오늘 도시농업 전문가 과정은 인천도시농업네트워크 김충기 대표의 작물재배에 필요한 양분을 공급해 주는 퇴비에 대한 강의로 수업이 시작되었습니다. 산야초, 짚, 낙엽, 톱밥, 해조류 등 기타 모든 동식물체인 유기물을 퇴적시켜 발효한 것을 퇴비라고 합니다. 친환경 퇴비라 함은 친환경 농산물 생산에 사용할 수 있는 원료로 만든 퇴비로써 항생물질이 포함되지 아니한 가축분으로 법에서 정한 절차나 기준에 따른 충분한 발효과정을 거쳐 제조한 퇴비를 말합니다.
 

 
화학비료로 작물을 재배해도 되는데 왜 굳이 유기농 퇴비를 만들어서 줘야 할까요. 농약과 화학비료 중심으로 농사를 짓다 토양이 점점 오염돼 토양의 균형이 깨져 단 하나의 취약점이 생겨도 작물에 병이 쉽게 옵니다. 흙이 균형 잡히고 건강하다면 작물은 작은 병이 와도 쉽게 이겨내고 자연 치유될 수 있어 건강한 먹거리를 내어 줍니다. 흙을 건강하게 살리는 환경을 만들어주기 위한 핵심은 질 좋은 유기농 퇴비입니다. 우리는 작물을 통해 영양소를 섭취하는데 퇴비에는 다양한 미량원소가 함유되어 있습니다. 퇴비재료인 톱밥만 보더라도 몇 십년 땅에 축적되어 있던 미량원소를 함유하고 있습니다. 흙을 건강하게 살리기 위해 미량원소가 필요하고 퇴비가 가지고 있는 엄청난 양의 미량원소들을 작물이 섭취하기 때문에 질 좋은 퇴비는 필수입니다.
 

 
퇴비는 땅을 살리는데 기본이 되는 재료입니다. 토양에 영양분을 지효성으로 공급하는 것은 물론 토양 중에 있는 균들과 미생물들, 편충, 지렁이들을 존재하게 만들어주는 역할을 하는 좋은 유기물입니다. 퇴비를 제대로 넣어주면 땅심을 살리고 거름지게 하는 거름 역할을 합니다.
 
속효성 비료는 영양분을 공급해 농작물을 키우는데 목적을 두고 있습니다. 화학비료로도 질소, 인산, 칼륨, 황, 칼슘, 마그네슘 등 16원소 중심의 영양소를 작물에 줄 수 있습니다. 하지만 그 외에 다양한 미량원소를 작물이 흡수할 수 있는 기회가 별로 없어 건강한 작물을 키울 수 없습니다.
 
화학비료와 퇴비는 작물이 성장하는데 필요한 영양소를 갖고 있어 작물의 성장을 돕는 영양제 역할을 담당합니다. 차이점은 화학비료는 토양에 빨리 녹아 식물이 빨리 흡수하는 속효성 양분이고, 퇴비는 토양에 서서히 녹아 작물에 천천히 흡수되는 지효성 양분입니다. 퇴비는 화학비료보다 좋은 점을 많이 갖고 있습니다. 화학비료는 토양에 염류집적을 일으키고, 유안이나 황산가리 성분은 토양을 산성화시킵니다. 반면에 용성인비 같은 성분은 산성토양을 중성토양으로 바꿔주기도 합니다.
 

 
유기질 비료란 식물이나 동물의 사체나 부식 물질이고, 주 재료는 질소를 포함한 여러 함유물들입니다. 무기질 비료를 다른 말로 화학비료라고 합니다. 화학비료를 쓰면 땅이 산성화되는 것은 질소 때문이 아닙니다. 질소와 결합하고 있는 다른 물질이 녹으면서 산성화가 진행되는 것입니다. 화학비료는 식물에 가장 많이 필요한 질소 외에 인산 카리 등이 있습니다. 이 원소는 단독으로 존재하지 않고 황산암모늄·과인산석회·황산칼륨 등의 형태로 토양에 공급 됩니다. 식물이 자라는 데 필요한 질소, 인산, 칼륨을 이용하고 황산이 남기 때문입니다.
 
