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 피복작물을 효과적으로 관리하는 방법
- 미국 지속 가능한 농업 네트워크, USDA-SARE
 

피복작물에 의한 병해충 관리
 
피복작물은 토양침식을 느리게 하고 토양구조를 향상시키고 토양을 비옥하게 하는 것 외에,  병해충을 관리하는데 도움이 된다. 제한된 경운과 품종선택, 배치 및 시기 등을 주의해서 하면 피복작물은 곤충, 병, 선충과 잡초의 침입을 막을 수 있다. 병해충을 억제하는 피복작물체계는 농약에 대한 의존을 최소화 하고 결과적으로 경영비를 줄이고 화학물질의 노출을 줄이고, 환경을 보호하며 농산물에 대한 소비자 신뢰를 증가시킨다.
 
환경적으로 지속가능한 병해충 관리는 건강한 토양을 만드는 것으로 시작한다. 생물학적으로 활동적인 토양에서 재배된 작물은 비옥도가 낮고, 산도가 적합하지 않고, 낮은 생물학적 활동과 나쁜 토양구조를 가진 토양에서 재배된 작물보다 병해충에 대한 공격에 더 잘 저항한다는 연구결과가 있다.
 
토양에서 생물학적 활성을 증가시키는 많은 방법이 있다. 피복작물을 키우거나 가축분뇨나 퇴비를 시용함으로써 더 많은 유기물을 첨가하는 것은 도움이 된다. 농약을 줄이거나 사용하지 않으면 유익한 토양 식물분포과 동물군의 다양하고 건강한 개체군를 유지시킨다. 토양구조, 생물학적 생활이나 유기물을 잃게 하는 경운을 최소화하거나 하지 않는 것도 같은 효과가 있다. 이러한 토양구조, 생물학적 생활, 유기물손실은 작물을 병해충 피해에 더 약하게 만든다.
 
적어도 10년간 나무나 목초와 같은 피복작물로 있었던 땅은 처음 2-3년간은 작물이나 채소류에 매우 생산적이다. 농작물이나 원예작물의 높은 수량은 농약이나 비료의 투입이 상대적으로 거의 없기 때문에 수지가 맞다. 그러한 기간이 지나고, 관습적인 경운으로 관행적인 체계하에서 일년생 작물은 더 많은 투입물을 필요로 한다. 초기 몇년간의 과다한 경운으로 병해충을 억제하는 역할을 하는 토양 생명체가 의존하여 살아가는 먹이나 미세환경을 파괴한다. 보호적이고 자연적, 생물학적 체계가 혼란에 빠지면 병해충은 새로운 통로를 가지게 되고 작물은 훨씬 많은 위험에 빠진다.
 
생물학적 다양성을 증가시키겠다는 어떤 의지도 없이 옥수수나 목화로 깨끗한 밭에서 단작을 하는 것과 피복작물농업은 다르다. 피복작물은 더 많은 형태의 생명을 밭으로 불러들인다. 같은 포장에 같은 시기에 더 다양한 범위의 작물을 재배함으로써, 많은 선택을 얻을 수 있다.
 
 
해충 관리
 
균형잡힌 생태계에서는 해충은 천적에 의해 저지 당한다. 이러한 자연적 해충관리 유기체- 농업시스템에서 유익한 것으로 불리어지는- 는 포식자와  포식기생 곤충과 병원균을 포함한다. 포식자는 다른 곤충을 죽여서 먹는다; 포식기생은 다른 곤충의 몸안에 들어가서 애벌레 단계를 보내면서 애벌레 단계가 끝날 때 곤충을 죽인다. 그러나, 관행농업체계에서, 해충을 죽이기 위한 합성화학물질은 전형적으로 해충의 천적도 죽인다. 유익한 생명체를 보존하고 증가시키는 것은 지속가능한 병해충관리를 이루기 위한 열쇠이다.
 
유익한 곤충이 많아질 수 있도록 농장을 만드는 전략을 세워야 한다. 농약 사용을 줄이고 만일 꼭 사용해야 할 경우에는 친적에 해가 적은 것을 선택한다. 유익한 생명체를 죽이거나 그들의 서식처를 파괴하는 경운이나 태우는 재배형태는 지양하거나 최소한으로 해야한다. 유익한 생명체가 필요로 하는 양분과 서식처를 만들어 주어야 한다. 잘 관리된 피복작물은 수분, 물리적 틈새와 화분, 꿀물이나 과즙과 같은 먹이를 공급한다.

윤작에 피복작물을 넣고, 살충제를 살포하지 않으면, 유익한 생명체들은 작물을 재배하기 전부터 적절한 장소에 이미 있다. 그러나 피복작물을 토양으로 완전이 쓸어넣으면 살아 있던 대부분의 유익한 생명체들이 파괴되고 흩어져 버린다. 보존경운(최소경운)은 피복작물 잔재물의 많은 양을 표면에 남기기 때문에 더 좋은 선택이다.

무경운 재배는 5 – 10cm 너비로만 어지럽히지만, 스트립경운은 휘지어지지 않는 줄 중간 사이에 있는 60cm 너비까지의 지역은 휘저어진다. 표면에 남겨진 피복작물은 살아있기도 하고, 일시적으로 억제되며, 마르거나 죽는다. 어떤 경우에는, 피복작물이 있으면 유익한 생명체와 그들의 서식처를 보호해 준다.

농부에게 도움이 되는 생명체는 피복작물의 잔재물 속으로 심겨진 경제작물의 병해충을 잡아먹을 준비가 되어 있다. 궁극적인 목표는 주요작물의 내부나 근처에 유익한 생물이 존재할 수 있도록 일년 내내 먹을 것과 서식처를 제공하는 것이다.
 
유익한 생물과 해충의 개체수에 미치는 작물재배순서와 피복작물의 효과에 대하여 이해하기 시작했다. 많은 종을 먹이로 살아가는 범식포식자(여러가지 해충을 잡아먹는 포식자)는 중요한 생물학적 방제이다. 해충이 적거나 없는 기간동안에 몇몇 중요한 범식포식자는피복작물에 의해 공급받는 과즙이나, 꽃가루와 대체적인 먹이에 의지하여 생존할 수 있다. 따라서, 유익한 생물을 위한 먹이와 서식처로서 피복작물을 이용하면 해충의 생물학적 방제를 향상시킬 수 있다.
 
이러한 전략은 해충의 압박이 특별히 심할 수 있는 따뜻한 지역에서 중요하다. 미국의 남부지역에서 꽃벌레(인시디어스 플라워 버그, 미너트 해적벌레), 큰눈벌레(빅아이드 버그)와 다양한 무당벌레들이 다양한 베치, 클로버와 어떤 십자화과 작물에서 높은 밀도를 유지한다는 결과가 있다. 작물이 해충으로부터 공격을 받을 때, 그들은 유익한 곤충을 끌어들이는 화학 신호를 보낸다. 유익한 생물들이 먹이를 찾아서 안으로 이동한다.
 
천적포식자와 해충의 상호작용을 최대로 하는 것이 생물학에 기초한 종합방제(IPM)의 우선적인 목표이며 피복작물이 주도적인 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 
- 감자딱정벌레가 크림슨 클로버 안에 스트립경운으로 심겨진 가지를 공격하는 것을 아침 9시 보았고, 정오까지 침노린재가 먹고 있는 딱정벌레주위로 몰려와서 저녁까지 모든 딱정벌레를 파괴하였다.
- 오이를 공격하는 오이딱정벌레들이 하루내에 유익한 곤충에 의해 파괴되었다.
- 피복작물체계에서 무당벌레들이 많은 작물을 공격하는 진디물을 억제하는 데 도움을 준다.
 
적절히 선택되고 관리된 피복작물은 토양과 포장환경을 좋게하여 유익한 생물을 번성하게 한다. 성공여부는 경제작물과 예상되는 해충의 위협에 대비할 수 있는 피복작물 종을 적절히 관리하는데 있다.
 
- 미국 남조지아의 채소재배지에서 한번의 재배시기동안에 피복작물과 관련하여 13종의 알려진 유익한 곤충을 확인할 수 있었다.
- 생태학적인 지속성의 수준은 재배자의 관심, 영농기술과 상황에 달려 있다. 땅콩, 목화와 채소작물에서 어떤 사람은 살충제를 전혀 사용하지 않는 반면 어떤 사람들은 현저하게 살충제의 사용을 줄였다.
- 많은 농부들은 죽은 헤어리베치 또는 베치/호밀 피복작물에 토마토, 고추와 가지를 이식재배하는 시스템을 채택하고 있다. 잡초, 해충 및 병 억제, 향상된 과일의 품질과 전체적으로 낮은 생산비 등의 이점이 있다.
 
 
병 관리
 
재배자들은 전통적으로 병에 의한 손실을 최소화하기 위하여 식물체의 잔재물을 포장에서 치우거나 태우도록 조언을 받았다. 피복작물을 태우고 전체적인 토양측면을 혼란시키는 것은 유익한 곤충의 서식처와 작물잔재물에 의한 잡초방제 효과를 없앤다는 것을 지금은 인식하고 있다. 늘어난 보존경운방식은 피복작물을 태우지 않고 작물병을 관리하기 위한 필요성을 증가시켰다.
 
포장에서 비록 식물체가 다양한 미생물에 노출되더라도, 미생물에 의한 식물감염은 드물다. 병원균을 뿌리나 줄기 또는 잎에 병을 일으키기 전에 많은 식물체 방어물을 통과해야 한다. 피복작물은 이러한 방어물을 강화시킨다.
 
식물체 큐티클 층.  왁스표면층은 식물체를 뚫기 위한 첫번째 물리적인 방어물이다. 많은 병원균과 모든 세균들은 큐티클층에 있는 상처와 같은 깨진 틈, 기공과 같은 자연 개구를 통하여 식물체내에 들어간다. 이 보호층은재배, 조작, 살포와 바람에 의한 모래강타외에 빗방울에 의한 충격과 흙이 튀기거나 위로의 관수에 의하여 물리적인 손상을 입을 수 있다.

살포보조제는 큐티클층의 와스를 손상을 주어 포도에 잿빛곰팡이병을 발생시킨다. 피복작물로 잘 개발된 최소경운이나 무경운 작물체계에서  잡초관리를 위한 경운이 필요 없게되고 살포하는 것도 최소로 할 수 있다. 유기멀치는 토양을 잡아주고, 토양 물방울에 튀어오르는 것을 막아주고, 큐티클층에 작물이 해를 입는 것을 보호해주는 살아있거나, 죽고 있거나 죽은 피복을 형성한다.
 
식물체 표면의 미생물상.  많은 이로운 생물들이 잎과 줄기표면에 존재한다. 그들은 제한된 양분애 대하여 병원균과 경쟁한다. 어떤 생물들은 자연적인 항생물질을 생산한다. 기생세균은 바이오필름으로 알려진 다세포질 구조를 형성하여 식물의 표면에 붙어있다. 바이오필름은 식물병에 중요한 역할을 한다.

살균제, 비누, 계면활성제, 전착제와 접착제는 이러한 유익한 미생물을 죽이거나 혼란시키고, 병원균에 대한 식물의 방어력을 약하게 한다. 피복작물은 합성된 작물보호물질을 사용할 필요성을 줄여서 자연보호과정이 작동할 수 있도록 돕니다. 더 나아가, 피복작물의 식물표면은 심거나 이식한 후 경제작물로 이동할 수 있는 효모류를 포함하여, 유익한 미생물의 건강한 개체수를 유지하게 한다.
 
