숯과 목초액의 농업적 이용
1. 숯의 이용 목적
숯은 나무의 구조와 마찬가지로 혈관과 같은 관이나 구멍이 종횡으로 서로 연결되어있다. 그 크기나 길이와 형태는 수종과 제탄법에 따라 약간씩은 다르지만 기본적으로는 동일하다. 숯 1g 내의 연결관과 구멍들을 합친 겉넓이는 약 90평 정도나 된다. 숯의 구멍은 그 크기가 수 미크론(1mm 의 1,000분의1)에 불과하고 또 이들 구멍과 관들은 외부와 서로 연결돼 있어 뛰어난 통기성까지도 지니고 있다. 숯의 미세한 구멍은 공기가 잘 통하므로 수많은 박테리아와 같은 호기성 미생물의 서식처로 이용된다. 그리고 넓은 표면적은 강력한 흡착력을 지니고 있기 때문에 수질이나 공기의 정화능력도 뛰어나다.
숯은 PH가 8~9의 약한 알칼리성을 띠고 있기 때문에, 산성토양이나 산성비에 대한 정화용 자재로 사용될 수가 있다. 또한 숯에는 적은 양이지만 회분이 들어 있는데, 이는 식물생장에 대단히 귀중한 요소이다. 이 요소들은 그 함유량들이 극히 적어 학술적으로는 미량원소라 부른다.
미생물의 서식처 제공
숯가루를 뿌리면 미생물이 증가하는 것으로 알고 있지만 실제적으로 숯 자체는 미생물의 서식에 적합하지 못하다. 미생물이 서식하기 위해서 필요로 하는 유기물들이 전혀 들어 있지 않기 때문이다. 단순히 미네랄이라는 무기물만으로는 살 수 없다. 숯에 의존해서 살고있는 미생물로는 공중질소를 고정하는 아족터박터와 같은 세균류, 남조류, 뿌리혹균류, 균근균류 등 식물의 뿌리부분에 공생하는 것들이다. 숯의 수많은 구멍들은 산소를 많이 지니고 있을 뿐만 아니라 수분을 잘 흡수한다. 이런 점들은 식물 뿌리의 생장을 호전시킬 수가 있고 여러 미생물들의 번식에도 기여한다. 흙 속에 숯가루를 투입하면 여러 가지 세균이나 방선균에게 알맞은 서식 장소가 될 수 있다. 이렇게 발달된 미생물들은 길항 미생물로 증식되어 이용할 수 없는 영양분을 손쉽게 흡수하여 식물체에 공급하므로 건강한 작물을 키워낼 수 있는 것이다.
미량원소의 공급원
숯은 회분(재)을 약 2~3%를 포함하고 있다. 바로 이 회분은 수목들이 오랜 세월 동안 빨아올린 무기성 미네랄들인데, 이들은 해로운 것이 없다. 오히려 사람의 신체에는 유익한 것들로 특히 식물생육에는 귀중한 미량원소의 공급원이 될 수도 있다.
2. 숯의 농업적 이용
지금부터 약 30~40년 전만 하더라도 강원도를 비롯한 산간 오지에서는 화전농법이 성행하였다. 글자 그대로 산에 불을 놓아서 숯과 재를 토양 속으로 갈아 넣은 다음 거기에 여러 가지 씨앗을 뿌리는 방치 적 조방농법(粗紡農法)으로 생활해 왔다.
화전이라는 단어가 의미하고 있듯이 불을 질러 놓게 되면 모든 식물들은 타서 없어 지고거기에는 약간의 숯 조각과 재밖에는 아무것도 존재하지 않는다. 언덕의 토양이 그대로 노출돼 있어 적당한 간격으로 씨앗만 뿌려두면 재에서 용출되어 나온 칼리, 칼슘, 인산과 같은 무기 영양소와 땅속에 약간이나마 남아 있던 유기물로부터 연유된 질소성분의 덕택으로 탈 없이 수확기를 맞을 수 있었다.