질소의 주요 역할은 엽록소를 생산하고 시비시 손실이 심해 2~3 번 나누어 줘야 합니다. 인산의 주 역할은 햇빛에너지를 저장하고 이동이 나빠서 전량 밑거름으로 줘야 합니다. 칼륨은 식물세포 삼투압을 조정, 양분이동, 운동 역할을 하며 손실이 심해 2~3번 나누어 줘야 합니다. 칼슘은 세포벽을 구성하는 역할을 하며 주로 석회로 공급며 화학비료 주기 2주 전에 시비하며 재배기간 중에는 석회포화액을 만들어 줘야 합니다.


 
현장에서 발생하는 영양장애는 대부분 특정 필수원소가 부족하거나 과잉인 경우가 많지 않고, 상호간의 양분균형이 맞지 않거나 토양 중의 수분 부족으로 인하여 필수원소의 흡수가 나쁘게 되어 영양장애가 나타나는 일이 많습니다. 이러한 경우에 영양장애 발생 원인은 양분 불균형과 수분 부족이므로 비료성분의 균형시비와 적절한 수분공급이 이뤄져야 합니다.
 

 
우리는 화학비료 개발과 기비(밑거름)사용을 주장한 독일의 화학자 리비히 박사의 연구로 농산물을 풍족히 생산하고 있습니다. 농산물의 풍족이 현대문명을 발전하는 기초가 되어 작물이 원하는 환경에서 성장하여 결실을 맺는 재배 방법과는 거리가 있다는 것이 최근에 알려지는 대표적인 비독과 경반층의 문제입니다. 밑 거름 사용으로 밭갈이가 당연시되면서 문제시되는 토양 속의 경반층 문제는 빗물 유입차단으로 지하수 부족과 오염을 야기하고 있습니다. 밑거름을 넣어 토양 표토층(20cm 전후) 일부만 사용하는 기계 전면 밭갈이 농사가 일반 관행농사는 물론 친환경 유기농업에서 이어지고 있습니다. 밭갈이가 된 부드러운 토양과 밑거름의 풍족한 양분으로 작물이 쉽게 양분을 흡수할 수 있어 작물 생산을 지향하는 농사로는 많은 성과를 이루었지만 얕은 표토층만을 이용하면서 작물이 갖추어야 할 기본적인 길고 많은 뿌리가 부실해 병충해와 급격한 환경 변화에 대처하는 면역력이 부족하게 됩니다.
 

 
농작물이 잘 자라기 위한 조건은 단순히 영양분이 골고루 있어야 하는 것만은 아닙니다. 땅심이 있어야 합니다. 땅심이 있으면 거름을 많이 안 줘도 작물이 잘 자랍니다. 그럼 땅심(지력)이 좋은 땅은 어떤 땅일까요. 땅심이 좋은 흙은 통기성, 보수성, 보비력, 배수성이 좋으며 적정한 산도를 유지하며, 적정한 지온을 유지하고 있는 다공질의 부드럽고 연한 상태의 떼알구조를 갖추고 있는 흙을 일컫습니다.
 
땅심이 좋은 흙의 기본 요건 3가지를 알아 보겠습니다.

(1) 흙 1g 속에 유익 미생물 2억~10억 이상 정도 포함하고 있어야 합니다. 참고로 우리나라 땅은 3~5000만 마리 정도 있습니다. (2) 최소한 토양의 유기물 함량이 3~5% 이상은 되어야 합니다. (3) 중금속이나 오염물질로부터 오염되지 않아야 합니다(미생물이나 유기물이 많으면 중금속이나 오염물질이 분해되기도 합니다). 토양 미생물이 조화를 이루고, 작물이 양분을 골고루 흡수할 수 있으며, 작물의 뿌리가 땅속 깊이 넓게 퍼져 양분을 잘 흡수할 수 있는 떼알구조의 흙이 땅심이 좋은 토양입니다. 흙속에서 오래가는 잘 발효된 유기물 퇴비가 땅심을 높이는데 더 효과적입니다.
 

