 들어가는 유황은 24.27%로 ha당 344.6kg이 된다. 이 때 부수적으로 들어가는 성분들은 토양을 산성화시켜 연작 장해를 유발하게 된다. 재배 관리의 기술적 측면에서 보면 동일한 작물을 연속 재배하는 것은 양분의 균형 유지 측면에서 불리하다.

 

(2) 독성물질 축적

연작 장해가 발생하면 기지 현상이 일어난다. 기지 정도에 따라 휴작을 하게 되는데 무, 당근, 양파, 호박, 딸기, 양배추, 꽃양배추 등은 연작이 가능하고 1년 휴작을 요하는 작물은 쪽파, 시금치, 생강이며, 2년 휴작을 요하는 작물은 마, 감자, 오이 등이며, 3년 휴작을 요하는 작물은 수박, 가지, 완두, 우엉, 고추 토마토 등이다. 과거에는 기지 현상이 단순히 영양분 부족에서 오는 것이라고 보았으나, 지금은 영양분을 인위적으로 충분히 공급할 수 있기 때문에 중요도가 낮아진 반면 독소, 충해, 병해 등을 중시하게 되었다. 그러나 독소, 충해, 병해의 원인이 토양의 물리 화학성 변화에서 오는 것임을 간과해서는 안 된다.

왜냐하면 토양의 물리 화학성이 건전하게 유지되면 독성 물질이 생성되더라도 과다하게 축적될 수 없고, 미생물이 원활히 활동하여 쉽게 분해 되어 해를 일으킬 수 없기 때문이다. 그리고 토양의 통기성이나 배수성(물 빠짐)이 좋으며 자연히 해충이나 병원성균의 증식도 저지되기 때문이다. 그러나 토양의 물리성이 불량하면 식물체에서 분비하는 독성 물질이나 분해 생성물질들이 독성 물질이 되기 쉽다. 유기물이 분해 될 때 생성되는 독성 물질은 호기적 상태에서는 발생되지 않고 혐기적 상태에서 많이 발생되는데 산의 생성이 그 예이다. 작물의 잔존물이나 생체에서 나오는 물질들이 같은 작물이나 유연 작물 생육에 피해를 주는 일이 있다. 이를 타감작용이라고 한다. 이는 1937년에 모리쉬가 명명하였는데 그 후 작용물질들이 밝혀졌다. 이들 물질과 유독물질이 집적되면 기지 현상이 발현되지만 이들 물질이 유실되거나 분해 되면 기지 현상이 없어진다. 이런 것으로 볼 때 토양의 물리성이 중요하다. 타감작용에 있어서는 보리, 귀리, 밀, 벳치, 브로콜리, 수단그라스 등의 잔존물이 분해 된 토양 침출액에서 상추의 발아 생장에 영향을 미치는 것을 보면 시설 하우스 재배 작물 간에도 영향이 없지 않다. 알팔파 연작 장해에 관여하는 타감작용물질의 탐색 및 생물검정 연구 결과에 의하면 알팔파의 타감작용은 종자 추출물에서도 타감 작용이 있고, 알팔파 재배지 토양 추출물도 무종자 발아와 생육에 영향을 주었다. 알팔파 재배지 토양과 비 재배지 토양에 무를 재배 한데서도 종자 발아와 생육에 영향을 주어 타감 작용이 있다고 하였다.

각종 작물 재배 시 토양 침출물과 작물 잔류물의 추출물이 상추의 발아와 생육에 영향을 미치는데, 보리와 브로콜리에서는 뿌리 신장에 저해가 있었다. 이와 같이 전 후작 영향에 대해서는 질소의 고정과 같은 유용한 면이 있는가 하면 타감 작용물질에 의한 나쁜 영향이 있을 수도 있다. 어쨌든 전 후작이 작물 생육에 영향을 주는 것은 사실이므로 재배 관리 측면에서 심도 있게 고려되어야 한다. 또 동일 작물을 재배하여 품질이 좋아지는 경우도 있으므로 전 · 후작 관계는 윤작 관계뿐만이 아닌 것을 알 수 있다.

