비료는 생산량, 품질, 효과, 편리성을 높이기 위해 계속 발전해왔다. 농업인도 어떤 양분이 어떤 역할을 하고 어떤 비료가 잘 흡수되는지를 이해해야 작물에 맞는 비료를 선택하여 생산량과 품질을 높일 수 있다.
생산량, 품질 높이기 위한 양분의 기능과 역할
농업인이 비료 선택할 때 반드시 알아야 할 내용이다. 19세기 중반부터 작물 성장에 무기양분 중요성이 강조되고 16개 필수 양분이 정해졌다. 그 중에 탄소(C), 산소(O), 수소(H), 염소(Cl)은 자연에서 공급되기 때문에 나머지 12개 양분을 이용하여 비료를 제조하기 시작하였다.
12개 양분은 작물에 필요한 양을 기준으로 다량요소 6개와 미량요소 6개로 나누고 가장 중요한 N, P, K를 3요소라고 분류하였다. 질소는 세포를 만드는 주요 기능 때문에 잘 큰다. 반면에 약해지는 단점이 있다. 즉, 질소를 시비하면 잘 크지만 식물 조직이 약해져서 병해충이 많아진다. 칼륨(가리)은 세포조직을 단단하게 하는 기능이 있다. 이 원리를 이용한 비료가 NK비료다.
질소가 많은 NK비료는 잘 크며, 영양생장을 주도한다. 가리가 많은 NK 비료는 결실을 시키는 기능이 있어서 생식생장을 이끈다. 그래서 채소에 사용하는 양액비료, 4종복비는 NK비율이 매우 중요하다. 산은 식물체에서 일어나는 모든 생화학 반응의 에너지 역할을 한다. 인산이 식물체에 있는 양은 5번째인데 2번째 표기하는 이유이기도 하다. 그래서 N, P, K를 3요소라고 부른다.
칼슘은 세포벽 사이의 좁은 틈을 메꾸어 결착시킨다. 칼슘 엽면시비가 고추 탄저병, 토마토 배꼽썩음병, 사과 고두병을 줄이는 이유도 잎의 기공을 통해 침입하여 세포벽 사이를 들어오는 병균을 막는 방패 역할을 하기 때문이다. 마그네슘(고토)은 햇빛을 받아들여 광합성을 하는 주요 양분이다. 척추동물이 산소를 운반하는 것처럼 빛 에너지를 이용하여 포도당을 만든다. 그래서 당도를 중요하게 생각하는 과일 비료에는 고토가 반드시 들어간다.
황은 인류가 사용한 가장 오래된 비료이면서 작물보호제이다. 기원 전 8세기 “일리어스와 오디세이” 서사시를 쓴 호메로스도 “황의 훈증효력으로 병해충을 피하게 한다”라고 하였다. 황의 비료 효과는 색, 맛, 향에 도움이 된다. 향신료 작물에는 반드시 황을 넣어 비료를 제조한다. 석회유황합제, 황토유황, 금황NS 등 살균용으로도 사용한다.
붕소는 미량요소이면서도 열매 크기, 모양, 어린 잎의 성장에 관여한다. 뿌리에서 흡수한 양분과 잎에서 생산한 탄수화물이 열매, 어린 잎으로 가는 문 역할을 하기 때문이다. 그 외 철, 망간, 아연, 구리, 몰리브덴 등의 미량요소는 주로 효소 작용에 관여한다.
흡수 효과 높이기 위한 비료의 발달
식물이 수분과 양분을 흡수하는 과정은 삼투압과 증산에 의한 물의 이동이다. 양분은 물에 녹아 이온 상태여야만 뿌리의 반투막을 통과해서 흡수될 수 있다. 즉, 양분은 물에 녹아야 흡수가 가능하고 비료도 물에 녹는 비료를 만드는 것이 비료 발전의 핵심이다.
화학반응이 일반화되기 이전에는 암석을 분말로 만들어 사용했다. 대표적인 것이 천매암, 맥반석, 운모류 등이고 효과가 매우 느리다. 효과를 높이기 위해 처음에 시도한 것이 가열하는 방법이다. 암석을 가열하면 구용성 비료가 제조된다. 대표적인 비료가 규산질, 용성인비, 패화석 등이다. 좀 더 효과를 높이기 위해 황산 등의 강산을 이용하여 암석을 녹이며, 가용성이라고 부른다. 일반적으로 밑거름, 웃거름으로 사용하는 2종복비는 구용성, 가용성, 수용성을 혼합한 비료이다.
비료를 주자마자 즉시 효과를 보기 위해 정밀 화학공정으로 제조한 것이 양액비료, 4종복비 같은 수용성비료이다. 물에 완전히 녹기 때문에 증산에 의해 토양 수분과 함께 빨려들어가 흡수된다. 스마트팜에 이용되는 비료들은 모두 수용성비료이다. 작물 성장에 맞춰 비료가 녹아나게 한 비료도 개발되었다.
엔텍은 질소비료가 질산으로 산화되는 것을 조절하고, 바사코트처럼 수용성 비료 표면을 다공성 필름으로 코팅하여 효과를 조절하기도 한다. 비료는 어떤 양분이 얼마나 들어 있는지, 물에 잘 녹는지 여부에 따라 생산량, 품질, 효과 차이가 크다. 비료를 구입할 때는 항상 이 점을 염두에 두어야 한다.