 
유기물과 무기물의 차이를 비교해 보겠습니다. 유기물은 생물체를 구성하고 있는 물질 중에서 탄소를 포함하고 있는 물질로 미생물에 의해 분해가 되고 가열하면 연기를 내면서 타는 물질로 각종 퇴비, 탄수화물, 지방, 단백질 등을 일컫습니다. 땅에 묻었을 때 흙으로 돌아가는 것을 모두 유기물이라고 합니다. 반면 무기물은 탄소를 포함하고 있지 않으며 가열해도 변하지 않는 철, 물, 돌, 흙, 이산화탄소, 마그네슘, 화학비료, 소금 등의 물질을 말합니다.
 
토양속에 유기물이 들어가면 토양미생물과 합쳐져 부식의 형태로 바뀌게 됩니다. 파란 배춧잎을 질좋은 토양 속에 파묻고 일주일 뒤에 파보면 토양 미생물에 분해되어 형태가 거의 없고 색깔이 검게 변합니다. 섬유질 중심의 배춧잎은 땅속에 들어가면 금새 형태가 사라지지만 리그닌화 되면 오랫동안 유기물로 남아 곰팡이 또는 지렁이, 쥐며느리 같은 고등생물에 의해 장시간에 걸쳐 분해됩니다. 미생물의 분해작용에 의해 남겨진 리그닌(목질화된 유기물)과 토양미생물의 사체 단백질이 합쳐진 것을 리그닌 단백복합체라고 합니다. 이것을 토양 유기물=부식=휴머스라고 합니다. 토양유기물이 5%면 10a당 움직이는 생물 유체가 700~1000kg 정도 함유하고 있습니다. 유기물 자체가 단백질을 포함하고 있기 때문입니다. 토양 유기물 함량이 높을수록 공극률이 높아져 흙이 부드러워집니다.
 

 
토양에서의 유기물(부식)의 기능 8가지를 알아 보겠습니다.
 
 (1) 염기치환 용량을 크게 합니다.
 (2) 토양의 보수력을 높여 줍니다.
 (3) 양성적 성질을 가집니다.
 (4) 철, 구리, 알루미늄 등과 같은 중금속 이온의 유해 작용을 감소시킵니다.
 (5) 토양의 입단현상을 촉진시켜 물리적 구조를 개선해 줍니다 (유기물이 많은 떼알구조의 토양 유지).
 (6) 토양온도 상승으로 유용미생물의 활동을 활발하게 만들어 줍니다.
 (7) 유용한 화학반응을 촉진시켜 줍니다.
 (8) 유효한 인산의 고정을 억제하여 불용성 인산의 가용화에 도움을 줍니다(미생물이 잉여 인산을 흡수했다가 부족할 때 공급함).
 
모든 부식은 유기물이지만 모든 유기물은 부식이라 할 수 없습니다. 부식(유기물)은 두 가지로 나눌 수 있습니다.

첫째 영양부식은 분해되면서 토양에 무기양분을 공급하고, 미생물의 영양원이 되어 좋은 성질의 토양을 만드는 요인이 되는 유기물입니다. 계본, 돈분, 우분, 유박 등이 이에 속하며, 땅심을 높이는 데는 별로 도움이 안 된다고 설명합니다.
둘째, 내구부식입니다. 분해, 변성, 중합 등이 진행된 어느 정도 안정된 부식으로 토양에 장기간 남아 있으며, 땅심을 높이는 요인으로 작용합니다. 분해가 빨리 진행되는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 등이 완전 분해 및 발효되고, 난분해성의 리그닌만 남아 유용미생물이 생활하는 배지 역할을 함으로써 방선균류의 생존을 유지시켜 줍니다. 동시에 건전한 미생물이 많이 존재하고 잉여 영양분을 미생물이 축적했다 부족할 때 작물에 다시 공급하는 시스템을 만들어 내기 때문입니다.
 