그리고 함께 있던 숯은 미생물의 번식과 근권 환경의 개선효과 등으로 통기성, 보수성, 흡광 그리고 뿌리로서는 배일조건(排日條件) 까지도 함께 갖게되어 명실상부한 토양의 물리화학적인 여러 조건이 잘 맞아떨어지게 된다.
여기서 간과해서는 안 되는 것은 바로 [타고남은 숯과 재] 라는 것이다. 농업과 숯 그리고 재라는 존재가 바로 화전농업의 기반을 이루는 것이다.
3. 숯 활용법
우리들이 흔히 활성탄 이라고 부르고 있는 숯은 거의가 공업용 활성탄일 가능성이 있으므로 품질표시나 제조업체명 등이 불분명한 것들은 일단 의심할 필요가 있다. 활성탄은 숯을 화학적으로 가공한 것으로 정수 및 공기정화 등의 필터로 사용하는 것이며, 농업에 이용하는 숯은 목초액을 20% 흡착시켜 만든 활성목탄 이기 때문이다. 앞으로는 이러한 혼란을 막기 위하여 목초탄 이라고 명칭을 바꾸고 있으므로 참고하시길 바라며 제조업자들도 활성탄 이라는 단어를 남용하지 말고 정확한 숯의 이름과 그 품질을 알기 쉽게 양심적으로 표시해야 될 것이다.
사용방법
○ 목초탄은 미생물의 증식 수단으로 사용돼야 하므로 가급적 표층 시비하고 가볍게 로터리 한다
○ 토양에 따라 다르나 평당 500g 을 흩어 뿌리고 연작 장해 시에는 1kg 을 사용
주의사항
○ 숯은 유기물이 없으므로 반드시 퇴비와 함께 사용 한다
○ 숯을 살포한 밭에는 초기 관수량을 늘려야 수분 부족을 피할 수 있다
○ 가급적이면 정식 7일전에는 토양 처리를 마쳐야된다
4. 목초액의 특성과 적용법
목초액은 목재를 연소(燃燒)방법이 아닌 훈소(薰燒) 방법으로 열분해 하여 얻어지는 물질로서 열분해 온도에 따라 성상이 달라지며 그때 발생되는 연기가 서로 중합하여 복잡한 화합물이 되므로 첫째는 안전한 목초액을 제조하기 위하여 철저한 열분해 온도 관리가 중요하다
나무의 수종이나 탄화방법, 온도에 따라 성분의 차이가 있으며 목초액 채집 시 발생되는 타르는 사용용도에 따라 쓰임새는 있으나 대체적으로 타르나 경질유 함량이 많으면 작물의 생육에 지장을 초래함으로 정확한 온도 관리로 열분해 된 조목초액 을 잘 정치시킨, 용해타르 함량이 1% 미만의 것을 사용해야 작물의 피해 없이 올바른 목초액의 효과를 기대 할 수 있다. 목초액을 사용했는데 효과를 발견하지 못했다는 것은 올바른 열분해가 되지 않았다는 것으로 볼 수 있다
목초액의 타르는 열분해 시 나오게 되어 있으며 온도가 높으면 3-4 벤즈피렌 같은 발암성 물질이 생성되고 이를 방지하기 위해서는 굴뚝의 배연 온도가 재래식의 경우 150℃를 초과 해서는 안되고 기계식의 경우는 채집온도가 100℃를 초과해서는 안된다. 그리고, 나무가 타는 온도가 400도 정도로 일정해야 균일성있는 양질의 안전한 목초액을 얻을 수 있다.
타르는 침전타르와 용해타르로 구분되며 전자는 조목초액 정치 시 밑으로 가라앉는 것을 말하고 후자는 맑게 정치된 목초액 속에 녹아있는 것을 말한다. 미량의 타르는 전착력이 있으며 타르 속에 함유되어 있는 페놀류가 작물의 방위 기능을 높이는 기능을 가지고 있고 많으면 정도에 따라 차이는 있으나 전반적으로 득 보다는 실이 많다. 목초액 규격에 용해타르 함량을 규제한 것도 그만큼 타르가 작물이나 토양에 피해를 줄 수 있기 때문이다. 용해타르 함량이 많으면 엽 면이나 과수에 얼룩이 지거나 표면이 거칠어지며 토양 관주 시에는 연속 사용하면 뿌리신장이 억제되고 토양에 역 삼투압 현상이 일어나는 등 단립 구조의 파괴가 일어난다.
