자유주제

[ 주절주절 비료이야기 ]

비료에서 다량으로 들어가는 원소로는 N(질소), P(인), K(칼륨)이다.

사실 상, 화학적 비료의 역사는 200년이 채 되지 않았으며 약1900년대 부터 화학 비료가 생산되어 약 70억명의 인구를 폭팔적으로 늘어나게 한 일등공신이다.

비료 덕분에 78억명의 인구가 식량자원 증가에 의한 덕택을 톡톡히 보고 있다고 해도 과언이 아니다.

지구상에 존재하는 자연적인 비료량은 인류 20억명 정도만 유지 될 수 있는 정도의 이중결합질소 밖에 없었다.

비료가 보급 되기 전에는 지력(地力)을 회복하기 위해 일시 휴경을 해야 하는 곳이 많았다.

전근대 시대의 비료로는 주로 사람이나 동물의 분변을 활용했는데 인구가 많지 않던 옛날에는 인분만으로는 지력을 보충하기 힘들어 가축의 배설물을 많이 사용하였으나
지력 또한 부익부 빈익빈 현상이 있었다.

또한 깨와 콩 등에서 기름을 짜낸 후 남은 찌꺼기를 비료로 쓰기도 했고 어촌에서는 남아도는 생선이나 아예 먹고 남은 생선 내장 등을 가공해서 비료로 만들기도 했다.

세계4대 문명을 이룬 강들의 인접지 경우에는 상류에서 내려오는 토사(규소성분함유)와 각 종 미네랄(광물) 덕분에 강들의 범람으로 자연적으로 비료를 대체하는 효과가 있었다.

단적으로 황하강은 적색에 가까운 황토인데 여기에는 여러가지 유기물들이 적절하게 섞여
물 자체가 액체비료인 셈이기에 농업 생산량이 우월했던 것이다.

프리츠 하버의 “공중질소합성법”을 통해 1913년 암모니아 합성법이 상업화 되었는데
이때부터 화학비료가 등장하며 농업생산량도 폭증하기 시작했다.

19세기 지구 인구는 약1.5배 정도 증가 했으나 20세기에는 15억명에서 60억명으로 4배나 증가하기에 이른다.

당시에는 식량자원의 생산량이 늘어남으로 인해 인구의 폭팔적인 증가로 이어진 셈이다.

당시에는 수차례 세계 전쟁을 치르면서도 이와 같이 지구 인구가 증가하게 된 데는 식량문제를 해결해 준 화학비료의 힘이 매우 컸다고 해도 과언이 아니다.

화학비료는 대부분 석유를 비롯한 화석연료로 생산한다.

질소, 인(인산), 칼륨(가리)을 비료의 3대요소(원소)라 하며 매우 중요시 하고 있는데
각 성분의 필요량은 식물의 종류에 따라 다르다.

물론 옛날 사람들이 이런것 까지 알았을 리는 없고 질소, 인산, 가리를 골고루 갖춘 비료는 없었음으로 근대 이전의 농민들은 분뇨, 뼛가루, 재 등의 잡다한 재료로 갖은 시행착오를 겪으며 농업기술을 발달 시키는 수 밖에 없었으니라

식물 생리에 특히 중요한 3종의 원소를 꼽으 때는 위에 기술한 대로 질소, 인, 칼륨을 꼽지만 사실 비료의 생산과정에 의해 질소, 인산(P₂O₅), 산화칼륨(K₂O)으로 지칭한다.

화학 비료 제품에 표기되어 있는 다량원소(요소)의 유효성분량은 N-P-K 순서로 표기하는데 여기서 N(질소)는 비료의 총 질량에서 질소의 비율(%)이고 P는 인이 아닌 인산((P₂O₅)의 비율, K는 칼륨이 아닌 산화칼륨(K₂O)의 비율이다

즉, 원소량(원소비율)만으로 따지면 P(인)는 표기의 44%, K(칼륨)는 83%밖에 안된다.

