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석회(石灰)는 칼슘이 들어 있는 무기 화합물을 가리키는 용어로, 탄산염, 산화물, 수산화물이 가득한 물질이다. 라임(lime)이라고도 한다. 생석회와 소석회의 총칭이기도 하다.
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석고(石膏)는 황산 칼슘(CaSO4)을 주성분으로 하는 매우 부드러운 황산염 광물로 황산칼슘의 2수염을 주로 일컫는다.

미세한 알갱이의 석고가 큰 덩어리를 형성하고 있는 것은 설화석고라 하고, 섬유모양을 이루는 것은 섬유석고라 한다. 석고를 가열하 결정수를 줄일때, 황산칼슘 1분자당 물이 1/2분자 남아 있을때 소석고가, 완전히 물을 뺐을때 경석고가 만들어진다.
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석회와 석고의 차이 

한국농업대학 교수 장현유 


석고와 석회를 혼동하는 분들이 있는 것 같다. 


석고는 황산이온(SO4--)과 칼슘이온(Ca++)이 결합해서 만들어진 화합물이다. 대개는 두 분자의 결정수를 갖기 때문에 그 화학식은 CaSO42H2O로 표시된다. 이 화합물은 물에 조금 녹는다. 


이 화합물이 물과 만나면 약한 산성을 띠지만 이것을 알칼리성 토양을 중화시키는 데에 쓸 수 있을 정도는 아니다. 


농업에서 이 물질이 쓰이는 경우는 갯벌 흙을 간척했을 때 토양의 점토와 부식이 소디움이온 포화도가 매우 높은 경우에 이 화합물을 토양에 섞어 주면 치환성소디움이 치환성칼슘으로 대체되어 토양의 물리성이 좋아진다. 


이 기술은 네델란드 미국 같은 곳에서 쓰였던 것 같다. 그러나 우리나라의 경우에는 그 효과가 그리 크지 않았던 것 같다. 우리나라 간척지 토양은 석고를 쓰지 않더라도 물로 씻어내기만 잘 해도 제염이 잘 되고 큰 문제가 없는 것이 보통이라 우리나라에서는 석고를 쓰는 방법에 대한 시험결과가 그리 많지 않다. 거듭 분명히 할 점은 석고는 중성염이기 때문에 토양의 산도를 변동시키는 데에 쓰기에 적합하지 않다는 점이다. 


석회는 대체로 탄산칼슘(CaCO3)과 소석회(Ca(OH)2)를 말한다. 석회는 물에 녹으면 알칼리성을 띤다. 농업에서는 주로 산성토양을 개량하는 데에 쓰인다. 산성이 비교적 강한 토양에 석회를 알맞게 쓰면 토양의 산도가 교정되고 토양의 치환성칼슘도 많아진다. 



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왼쪽 척박한 토양, 오른쪽 테라 프레타


이 검은흙은 농업에 적합하지 않은 열대에서도 풍부한 수확을 보장한다. 예를 들면 브라질의 아마존 중부 아쿠투바Acutuba에서는 40년이나 거름 없이 농사를 지을 수 있다. 


박사논문을 위한 연구를 한 이후 테라 프레타에 매료된 바이로이트대학University of Bayreuth의 브루느 글라서 박사는, 그 땅심은 지구에서 가장 비옥하다고 하는 연토양(Mollisols)이나 체르노젬 토양(Chernozems)에 필적한다고 했다.


연토양


체르노젬


“인접한 척박한 땅에서는 타피오카밖에 재배할 수 없는데, 테라 프레타에서는 파파야나 망고 등 수많은 돈벌이 작물을 재배할 수 있습니다. 콩이나 곡류의 수확도 비옥한 토지의 배나 됩니다. 게다가 테라 프레타에서는 둘레의 흙보다 약 3배나 많은 유기물, 질소, 인이 포함되어 있습니다. 또한 보통을 넘는 바이오숯(biochar)이 있습니다. 다른 토양에서보다 70배나 많은 평균 50t/㏊의 바이오숯이 함유되어 있습니다.”

 

브라질 농업연구공사(Embrapa)의 토양연구자 벤세슬라우 텍세이라Wenceslau Teixeira도 열대 토양에는 일반적으로 모자란 인, 칼슘, 아연, 망간 등의 원소가 풍부하게 함유되어 있다고 지적한다. 게다가 보통의 열대 토양과 달리, 강한 햇빛이나 호우에 몇 백 년이나 드러나 있어도 땅심이 떨어지지 않는다. 텍세이라 씨는 마나우스Manaus에 있는 농업공사의 시설에 테라 프레타로 밭을 만들고 시험을 행해 그 땅심의 회복력에 놀랐다.

 

“1년생 작물을 재배하여 강한 햇빛이나 비에 드러나는 것은 흙을 망치는 일로서 열대에서는 절대 하면 안 되는 일입니다. 그렇지만 우리는 40년이나 벼, 옥수수, 타피오카, 콩 등 온갖 작물을 재배할 수 있었습니다.”



살아 있는 흙

 

아마존의 선주민이 남긴 유산은 지금도 계속 살아 있다. 테라 프레타를 분석한 토양학자는 그 경이적인 특성, 특히 몇 백 년이나 그 양분의 수준을 유지하는 성능에 놀랐다. 게다가 테라 프레타에는 다른 두드러진 능력이 있다. 마치 살아 있는 듯이 해마다 비옥한 땅심을 유지하는 것이다. 

