논토양 벼농사 규산질비료 효율적 사용이 요구 된다

새턴바이오텍(주) 수용성규산작물연구소

소장 농학박사 강양순

농업에서 규산질비료는 잘 알려진 대로 토양개량과 아울러 농작물재배에서 병충해, 기상재해 등 각종 불량환경스트레스를 경감시킬 수 있는 저항성 기능으로 농작물의 품질향상과 수량증진 효과를 낼 수 있는 천연광물성유래 친환경적 농업자재이다. 벼는 식물 중에서 유일하게 규산흡수유전자를 갖고 있어서 규산을 10% 정도로 다른 어떤 비료성분이나 다른 식물에서보다도 월등히 많은 량을 요구하는 특성 때문에 논토양의 유효규산함량을 산 가용추출법으로 평가되는 가용성규산으로 180-200ppm(mg/kg)을 적정치 개량목표로 하고 있다. 우리나라 논토양 벼농사에는 1965부터 지금까지 50년간 3-5년 주기로 천연 규회석광물과 제철 원료인 철광석에서 제련되고 잔류되는 광재를 규산질비료로서 정부가 300평당 매번 250kg을 무상 공급해 오고 있다.

과거 20년 전까지만 해도 정부규산비료는 농가에서 외면되어 오다가 친환경농업의 요구로 규산질비료의 기능과 효과가 급격히 부상되면서 무상공급횟수도 5년 주기에서 3년 주기로 늘어났고 규산제품시장도 다양하게 활성화되고 있다. 최근 들어 일부 논토양에서는 적정규산함량 초과로 “토양이 굳어진다”라는 부작용이나 시용효과에도 의문이 제기되고 있어 농촌진흥청에서 실시되고 있는 규산질비료의 장기연용효과 시험을 토대로 과학적인 이해와 효율적인 시비요령을 제시코자한다. 국립농업과학기술원 수원 사질토 시험지에서는 1967년-2015년 48년간 300평당 매년 250kg을, 국립식량과학원 밀양 식양토 시험지에서는 1981-2015년 35년간 450kg을 연용하여 토양종류별 논토양 개량효과와 쌀 증수효과 및 품질향상을 검토하였다(표 1).

논토양 개량효과

정부가 무상공급하는 광재규산질비료는 가용성규산함량이 25% (250,000ppm)로서 비료 등 양이온 흡착력이 높아서 토양산도(pH)를 높이고 칼슘을 공급하며 인산과 질소의 이용효율을 증진시킨다. 2002년까지 34년간 300평당 매년 250kg씩 총 8.5톤 연용된 농업과학기술원 시험지 사질토의 유효규산함량은 256ppm, 22년간 450kg씩 9.9톤 연용된 식량과학원의 시험지 식양토에서는 528ppm으로 적정치 180-200ppm을 훨씬 초과되는 수준임을 알 수 있다. 그러나 과거 50년간 4-5년 주기 무상 지원으로 시용된 농가답에서는 매번 빠지지 않고 시용하더라도 10-11회 총시용량이 3톤 이내이므로 농촌진흥청 시험답 시용량의 약30%에 불과하여 유효규산 적정치 도달에는 더 많은 시용량이 요구됨을 알 수 있다. 또한 농기계작업의 용이성으로 평가되는 토양구조의 입단화정도도 현저히 높아지고 작물뿌리발달 촉진 및 유용미생물의 서식공간을 유리하게 할 수 있는 토양 입단구조의 공극량 특히 기상비율(공기분포율)이 증가되고 있었으며 토양산도(pH)도 벼농사 적정치 6.0-6.5 수준에 있어 규산질비료 장기연용에 의한 유효규산 적정치를 훨씬 초과한 수준에서도 전반적으로 토양개량 효과가 큰 것으로 평가되었다.

쌀 증수효과

34년간 규산연용으로 유효규산이 적정치를 초과한 256ppm 사질토에서 벼 수량이 5%, 22년간 연용한 528ppm 식양토에서도 8%의 증수를 낼 수 있었고 최근 2011년도 43년차 식양토에서는 18%의 현저한 증수를 보여 벼 재배연차에 따른 병충해, 기상재해 등 불량환경에 대한 내성 증진효과 면에서 규산시용의 필수성이 인정되었다.

쌀 품질 향상효과

2002년까지 22-34년 규산연용으로 조곡왕겨의 숙색이 황금색으로 밝아지고 벼알의 등숙과정에서 노린재 등 흡집성 해충과 병원성의 침해로 얼룩이 생기는 피해립이 현저히 감소되어 현미나 쌀 품질 향상에도 기여할 뿐만 아니라 수매시 조곡등급이 높아지게 되었다. 또한 현미나 쌀에서 청미, 심복백미, 금간쌀, 얼룩쌀, 파쇄미 등이 줄어들어 완전미비율이 높아지고 밥맛을 좌우하는 단백질 함량을 낮추어 식은 밥이라도 부드러운 질감을 느끼게 한다. 밥맛의 감각으로 느끼는 관능평가와 미립의 이화학적 분석치를 종합평가할 수 있는 도요식미기의 식미치에서도 높게 평가되었다.

종합적으로 유효규산 적정치를 초과하는 논토양에서 우려되는 부작용과 시용효과는 논토양개량효과와 더불어 수량증진 및 품질향상에 긍정적으로 평가되어 현재 유효규산 적정치의 재평가가 되어야 할 것으로 본다.

표 1. 규산질비료 장기연용(사양토:48년간, 식양토:35년간)에 따른 논토양개량, 쌀 증수 및 품질향상 효과

*농업과학기술원(수원), **식량과학원(밀양), ***1997년도

규산비료 효율적 시비요령

현행 4년 주기로 시용되는 정부 가용성규산질비료에 의한 논토양 유효규산의 적정치를 초과될 우려는 농촌진흥청 규산장기연용시험에서 증명되듯이 수십년 동안은 없을 것으로 판단된다. 특히나 최근 가축 조사료용으로 수거되는 양질의 규산원이 되는 볏짚의 300평당 연간 50-100kg 탈취되는 규산량으로 보면 더 많은 논토양 규산의 시용량이 요구된다고 볼 수 있다. 또한 광재 규산질비료는 유기물에서 공급되는 산에 의해서 가용성규산으로 유효화 되므로 퇴비원이면서 규산원이 되는 볏짚의 수거는 규산공급 외에도 산가용성규산의 유효화를 불리하게 한다. 간혹 과잉시용으로 인한 논토양의 유효규산 적정치를 현저히 초과되었을 시에는 수용성규산으로 가볍게 토양 기비로나 관주시비 또는 엽면시비로 대체하거나 추가시용 하는 것이 바람직하다. 그리고 미달되는 논토양에서는 가용성규산이나 수용성규산을 밑거름으로 하되 불량재배환경조건에 적절하게 대응하기 위해서는 관주시비나 엽면시비가 가능한 수용성규산으로 추비하는 것이 효율적이다.

참고적으로,

정부 가용성규산시비후 당사의 수용성규산을 추가 시비시 출수시기와 등숙시기 단축(약 1주일)에 영향을 주는 것(첨부 사진)으로 확인되었다.