토양전염성 진균은 미국 남부에서 채소류와 목화의 생산성을 제한한다. 라이족토니아 솔라니, 피시움속균은 오이, 꼬투리강남콩과 다른 채소류에서 모잘록병을 유발하는 가장 전염성 있는 병원성 곰팡이이다. 스클레로티움 롤프시는 모든 채소와 땅콩, 목화에 부패를 유발하는데, 곰팡이의 영향을 받은 1,2 차 뿌리, 배축과 줄기에 일으난 상처때문에 넘어지고 품질이 나쁘고 수량도 감소할 수 있다.

그러나 피복작물 재배와 무경운 체계에서 2, 3년후에 모잘록병은 심각한 병이 아니었다는 결과가 남조지아 농장에서 있었다. 증가된 토양유기물은 자연적인 병억제에 의해 식물체 병 발생과 심각성을 감소시키는데 도움이 된다.
 
병 접종원이 높은 수준으로 존재하는 토양에서는, 단지 피복작물로 토양 전염원의 개체수준을 감소시키는데는 시간이 걸린다. 귀리, 브로콜리,  와이트 루핀과 사료용 완두로 시험한 결과, 라이족토니아 솔라니(모잘록병)에 의해 일어나는 감자의 줄기손상 손실을 효과적으로 줄이는데 3-5년이 결렸다. 감자의 버티실리움 마름병의 경우에는 수단글라스 녹비 재배 후에 24-29% 감소되었다. 감자의 수량이 보리나 휴경 후의 감자와 비교해서 24- 38% 증가하였다.
 
 
선충 관리
 
선충은 식물과 직, 간접적으로 작용하는 미세한 회충이다. 어떤 종은 뿌리나 약한 식물을 먹고 살고 또 먹은 상처를 통해 병을 옮긴다. 대부분의 선충은 식물기생충이 아니지만 곰팡이, 세균과 프로토조아와 같은 많은 토양유래 미생물을 먹고 상호작용하면서 산다.

식물기생성 선충에 의한 작물의 해는 손상이나 잎의 황화와 같이, 식물의 조직을 파괴시킨다; 세포의 느려진 생장; 뿌리 혹, 부풀어오른 뿌리끝이나 자연스럽지 않은 뿌리 지근과 같은 과다 생장.
 
선충집단이 다양한 종을 담고 있으면 단일 종이 압도하지는 않는다.
 
관행 작물체계에서, 해로운 선충은 풍부한 먹이를 가지고 토양환경은 그들의 생육을 유도한다. 이것은 식물 기생성 종의 급격한 팽창, 식물병과 수량감소를 유도한다. 반복적으로 생물학적 다양성을 증가시키는 작부체계는 보통 선충문제의 개시를 막을 수 있다.

역동적인 토양 생태학적 균형과 증가된 유기물로 향상되고 더 건강해진 토양구조에 의한 효과이다. 미시건에서, 감자작물 사이에 있는 선충을 억제하기 위하여, 2년의 무 재배는 감자의 생산을 향상시키고 해충관리 비용를 감소시켰다.
한번 선충 종이 포장에 발생하면, 보통 그것을 없애기는 불가능하다. 만일 피복작물이 식물에 해를 주는 선충 종이 기생할 수 있는 다른 작물의 앞이나 뒤에 재배되었다면 어떤 피복물은 거주하는 기생 선충군을 증가시킬 수 있다.
 
선충 해충종이 토양에 없다면, 그 선충종이 씨앗이나, 이식묘 또는 기계로 유입되지 않았다면, 감수성을 가진 피복작물을 심는다고 문제를 야기시키지는 않을 것이다.
 
특정 피복작물을 사용하여 포장의 선충해충군을 감소시키고 작물에 대한 선충의 영향을 서서히 제한할 수 있다. 피복작물과 관련되는 선충방제기술은 다음과 같다.
- 토양구조와 토양부식을 조작하고
- 비기주 작물과 윤작하고
- 배추과 작물과 같은 선충억제 효과를 가진 작물을 심는다.
 
피복작물은 수량에 대한 선충의 영향을 줄일 수 있도록 전체적인 식물의 활력을 향상시켜 줄 수 있다. 배추과 작물과 많은 벼과 작물을 피복작물로 사용하면 선충을 방제하는데 도움이 된다. 적어도 하나의 선충종에 대한 항선충 특성을 가진 것으로 보고된 피복작물은 수수-수단글라스 교잡종, 금잔화, 헤어리 인디고, 쇼우이 크로탈라리아, 썬 헴프, 벨베트콩, 유채, 겨자채와 무 이다.
특별한 선충해충종과 특정 피복작물을 맞추어서 잘 관리해야 한다.

예를들어, 표면에 남아있거나 몇 cm 깊이로 갈아엎어진 곡류 호밀잔재물은 몰드보드로 경운하여 더 깊게 뭍혀버릴 때보다 북 캘로리나의 목화포자에서 콜롬비아 랜스 선충을 더 잘 억제하였다. 갈아엎어진 호밀은 근류선충, 레니형 선충과 그루터기 뿌리선충에도 효과가 있다고 보고하였다.
 
맥아보리, 옥수수, 무와 겨자채는 종종 와이오밍 사탕무에서 사탕무 선충을 억제할 수 있는 표준 상선충제로 자주 이용되었다.
 
 
잡초 관리
 
피복작물은 잡초를 가리고  경쟁하여 이기는 덮는 작물로 널리 사용된다. 곡류는 빨리 싹이 나와서 풀이 생존하는데 필요한 수분, 양분과 빛을 소비해 버린다. 수수-수단글라스 교잡종과 메밀은 이러한 물리적인 방법을 통해서, 그리고 식물이 생산하는 자연 제초제(알레로파시, 타감작용)에 의해 잡초를 억제하는 따뜻한 시기에 자라는 작물이다.
 
곡류 호밀은 물리적이고 화학적인 방법으로 풀을 억제하는 월동작물이다. 호밀 잔재물이 토양표면에 남겨진다면 흰명아주와 명아주류와 같은 많은 일년생 작은 씨앗을 가진 광엽잡초의 묘생육을 저해하는 타감화학물질을 방출한다. 호밀에 대한 초본류 잡초의 반응은 많은 변이를 가진다. 호밀은 무경운 채소 이식재배체계에서 죽은 유기멀치(유기피복물)로서 주요한 요소이다.
 
고사한 피복작물 멀치는 줄기가 그대로 있다면 오래동안 지속되어, 여름채소를 위한 재배기간에 잡초를 잘 방제해 준다.
호밀, 헤어리베치, 크림슨 클로버와 보리의 혼식된 피복작물의 고사한 멀치는 6주동안 거의 잡초없이 토마토가 자랄 수 있었다고 보고된 바 있다. 압연기(땅고르는 기계)는 피복작물을 마무리하는데 사용하는 또 하나의 방법이다. 롤러는 피복작물을 편편하고 정리되게 하여 잡초를 효과적으로 방제할 수 있다.
 
피복작물은 채소생산에서 잡초관리를 위한 생멀치(살아있는 상태로)로 활용될 수 있다. 피복작물을 경제작물의 줄 사이에 키우면 빛을 막고 양분과 수분에 대하여 잡초와 경쟁하여 이겨서 잡초를 억제한다. 그러한 피복작물은유기물, 질소(콩과작물의 경우)와 토양밑으로 묻혀있는 다른 양분, 유익한 곤충의 서식처, 침식예방, 바람보호와 포장 교통(포장에 다니는 농기계의 통로)을 유지하기 위한 질긴 떼를 제공한다.
 
경제작물과의 경쟁을 피하기 위하여, 생 멀치는 화학적으로나 기계적으로 억제될 수 있다. 미국의 남동쪽에서는, 크림슨클로바와 같은 서늘한 기후에 자라는 피복작물은 여름 작물생육기에 자연스럽게 말라죽고 물이나 양분에 대하여 경쟁을 하지 않는다. 그러나 써브테레니안클로바(subterranean clover, 지하클로버), 와이트클로바와 레드클로버와 같이 봄과 여름에 자라는 피복작물은 적당히 억제되지 않으면, 봅에 심겨진 작물과 물에 대하여 강하게 경쟁할 수 있다.
 
뉴욕에서, 토마토를 심은지 3주 후에 피복작물의 씨앗을 위에 뿌리면 좋은 잡초억제 효과로70%의 제초제를 줄일 수 있었다. 수량은 표준 제초제처리구와 비슷하거나 약간 감소하였다. 헤어리베치, 울리포드 베치, 귀리, 보리, 레드클로버와 귀리/헤어리베치 혼파는 어떤 제초제 처리와 같은 억제효과가 있었다.
 
피복작물은 종종, 잡초를 초기에 억제하여 침식을 예방하거나 후기 재배시기에 땅을 비옥하게 한다. 예를들어, 봄 곡류와 함께 심겨지는 레드클로버나 스위트글로버와 같이 그늘에 내성이 있는 콩과작물은 곡류수확 후에 급격히 자라서 늦여름에 잡초가 밭에 퍼지는 것을 예방한다. 콩 잎이 노랗게 될 때 일년생 라이그라스나 귀리를 위에 뿌리면 서리내리기 전까지 잡초를 억제하는 피복을 제공하고 겨울 일년생 잡초를 억제하는 가벼운 멀치를 제공한다.
 
건강한 토양은 건강한 작물뿐 아니라 건강한 잡초를 키워서, 제초제 없이 보존경운으로 잡초를 관리하는 것을 어렵게 만든다. 잡초관리의 장기간의 전략은 다음을 포함해야 한다.
- 잡초씨앗은행을 줄여야 한다.
- 잡초가 씨앗을 맷는 것을 막아야 한다.
- 다른 포장이나 농장에 가기 전에 농기계를 청소한다.
- 보존경운하에서 잡초를 관리할 수 있는 피복작물을 심어야 한다.
 
피복작물은 실질적으로 어떤 농장에서 병해충을 억제하는 역할을 할 수 있다. 우리가 피복작물 체계에서 병해충관리의 이점을 더 많이 이해하기 때문에, 경제적으로나 환경적인 관점에서 피복작물은 더 매력적이다. 전통적인 연구는 이러한 생물학적인 기초에 바탕을 둔 체계에서 새로운 것들을 알아낼 것이다. 그러나 농장의 모든 요소들을 어떻게 맞추어나갈 것인가를 이해하는 재배자는 지속가능한 농장에서 가치가 있는 탁월함으로 피복작물을 이끌 수 있는 사람일 것이다.
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흙을 살리는 윤작, 이론과 실제 

5. 유기재배, 이것만은 알아야 한다 
[니시오 미추노리 지음. 서종호 옮김/흙살림 펴냄]에서

2008년 흙살림 캠페인 <흙살림 회원은 흙을 살리기 위해 윤작을 실천합니다>와 관련하여 흙살림신문은 한해 동안 윤작을 실천하는 농가를 중심으로 현장 취재를 하고 윤작연구자나 참고자료를 통해 바람직한 윤작 작부체계를 제시하려고 한다. 이번 호에는 윤작의 의의와 활용을 이론과 일본 사례로 알아본다.


윤작과 연작
포장에서 해마다 어떤 작물을 어떻게 심을 것인가? 그 작물의 재배순서를 작부체계라 하고 작부체계에는 연작과 윤작이 있다. 1년1작의 일모작이면 매년, 또는 양쪽에 동일한 종류의 작물을 반복해서 재배하는 것이 연작이다. 반면 작물의 종류를 일정하게 순서를 바꾸어 몇 년마다 그 주기를 되풀이하여 재배하는 것이 윤작이다.


토양 비옥도 증대와 지력 확보
화학비료가 일반화되면서 윤작으로 양분을 풍부하게 한다는 의식은 약해졌다. 관행농업에서 주로 활용하는 화학비료 값도 2배 이상 오르고, 유기농업의 원래 방식을 지켜나가기 위해서라도 윤작에 의한 양분 확보가 다시 중요해지고 있다. 화학비료가 나오기 이전에는 밭에서 양분을 확보하는 데 어려움이 커서 유럽에서는 3포식 윤작에 대한 연구가 많았다.