톱밥 퇴비로 만들어 넣어 줄 때와 유기질 비료인 깻묵거름을 넣어 줄 때는 차이가 있습니다. 깻묵은 유기질 비료이지만 지력을 높여주지는 못합니다. 지력을 높이는건 결국 퇴비입니다. 요소 한 포대(질소 9.2kg)는 우분퇴비 3톤의 양과 같습니다. 퇴비 속에 있는 질소는 탄소를 분해하기 위해 자체 소비합니다. 퇴비는 토양 내 유기물 함량을 높여주고, 다양한 미네랄을 공급해 지속가능한 형태의 건강한 토양을 만들어 줍니다. 또한 유기질 퇴비에 유익한 미생물인 방선균(스트렙토마이신)이 작물의 병균을 억제하고 죽여 주기 때문입니다.
흙속에서 오래가는 잘 발효된 유기물 퇴비가 땅심을 높이는데 더 효과적입니다. 토양미생물이 조화를 이루는 생물성, 양분을 균형 있게 잘 흡수 할 수 있는 화학성, 식물 뿌리가 땅속 깊이 넓게 뻗어 양분흡수가 가능한 물리성 3요소가 균형을 이루기 위해 생물성이 살아나는데 중점을 두고 균형잡힌 토양개량이 이뤄지도록 땅심(지력)을 높여야 합니다.

김충기 대표와 함께 동영상 '친환경 퇴비(톱밥퇴비) 제조 요령'(https://youtu.be/9p9yXC8X9-k)을 시청했습니다.
 

 
이론수업을 텃밭 한켠에 나무 파레트를 재활용해 퇴비장을 만들었습니다. 퇴비 제조장은 비가림시설이 있는 것이 가장 좋지만 노지라면 비닐 등으로 비가림을 해줘야 합니다. 강우시 수분함량의 급격한 변동을 예방할 수 있도록 빗물이 흘러 배수가 될 수 있는 환경이 적절한 장소입니다. 
 
퇴비 제조량에 따라 산 모양으로 퇴비재료를 쌓아둘 수 있는 장소가 좋습니다. 또한 퇴비 뒤집기 작업을 감안하여 적재장소 외 공간을 확보해야 합니다. 바닥은 땅바닥이 좋으나 여건에 따라 콘크리트 바닥도 무방합니다.
 
성공적인 퇴비화를 위해서는 4가지 조건이 필요합니다.
(1) 수분: 퇴비는 촉촉하게 젖어 있어야 합니다. 퇴비 재료들은 퇴비화 과정에서 건조되면서 초기에 65%에 달하던 수분이 일주일만에 20~30% 수준으로 줄어듭니다. 수분량이 많으면 혐기성 미생물이 발생하고 적으면 퇴비화가 잘 안 됩니다. 퇴비화 과정에서 적정수준의 수분 유지가 중요합니다.
(2) 탄질율: 탄질율은 탄소와 질소의 비율입니다. 탄소는 미생물의 에너지원이 되고 질소는 영양원이 되기 때문에 적절한 탄질율을 맞춘 퇴비재료를 주어야 양질의 퇴비를 기대할 수 있습니다. 퇴비재료의 대부분은 탄소원이기 때문에 질소 성분(축분 등)을 추가해 줘야 합니다.
(3) 온도: 퇴비는 고온성 발효에 의해 분해됩니다. 퇴비가 건조하거나 동결되면 미생물의 활동도 멈춥니다. 미생물은 온도가 올라가 발효조건이 갖춰지면 다시 활동을 합니다.
(4) 산소: 퇴비가 호기성 미생물을 배양하기 위해서는 퇴비를 뒤집어 주며 산소를 공급해 공극을 만들어 줘야 합니다.수분이 많으면 호기성 미생물이 질식하고, 산소가 부족하면 지독한 냄새를 풍기게 됩니다.
 

 
완성된 퇴비장 바닥에 탄소질 재료인 나뭇가지, 산에서 가져온 건초와 부엽토를 골고루 펴줍니다. 잘게 부순 누룩을 뿌려준 다음 물을 골고루 뿌려줍니다. 왕겨와 음식물 폐기물을 시루떡에 팥고물 올리듯이 켜켜이 쌓아 올립니다. 그 위에 이엠 활성액을 골고루 뿌려줍니다. 탄소질 재료인 낙엽과 질소질 재료인 커피 찌꺼기를 순서대로 골고루 잘 쌓아줍니다.
 