목초액의 성능은 글자 그대로 나무식초로 직역해 볼 때 초산의 함량이 중요하며 초산이외에 유기산의 함량이 품질을 결정하는 요인이 된다. 초산과 용해타르, 굴절율 은 목초액 제조의 기술로 볼 수 있으며 3가지가 잘 어우러져야 좋은 목초액 이라 할 수 있는 것이다. 이외에도 복잡한 물질로 결합된 물질 인만큼 사용법도 대단히 중요하며 희석 배수는 가급적 500배 이하의 사용 시에는 전문가와 상의하여 사용하도록 한다. 목초액의 유기산 중에 개미산(formic acid)은 어떠한 물질과의 결합을 촉진하는 성질을 가지고 있어 목초액 사용 시 타 자재와 혼용하면 혼합이 잘 되는 것은 개미산의 역할이 크다고 본다. 그러므로 목초액과 타 약제의 혼용시에는 유제의 농약인 경우 약제를 먼저 희석한 다음 목초액을 희석하여야 약제의 물분자 집단을 작게하여 효과를 올릴 수 있다
목초액은 500여 가지의 복합된 물질이나 사용시 기능은 크게 아래와 같은 범위로 보면된다
▶프라보놀 색소 폴리페놀-- 산화방지(선도유지)
▶에스텔류/유기산------- 유용 미생물 증강
▶초산/알콜류----------- 살균, 흡수력 증대(침투이행) 로 병해예방
▶프로프랄/페놀류-------- 면역증강, 실뿌리 신장
우리나라에서 생산되는 목초액 들을 보면 일반 숯가마에서 숯의 부산물로 목초액을 채집하는 경우와 목초액을 전문적으로 생산하는 기계식에서 부수적으로 숯이 생산되는 두가지 경우가 있다. 전자의 경우 숯 생산에 모든 공정이 맞추어져 있기 때문에 목초액 생산을 위한 규격 공정이나 기술력이 없고 단지 부산물로 나오는 목초액을 채취하여 생산하고 있다. 따라서, 숯의 종류에 따라서( 수분을 가하는 경우도 있다. 숯의 용도에 따라 태우는 온도가 다르다), 나무의 종류에 따라서, 나무 습도에 따라서 목초액의 성상이나 품질의 균일성이 떨어지며, 고온에서 생산될 경우 3-4 벤조피렌 같은 원치 않는 유해 물질의 생성이 많아질 수 있으며, 채집 시 냉각 방식에서 산소가 접하게 되므로 다시 연소가 되어 타르가 많아지게 된다. 특히, 정치가 완전하지 않은 제품을 사용 시 녹아 있는 기름성분이나 타르 때문에 잎이 타거나 점이 찍히는 비해가 날 수도 있다.
후자의 경우 일정한 공정 하에 온도 관리와 원료를 사용하기 때문에 목초액의 품질이 어느정도 일정하게 생산된다. 기계식은 직접 탄화 방식과 간접 탄화 방식 두 가지로 나누어져 있다. 직접 탄화 방식( 나무를 직접 태우는 방식)은 간접 탄화 방식( 원료를 솥에 넣고 바깥에서 온도를 가하는 방식으로 솥 내부의 나무 원료는 일정한 온도에서 관리된다.)에 비해 온도 관리와 생성 타르 함량에서 불리한 조건을 가지고 있다.
간접 탄화 방식은 일정한 온도 관리(약 400도)에 의해 탄화되고 연기가 산소가 접하지 않는 상태에서 냉각되어 저 타르 목초액이 만들어지므로 품질의 규격과 성상이 일관되게 유지된다. 목초액 규격을 정하는 타르함량, 초산함량, 산도, 당도, 비중, 색도가 안정화 되어 있으며 안전하게 사용할 수 있다. 가끔 용해 타르 함량을 조절하기 위해 목초액을 증류시키는 경우가 있으나 목초액을 증류하면 목초액의 중요 물질인 산이나 알콜류 등이 휘산 되므로 농업적으로 가치가 약해지는 단점을 가지고 있다.