1년에 1작밖에 할 수 없는 북유럽에서는 포장을 3~4개로 구분하여 각 구획에 가을밀, 봄귀리, 사료용 순무, 휴경, 콩과목초 등을 차례로 재배하였다. 각종 콩과목초는 평균 10a당 연간 14kg정도의 질소를 고정한다. 목초에서는 고정된 질소의 약 2/3가 뿌리에 남아있기 때문에 재배 후 흙을 갈아엎으면 토양질소를 풍부하게 할 수 있다. 목초나 보리, 옥수수 같은 보통 밭작물은 다량의 짚이나 뿌리를 잔사로 남겨 토양 양분상태나 물리성을 좋게 한다.


연작 장해 방지
작물 뿌리는 항균물질을 생성하는 등 자기방어 메카니즘을 가지고 있어 미생물이 함부로 침입할 수 없다. 이 때문에 특히 한창 자라고 있는 작물 뿌리 내부에 침입할 수 있는 미생물은 병원균이나 공생미생물 같은 일부 특수한 것뿐이다. 그러나 생육 후반이 되면, 뿌리의 2차 생장이나 해충의 가해로 뿌리 표면에 구멍이 생겨 특별히 병원성이나 공생능력이 없어도 뿌리의 방어기구를 무너뜨리는 다양한 미생물이 침입한다. 수확 후에도 이들 미생물이 작물 잔사와 함께 토양에 환원되어 남고, 다음에 재배되는 작물의 뿌리 표면에 정착할 수 있다. 
 
이와 같이 작물 뿌리 근처의 미생물 종류과 구성은 앞그루 작물의 영향을 많이 받는다. 이 때문에 같은 작물을 연작하거나, 흙 속에 미생물이 다량으로 살아남아 있는 1~2년 이내에 같은 작물을 다시 재배하면, 그 작물의 뿌리에 적합한 미생물이 집적된다. 그 작물을 침범하는 토양전염성 병원균이나 선충이 침입한 토양이라면, 연작에 따라 그들의 밀도가 높아져 연작 장해가 생기게 된다. 윤작을 통해 병원균의 숙주로 적합하지 않은 작물을 재배하면, 특정 병원균의 집적을 피할 수 있고 병원균의 발병 능력도 점차 낮아진다.


토양병해충 방제 사례 ①-치바현 기타소우대지
치바현 키타소우 대지는 밭작물 지대로 유명한데, 1950년대에는 땅콩과 전분용 고구마, 밭벼 따위를 윤작하며 농가에서 키우는 소 몇 마리로 퇴비를 환원하였다. 1960년대 채소가 도입되어 벼과작물이 감소하고 60년대 후반에는 수박, 양배추, 당근, 무 같은 고수익 작물의 연작으로 연작장해가 심해졌다. 1970년 중반부터는 병해충 방제, 유기물 환원, 과잉양분 흡수 등을 목적으로 보리, 옥수수, 토란, 생강, 우엉 등을 두루 재배하며 다품목 시대로 되었다. 
 
윤작할 때는 다음을 고려해서 토양 특성에 맞는 재배체계를 실시하고 있다. ①연작은 원칙적으로 행하지 않는다 ②특히 연작장해가 발생하기 쉬운 생강과 우엉은 7년 정도 쉰다 ③당근의 앞그루 작물로 파를 재배한다. 당근 껍질이 좋아진다. ④땅콩과 고구마를 조합해서 땅콩에 기생하는 딸기뿌리썩이선충을 고구마로 방제하고, 고구마뿌리혹선충을 땅콩으로 방제한다 ⑤땅콩이나 고구마 재배 후에는 우엉을 재배하지 않는다. 땅콩과 우엉에는 공통의 선충이 기생하여 우엉에 기형근을 만들기 쉽거나, 고구마 후에 재배하는 우엉에는 그을음 증상이 생기기 쉽다 ⑥ 수수를 재배하고(약 4개월), 청예로 갈아엎어 토양에 유기물을 보급한다. 
 
이러한 윤작에 의해 모든 작물은 지역의 평균 수량을 뛰어넘었고, 특히 생강, 우엉, 당근에서는 장해도 거의 나타나지 않고 수량도 안정되었다.
 

토양병해충 방제 사례 ②-가나카와현 미우라반도
이 지역은 무, 봄양배추, 수박 등을 기본으로 하는 연작에 단기윤작을 30년 이상 계속하고 있다. 특이하게 이 곳의 화산회토는 모잘록병(입고병)으로 주요 작물에 심각한 피해를 입히는 후자리움의 포자 발생을 억제한다. 또 딸기뿌리썩이선충이 무 표면에 흰색 또는 갈색, 특히 흑색의 반점이 나타나게 가해해서 상품가치를 떨어뜨리지만, 매리골드 같은 선충 길항식물을 빠르게 도입하여 실용화하였다.

메리골드는 뿌리 분비물로 자극하여 선충 알이 깨어나게 하는데, 알에서 부화한 유충이 메리골드의 뿌리에 침입하면, 뿌리 속의 알파터시에닐이라는 물질이 선충을 죽인다. 메리골드도 일부 종(프랑스 종, 만수국)은 효과가 있고 일부(아프리카 종, 천수국)는 효과가 없다. 이 메리골드를 3~4개월 재배하면, 딸기뿌리썩이선충을 상당히 방제할 수 있다. 
 
가정 채소밭과 같이 다품목을 소량씩 생산하지 않는 한, 윤작은 어렵다는 견해가 많다.  윤작을 꾸준히 하면 주력 채소 재배 면적이 줄기 때문에, 생산을 가능한 중단하지 않고 해결하는 방법을 찾기도 한다. 옥수수, 수수, 보리, 호밀, 귀리, 이탈리안그라스 같은 벼과 작물을 출수기 이전까지 50~70일 정도 재배하여 녹비로 넣어주는 방법이 그것이다.

길게 보아 지역윤작 같은 것을 포함하여 윤작을 작부체계의 기본으로 하지 않으면, 토양비옥도의 유지나 생물적 방제수단도 한계에 다다를 수 있다. 소량다품목 생산은 시장이 요구하는 양을 확보할 수 없기 때문에 가능성을 얕보고 있지만, 컴퓨터 네트워크를 활용하여 광역적으로 모은다면, 각 품목의 양을 맞출 수가 있다. 이러한 윤작을 유기재배에서는 기대하고 있다.
-출처:흙살림
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1. 윤작이란 ?

한 포장에서 같은 작물을 계속재배하지 않고  두과작물, 녹비작물, 심근성작물등 지력증진  작물을 포함하여 다른 종류의 작물을 순차적으로 반복재배하면서 지력을 유지․증진해 나가는 작부체계를   "윤작"이라고 한다.

2. 윤작의 필요성

동일한 포장에서 같은 농작물을 연속하여 재배할 경우 그 작물이좋아하는양분이 집중적으로 소모되어 미량원소 등 특정양분이 부족하게 되고, 연작하는 작물이 분비하는 생육장해물질이 증가하여 생육이 불량해지고 병해충에 대한 면역력이 떨어져 역병, 덩굴 쪼김병, 풋마름병, 뿌리썩음병, 선충 등 토양전염성이 강한 병해충의 발생이 증가하여 농약을 사용하지 않고는 농산물을   생산할 수가 없게 된다.

화학비료와 유기합성농약을 사용하지 않고 친환경농산물 인증기준을 준수하여 소비자가 신뢰하는 유기농산물을 생산․공급하기 위해서는 두과작물, 녹비작물, 심근성작물을 포함한 장기간의 윤작을 바탕으로 재배환경을 작물재배에 적합하도록 관리해야 한다. 

3. 윤작작물 선정시 고려해야 할 사항

① 식물분류학상 과가 다른 종류의 작물을 순차적으로 윤작한다.

② 작물별 비료흡수 특성에 따라 적합한 작물조합을 선택한다.

지력소모작물 → 지력증진작물, 뿌리작물 ↔ 지상작물

다비작물시설재배 → 염류제거작물 또는 담수작물재배

③ 토양환경개선과 지력증진(양분공급)작물은 반드시 재배한다.

토양환경을 개선(녹비작물, 심근성작물), 양분 공급(두과작물)

④ 전 후작 간 궁합, 동반작물, 제초효과, 토양상태 등을 고려하여 선택한다.

⑤ 수확, 저장, 판매계획, 경제성 등도 고려하여 선택한다.

※ 작물별 식물분류학상 분류


※ 녹비작물 ① 두과 녹비작물 : 콩, 클로버류, 헤어리벳치, 자운영
                  ② 화본과 녹비작물 : 호밀, 보리, 밀, 옥수수, 귀리

4. 작물별 윤작(예시 작물에 따라 적합한 윤작체계 필요)

❑ 연작해가 적은 작물(지력증진) :당근, 호  박, 양파, 벼, 맥류, 조, 수수, 옥수수, 연근, 순무,     아스파라거스, 미나리, 부추, 딸기, 양배추, 두릅 등

1년 2작 : 벼 → 자운영, 1년 1작(돌려짓기) : 벼→맥류(겨울)

❑ 1년 휴작이 필요한 작물 : 생강, 파, 쪽파, 시금치, 콩 등

2년 2작 또는 3작 : 양파(봄) → 보리(가을) → 콩(1년) → 양파

❑ 2년 휴작이 필요한 작물 : 마, 감자, 잠두, 오이, 땅콩 등

봄감자 → 양배추 또는 메밀 → 옥수수(1년) → 콩(2년) → 봄감자

❑ 3년 휴작이 필요한 작물(연작피해예방과 지력증진작물을 조합) : 고추,   토마토, 참외, 쑥갓, 강남콩, 토란 등(역병, 풋마름병, 덩굴쪼김병 등)

토마토 → 옥수수(1년) → 참깨(2년) →  콩(3년) → 토마토

❑ 연작피해가 심하여 5년 이상 윤작이 필요한 작물 : 수박, 가지, 완두, 결구배추, 우엉 등

우엉→ 호밀(녹비작물) → 수박(1년) → 옥수수(2년) → 마(3년) → 참깨(4년) → 콩 또는 녹비작물(5년) → 우엉

가지→참깨→고구마→땅콩→옥수수→콩 또는 녹비작물→가지
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윤작(돌려짓기)

1) 작부체계
작부라는 말은 어떤 작물을 심는 것이며, 체계라는 말은 일정한 포장에 작물들을 조합 배열하는 것이라 할 수 있다. 작부 체계는 전 · 후작 관계 즉 윤작이라 할 수 있다. 넓게 보면 작부 체계 중에서 윤작 체계는 전 · 후작을 포함한다.
 
시설 하우스에서 작부 체계를 개선해야 하는 이유는
첫째는 경영적 측면에서 시장성의 부응이고, 둘째는 재배적 측면에서 병해충 조절과 토양의 생산성 유지이다.

경영적 측면에서 시장성 문제는 가격을 높게 받을 수 있는 작목을 선택하기 때문에 토양의 특성이나 기상 조건을 고려하지 않는다. 소득만을 생각하다 보니 병해충이 만연되고 염류 장해 등 토양의 장해로 인하여 폐농을 하게 되는 경우가 종종 있다.
작부 체계는 쉽게 말하면 작물의 특성을 이용하여 토양의 문제를 보완하고 작물의 생리적 특성에서 오는 문제점과 병해충이나 잡초 문제까지 해결하는 재배 기술의 하나이다.