 
질소질 재료인 쌀겨를 골고루 펴준 후 물을 뿌려줍니다. 쌀겨는 마른 상태이기 때문에 물을 흠뻑 줍니다. 미생물들은 축축한 상태에서 번져나가기 때문에 물을 꼭 넣어줘야 합니다. 수분은 물조리개로 조절해 뿌려줍니다. 이러면 열이 나고 적정한 온도의 발효가 일어나 나쁜균이나 불필요한 씨앗은 죽고 미생물들이 자리잡는 진정한 부숙 퇴비가 됩니다. 탄소질 재료인 왕겨와 질소질 재료인 가축분을 차례로 잘 쌓아줍니다.
 

 
커피찌꺼기를 골고루 쌓아준 후 흙살림에 균배양체를 골고루 잘 뿌려줍니다. 탄소질 재료인 낙엽과 쌀겨를 차례로 쌓아준 후 수분을 공급해 주기 위해 물을 뿌려줍니다. 탄소질 재료와 질소질 재료를 켜켜이 골고루 쌓아올린 다음 마지막에는 탄소질 재료인 낙엽을 쌓아주고 충분히 물을 뿌려주었습니다. 비 올 경우에 대비해 비닐로 덮으면 유기농 퇴비 만들기 1차 과정은 완료입니다. 켜켜이 쌓은 퇴비 더미에서는 고온성 발효가 일어나 미생물이 증식하며 방선균이 고르게 퍼져나겠지요.
 

 
오늘 만든 퇴비는 2~3주 후에 뒤집기를 해줘야 합니다. 번거로운 뒤집기 절차를 해줘야 하는 이유를 알아보겠습니다.
 (1) 퇴비더미에 산소를 공급하여 호기성 미생물의 증식을 돕습니다.
 (2) 퇴비더미의 모든 부분이 고온에 도달하고 병원균이 사멸되어 안전한 퇴비가 만들어지도록 합니다.
 (3) 뒤집어 줄 때 마다 잘게 부서지고 잘 섞여서 상품성 좋은 퇴비가 되도록 합니다.
 (4) 퇴비화 과정이 더 빨라지는 효과가 있습니다.
 
퇴비, 구비등은 유기질 비료이지만 이 유기물이 분해가 되면 무기원소로 분해가 되어 작물의 생장에 필요하는 무기원소로 분해가 됩니다. 남는 것은 부식이라하여 토양의 물리적의 성질을 개선합니다. 작물 재배시에는 퇴비를 밑거름으로 시비해야 토양이 튼튼하여 작물생장에 필요하는 17개의 무기원소와 물 그리고 산소가 많아서 작물이 잘 생장하게 됩니다. 생퇴비를 토양에 넣어주면 발효가 일어나 미생물과 식물간의 질소경합으로 인해 질소기아 현상이 발생합니다. 완숙퇴비란 열이나 수분을 가하여 짚이나 나뭇잎 등을 완전히 썩혀 고루 부수어 만든 것을 말합니다. 미생물에 의한 발효가 종료되어 안정된 상태의 퇴비로 작물을 가꾸고자 할 때 많이 사용합니다. 완숙퇴비에는 흙을 살리는 성분인 지렁이똥, 유기물, 병을 막아주는 방선균(스트렙토마이신)이 가득 들어 있습니다.
 

 
퇴비만들기를 마치고 텃밭에 모종을 심었습니다. 김충기 강사님께서 오이, 옥수수, 가지, 청양고추, 아삭이고추, 호박, 토마토의 제식거리와 작물이 자랐을 때의 크기 등을 고려하며 식재할 위치와 방향 등에 대한 설명을 해주셨습니다.
 
 
 
2주 전에 식재한 방풍나물과 황기, 양배추와 치커리, 콜라비, 상추들이 예쁘게 자랐네요. 텃밭 두둑 앞에 개구리 한 마리가 있어 사진도 찍어보았습니다. 2주 전에 만든 강낭콩과 완두콩 모종도 함께 식재해 주었습니다. 올해 우리 가족 식탁은 텃밭 먹거리 덕분에 풍성할 것 같아 힘들지만 행복한 노동시간이었습니다.