 

(3) 병해충과 전 · 후작 관계

토양 병해충을 생태적으로 방제하는 데는 작물의 전 · 후작을 잘 선택하는 것이 중요하다. 왜냐하면 토양 병해충은 기주 작물에 영향을 받기 때문이다. 동일 품종이나 동일과의 작물을 연작할 때에는 그 작물에 특이하게 발생하는 병해충이 만연하게 된다. 토양 병해충 방제 방법으로는 생태적인 방법보다 약제 방법이 효과가 빠르기는 하지만, 환경적 차원에서 볼 때 지속적 농업을 고려하지 않으면 안 되는 현 시점에서는 생태적 방제의 실천이 무엇보다 중요하다. 이와 같은 결론은 어떤 유용한 약제라도 병원균을 전멸시킬 수는 없는 것이며, 또한 가령 전멸시킨다 하더라도 그 약에 저항성을 갖는 유사한 병원균이 생기기 때문에 농약에 의존하는 약제 방제는 피하도록 하고 근본적인 대책은 생태계를 파괴하지 않는 친환경적인 방제 방법을 사용하도록 하는 것이다. 토양의 병해충은 토양의 환경 변화, 즉 토양의 물리성 변화를 위한 첨가물질 또는 토양 양분의 함량과 비율에 따른 토양미생물의 분포에 의하여 병과 충이 발생하게 되는 것인데, 특히 첨가 물질로서 작물의 잔사나 작물이 생육하면서 분비하는 분비물이 중요하다. 이것은 작물마다 체구성 물질과 대사 작용이 다르기 때문이다.

시설 하우스에 병해충의 발생이 심한 것은 하우스 재배 작물은 화본과와 같이 병해충에 강한 작물을 재배하지 않기 때문이다. 하우스 재배 작물은 박과, 가지과 및 십자화과 작물이 주류를 이루는데 이들은 조직체가 화본과와는 다르다. 첫째 크게 다른 것은 C/N율이다. C/N율이 높은 물질은 분해하는 데 질소를 요구하지만 C/N율이 낮으면 질소를 내놓게 된다. 이와 같이 미생물의 종류에 따라 먹이가 다르기 때문에 미생물의 번식이 다르게 된다. 일본 도가치시험장의 연구 결과에 의하면, 강낭콩을 연작한 포장에서 강낭콩 줄기 밑동을 쪼개 보면 까만 병반이 나타나고 식물체 잎은 황화현상이 일어나면서 수량이 반감되었다. 이는 피시움(Pythium)이라는 사상균에 의한 것으로 목초를 재배하고 강낭콩을 재배한 데서는 병이 발생하지 않아 전 · 후작 관계가 병의 발생원인임을 밝혔다.

다음은 선충 문제로서 국화를 심은 곳에 우엉을 심지 말라든가 하는 것은 전작물의 선충이 후작물을 가해하기 때문이다. 그러나 땅콩 밭에 고구마를 심는 경우는 땅콩의 선충은 고구마에 영향이 없기 때문이며, 나아가서는 선충 밀도를 낮게 하여 주는 효과가 있어 전 ·후작물 선택이 중요하다.

또 하나는 작물 뿌리에 생육하는 균의 문제이다. 이시(1973)의 연구 결과에 의하면, 밭벼 뿌리에는 Pyrenochaeta sp. 의 사상균이 있는데 이를 밭벼에 접종하고 여기서 자란 어린 식물의 뿌리 추출액을 만들어 작물별 발아와 실생근의 신장을 조사한 결과 무, 배추, 순무, 우엉, 오이는 좋아지고 수수, 보리, 연맥 밀, 밭벼는 나빠졌다. 이는 전 · 후작의 적절한 선택이 수확을 증대시키는 요인 되는 것을 나타낸다. 엽채류나 과채류의 병해를 보면 주요 병이 다르다. 연작 원인이 작물별 병원성에 국한되는 것은 아니기 때문에 병에 관한 한 병원성 균의 조건을 살피기에 앞서 토양 조건을 살피는 것도 필요한 일이다.