토양 문제는 주로 질소 영양이지만 이는 노지재배에서의 문제이고 시설 재배에서는 이것이 크게 문제가 되지 않는 반면 첫째, 얕은 뿌리성이나 심근성 작물에 의한 토양의 물리성 개선, 둘째, 화본과(벼과)나 두과(콩과)작물의 특성에 따른 미생물상의 변화, 셋째, 병해충의 식이성이나 병원균의 기주 선택성, 넷째, 잡초방제를 위한 작물별 타감(他感) 작용의 효과적 활용 등의 문제가 있다.

따라서 작부 체계 개선은 작물의 생리 및 생태적 특성을 이용하여 환경농업을 보다 유효하게 하는 것이며 환경 농업에 있어서는 매우 중요한 농업기술의 하나이다.


2) 전, 후작 관계
 
(1) 연작에 의한 양분균형 파괴
토양 중의 식물 양분은 순환 양분과 비순환 양분이 있다. 순환 양분은 가스화 되는 양분으로 질소와 유황이 이에 속하고 비순환 양분은 인산과 칼륨이 이에 속한다.
질소는 토양 중에 함유되어 있는 것도 있지만 공기 중에 있는 78%의 질소 가스가 방전이나 미생물에 의한 고정으로 식물 양분이 되기도 하는데, 콩과 작물에 의한 고정만도 연간 ha당 42~217kg이 된다. 또한 토양 중에 있는 질소는 미생물이나 화학작용으로 질소 가스가 되어 공중에 휘산 되기도 한다.
이와 같이 질소는 토양과 대기를 순환한다.

반면에 인산이나 칼륨은 토양 모재에 부존되어 임의적으로 시용하는 비순환 양분이다. 순환이든 비순환이든 간에 작물이 영양분을 충분히 흡수하여 이용하기 위해서는 토양이 공급하는 양 만으로는 부족할 때가 많다.
특히 하우스 재배에 있어서는 동일 작물을 연작 재배하게 되므로 특정양분이 부족한 현상이 일어나 시비를 통해서 부족량을 공급하게 된다. 예를 들어 질소질 성분을 보면 시금치는 ha당 84kg을 흡수하는데 배추는 213kg으로 약 2.5배를 흡수한다. 이는 배추를 한 작기 재배 할 수 있는 토양 질소는 시금치를 2.5회 연작할 수 있는 것이 된다. 반대로 시금치를 1작기 재배할 수 있는 질소만 함유한 토양에서는 질소가 부족하여 배추를 재배할 수 없게 된다. 그래서 비료를 더 주게 된다. 인산과 칼륨에서 보면 배추에 비하여 시금치는 질소 39%, 인산 28%, 칼륨 50%를 흡수한다. 비율적으로 보면 시금치를 연속 재배할 경우 배추에 비하여 인산은 남아돌고 칼륨은 부족하게 된다. 반대로 배추를 계속 연작할 경우, 만약 토양에 대한 정보가 없으면 시비 관리가 관습대로 되어 토양 중에 인산은 부족하고 칼륨은 남아돌아가게 될 것이며, 이는 결국 토양 양분 간의 균형이 깨져서 연작 장해 발생의 원인이 된다.

또 하나의 원인은 배추 재배에서 ha당 213kg의 질소를 흡수시키기 위해서 비료를 시용할 경우, 질소 이용률을 50%, 천연 공급량을 30%로 본다면 시비량은 ha당 298.2kg이다. 이 질소를 질소 함량 21%인 유안으로 시용한다고 보면 실량으로 ha당 1,420kg이 된다. 이 때 부수적으로 따라 들어가는 유황은 24.27%로 ha당 344.6kg이 된다. 이 때 부수적으로 들어가는 성분들은 토양을 산성화시켜 연작 장해를 유발하게 된다. 재배 관리의 기술적 측면에서 보면 동일한 작물을 연속 재배하는 것은 양분의 균형 유지 측면에서 불리하다.


(2) 독성물질 축적
연작 장해가 발생하면 기지 현상이 일어난다.

기지 정도에 따라 휴작을 하게 되는데 무, 당근, 양파, 호박, 딸기, 양배추, 꽃양배추 등은 연작이 가능하고 1년 휴작을 요하는 작물은 쪽파, 시금치, 생강이며, 2년 휴작을 요하는 작물은 마, 감자, 오이 등이며, 3년 휴작을 요하는 작물은 수박, 가지, 완두, 우엉, 고추 토마토 등이다. 과거에는 기지 현상이 단순히 영양분 부족에서 오는 것이라고 보았으나, 지금은 영양분을 인위적으로 충분히 공급할 수 있기 때문에 중요도가 낮아진 반면 독소, 충해, 병해 등을 중시하게 되었다. 그러나 독소, 충해, 병해의 원인이 토양의 물리 화학성 변화에서 오는 것임을 간과해서는 안 된다.
 
왜냐하면 토양의 물리 화학성이 건전하게 유지되면 독성 물질이 생성되더라도 과다하게 축적될 수 없고, 미생물이 원활히 활동하여 쉽게 분해 되어 해를 일으킬 수 없기 때문이다. 그리고 토양의 통기성이나 배수성(물 빠짐)이 좋으며 자연히 해충이나 병원성균의 증식도 저지되기 때문이다.
그러나 토양의 물리성이 불량하면 식물체에서 분비하는 독성 물질이나 분해 생성물질들이 독성 물질이 되기 쉽다. 유기물이 분해 될 때 생성되는 독성 물질은 호기적 상태에서는 발생되지 않고 혐기적 상태에서 많이 발생되는데 산의 생성이 그 예이다.
작물의 잔존물이나 생체에서 나오는 물질들이 같은 작물이나 유연 작물 생육에 피해를 주는 일이 있다. 이를 타감작용이라고 한다. 이는 1937년에 모리쉬가 명명하였는데 그 후 작용물질들이 밝혀졌다. 이들 물질과 유독물질이 집적되면 기지 현상이 발현되지만 이들 물질이 유실되거나 분해 되면 기지 현상이 없어진다. 이런 것으로 볼 때 토양의 물리성이 중요하다. 타감작용에 있어서는 보리, 귀리, 밀, 벳치, 브로콜리, 수단그라스 등의 잔존물이 분해 된 토양 침출액에서 상추의 발아 생장에 영향을 미치는 것을 보면 시설 하우스 재배 작물 간에도 영향이 없지 않다. 알팔파 연작 장해에 관여하는 타감작용물질의 탐색 및 생물검정 연구 결과에 의하면 알팔파의 타감작용은 종자 추출물에서도 타감 작용이 있고, 알팔파 재배지 토양 추출물도 무종자 발아와 생육에 영향을 주었다. 알팔파 재배지 토양과 비 재배지 토양에 무를 재배 한데서도 종자 발아와 생육에 영향을 주어 타감 작용이 있다고 하였다.
 
각종 작물 재배 시 토양 침출물과 작물 잔류물의 추출물이 상추의 발아와 생육에 영향을 미치는데, 보리와 브로콜리에서는 뿌리 신장에 저해가 있었다. 이와 같이 전 후작 영향에 대해서는 질소의 고정과 같은 유용한 면이 있는가 하면 타감 작용물질에 의한 나쁜 영향이 있을 수도 있다. 어쨌든 전 후작이 작물 생육에 영향을 주는 것은 사실이므로 재배 관리 측면에서 심도 있게 고려되어야 한다. 또 동일 작물을 재배하여 품질이 좋아지는 경우도 있으므로 전 · 후작 관계는 윤작 관계뿐만이 아닌 것을 알 수 있다.


(3) 병해충과 전 · 후작 관계
토양 병해충을 생태적으로 방제하는 데는 작물의 전 · 후작을 잘 선택하는 것이 중요하다. 왜냐하면 토양 병해충은 기주 작물에 영향을 받기 때문이다. 동일 품종이나 동일과의 작물을 연작할 때에는 그 작물에 특이하게 발생하는 병해충이 만연하게 된다. 토양 병해충 방제 방법으로는 생태적인 방법보다 약제 방법이 효과가 빠르기는 하지만, 환경적 차원에서 볼 때 지속적 농업을 고려하지 않으면 안 되는 현 시점에서는 생태적 방제의 실천이 무엇보다 중요하다.

이와 같은 결론은 어떤 유용한 약제라도 병원균을 전멸시킬 수는 없는 것이며, 또한 가령 전멸시킨다 하더라도 그 약에 저항성을 갖는 유사한 병원균이 생기기 때문에 농약에 의존하는 약제 방제는 피하도록 하고 근본적인 대책은 생태계를 파괴하지 않는 친환경적인 방제 방법을 사용하도록 하는 것이다. 토양의 병해충은 토양의 환경 변화, 즉 토양의 물리성 변화를 위한 첨가물질 또는 토양 양분의 함량과 비율에 따른 토양미생물의 분포에 의하여 병과 충이 발생하게 되는 것인데, 특히 첨가 물질로서 작물의 잔사나 작물이 생육하면서 분비하는 분비물이 중요하다. 이것은 작물마다 체구성 물질과 대사 작용이 다르기 때문이다.
 
시설 하우스에 병해충의 발생이 심한 것은 하우스 재배 작물은 화본과와 같이 병해충에 강한 작물을 재배하지 않기 때문이다. 하우스 재배 작물은 박과, 가지과 및 십자화과 작물이 주류를 이루는데 이들은 조직체가 화본과와는 다르다.
첫째 크게 다른 것은 C/N율이다. C/N율이 높은 물질은 분해하는 데 질소를 요구하지만 C/N율이 낮으면 질소를 내놓게 된다. 이와 같이 미생물의 종류에 따라 먹이가 다르기 때문에 미생물의 번식이 다르게 된다. 일본 도가치시험장의 연구 결과에 의하면, 강낭콩을 연작한 포장에서 강낭콩 줄기 밑동을 쪼개 보면 까만 병반이 나타나고 식물체 잎은 황화현상이 일어나면서 수량이 반감되었다. 이는 피시움(Pythium)이라는 사상균에 의한 것으로 목초를 재배하고 강낭콩을 재배한 데서는 병이 발생하지 않아 전 · 후작 관계가 병의 발생원인임을 밝혔다.
다음은 선충 문제로서 국화를 심은 곳에 우엉을 심지 말라든가 하는 것은 전작물의 선충이 후작물을 가해하기 때문이다. 그러나 땅콩 밭에 고구마를 심는 경우는 땅콩의 선충은 고구마에 영향이 없기 때문이며, 나아가서는 선충 밀도를 낮게 하여 주는 효과가 있어 전 ·후작물 선택이 중요하다.
또 하나는 작물 뿌리에 생육하는 균의 문제이다. 이시(1973)의 연구 결과에 의하면, 밭벼 뿌리에는 Pyrenochaeta sp. 의 사상균이 있는데 이를 밭벼에 접종하고 여기서 자란 어린 식물의 뿌리 추출액을 만들어 작물별 발아와 실생근의 신장을 조사한 결과 무, 배추, 순무, 우엉, 오이는 좋아지고 수수, 보리, 연맥 밀, 밭벼는 나빠졌다. 이는 전 · 후작의 적절한 선택이 수확을 증대시키는 요인 되는 것을 나타낸다. 엽채류나 과채류의 병해를 보면 주요 병이 다르다. 연작 원인이 작물별 병원성에 국한되는 것은 아니기 때문에 병에 관한 한 병원성 균의 조건을 살피기에 앞서 토양 조건을 살피는 것도 필요한 일이다.