이렇게 된 이유는 비료 업계의 관행 때문인데 화학비료 산업이 태동하던 20세기 초에는 비료성분을 분석하던 연구소들에 컴퓨터가 없었기 때문이다.

당시 기술로는 인과 칼륨 원소만을 따로 검출하는 일은 불가능 했고 태운 후에 산화물의 양만을 측정할 수 있었을 뿐인데 이걸 원소의 질량으로 일일이 손계산으로 환산하려면 너무 번거로웠기 때문이다.

그래서 인과 칼륨을 산화물로 대신 푯기핟ㄴ 관행이 현재에도 남아 출처가 다양한 질소만 원소전량으로 , 인과 칼륨은 대신 인산과 산화칼륨(가리) 질량으로 대체했던 것이 아니였나 판단된다.

현대에는 그냥 원소 분석으로 측정한 다음 인산과 가리로 역산해서 표기한다고 한다.

산업 현장에서는 일부 비료회사에서 산화물 기준 유효성분량과 원소 기준 유효성분량을 병기하는 경우도 있으니 앞으로 시간이 꽤 흐른 뒤에는 원소량 기준으로 표기하는 방식으로 바뀔지도 모르는 일이다.

현대에 들어와서 지금은 프리츠 하버의 업적 덕분에 질소고정법을 이용한 인공 비료가 주류이다.

흔히 ‘거름’하면 떠올리기 쉬운 배설물 같은 천연 비료는 이제는 개인취미 수준에서나 사용하지 본격적인 상업적 농사에서는 이미 요소비료로 대표되는 화학비료만을 사용한다.

요소 비료의 기본 원료는 공기 중에 다량 함유된 질소인데 제조 공정의 난이도도 낮은 편이다.

비료는 의외로 화약과 연관이 크다.
화약의 주성분인 질산칼륨/질산암모늄은 바로 비료의 주성분이기도 하기 때문이다.

물론 화학비료 이전에도 자연상태에서 채취하는 구아노와 같은 천연 초석(질산칼륨)은 화약제조를 위해 중요한 원료였던 동시에 질좋은 천연 비료였던 것이다.

이러한 이유 때문에 이런저런 과정을 거치면 폭탄의 재료가 될 수 있어 미국에서는 농부도 아닌데 비료를 다량 구매라는 것이 포착되면 FBI와 ATF의 감시대상 리스트에 올라 간다고 한다.(실제 비료가 사제 폭발물 제조에 사용된 사례 - 오클라호마 폭탄 테러에 질산암모늄 2.2톤이 사용됨, 소형 핵무기와 맞먹었던 위력의 베이루트 항구 폭발 사고의 원인이 된 물질도 창고에 쌓여있던 대량의 질산암모늄이었음)

암튼 좋다고 비료를 무조건 지나치게 많이 시비하면 토양이 산성화가 진행되고 환경오염이 발생하고 비가 내려 강으로 흘러들어갈 경우 부영양화를 일으켜 녹조라떼를 만들어 낸다.

흔히 유기질로 만든 천연비료는 괜찮을 것이라 생각하지만 퇴비나 유박 등 천연비료도 화학적인 구조는 본질적으로 화학비료와 마찬가지로 과용하면 “염류집적”이 일어나고 과다한 염류는 농산물에 축적되어 생육을 방해하고 유기질의 분해과정에서 토양은 역시나 산성화가 진행된다.

천연비료가 그래도 화학비료보다 나은 점이 있다면 토양 속 미생물이 남아있어 토양이 시간이 흘러 어느정도까지는 자가회복을 한다는 점이다. 물론 살균제를 다 뿌리기 전까지 이야기이다.

한국의 경우 지나치게 많은 화학비료를 투입하고 있는 것으로 알고 있다.

계속~~~~~~





첨언 :토양을 알기 위해서는 암석학(광물학)을 먼저 공부하는것이 무척 큰 도움이 된다.
세상의 모든 물질은 눈에 보이든 안보이든
원소로 이루어져 있다.