 

3) 윤작

1) 윤작의 필요성

하우스에서 재배되는 채소로는 토마토, 오이, 참외 수박, 풋고추, 멜론 등 과채류가 많고 생육 기간이 비교적 길다. 대개의 시설 채소 재배 농가에서는 다비 재배하는 경향이 있다. 또한 추비 횟수가 많기 때문에 시비량에 비해 흡수량이 상대적으로 적어 수확 후  토양 중에 다량의 염기가 남는다.

시설 내는 노지와는 달리 강우에 의해 염기가 유실되지 않고 물의 지표면 증발에 의해 염기가 표층에 집적되어 작물의 생육을 방해한다. 또한 같은 작물 또는 근연의 작물을 계속해서 재배하게 되면 양분 흡수 양상이 같기 때문에 특정 성분이 과다 또는 결핍되기 쉽다. 아울러 연작으로 인해 특정한 토양 병해충이 발생하여 품질이 저하될 뿐 아니라 점차적으로 수량이 불안정해진다.

 

이에 대한 대책으로 하우스를 이동시키거나, 환토, 심토의 반전 또는 객토를 하기도 하고, 또 관개수를 이용하여 염기를 씻어 내리기도 한다. 그러나 하우스의 이동은 고정 하우스에서는 용이하지 않고 객토하는 데는 많은 노력이 필요하고 흙의 확보가 어렵다. 윤작(전 · 후작)은 양분 흡수 특성이 다른 작물을 조합함으로써 토양 양분을 토양가층에서부터 이용할 수 있다. 노지 작물의 예를 들면 감자, 담배, 밀 등은 천근성 작물이므로 이런 작물만을 재배하면 표층의 생산력이 급격히 감소하지만 이것에 옥수수, 클로버, 순무 등을 조합시키면 표층과 심층에서 동시에 양분을 흡수하여 균형을 취할 수 있다. 화본과(벼과) 작물, 두과(콩과)작물, 근채류의 조합은 양분 수지 측면에서도 뛰어난 조합이라고 할 수 있다. 화본과 작물은 대개 양분 흡수량 가운데 토양 양분에 의존하는 비율이 높고, 두과 작물은 질소를 고정하며, 근채류는 토양에 많은 양분을 남긴다. 이 작물을 조합함으로써 토양 양분은 균형을 취할 수 있게 된다. 작물은 윤작을 통하여 양분을 공급받고 토양 병해충을 조절하여 작물의 생육과 수량을 안정화시킨다.

(2) 윤작의 효과

원래 윤작은 토지를 연속적으로 이용하여 곡류를 주체로 한 작물을 안정적으로 생산하기 위한 기본 기술로 발달되었다. 윤작의 목적은 지역과 시대에 따라 다르지만 그 근간은 지력의 유지이다. 그것은 단일 작물만을 연속적으로 재배하지 않고 생태적 특성이 다른 여러 종류의 작물을 윤재하여 지력 유지를 꾀함으로써 토양 양분의 균형을 유지하고, 작물이 생산 배출하는 영양 또는 독성 물질에 의하여 일어나는 직접적인 생육 장해나 병해충에 의한 재해를 감소시킬 수 있다.

 

가. 토양 유기물의 공급 · 유지

토양이 적당한 양의 부식질과 유기물을 함유하는 것은 지력을 유지하는 데 필요할 뿐만 아니라 비옥한 토양을 만드는 데 꼭 필요한 조건이다.

재배 시 철저한 중경 제초와 시비를 필요로 하는 작물 즉, 중경 작물(주로 근채류)은 토양 유기물의 소모가 많아 연속적으로 재배하면 토양 유기물의 유지가 곤란하다. 윤작에 의해서 중경 작물과 비중경작물을 조합하면 유기물의 유지가 가능하다. 감자, 엽채류 및 과채류는 잔사 유기물이 적지만, 클로버 등의 두과 작물, 화본과 목초는 낙엽, 잔근 등 잔사가 많다. 따라서 윤작 시 작물의 잔사 유기물의 많고 적음을 고려하여 작물을 조합한다면 유기물이 저하되는 것을 경감시킬 수 있다.