3) 윤작
 
1) 윤작의 필요성
하우스에서 재배되는 채소로는 토마토, 오이, 참외 수박, 풋고추, 멜론 등 과채류가 많고 생육 기간이 비교적 길다. 대개의 시설 채소 재배 농가에서는 다비 재배하는 경향이 있다. 또한 추비 횟수가 많기 때문에 시비량에 비해 흡수량이 상대적으로 적어 수확 후  토양 중에 다량의 염기가 남는다.
시설 내는 노지와는 달리 강우에 의해 염기가 유실되지 않고 물의 지표면 증발에 의해 염기가 표층에 집적되어 작물의 생육을 방해한다. 또한 같은 작물 또는 근연의 작물을 계속해서 재배하게 되면 양분 흡수 양상이 같기 때문에 특정 성분이 과다 또는 결핍되기 쉽다. 아울러 연작으로 인해 특정한 토양 병해충이 발생하여 품질이 저하될 뿐 아니라 점차적으로 수량이 불안정해진다.

이에 대한 대책으로 하우스를 이동시키거나, 환토, 심토의 반전 또는 객토를 하기도 하고, 또 관개수를 이용하여 염기를 씻어 내리기도 한다. 그러나 하우스의 이동은 고정 하우스에서는 용이하지 않고 객토하는 데는 많은 노력이 필요하고 흙의 확보가 어렵다. 윤작(전 · 후작)은 양분 흡수 특성이 다른 작물을 조합함으로써 토양 양분을 토양가층에서부터 이용할 수 있다.

노지 작물의 예를 들면 감자, 담배, 밀 등은 천근성 작물이므로 이런 작물만을 재배하면 표층의 생산력이 급격히 감소하지만 이것에 옥수수, 클로버, 순무 등을 조합시키면 표층과 심층에서 동시에 양분을 흡수하여 균형을 취할 수 있다. 화본과(벼과) 작물, 두과(콩과)작물, 근채류의 조합은 양분 수지 측면에서도 뛰어난 조합이라고 할 수 있다. 화본과 작물은 대개 양분 흡수량 가운데 토양 양분에 의존하는 비율이 높고, 두과 작물은 질소를 고정하며, 근채류는 토양에 많은 양분을 남긴다. 이 작물을 조합함으로써 토양 양분은 균형을 취할 수 있게 된다. 작물은 윤작을 통하여 양분을 공급받고 토양 병해충을 조절하여 작물의 생육과 수량을 안정화시킨다.


(2) 윤작의 효과
원래 윤작은 토지를 연속적으로 이용하여 곡류를 주체로 한 작물을 안정적으로 생산하기 위한 기본 기술로 발달되었다. 윤작의 목적은 지역과 시대에 따라 다르지만 그 근간은 지력의 유지이다. 그것은 단일 작물만을 연속적으로 재배하지 않고 생태적 특성이 다른 여러 종류의 작물을 윤재하여 지력 유지를 꾀함으로써 토양 양분의 균형을 유지하고, 작물이 생산 배출하는 영양 또는 독성 물질에 의하여 일어나는 직접적인 생육 장해나 병해충에 의한 재해를 감소시킬 수 있다.

가. 토양 유기물의 공급 · 유지
토양이 적당한 양의 부식질과 유기물을 함유하는 것은 지력을 유지하는 데 필요할 뿐만 아니라 비옥한 토양을 만드는 데 꼭 필요한 조건이다.
재배 시 철저한 중경 제초와 시비를 필요로 하는 작물 즉, 중경 작물(주로 근채류)은 토양 유기물의 소모가 많아 연속적으로 재배하면 토양 유기물의 유지가 곤란하다. 윤작에 의해서 중경 작물과 비중경작물을 조합하면 유기물의 유지가 가능하다. 감자, 엽채류 및 과채류는 잔사 유기물이 적지만, 클로버 등의 두과 작물, 화본과 목초는 낙엽, 잔근 등 잔사가 많다. 따라서 윤작 시 작물의 잔사 유기물의 많고 적음을 고려하여 작물을 조합한다면 유기물이 저하되는 것을 경감시킬 수 있다.

나. 질소 천연 공급량의 증대
대두, 팥, 녹두, 알팔파, 클로버, 아카시아 등 두과 작물은 유기물을 생산할 뿐만 아니라 질소고정균(뿌리혹박테리아)에 의해 공기속의 질소를 식물이 이용할 수 있는 암모니아태 질소로 변환시켜 식물에 공급하여 줌으로써 흙 속의 질소를 유지하는 역할을 한다.

다. 토양 물리성의 개선
작물에 따라 뻗어나가는 뿌리의 분포가 다르고 분비하는 생태물질이나 잔사(뿌리, 짚)의 조직 성분이 다름으로 인해 유기물의 성상에 따른 토양의 투수성과 통기성이 달라지게 되어 토양의 물리성이 좋아진다. 대부분의 화본과 목초와 두과 작물 중 알팔파와 클로버가 토양을 떼알 구조로 만드는 효과가 아주 뛰어나다.

라. 토양 양분 흡수지역의 확대
작물에 따라 근계 분포가 달라 클로버, 알팔파, 옥수수, 사탕무 등의 심근성 작물은 토양의 심층에서도 양분을 많이 흡수하는 것이 가능하여 층별 양분의 균형이 이루어진다.

마. 토양 양분의 균형 유지
작물마다 선택 흡수하는 양분이 달라 윤작에 의해 양분의 균형을 유지할 수 있다. 옥수수는 질소를 많이 흡수하며 감자는 칼륨, 채소류는 칼륨과 칼슘, 클로버는 질소, 칼륨, 칼슘을 많이 요구하고 옥수수는 부식되지 않은 퇴비도 이용이 가능하다. 이런 작물의 윤작에 의해 토양 양분의 평형을 유지할 수 있다. 특히 미량요소와 같이 소량이기 때문에 반응이 민감한 성분은 윤작이 필요하다. 예를 들면 붕소의 경우 적정 농도가 단옥수수는 8~25mg/kg인데, 오이는 30~100mg/kg으로 많아 작물을 순차적으로 재배함으로 양분의 균형을 유지할 수  있다.

바. 병해충 발생의 억제
같은 종 및 같은 과의 작물에는 그 작물에 강하게 잠식하는 병해충이 있어 이런 작물을 연작하면 피해가 현저하게 나타난다. 윤작은 매년 작부되는 작물이 다르기 때문에 토양 미생물상 또는 토양 병해충의 발생이 연작과는 현저히 다르게 되어 병해충의 발생을 억제하는 효과가 있다. 가지과에는 역병이 있으나 십자화과(배추과)에는 역병이 없으며, 배추에는 무름병이 있으나 고추에는 무름병이 없다. 그러므로 역병이 심한 고추 재배 하우스에는 역병에 관계가 없는 십자화과 작물을 재배하여 생태적으로 방제를 할 수 있다.

사. 작물의 건전화
작물의 건전화는 종합적인 문제이기는 하다. 적절한 전 · 후작을 선택함으로써 병해충이 감소하면 우선 농약 공해로부터 벗어날 수 있다. 밭벼 재배지에 엽채류를 재배할 경우 생육이 좋아지므로 과다한 시비를 하지 않아도 된다. 이와 같은 방법으로 작물의 건전성을 유지할 수 있다. 또한 양분 과다나 병해에 피해를 받지 않아 식물체가 건전하므로 냉해의 저항성이 강화된다. 이는 균형 있는 양분 보급은 물론 적정한 유기물 보급에 의한 생리 활성 물질의 공급 효과이며 나아가서 이는 수확량을 증대할 수 있다.

아. 잡초 방제
전 · 후작의 선택은 잡초와도 관계가 크다. 우리 속담에 쇠비름이 많은 목화밭에는 밀을 심으라고 했다. 이는 밀밭에는 쇠비름이 적게 나며 자란다 하더라도 생육이 저조하다. 물론 시설 하우스는 사전 관리를 잘 해서 잡초에 문제는 없을 것으로 보지만 특종의 잡초가 많을 때는 전 · 후작을 잘 선택함으로써 생태적 잡초 방제도 고려해볼 수 있다.

자. 농업경영
전 · 후작 농작물 선택은 농업 경영상에 중요문제라고 볼 수 있다.
첫째는 토지 이용률 향상이다.
토양 자체에 문제가 없을 때에는 어떻게 토지 이용률을 높여 수익을 증대 할 것인가는 전 · 후작 선택이 중요한 문제이다. 작물을 선택할 때에는 재배 기간과 작물별 기온의 적합성 등을 고려하여 선택하는 것이 바람직 하다.
둘째는 영농의 안정화이다.
시금치를 심어 토양 질소의 축적이 많은 토양에 딸기를 재배하는 것은 피하는 것이 좋다. 이 때 토양의 EC가 3,0dS/m이상이 되었다면 딸기재배는 피하고 배추와 같이 염류 농도에 둔감한 작물을 심어야 한다.
배추를 심어 염류가 많이 제거된 다음에는 딸기를 심어도 좋다. 전 · 후작은 이렇게 염류농도를 조절할 수도 있다. 전 · 후작을 적절히 조합함으로써 시장의 수요 및 공급을 안정시킬 수 있는 한편 노동력을 효율적으로 분배할 수 있다.
노동력이 충분할 때는 딸기, 고추, 오이와 같은 작물을 선택하고 노동력이 부족할 때는 배추와 같이 노동력이 적게 드는 작물을 재배하여 노동력을 절감하는 것이 바람직하다.


(3) 작물의 윤작 특성
흙에서 작물이 재배되면 작물은 흙과 서로 작용하면서 토양의 이화학성을 변화시켜 나간다. 따라서 윤작의 주목적인 지력 유지의 방향을 알기 위해서는 작물의 토양에 대한 양분 흡수정도, 작물의 특성, 토양의 유기질과 관련된 작물잔사 생산 특성, 작물의 생리 및 생태적 특성, 재배 토양의 미생물 특성 등을 잘 파악하는 것이 중요하다.


가. 엽채류, 과채류
 
(가) 작물잔사 생산 특성
엽채류 및 과채류의 잔사 유기물은 일반적으로 화본과 작물과 두과 작물보다 C/N율이 현저히 낮고 분해가 빠르다. 따라서 이런 작물을 연작 또는 윤작하는 것은 토양 유기물의 보전과 토양미생물의 조절에 바람직하지 않다.

(나) 양분 흡수 특성
엽채류와 과채류의 수확기의 부위별 양분 흡수량은 두과 작물과 같이 낙엽에 의한 손실이 적고, 또 화본과 작물과 같이 하엽 고사에 의한 양분 용출이 적기 때문에 전체의 양분 흡수량은 많아진다. 특히 질소와 칼륨의 흡수량이 많다. 양분 흡수량 가운데 잔사 유기물에 함유되어 포장에 환원되는 양이 약 50%에 달한다.
엽채류와 과채류는 추비로 질소와 칼륨을 다량 사용한다. 추비된 질소와 칼륨은 전량 작물에 흡수되는 것은 아니고 많은 부분이 흡수 후 밭으로 환원되게 된다. 이에 따라서 엽채류와 과채류 토양은 일반적으로 양분의 환원량이 많아 질소, 인산, 칼륨이 많이 축척된다. 그러므로 이런 작물을 연속적으로 재배하면 토양은 산성화되고, 이에 따라 칼슘이 용탈될 뿐만 아니라 토양양분의 균형을 파괴시킴으로써 작물생산이 불안정하게 된다.