유명산 목초액은 국내 유일의 간접 열분해 기계식 방식으로 생산되는 응용식 목초액이다. 재료는 건조시킨 참나무 칩을 원료로 사용하며, 열 분해시의 철저한 3단계 온도 관리와 저산소 냉각방식을 가지고 있다. 이런 생산 방식 때문에 초산함량이 높으면서 당도도 높고, 용해 타르함량은 낮게 나타난다. 일반 목초액은 공기나 빛, 다른 물질을 만나면 변화가 심하게 일어나나 유명산 목초액은 안정화 되어 변화가 잘 생기지 않는다. 이 같은 철저한 품질 관리 때문에 일본으로부터 수출에 대한 요청이 계속되고 있다.
목초액은 그 자체의 성질을 잘 이용하면 농업적으로 아주 효과적으로 사용할 수 있다. 목초액에는 살충물질, 살균물질, 성장촉진물질, 영양물질이 고루 혼재되어 있다. 상황에 따라 그 자체로 사용하거나 약제와 혼용해서 사용할 수 있다. 목초액은 그 자체가 강한 침투력을 가지고 있기 때문에 따로이 계면 활성제를 사용할 필요가 없다. 이 침투성질은 알칼리 성질이 있는 물질을 제외하고는 다른 물질의 효과를 극대화 시켜주는 데 아주 이상적인 능력을 발휘한다. 목초액을 사용하면 농약을 절반으로 줄일 수 있다는 농촌 진흥청의 연구 결과도 이러한 이유에서이다.
목초액은 아미노산, 칼슘, 키토산, 등의 다른 물질의 능력을 배가시켜주는 힘을 가지고 있다. 이온교환능력과 킬레이트화 능력 때문이다. 목초액 고유의 이온교환능력은 행여 잔류할 수도 있는 화학적 잔류문제도 해결할 수 있다. 목초액은 초기에는 다른 물질의 효과를 높여주는 역할을 하지만, 시간이 지나면 분해 시켜주는 역할을 동시에 한다. 예를 들어, 수확기에 약제를 살포하고 출하가 염려되면 목초액을 살포하여 잔류성분을 분해할 수 있다.
목초액은 단독적으로 충의 기피는 물론 살균성도 가진다. 약간의 충이나 진딧물은 목초액 자체만으로도 기피 효과가 있다.
목초액을 엽면에 살포하면 초세가 강한 상태는 세력을 억제시켜주며, 세력이 약한 경우 초세를 회복시켜 준다. 잎에 올라온 비료분을 소화시켜 억제하는 것은 목초액 속의 탄수화물과 유기산의 역할이며, 초세를 회복시키는 것은 초산과 성장 촉진 호르몬의 역활이다. 이러한 상태로 작물이 유지되면 병원균이 침투하기 어려워지며 초산은 살균성을 가진다.
목초액속의 성장 촉진 물질은 식물이 가진 안정화된 상태의 천연 호르몬이기 때문에 인공적인 호르몬이 가지는 부작용이 없이 호르몬 작용을 나타낼 수 있다.
목초액은 식물이 살아가면서 저장해 놓은 500여 가지의 영양물질로 구성되어 있어 식물이 필요로 하는 거의 모든 물질을 공급할 수 있다.
목초액은 엽면으로 사용도 좋지만 더욱 좋은 효과를 얻으려면 토양 관주로 사용하는 것이 좋다. 목초액을 토양에 관주하면 병해충 예방물질로서의 효과뿐 아니라 염류장해 해소, 발근력 촉진, 토양 화학적 독소 분해, 영양 물질 공급, 미생물 활성에 좋은 역할을 한다.