 

나. 질소 천연 공급량의 증대

대두, 팥, 녹두, 알팔파, 클로버, 아카시아 등 두과 작물은 유기물을 생산할 뿐만 아니라 질소고정균(뿌리혹박테리아)에 의해 공기속의 질소를 식물이 이용할 수 있는 암모니아태 질소로 변환시켜 식물에 공급하여 줌으로써 흙 속의 질소를 유지하는 역할을 한다.

 

다. 토양 물리성의 개선

작물에 따라 뻗어나가는 뿌리의 분포가 다르고 분비하는 생태물질이나 잔사(뿌리, 짚)의 조직 성분이 다름으로 인해 유기물의 성상에 따른 토양의 투수성과 통기성이 달라지게 되어 토양의 물리성이 좋아진다. 대부분의 화본과 목초와 두과 작물 중 알팔파와 클로버가 토양을 떼알 구조로 만드는 효과가 아주 뛰어나다.

 

라. 토양 양분 흡수지역의 확대

작물에 따라 근계 분포가 달라 클로버, 알팔파, 옥수수, 사탕무 등의 심근성 작물은 토양의 심층에서도 양분을 많이 흡수하는 것이 가능하여 층별 양분의 균형이 이루어진다.

 

마. 토양 양분의 균형 유지

작물마다 선택 흡수하는 양분이 달라 윤작에 의해 양분의 균형을 유지할 수 있다. 옥수수는 질소를 많이 흡수하며 감자는 칼륨, 채소류는 칼륨과 칼슘, 클로버는 질소, 칼륨, 칼슘을 많이 요구하고 옥수수는 부식되지 않은 퇴비도 이용이 가능하다. 이런 작물의 윤작에 의해 토양 양분의 평형을 유지할 수 있다. 특히 미량요소와 같이 소량이기 때문에 반응이 민감한 성분은 윤작이 필요하다. 예를 들면 붕소의 경우 적정 농도가 단옥수수는 8~25mg/kg인데, 오이는 30~100mg/kg으로 많아 작물을 순차적으로 재배함으로 양분의 균형을 유지할 수  있다.

 

바. 병해충 발생의 억제

같은 종 및 같은 과의 작물에는 그 작물에 강하게 잠식하는 병해충이 있어 이런 작물을 연작하면 피해가 현저하게 나타난다. 윤작은 매년 작부되는 작물이 다르기 때문에 토양 미생물상 또는 토양 병해충의 발생이 연작과는 현저히 다르게 되어 병해충의 발생을 억제하는 효과가 있다. 가지과에는 역병이 있으나 십자화과(배추과)에는 역병이 없으며, 배추에는 무름병이 있으나 고추에는 무름병이 없다. 그러므로 역병이 심한 고추 재배 하우스에는 역병에 관계가 없는 십자화과 작물을 재배하여 생태적으로 방제를 할 수 있다.

사. 작물의 건전화

작물의 건전화는 종합적인 문제이기는 하다. 적절한 전 · 후작을 선택함으로써 병해충이 감소하면 우선 농약 공해로부터 벗어날 수 있다. 밭벼 재배지에 엽채류를 재배할 경우 생육이 좋아지므로 과다한 시비를 하지 않아도 된다. 이와 같은 방법으로 작물의 건전성을 유지할 수 있다. 또한 양분 과다나 병해에 피해를 받지 않아 식물체가 건전하므로 냉해의 저항성이 강화된다. 이는 균형 있는 양분 보급은 물론 적정한 유기물 보급에 의한 생리 활성 물질의 공급 효과이며 나아가서 이는 수확량을 증대할 수 있다.

 

아. 잡초 방제

전 · 후작의 선택은 잡초와도 관계가 크다. 우리 속담에 쇠비름이 많은 목화밭에는 밀을 심으라고 했다. 이는 밀밭에는 쇠비름이 적게 나며 자란다 하더라도 생육이 저조하다. 물론 시설 하우스는 사전 관리를 잘 해서 잡초에 문제는 없을 것으로 보지만 특종의 잡초가 많을 때는 전 · 후작을 잘 선택함으로써 생태적 잡초 방제도 고려해볼 수 있다.