(다) 토양 병해충 특성
엽채류와 과채류를 연작하면 토양 전염성 병이 발생하고, 따라서 작물 생산은 불안정하게 된다. 양배추의 병으로 위축병, 뿌리썩음병, 배추에서는 무름병, 뿌리썩음병, 상추에는 마름병, 균핵병, 뿌리썩음병, 수박과 오이는 덩굴쪼김병, 토마토는 시들음병, 궤양병, 가지는 반신시들음병, 바이러스병 등이 연작지에서 많이 발생한다. 이와 같은 병의 발생은 특정 양분을 다량 시비하면 더욱 심해진다. 위황병균은 이것을 먹은 소가 배설한 구비를 통해서도 번식되기 때문에 주의를 요한다. 이런 병의 대책으로서 토양소독과 객토를 생각할 수 있지만, 경비와 노력면에서 문제가 많기 때문에 윤작에 의한 병의 회피가 무엇보다 효과적이다.
엽채류와 과채류에 발생하는 선충의 피해는 주로 뿌리혹선충이나 침선충의 피해이다. 이들 중 뿌리혹선충은 피해를 주는 기주 범위가 아주 넓어서 채소류만으로는 합리적인 윤작을 조합할 수 없다. 화본과 작물과 윤작하는 것이 바람직하다.


나. 화본과 작물
 
(가) 작물잔사 생산 특성
화본과 작물은 출수기까지 출엽하면서 잎이 성장하지만 두과작물에 비하여 낙엽이 적다. 그러나 총 잔사 생산량은 두과작물과 채소류에 비하여 현저히 많다. 생산되어진 건물은 종실과 경엽 및 뿌리로 배분되는데 수확시에 종실과 경엽은 포장 외로 반출되지만, 그루터기와 뿌리는 포장에 남아 잔사 유기물로 된다. 화본과 작물은 두과 작물과 채소류보다 잔사생산량이 많고 토양에 환원 가능한 잔사물도 많아 토양 중의 유기물의 유지에 다른 작물보다 뛰어나다. 또 화본과 작물의 그루터기와 뿌리 등의 잔사 유기물도 두류, 서류, 채소류 등에 비해서 C/N율이 높아 분해가 늦게 되는 특성을 가지고 있다.
유기물을 유지하는 점에서는 다른 작물보다 뛰어나지만, 유기물 분해속도는 느리다. 그러나 사상균 등과 같이 병에 관련된 미생물의 번식을 억제하는 기능이 있다.

(나) 근계 분포 특성
화본과 작물은 대개 천근성작물이다. 처음 생기는 뿌리는 길게 신장하여 그 기부에 다수의 근모가 발생하고, 비교적 표토가 얕은 부분에 근군을 형성한다. 그러나 뿌리의 일부는 토양의 심층까지 깊게 신장하므로 감자 등에 비하면 오히려 깊게 분포한다고 할 수 있다. 예를 들면 보리는 2.2m, 옥수수는 1.13m까지 도달한다. 이탈리안 라이그라스와 연맥은 비교적 하층에 많이 분포하고 15cm 이하에 전 뿌리 무게의 약20%가 분포하여 토양의 이화학성과 미생물상에 영향을 미친다. 그 외의 작물은 약 10%가 15cm이하에 분포한다.
이 같은 근군의 발달은 토양수분과 비료 그리고 시비 위치 및 작토층의 깊이에 영향을 받으므로 심경 및 유기물 시용에 의해 경토를 깊게 하면 근군을 보다 깊이 분포시킬 수 있다. 이와 같이 화본과 작물의 뿌리는 그루터기와 더불어 표토층에 강하게 영향을 미치고 있다.

(다) 양분 흡수 특성
화본과 작물 수확기의 양분 흡수량은 작물의 종류에 따라 다르지만, 대개 질소 흡수량이 다른 작물보다 많고 또 수탈되는 양도 많다. 인산의 양분 수지는 시비량에 비하여 흡수량이 현저히 적기 때문에 어떤 작물에서는 토양 중에 축적된다. 칼륨 흡수량은 대개 다른 작물보다 적다. 칼슘 흡수량은 1.9~12.3kg정도이다. 마그네슘의 흡수량은 2.5~5.0kg이다. 이상의 양분 흡수량은 작물의 생육에 따라 약간 달라지지만 성숙기 전의 지상부 최대기에서는 일반적으로 이것보다 많아 질소와 칼리는 양분 수지상 마이너스로 된다. 그러나 노화된 잎과 줄기로부터 용출되어 환원되는 양이 많아 보정되어진다.
화본과 작물의 특징은 질소의 양분 수지가 마이너스로 된다는 것이다. 그러나 이런 양분 수지는 퇴비를 10a당 2톤 이상 사용하면 질소도 마이너스의 정도가 현저히 감소되든지 아니면 플러스로 전환된다. 또 토양의 C/N비는 질소가 마이너스로 되므로 높게 된다고 생각된다. 화본과 작물 질소 다량 흡수는 시비 농업이 정착된 단계에서 토양 양분 조절 상 그 의의가 크다. 시비량과 흡수량과의 관계를 보면 질소와 칼륨은 일반적으로 시비량보다 흡수량이 많아 화본과 작물 연작은 바람직하지 못하다.


다. 두과 작물
 
(가) 작물잔사 생산 특성
두과 작물의 잔사 생산량은 화본과 작물, 서류 다음으로 많다. 잔사생산과 환원 특성에서 화본과 작물 및 서류(감자나 고구마 등의 작물로서 덩이줄기나 덩이뿌리를 이용하는 작물.)와 다른 점은 전 생육기를 통하여 분해 되기 쉬운 다량의 유기물(낙엽)을 토양으로 환원한다는 점이다. 이 낙엽은 토양의 이화학성에 적잖게 영향을 미친다. 두과 작물은 근류균의 질소고정을 통하여 지력을 증진시키는 것 외에 낙엽을 경지에 집적시켜 유기물을 공급하는 역할을 하기도 한다. 낙엽은 화본과 작물보다 C/N율이 현저히 적고 분해가 빨라 그 중에 포함되어 있는 양분은 쉽게 작물에 흡수될 수 있다.

(나) 근계 분포 특성
두과 작물 특히 콩, 팥, 알팔파 등의 근군은 직근이 흙속에 깊이 들어가기 때문에 다수의 지근이 분생되어 세근이 지표에 가까이 밀집된 화본과 작물 근군과는 다르다. 그러나 근중의 층위별 비율을 표층 1~15cm가 가장 많아 전 뿌리 무게의 약 90%가 이 층에 분포한다. 클로버류는 특히 표층에서의 뿌리 분포가 많다. 이에 반해 알팔파는 땅 속 깊이 뿌리가 분포하여 토양심층 부분의 물리성 및 화학성을 개선한다.
이 같은 두과 작물의 근군은 양적으로는 적지만 비교적 깊게 분포하고 표층은 물론 하층토의 이화학성과 미생물 특성에 영향을 준다. 이것은 화본과 작물 근군이 표층토의 재배 특성에 영향을 미치는 것과는 대조적이다. 또 뿌리에는 근류균이 착생하여 공생 관계를 유지하고 질소고정을 한다. 즉 근류균은 기주 식물로부터 유리 질소를 고정하여 질산태 화합물을 만들고 기주 식물에 이것을 공급한다.

(다) 양분 흡수 특성
두과 작물의 양분 흡수량은 대개 화본과 작물보다 적다. 칼륨 및 칼슘은 비교적 많이 흡수하지만 낙엽 또는 빗물에 의한 용출에 의해 토양에 환원된다. 두과 작물의 양분 흡수 특성 중에서 가장 중요한 것은 근류균에 의한 질소의 고정이고 그 고정량은 지상부 질소 함유량의 75%까지도 된다. 한편 두과 작물은 산성을 싫어하기 때문에 석회를 다량 사용하는 것이 관행화되어 있지만, 시용량에 비해 흡수량은 비교적 적다. 두과 작물의 양분 흡수와 환원 특성은 근류균에 의한 질소고정과 낙엽에 의한 양분의 환원이 많다는 것이다.

(라) 근류균에 의한 질소 고정
근류균에 의한 질소 고정량은 막대하여 땅콩과 콩은 10a당 4~8kg정도이며 알팔파와 하이트클로버는 10~20kg정도이다. 그 가운데 콩이나 땅콩과 같은 1년생 두과 작물은 고정된 질소의 대부분을 성숙기에 지상부로 이행시키기 때문에 토양의 질소 함량이 마이너스로 되는 경우도 있다. 이에 비하여 다년생 두과 목초는 고정된 질소의 약 3분의 1이 뿌리에 머물기 때문에 토양의 질소 함량이 증가한다.

혼작, 간작에 의한 해충방제

식물은 자기 몸을 지키기 위해 뿌리로부터 분비물을 내어 나쁜 균이 붙지 못하게 하는 힘을 가지고 있다. 그중에서도 강력한 작물의 힘을 빌려 채소의 몸을 지키게 하는 것이 혼작, 또는 간작 작물이다.

(1) 선충 - 결명자
제일 골치 아픈 것이 토양 선충이다. 이 토양 선충은 토마토, 오이, 당근, 우엉, 배추를 좋아해서 뿌리에 혹을 만들어 영양을 가로채곤 한다. 이것을 막기 위해서는 결명자를 대장으로 삼아 석결명, 매리골드, 점박이까치 수염, 다알리아, 화본과 식물(벼, 보리, 옥수수)의 힘을 빌리는 것이 좋다.

결명자는 뿌리에서 탄닌을 많이 방출하여 선충이 단번에 달아나거나 붙들려서 죽어 버린다. 결명자는 벚꽃이 필 무렵 100㎡당 종자 20ml(1작)를 뿌리면 뿌리는 옆으로 30-60cm나 뻗고 키도 1m 정도 되면서 폭도 커져서 간작이나 혼작에는 알맞지 않으므로 윤작으로 잔뜩 재배한다. 결명자의 열매나 잎은 고혈압이나 간장병에도 좋을 뿐만 아니라 눈을 밝게 해주는 효과도 있으므로 이용 가치가 높다. 만일 간작으로 뿌린다면 잠깐만에 크는 소송채(小松菜), 자소, 상추, 쑥갓, 부추, 무 순서로 하면 좋을 것이다.

혼작이나 간작을 한다면 매리골드이다. 봄에 모종을 키워 채소를 정식할 때에 같이 심어 준다. 이것들은 모두 일년초이므로 자가 채종하여 종이 봉지에 넣어 두면 매년 쓸 수 있다.


(2) 뿌리혹 선충 - 박하, 결명자, 염교(락교)
당근, 배추, 양배추를 순무 뿌리같이 만들어 버리는 뿌리혹 선충은 산성 토양을 아주 좋아하지만 탄닌이나 박하 등을 아주 싫어한다. 그러므로 결명자 외에 박하, 제충국, 염교(락교) 등을 간작하거나 혼작하여 퇴치한다. 뿌리혹 선충의 유무 여부는 상추를 뿌려 보면 알 수 있다. 20일쯤 있다가 뿌리를 캐 보아서 크고 작은 흰 혹이 보이면 주의해야 한다.


(3) 청고병, 입고병, 만할병, 위황병 - 파
토마토와 가지에 많은 청고병, 입고병, 수박이나 오이류에 많은 만할병, 딸기에 많은 위황병 등에는 파, 부추, 양파, 마늘 등 파 종류를 간작하거나 혼작하면 나타나지 않는다. 포기 가깝게 심어 놓는 것만으로도 효과가 있다. 부추는 잎을 2cm 정도로 2, 3포기씩 혼식(混植)한다. 쪽파도 포기 나눔하여 세개 정도씩, 큰 파라면 흰 부분을 5cm 정도 붙여서 2개씩 심는다. 파에는 활력을 돕기 위하여 묽은 깻묵 액비를 뿌린다.

이들 파 종류를 혼작하면 잎에 붙은 응애도 예방된다. 응애가 싫어서 달라붙지 못한다. 또 파의 생즙은 벌레에 물렸을 때 바르면 통증과 가려움증이 멎는다. 단 결명자를 비롯한 혼작 작물은 콩류와 가까이는 심지 않는다. 콩류와 사이가 좋은 근류 박테리아도 이것들과는 사이가 아주 나빠 가까이 있으면 달아나 버리므로 주의해야 한다.


