정 봉 남
국립원예특작과학원 원예특작환경과 농업연구관



식물은 흙에 뿌리를 내려 물과 양분을 흡수하여 생장하므로 흙은 생명현상의 근원이 된다. 미국농무부 천연자원보존서비스 기관에 의하면 흙의 질은 우리가 원하는 대로 흙이 얼마나 그것을 잘 이루어 내느냐를 말하는 것이라고 한다. 우리는 농작물을 잘 키우기 위해서 흙이 식물의 뿌리가 물과 양분을 쉽게 이용할 수 있도록 물과 양분을 잘 보유하고 작물에 해를 주는 병해충과 잡초를 억제하며, 대기로부터 탄소를 흡수하고 강과 호수로 흘러드는 물을 깨끗하게 해 주기를 바란다. 흙의 질에 관하여 최초로 정의된 것은 1997년 미국 토양과학회에 의하여 “자연상태 흙 또는 작물 경작지의 흙이 동식물의 생장을 유지하고 물 또는 공기 질을 유지하거나 개선하며 인간의 건강과 주거를 보장하기 위한 흙의 역량”으로 정의했다.  

흙의 질은 매우 다양한 생물학적, 물리적 및 화학적 요인에 따라 다르며 이들의 상호작용으로 흙의 기능과 작물의 생산성에 영향을 미친다. 흙의 질을 결정하는 생물학적 특성은 흙에서의 영양분의 이동성, 미생물과 효소의 활성 및 식물병 억제 능력을 포함한다. 물리적 특성은 흙 알갱이들이 서로 결합되어 만든 흙덩어리의 구조적인 특성으로 통기성과 물의 투과성과 관련되며, 화학적 특성은 양분의 공급과 순환에 관련된 특성이다. 건강한 흙을 만들기 위해서는 이런 다양한 요인들을 고려해야 한다.

작물의 생산성을 높이기 위해 예를 들어 축산분뇨, 퇴비를 시용하는데 어떻게 이를 통해 흙의 개량이 이루어지는가? 흙에 가축 부산물의 투입은 흙의 생물학적 특성을 크게 변화시킨다. 이러한 변화는 흙의 물리성과 화학성에 영향을 미쳐 최종적으로 작물 생산성에 영향을 미치게 되는 것이다. 분뇨를 이용한 유기물 공급은 토양 박테리아와 곰팡이 같은 미생물 개체수를 증가시키고 미생물 활성도 증가시킨다. 흙의 미생물 증가의 대부분은 박테리아 집단의 증가에 의한 것으로, 이들은 분뇨에 있는 유기물의 분해를 가속화하며 유기 질소와 인을 무기물로 만들어 작물이 흡수할 수 있도록 만든다. 흙에 분뇨 투입에 의한 유기탄소의 축적은 미생물량의 증가뿐만이 아니라 미생물 군집 구조의 변화와 기능적인 다양성과 관련되어 있다.

분뇨를 이용한 흙의 개량은 유해한 미생물, 예를 들면 병원성 미생물과 식물병을 일으키는 병원균을 감소시키는 것으로도 알려져 있다. 분뇨나 유기질이 흙에 들어가면 수백만 마리의 박테리아가 점령을 한다. 이러한 물질들이 분해되는 동안에 박테리아는 많은 양의 복합당을 만드는데 이 복합당이 흙을 서로 끈끈하게 뭉치게 해서 흙의 입자들까지 붙게 만든다. 따라서 유기물을 많이 넣은 흙은 박테리아도 많고 흙의 입자가 더 많이 뭉치에 되어 흙의 구조가 좋게 된다. 이렇게 만들어진 좋은 흙 구조는 피드백되어 유기물 농도를 증가시키게 된다.

화학비료의 사용은 1950년대에 처음으로 농민들이 작물의 생산량을 증가시키기 위하여 외부로부터 양분을 투입하는 것에 의존하면서부터 시작됐다. 집약적 농업은 전 세계에서 토양 황폐화 문제를 일으켰다. 화학비료의 과도한 사용은 흙 속의 유기물을 고갈시키거나, 미생물을 감소시키고 토양 구조를 다지는 작용으로 인하여 흙의 건강을 해치는 결과를 초래했다.

유기물은 겉흙을 붙잡고 보호하는 역할을 한다. 하지만 척박한 땅에서는 스펀지처럼 빗물을 빨아들이는 유기물이 흙에 별로 남아있지 않기 때문에 물은 머물지 않고 흘러 배수되며, 토양 미생물이 감소되어 유기물 분해 감소로 인하여 작물이 이용할 수 있는 양분이 감소하게 된다. 적절한 동식물 유래의 유기질 비료의 사용은 미생물의 먹이가 되기 때문에 흙 속의 미생물 활성을 크게 유지할 수 있게 되고 흙의 물리 및 화학성을 좋게 하여 결국은 맛있는 과일을 달리게 하고 양분이 결핍되지 않는 건강한 채소를 생산하게 되는 것이다.
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