자. 농업경영

전 · 후작 농작물 선택은 농업 경영상에 중요문제라고 볼 수 있다.

첫째는 토지 이용률 향상이다.

토양 자체에 문제가 없을 때에는 어떻게 토지 이용률을 높여 수익을 증대 할 것인가는 전 · 후작 선택이 중요한 문제이다. 작물을 선택할 때에는 재배 기간과 작물별 기온의 적합성 등을 고려하여 선택하는 것이 바람직 하다.

둘째는 영농의 안정화이다.

시금치를 심어 토양 질소의 축적이 많은 토양에 딸기를 재배하는 것은 피하는 것이 좋다. 이 때 토양의 EC가 3,0dS/m이상이 되었다면 딸기재배는 피하고 배추와 같이 염류 농도에 둔감한 작물을 심어야 한다. 배추를 심어 염류가 많이 제거된 다음에는 딸기를 심어도 좋다. 전 · 후작은 이렇게 염류농도를 조절할 수도 있다. 전 · 후작을 적절히 조합함으로써 시장의 수요 및 공급을 안정시킬 수 있는 한편 노동력을 효율적으로 분배할 수 있다. 노동력이 충분할 때는 딸기, 고추, 오이와 같은 작물을 선택하고 노동력이 부족할 때는 배추와 같이 노동력이 적게 드는 작물을 재배하여 노동력을 절감하는 것이 바람직하다.

(3) 작물의 윤작 특성

흙에서 작물이 재배되면 작물은 흙과 서로 작용하면서 토양의 이화학성을 변화시켜 나간다. 따라서 윤작의 주목적인 지력 유지의 방향을 알기 위해서는 작물의 토양에 대한 양분 흡수정도, 작물의 특성, 토양의 유기질과 관련된 작물잔사 생산 특성, 작물의 생리 및 생태적 특성, 재배 토양의 미생물 특성 등을 잘 파악하는 것이 중요하다.

 

가. 엽채류, 과채류

(가) 작물잔사 생산 특성

엽채류 및 과채류의 잔사 유기물은 일반적으로 화본과 작물과 두과 작물보다 C/N율이 현저히 낮고 분해가 빠르다. 따라서 이런 작물을 연작 또는 윤작하는 것은 토양 유기물의 보전과 토양미생물의 조절에 바람직하지 않다.

(나) 양분 흡수 특성

엽채류와 과채류의 수확기의 부위별 양분 흡수량은 두과 작물과 같이 낙엽에 의한 손실이 적고, 또 화본과 작물과 같이 하엽 고사에 의한 양분 용출이 적기 때문에 전체의 양분 흡수량은 많아진다. 특히 질소와 칼륨의 흡수량이 많다. 양분 흡수량 가운데 잔사 유기물에 함유되어 포장에 환원되는 양이 약 50%에 달한다. 엽채류와 과채류는 추비로 질소와 칼륨을 다량 사용한다. 추비된 질소와 칼륨은 전량 작물에 흡수되는 것은 아니고 많은 부분이 흡수 후 밭으로 환원되게 된다. 이에 따라서 엽채류와 과채류 토양은 일반적으로 양분의 환원량이 많아 질소, 인산, 칼륨이 많이 축척된다. 그러므로 이런 작물을 연속적으로 재배하면 토양은 산성화되고, 이에 따라 칼슘이 용탈될 뿐만 아니라 토양양분의 균형을 파괴시킴으로써 작물생산이 불안정하게 된다.

(다) 토양 병해충 특성

엽채류와 과채류를 연작하면 토양 전염성 병이 발생하고, 따라서 작물 생산은 불안정하게 된다. 양배추의 병으로 위축병, 뿌리썩음병, 배추에서는 무름병, 뿌리썩음병, 상추에는 마름병, 균핵병, 뿌리썩음병, 수박과 오이는 덩굴쪼김병, 토마토는 시들음병, 궤양병, 가지는 반신시들음병, 바이러스병 등이 연작지에서 많이 발생한다. 이와 같은 병의 발생은 특정 양분을 다량 시비하면 더욱 심해진다. 위황병균은 이것을 먹은 소가 배설한 구비를 통해서도 번식되기 때문에 주의를 요한다. 이런 병의 대책으로서 토양소독과 객토를 생각할 수 있지만, 경비와 노력면에서 문제가 많기 때문에 윤작에 의한 병의 회피가 무엇보다 효과적이다.