(4) 배추흰나비 유충 - 고추
십자화과의 양배추나 배추를 아주 좋아하는 배추흰나비 유충에는 고추를 혼작하면 좋다. 고추를 혼작하면 배추흰나비 유충의 어미인 배추흰나비가 붙지 못한다. 또 응애에도 효과가 있다. 진딧물을 업어서 옮기는 개미에게는 고추씨를 개미 구멍에 넣어 주면 효과가 있다. 고추는 자연 농약이 되므로 혼작하면 좋다. 단 간작으로 심을 때는 키가 너무 크지 못하게 순을 잘라 주어야 한다.


(5) 해충 - 마늘
마늘을 한 조각씩 떼어 1cm 깊이로 줄로 심고 그 위에 짚을 1cm 정도 덮어서 열흘쯤 지나면 파란 싹이 나온다. 키가 5cm 정도 크면 다른 뿌리 채소류와 함께 심는다. 작은 풍뎅이나 여러 가지 해충이 마늘 냄새가 싫어서 붙지 못한다.


(6) 단옥수수와 콩과 작물
이것들은 윤작할 수 없는 작물이다. 단옥수수 뿌리에서는 페니실리움 곰팡이라는 유익한 미생물이 잘 자란다. 뒷그루의 배추는 참 잘된다. 또 콩, 팥, 자운영 등의 콩과는 긴날개고린재가 달라붙지 못한다. 또 콩과는 뿌리혹 박테리아가 아주 좋아해서 공기 중의 질소를 흙 속에 끌어들여 토양을 비옥하게 하며 녹비에도 좋다.


(7) 방울 토마토
여름의 인기 식품인 방울 토마토는 무농약으로 재배할 수 있는 건강한 우량 작물이다. 이것도 혼식하면 고자리파리나 풍뎅이, 그리고 아스파라가스에 잘 붙는 잎벌레도 예방된다.


(8) 참깨는 토란과 호박 사이에 심으라
어떤 농부가 참깨를 토란과 호박 사이에 심었는데 그 욕심꾸러기 각시나방 유충에게 전혀 피해를 당하지 않았단다. 그래서 자세히 살펴 보니 호박은 익충의 집합 장소였다. 긴다리벌, 노랑말벌 등 벌이 호박꽃의 꿀을 얻어서 나중에 각시나방 유충을 덩어리로 만들어 운반해 가 버렸다. 개구리도 호박이나 토란이 좋은지 잎 위에 올라가 앉아 있다가 배가 고프면 각시나방 유충을 잡아먹는다



1) 동반작물(혼작)이란 ?
2종의 생물이 상호 이익을 받으면서 같은 장소에 생식해 있는 상태를 가리킨다. 이 관계를 농업에 이용하는 것이 공생 재배이다. 일반적으로 간작 또는 혼작이라 말한 것이다. 혼작은 토지이용 효율을 높이며 저온 등의 기상 조건을 완화시킬 뿐만 아니라 2종 이상의 작물이 상호 또는 한쪽에도 유익하게 작용한다.
 
동반 작물의 조합에는 여러 가지 방법이 있겠지만 반대되는 성격을 서로 보완하는 것이 기본 원리다.
 
● 햇빛을 좋아하는 작물과 그늘을 좋아하는 작물
● 뿌리가 깊게 뻗는 작물과 얕게 뻗는 작물
● 양분을 많이 필요로 하는 작물과 적게 필요로 하는 작물
● 질소를 고정하는 능력이 많은 작물과 그 반대인 작물
● 벌레가 좋아하는 작물과 싫어하는 작물
● 생장이 빠른 작물과 늦은 작물
● 꽃이 빨리 피어 익충(益蟲)을 부르는 작물과 꽃이 늦게 피거나 피지 않는 작물
● 초장이 짧은 작물과 긴 작물
● 주작물을 보호하기 위해 벌레가 좋아하는 작물을 미끼로 심는 것 등이 그 예이다.

혼작은 식물 서로 간에 생육을 촉진 해주고 병해충의 침입으로부터 서로를 보호해 주는 등의 효과를 기대할 수 있다. 동반작물을 심을 때는 재배하는 계절이 거의 같거나 공동의 병해충이 없는 작물을 조합한다.
이 때 조합하는 식물은 상대적이어서 계절이나 지방에 따라 다르다. 더운 지방과 더운 계절에는 토마토와 바질, 옥수수와 호박을, 서늘한 지방과 서늘한 계절에는 당근과 줄기 완두, 양배추와 타임 등을 혼작하는 것이 바람직하다.
 
공생 재배는 작업 능률이 낮아 대규모의 농지에는 적용하기 어려운 결점이 있다. 그러나 집약적인 토지이용과 흙을 최대한 살리는 것이므로 작물의 조합은 유기농의 한 실천 과제가 되고 있다.


2) 동반작물의 공생관계
 
(1) 상호작용이 나쁜 작물
○ 파는 콩류의 생육을 저해 한다
○ 시금치 재배 후 오이를 심는 것은 좋지 않고, 토마토는 지나치게 자란다.
○ 감자 재배 후 완두콩을 재배하는 것은 좋지 않다.
○ 생강과 감자도 안된다. 생육 불량(감자의 경엽을 생강 밑에 깔아 주면 생강은 씨를 맺지 못한다.)
○ 완두 재배 후 시금치를 재배하면 병해가 발생된다.

(2) 상호작용이 좋은 작물
1. 파, 부추, 마늘류와 각종 채소, 화훼 --- 연작 장해, 토양 병해, 방충 효과
2. 셀러리와 토마토, 배추, 양배추 --- 독특한 냄새가 풍겨 벌레가 오지 않는다.
3. 매리 골드와 가지, 오이 --- 선충 피해에 탁월한 효과가 있는 강한 냄새로 벌레를 쫓는다.
4. 강낭콩과 옥수수, 감자 --- 벌레가 달라붙지 않는다.
5. 토마토, 고추와 양배추, 배추 --- 벌레 예방
6. 상추와 양배추 --- 벌레 예방
7. 우엉과 시금치 --- 양쪽 모두 생육이 좋아 진다
8. 20일무와 오이류(포기 둘레에 심는다) --- 무의 냄새로 오이잎벌레가 오지 않는다.
9. 생강과 오이(포기 둘레에 심는다) --- 반나절은 음지에 있어도 자람이 좋다
10. 상추와 당근 --- 양쪽 모두 생육이 좋아진다.
11. 보리류와 오이류, 가지류, 고구마 --- 보리류는 대부분 채소류와 상호작용이 좋다
12. 아스파라거스와 각종 채소 --- 방충, 선충 예방 효과

파, 부추 혼식은 잘 알려져 있어서 많은 사람들이 시행하고 있으며 파, 부추, 마늘 류는 대부분의 작물과 상호작용이 좋다. 특히 수박, 멜론, 호박, 오이, 딸기, 토마토, 가지, 시금치에서는 현저한 효과가 있다. 파의 독특한 냄새가 벌레를 막아 준다. 뿌리에 공생하는 박테리아가 토양의 병해를 막아 준다. 그러므로 한 이랑에 섞어 심으면 한층 효과적이다.
 
수박이나 호박을 심을 때 파의 묵은 포기를 함께 심으면 파뿌리와 호박 뿌리가 서로에게 좋은 영향을 미쳐 생육이 좋아진다. 토양의 병해발생도 억제하며 수박이나 호박을 판매한 후 파를 출하할 수 있다. 파는 이른 봄에 줄뿌림하여도 좋지만 가까운 곳에 심기만 하여도 나름대로 효과가 있다.
 
양파의 잎이나 마늘의 줄기는 매우 훌륭한 방충제임으로 버리지 말고 가지, 오이, 수박, 호박의 고랑이나 포기 주위에 깔아 준다. 강한냄새가 오이 잎벌레나 다른 해충의 접근을 막아준다. 마늘을 혼작작물로 이용하여 재배하면 좋다. 경엽은 주변에 분산시켜 벌레를 막고 뿌리는 즙을 만들어 200배 정도로 희석하여 초당주에 섞어 엽면 살포하면 벌레를 쫓을 뿐만 아니라 작물의 활력을 높여 주므로 대단히 좋다.


(3) 보리멀칭
일본의 곤약산지에서는 곤약보호 작물로 연맥이 주로 이용되고 있는데 최근 보리를 깔짚 대용으로 사용하여 효과를 올리고 있다.
연맥은 이상 개엽의 방지나 연작에 의한 부패병 억제 등에 효과가 있다. 그러나 연맥은 베어서 고랑에 깔아 주어야 하지만 보리멀칭의 경우, 이삭이 나오기 전에 성장이 정지되고 자연스레 고사되기 때문에 베어서 고랑에 깔아주는 작업이 필요하지 않다. 또 이랑 사이의 피복도가 양호하므로 잡초 발생이 적고 여름철 가뭄시에는 보습효과도 뛰어나다.
 
보리를 사용하기도 하지만 보리는 빨리 시들기는 해도 깔짚량이 부족하고 해에 따라서는 부분 출수하거나 흰 녹이 생겨 좋지 않는 편이다. 반면에 멀칭용 보리는 뿌리가 많고 깊이 들어가 토양이 자연히 부드러워진다. 고사 시기는 늦은 편이지만 깔짚량은 많아서 좋다.
 
요즘의 밭은 아무래도 비료가 과잉이므로 뿌리 발달이 왕성한 멀칭 보리가 과잉 양분을 흡수하여 토양 균형을 유지해 준다. 또 비가 많은 해에는 경사지에서의 토양 유실 방지 효과도 있다. 볏짚을 사용하는 것에 비해 멀칭 보리는 1/5의 경비만으로 충분하여 노력 경영면에서도 대단히 절감된다.

가. 멀칭보리와 호박
동반작물 중에 피복재로서 볏짚 대신 멀칭 보리를 쓴다. 호박과 함께 심으면 호박의 생육이 극적으로 변한다.

(가) 장점
① 줄기가 과번무하지 않고 잘 자란다.
② 밀짚 위에 놓인 과일은 비에도 잘 썩지 않는다.
③ 맛이 좋아지고 완숙 일수가 짧아진다.
④ 수세는 은근하나 수명은 길다
⑤ 흰가루병이나 탄저병이 없다.

(나) 단점 
① 밀에 비료를 빼앗긴다.
② 토양 중의 갑충류가 과피를 갉아놓기 때문에 호박과피가 매끄럽지 못하다.
③ 장마시에 흙이 튀거나 밀짚이 달라붙어 출하 전에 과피를 씻어 줄 필요가 있다.
이러한 것을 염두에 두고 재배 계획을 세운다.

나. 멀칭 보리의 움과 호박
여기서 한 가지 소개하고 싶은 것은 멀칭 보리 전용 품종을 사용하지 않는 것이다. 전용 품종은 추파성이 높은 것을 선발한 것이므로 추위를 거치지 않으면 출수하지 않게 되어 있다. 그러므로 봄에 호박 정식을 하고 일주일 후에 파종하면 30∼40cm정도 자란 후 여름철에 말라죽는다. 그런데 전용 품종을 사용하지 않아도 보통 밀을 파종하는 가을에 파종해도 좋다. 호박 줄기가 자라야 할 곳에 조파나 산파한다.
호박을 정식할 무렵 밀은 출수기를 맞는다. 그때 보리의 위에서 단보당 1톤의 쌀겨나 700㎏의 건조 계분을 뿌리고 출수가 고르게 된 후 밀이 여물기 전에 예취기 등으로 잘라 준다. 이것이 바로 녹비작물이 되는 것이다. 곧 마르고 황색이 되며 잘라 낸 포기에서는 움이 한 쪽 면에 돋아나 곧 작은 이삭이 생긴다. 바로 그 무렵 그 위에 호박 줄기가 자라기 시작한다. 
이 방법이면 호박 열매에 흙도 묻지 않고 표면이 깨끗하다. 한 가지 결점은 호박 재배 후에 심는 채소에 잡초화 된 밀이 많이 자라 제초 작업이 어려워진다는 것이다. 멀칭 보리는 호박만이 아니라 수박, 멜론, 오이 등의 박과류에 전부 활용할 수 있다.