목초액 사용시 엽면 살포는 과수 6월 이전 유과기, 과채류, 엽채류 유묘기에는 1,000배 사용을 권하며, 이후는 500배를 권한다. 과수 유과기에 사용시 강하게 살포하면 여린 과피에 스트레스를 주어 동녹이 발생할 수도 있다. 엽채류, 과채류 유묘기에 과잉 사용은 성장을 억제할 수 있다. 토양 관주시는 100평당 1리터가 토양 전면에 고루 들어가게 해주면 된다. 관수 시설이 되어 있는 경우 병해 예방이나 작물 뿌리 관리를 위해 이 방법의 사용을 권하며, 여름일 경우 20일에 한번, 겨울일 경우 30일에 한번 사용으로 충분히 좋은 결과를 볼 수 있다. 단순히 이렇게만 해도, 비료를 주지 않았는데도 작물이 왕성한 성장을 보인다. 토양내에 누적되어 있는 비료분을 이용하는 것이다. 물의 사용량은 200리터 이상이면 된다. 토양 병해 발생시는 100평당 2리터 사용하면 효과적이다. 이때, 필요에 따라 미생물이나 영양 물질, 키토산, 등을 함께 사용해도 좋다.
양액 재배일 경우 100평당 0.5리터를 사용한다.
목초액을 관주로 사용하면 병충에 대한 미생물 증가로 작물의 병해를 예방할 수 있을뿐 아니라 뿌리 발근과 토양 장해 해결에도 효과가 좋다.
5. 결론
목초액은 농약이나 비료는 아니지만 이를 적당량 준다면, 우선 비료의 흡수율이 개선되고 병충해의 피해가 감소한다. 토양환경도 개선되고 유용한 미생물의 번식도 크게 늘어난다. 목초액이 농약과 다른 점으로는. 어느 특정한 성분만으로 구성돼 있지 않고 수백가지의 다양한 성분들이 공존하고 있기 때문에 그들의 상호작용으로 말미암아 특수한 효과들이 나타나는 것이다.
목초액이나 숯 자체는 식물을 발육시킬 영양 물질을 비료처럼 많이 지니고 있지 않다는 점이다. 따라서 충분한 유기물질, 즉 양질의 퇴비 공급이 필수적인 전제 조건을 무시해서는 안 된다. 목초액을 단독으로 쓰기보다는 숯과 함께 이용하는 것이 모든 면에서 효과적임을 알 수 있다. 그리고 PH 3이하의 강산성 물질이기 때문에 식물에 해로울까 염려가 되겠지만 일반 화학 합성물과는 달라서 목초액은 토양 속에서 단시간에 분해가 되어 처음의 PH값으로 바로 복원되므로 걱정하지 않아도 된다.
목초액을 절대로 만병통치약처럼 생각해서는 안 되며, 학술적 검증결과와 충분한 경험적 결과를 바탕으로 한 올바른 사용법을 터득해야만 목초액을 제대로 활용할 수가 있다. 만일 예상치 못한 역효과가 발생하면 즉시 사용을 중지하고 그 원인을 관찰하여 대처 방안을 강구해야 한다. 원액은 절대로 마구잡이로 써서는 안 되고 반드시 지정된 희석배수를 준수해야한다. 품질과 가격의 차이가 많이 나는 게 목초액 시장인데 “싼게 비지떡”이란 격언이 있듯이 싸고 좋은 경우는 거의 없다고 보는 것이 옳을 것이다.
목초액을 제조하는 데에는 나름대로의 상당한 기술과 경험 그리고 지식이 있어야 하며, 그 제조는 결코 단순한 일이 아니다.
이제 목초액 규격이 생기고 2003년 1월부터 처음 단속을 시작하였으니 불량업체는 자진하여 기술을 향상시키거나 품질표시등 법을 준수해야 될 때이며 우리 농업인도 가격이 싸다고 사서 토양과 작물을 망치는 일이 없도록 해야겠다.
◎ 2004년 7월 1일 - “임산물품질인증제” 실시 - 산림청
◎ 2004년 9월20일 - 유명산목초액 - “임산물품질인증”제 1호 인증획득
자료제공 /(주) 대한목탄산업
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