엽채류와 과채류에 발생하는 선충의 피해는 주로 뿌리혹선충이나 침선충의 피해이다. 이들 중 뿌리혹선충은 피해를 주는 기주 범위가 아주 넓어서 채소류만으로는 합리적인 윤작을 조합할 수 없다. 화본과 작물과 윤작하는 것이 바람직하다.

나. 화본과 작물

(가) 작물잔사 생산 특성

화본과 작물은 출수기까지 출엽하면서 잎이 성장하지만 두과작물에 비하여 낙엽이 적다. 그러나 총 잔사 생산량은 두과작물과 채소류에 비하여 현저히 많다. 생산되어진 건물은 종실과 경엽 및 뿌리로 배분되는데 수확시에 종실과 경엽은 포장 외로 반출되지만, 그루터기와 뿌리는 포장에 남아 잔사 유기물로 된다. 화본과 작물은 두과 작물과 채소류보다 잔사생산량이 많고 토양에 환원 가능한 잔사물도 많아 토양 중의 유기물의 유지에 다른 작물보다 뛰어나다. 또 화본과 작물의 그루터기와 뿌리 등의 잔사 유기물도 두류, 서류, 채소류 등에 비해서 C/N율이 높아 분해가 늦게 되는 특성을 가지고 있다.

유기물을 유지하는 점에서는 다른 작물보다 뛰어나지만, 유기물 분해속도는 느리다. 그러나 사상균 등과 같이 병에 관련된 미생물의 번식을 억제하는 기능이 있다.

 

(나) 근계 분포 특성

화본과 작물은 대개 천근성작물이다. 처음 생기는 뿌리는 길게 신장하여 그 기부에 다수의 근모가 발생하고, 비교적 표토가 얕은 부분에 근군을 형성한다. 그러나 뿌리의 일부는 토양의 심층까지 깊게 신장하므로 감자 등에 비하면 오히려 깊게 분포한다고 할 수 있다. 예를 들면 보리는 2.2m, 옥수수는 1.13m까지 도달한다. 이탈리안 라이그라스와 연맥은 비교적 하층에 많이 분포하고 15cm 이하에 전 뿌리 무게의 약20%가 분포하여 토양의 이화학성과 미생물상에 영향을 미친다. 그 외의 작물은 약 10%가 15cm이하에 분포한다.

이 같은 근군의 발달은 토양수분과 비료 그리고 시비 위치 및 작토층의 깊이에 영향을 받으므로 심경 및 유기물 시용에 의해 경토를 깊게 하면 근군을 보다 깊이 분포시킬 수 있다. 이와 같이 화본과 작물의 뿌리는 그루터기와 더불어 표토층에 강하게 영향을 미치고 있다.

 

(다) 양분 흡수 특성

화본과 작물 수확기의 양분 흡수량은 작물의 종류에 따라 다르지만, 대개 질소 흡수량이 다른 작물보다 많고 또 수탈되는 양도 많다. 인산의 양분 수지는 시비량에 비하여 흡수량이 현저히 적기 때문에 어떤 작물에서는 토양 중에 축적된다. 칼륨 흡수량은 대개 다른 작물보다 적다. 칼슘 흡수량은 1.9~12.3kg정도이다. 마그네슘의 흡수량은 2.5~5.0kg이다. 이상의 양분 흡수량은 작물의 생육에 따라 약간 달라지지만 성숙기 전의 지상부 최대기에서는 일반적으로 이것보다 많아 질소와 칼리는 양분 수지상 마이너스로 된다. 그러나 노화된 잎과 줄기로부터 용출되어 환원되는 양이 많아 보정되어진다.