3) 혼작의 예
혼작이 서양에서 많이 발달하게 된 것은 허브(herb) 작물을 재배하면서 부터다. 이와 반면 우리나라는 허브를 한약에 대한 관념을 가지고 있어서 식물 상호관계에 대해서는 그다지 관심을 두지 않았다. 서양에서 동반 작물로 많이 이용하는 딜(Dill)의 경우 우리나라에서는 전통적으로 감기나 기침 등의 치료약으로만 주로 이용한 것이 그 예다.

동반 작물에 대한 재배 방법은 현재까지 과학적으로 입증된 것은 없으나 경험을 토대로 전승되어 온 것들이 대부분이다. 이 점은 작물의 한쪽 또는 양쪽이 서로 영향을 미치는 것을 이용한 것으로, 첫째 해충을 방지한다. 둘째 해충을 유인하거나 미끼로 쓴다. 셋째 체내의 독소에 의해 해충을 죽이거나 병원균을 없애는 작용을 한다. 넷째 천적의 정착에 의한 해충의 억제 작용을 한다. 마지막으로 병해나 잡초와 길항 작용이 있는 식물을 이용하는 방법 등이 있다. 다른 나라에서 이용하고 있는 동반 작물의 예를 소개하면 다음과 같다.

(1) 일본
순무+캐모마일 천적은 캐모마일의 화분이나 꿀, 캐모마일에 모이는 곤충들을 먹이로 한다. 이 때문에 캐모마일이 천적의 거처가 되어 순무의 해충을 퇴치한다. 또한 캐모마일은 진딧물을 방지하는 효과도 있다. 서늘한 시기에 조합하는 것이 효과적이다.

양배추+옥수수
천적은 옥수수의 화분이나 그것을 포식하는 곤충을 잡아먹을 목적으로 모인다. 그래서 천적의 거처가 되어 양배추의 해충을 퇴치한다. 이 외에 양배추와 궁합이 맞는 식물로는 민트 · 딜 (회향) · 캐러웨이 · 아스타 · 코스모스 · 콘플라워 · 숙근아스타 · 토끼풀 등이 있다.

당근+파, 파는 뿌리의 표면이나 체내에 공생 미생물을 자라게 해 특정 병원균을 퇴치한다. 당근 등을 파와 혼작하면 파의 뿌리에 공생하는 미생물이 함께 심은 식물의 병 발생을 억제한다. 파는 또 특정 해충의 발생을 억제하는 작용도 한다. 파처럼 뿌리의 주위에 길항 미생물이 자라는 식물로는 마늘 · 락교 · 양파 등이 있다. 오이+파, 파는 뿌리의 표면이나 몸속에 공생하는 미생물이 병해를 격퇴한다. 파와 오이를 섞어 심으면 파 뿌리에 공생하는 미생물이 오이의 덩굴쪼김병 발생을 억제한다. 또한 파를 가지나 토마토와 섞어 심으면 풋마름병과 잘록병을 예방할 수 있고, 오이에 해를 끼치는 오이 잎벌레의 발생을 억제하는 효과도 있다.

양배추+수프 셀러리 수프 셀러리는 진딧물이나 배추 좀나방 등의 해충을 방지하는 작용을 한다. 수프 셀러리 등 미나리과 식물은 특유의 냄새를 지녀 해충의 접근을 막아 준다. 서늘한 시기에 혼작하면 더 효과적이다. 그밖에 토마토나 양상추 · 민트 등을 섞어 심으면 양배추의 해충을 막을 수 있다.

(2) 인도네시아
시금치+감자 서늘한 시기에 조합한다. 인도네시아의 표고가 높은 곳에서 보이는 조합이다. 키가 크지 않은 작물끼리의 짝짓기다. 공생 관계에 대해서는 알려진 것이 별로 없으나 50대 50의 관계로 공생한다고 본다. 시금치와 궁합이 맞는 채소로는 덩굴 완두콩이 있다.

양상추+피망 인도네시아의 많은 곳에서 볼 수 있는 혼작이다. 키가 크지 않은 양상추와 중간 정도인 피망의 조합이다. 동반 관계에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 딜(회향)과 양상추의 조합이 있고, 해충 방제 작용이 있는 것으로 알려져 있다.

(3) 독일
딸기+파 같은 줄에 교대로 심으면 파 종류는 선충의 피해를 적게 입는다.

딸기+마늘 마늘을 딸기 사이에 심으면 곰팡이병의 전염을 막을 수 있다. 딸기+양파 양파도 마늘처럼 딸기의 곰팡이병을 예방해 준다.

양배추+토마토 토마토의 심한 냄새는 배추흰벌레를 쫓아 준다.

양배추+셀러리 셀러리의 진한 냄새는 배추흰벌레를 쫓아 준다.

토마토+갓 토마토를 심기 전에 갓씨를 뿌리고 밑풀로하여 포기 밑에 나오게 한다. 갓의 기름에는 살균 작용이 있기 때문에 토마토의 병 발생을 막아 준다. 또 갓은 달팽이나 다른 해충이 못 오게 하는 효과가 있다.

한련화+벗나무 국화과인 한련화는 진딧물을 마치 자석처럼 끌어당긴다. 따라서 진딧물 예방에 효과가 있다.

당근+양파 당근과 양파를 한 줄씩 전갈아 가며 심으면 당근은 양파 파리를, 양파는 당근 파리를 쫓아 준다.

당근+파 당근과 파도 한 줄씩 번갈아가며 심으면 파가 당근의 굴파류와 도둑 나방을 쫓아 준다.

장미+라벤더 라벤더는 장미의 진딧물을 방지 해준다.

장미+마늘 마늘은 장미의 곰팡이병을 예방 해준다.

(4) 미국
옥수수+땅에 기는 호박 인디언은 예로부터 옥수수와 호박을 함께 심어 왔다. 키가 큰 옥수수와 땅에 기는 호박을 조합한 것으로 함께 잘 자란다. 옥수수와 멜론의 조합도 효과가 있다. 멜론은 옥수수가 만드는 적당한 그늘을 좋아해 함께 심으면 잘 자란다. 옥수수는 또 오이의 청고병을 막는 효과가 있다. 또 다른 방법으로는 오이나 멜론의 포기 밑에 이십일무씨 두세 알을 뿌려 놓는 것, 이렇게 하면 굴파리류를 막을 수 있다.

양파+당근 대파 · 양파 · 마늘 등 파 종류는 다른 채소에 붙은 해충을 퇴치하는 작용이 있어 밭 이곳저곳에 심어 놓으면 효과가 있다. 다만 파 종류는 콩 종류의 생육을 방해하기 때문에 콩과 함께 심어서는 안 된다. 대신 양파와 당근 등을 조합하면 효과적이다. 당근은 양파의 굴파리를 막아 주고 양파는 당근의 굴파리를 막아 주기 때문이다.

양상추+당근+이십일무 양상추 · 당근 · 이십일무 이 세 가지는 아주 좋은 조합의 대표라고 할 수 있다. 서로 잘 자라며 여름에도 싱싱한 이십일무가 재배된다. 이십일무는 강낭콩 · 완두 · 시금치와도 궁합이 잘 맞는다.

양배추+토마토 토마토는 배추흰나비의 유충이 싫어하기 때문에 양배추 옆에 심으면 배추흰나비 유충의 피해를 덜 입는다. 꿀풀과인 세지 · 로즈 마리 · 타임 · 박하 등의 잎도 배추흰나비 유충이 싫어한다.

온실가루이+도둑나방을 방지하는 메리 골드 국화과인 메리 골드는 선충 구제(驅除) 역할을 하여 온식가루이나 도둑나방 등 해충을 방지하는 효과가 있다. 이 때문에 메리 골드는 대부분의 채소와 함께 심어도 궁합이 잘 맞고 특히 토마토 · 감자 · 콩 종류와 잘 어울리는 동반 작물이다.

콩+양배추 · 오이 · 옥수수 콩은 다른 콩과 작물과 같이 흙을 기름지게 해주기 때문에 여러 가지 작물 사이에 심으면 좋은 영향을 미친다. 양배추 · 오이 · 옥수수 등은 좋은 조합이다.

(5) 오스트리아
오스트리아에서도 유기농업에 대한 관심이 높아 농업인이나 도시민 가릴 것 없이 동반 작물의 이용이 점점 늘고 있다.
아스파라거스+마늘 밭을 갈지 않는 無경운 자연 농법을 실천하는 농장에서 아스파라거스와 마늘을 한 줄 건너씩 심으면 고품질 마늘을 얻을 수 있다.

토마토+아스파라거스 아스파라거스를 수확하고 나서 토마토를 심는다. 토마토는 아스파라거스의 병해충 발생을 막아주고, 흙 속의 해충이 접근하지 못하게 한다. 파슬리나 바질을 함께 심으면 토마토와 아스파라거스 양 쪽에 다 좋은 영양을 미친다.

사과+마늘 사과나무 둘레에 마늘을 심어 놓으면 여러 가지 해충을 막을 수 있다. 마늘은 나무좀벌레 · 나방류 등 사과나무 껍질 속으로 파고 들어가 피해를 입히는 벌레나 진딧물 · 왜콩풍뎅이 등 많은 종류의 해충이 접근하지 못하게 하기 때문이다.

강낭콩+감자 텃밭 농원이나 농가에서도 이 결합으로 심어 서로를 해충으로부터 지켜 준다.
동반 작물을 활용하면 이처럼 여러 가지 병충해를 줄일 수 있고 주작목을 효과적으로 보호할 수도 있다. 천궁 · 당귀 · 박하 등 우리 토종 약용작물을 이용한 새로운 동반 작물의 재배법을 체계화하는 노력도 필요하다.


4) 허브혼식을 통한 병해충 방제
유기농업에서는 경험적인 사례가 많다. 공영 작물이나 기피 작물을 이용하면 해충 피해를 상당 부분 방제할 수 있다. 

(1) 매리 골드를 혼식하면 피망의 엽색이 산뜻해진다
피망을 정식할 때에 5월 중순경 매리 골드 묘를 구입하여 이랑에서 여섯 번째 줄에 3포기를 심고 별도로 한 줄의 반쪽만 세포기 심어 경과를 지켜본 시험이 이루어졌다. 그 결과 엽색이 달라지고 벌레가 몰려드는 일은 별로 없고 7월 중하순에 걸쳐 골드를 심은 줄말 잎색이 특별히 선명한 녹색이 되었다. 과일도 생경한 녹색을 나타내 다른 것과는 명백한 차이가 있었다.                                                                                                                                 
(2) 양배추와 스위트 바질, 양배추와 애플 민트
양배추의 청벌레, 진딧물류의 피해를 방지하기 위해 양배추와 허브인 스위트 바질, 애플 민트를 혼식하면 스위트 바질과 애플 민트는 주줄기가 직립하고 잘 분지한다. 높이는 60∼90㎝이다. 스위트 바질은 1년생 초로 자소와 비슷한 방향이 있다. 애플 민트는 다년생으로 사과와 박하를 섞은 듯한 방향이 있다. 이 냄새에 의한 기피 효과와 혼식에 의한 차폐 효과를 이용한다.


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