화본과 작물의 특징은 질소의 양분 수지가 마이너스로 된다는 것이다. 그러나 이런 양분 수지는 퇴비를 10a당 2톤 이상 사용하면 질소도 마이너스의 정도가 현저히 감소되든지 아니면 플러스로 전환된다. 또 토양의 C/N비는 질소가 마이너스로 되므로 높게 된다고 생각된다. 화본과 작물 질소 다량 흡수는 시비 농업이 정착된 단계에서 토양 양분 조절 상 그 의의가 크다. 시비량과 흡수량과의 관계를 보면 질소와 칼륨은 일반적으로 시비량보다 흡수량이 많아 화본과 작물 연작은 바람직하지 못하다.

다. 두과 작물

(가) 작물잔사 생산 특성

두과 작물의 잔사 생산량은 화본과 작물, 서류 다음으로 많다. 잔사생산과 환원 특성에서 화본과 작물 및 서류와 다른 점은 전 생육기를 통하여 분해 되기 쉬운 다량의 유기물(낙엽)을 토양으로 환원한다는 점이다. 이 낙엽은 토양의 이화학성에 적잖게 영향을 미친다. 두과 작물은 근류균의 질소고정을 통하여 지력을 증진시키는 것 외에 낙엽을 경지에 집적시켜 유기물을 공급하는 역할을 하기도 한다. 낙엽은 화본과 작물보다 C/N율이 현저히 적고 분해가 빨라 그 중에 포함되어 있는 양분은 쉽게 작물에 흡수될 수 있다.

 

(나) 근계 분포 특성

두과 작물 특히 콩, 팥, 알팔파 등의 근군은 직근이 흙속에 깊이 들어가기 때문에 다수의 지근이 분생되어 세근이 지표에 가까이 밀집된 화본과 작물 근군과는 다르다. 그러나 근중의 층위별 비율을 표층 1~15cm가 가장 많아 전 뿌리 무게의 약 90%가 이 층에 분포한다. 클로버류는 특히 표층에서의 뿌리 분포가 많다. 이에 반해 알팔파는 땅 속 깊이 뿌리가 분포하여 토양심층 부분의 물리성 및 화학성을 개선한다.

이 같은 두과 작물의 근군은 양적으로는 적지만 비교적 깊게 분포하고 표층은 물론 하층토의 이화학성과 미생물 특성에 영향을 준다. 이것은 화본과 작물 근군이 표층토의 재배 특성에 영향을 미치는 것과는 대조적이다. 또 뿌리에는 근류균이 착생하여 공생 관계를 유지하고 질소고정을 한다. 즉 근류균은 기주 식물로부터 유리 질소를 고정하여 질산태 화합물을 만들고 기주 식물에 이것을 공급한다.

(다) 양분 흡수 특성

두과 작물의 양분 흡수량은 대개 화본과 작물보다 적다. 칼륨 및 칼슘은 비교적 많이 흡수하지만 낙엽 또는 빗물에 의한 용출에 의해 토양에 환원된다. 두과 작물의 양분 흡수 특성 중에서 가장 중요한 것은 근류균에 의한 질소의 고정이고 그 고정량은 지상부 질소 함유량의 75%까지도 된다. 한편 두과 작물은 산성을 싫어하기 때문에 석회를 다량 사용하는 것이 관행화되어 있지만, 시용량에 비해 흡수량은 비교적 적다. 두과 작물의 양분 흡수와 환원 특성은 근류균에 의한 질소고정과 낙엽에 의한 양분의 환원이 많다는 것이다.

 

(라) 근류균에 의한 질소 고정

근류균에 의한 질소 고정량은 막대하여 땅콩과 콩은 10a당 4~8kg정도이며 알팔파와 하이트클로버는 10~20kg정도이다. 그 가운데 콩이나 땅콩과 같은 1년생 두과 작물은 고정된 질소의 대부분을 성숙기에 지상부로 이행시키기 때문에 토양의 질소 함량이 마이너스로 되는 경우도 있다. 이에 비하여 다년생 두과 목초는 고정된 질소의 약 3분의 1이 뿌리에 머물기 때문에 토양의 질소 함량이 증가한다.

출처 : 양파를 무농약으로 재배하는 종태의 블로그

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