예를 들면 테라 프레타는 그 높은 생산성 때문에 현지에서는 파내서 판매하고 있다. 운동장의 잔디밭에 쓰려고 약 600달러/톤, 인터넷에서는 250g/44유로에 팔린다. 하지만 브루노 박사는 이렇게 말한다.

 

“판매 목적으로 파내서 약간의 층밖에 남지 않으면, 그것은 재생되지 않습니다. 투입된 이하로 양분을 꺼내도 영속할 수 없습니다. 그렇지만 식물이 성장할 수 있는 기후 조건이 존재하는 곳에서 양분이 투입되는 것보다 적은 범위에서 추출한다면 되살아날 수 있습니다.”

 

빌 우즈도 상업적으로 흙을 파내고 있는 현지의 농민을 만났는데, 20㎝의 테라 프레타를 흩뜨리지 않은 채 남겨 두면 약 20년에 걸쳐서 재생된다고 한다. 우즈는 박테리아와 균류의 조합이 이 효과를 일으키는 것이 아닐까 생각하고 있다. 실은 테라 프레타가 지닌 능력의 열쇠를 쥔 것은, 저온에서 연소된 식물과 부산물로 만든 숯이다. 글라서 박사에 따르면, 테라 프레타는 숯과 불완전 연소된 나무 조각을 많이 함유하고 있다. 그것이 흙속에 양분을 유지하며 해마다 땅심을 유지시키고 있다.

 

2006년에 미국과 브라질의 연구팀이 행한 시험에서도 알았듯이, 테라 프레타는 지금도 살아 있으며 보통의 열대 토양보다 훨씬 미생물의 수와 종류도 많다. 열대 토양은 농사땅으로 전환하면 미생물이 급속히 사라지지만, 숯이 있다면 양분이 흡착되어 유실되지 않고 토양 안에 세균이 서식하여 공간도 공급된다. 2007년 3월, 독일 바이로이트대학의 크리스토프 슈타이너Christoph Steiner가 이끄는 연구팀은 보통의 나빠진 열대 토양에 숯가루와 목초액을 더한 것만으로 미생물이 비약적으로 증식하여 비옥한 토양을 만드는 생태계가 시작된다고 보고했다. 거름만으로 농사지은 곳과 비교하여 토양에 숯과 거름을 조합한 시험 구역에서는 수확량이 880%나 늘었다.

 


선주민들의 숯 굽기가 만들어낸 인공 토양

 

이 경이적으로 생산성이 높은 흙이 어째서 아마존에 있을까? 그것은 어떤 유래가 있을까? 그 정체를 둘러싸고 수많은 논쟁이 벌어졌다. 하지만 지금은 이 토양이 아마존에 사는 선주민들이 인공적으로 만들어낸 산물이라는 것이 밝혀졌다. 


예를 들면 고고학자 빌 우즈Bill Woods는 브라질의 타파호스강Tapajos川을 따라서 수많은 2000년 전의 유적을 발굴했는데, 사람들이 살던 곳의 흙은 어째서인지 인근 열대우림의 그것보다 훨씬 검었다. 엄밀하게 연구한 결과, 색깔 차이는 있어도 둘레에 있는 흙과 같은 것이며 단지 바이오숯이 더 있을 뿐이라는 것을 밝혔다. 그리고 테라 프레타에는 선사시대의 도기 파편이 묻혀 있어 사람이 살던 흔적이 있는 곳이라고밖에 볼 수 없다. 곧, 테라 프레타는 인공 토양으로서, 고대의 유적인 셈이다. 글라서 박사는 말한다.

 

“지금은 테라 프레타가 사람이 만들었다는 과학적인 증거가 충분합니다. 우리는 테라 프레타에서 도기의 파편, 인간의 뼈와 배설물, 짐승의 뼈, 거북의 등딱지 조각 등을 찾았습니다.”

 

아마존에 인간이 살기 시작한 것은 지금으로부터 1만 년 전으로 거슬러 올라간다. 그리고 테라 프레타는 지금으로부터 500~2500년, 또는 더 이전부터 만들어졌다. 글라서 박사는 말한다.

 

“선주민들은 기원전 4000년보다 훨씬 이전부터 서기 1492년에 걸쳐서 테라 프레타를 만들었습니다. 가뭄이나 강우, 그리고 열대의 뜨거움을 2000년이나 견디고, 지금도 땅심을 유지하며 부식을 유지한다는 데에 놀랄 뿐입니다.”

 

유사 이전부터 아마존의 선주민들은 대지를 바꾸고, 그 테라 프레타가 영구적인 농업을 받쳐 왔다. 그리고 그 범위도 놀라울 만큼 넓다. 고고학자들은 테라 프레타의 분포 상황을 조사하여, 오렐라나가 보고했던 곳과 연관되어 있다는 것도 찾아냈다. 그 지역은 영국의 배나 될 정도로 드넓다. 캔사스대학의 지리학자로 토양학자인 윌리엄 우즈William I. Woods 교수는 “최대한 아마존의 10%가 테라 프레타이다”라고 기술했다.

글라서 박사는 그 범위는 아무도 모르나 더 넓다고 지적한다.

 

“최근 아마존 중부에 400㎞의 송유관을 부설하는 조사를 하면서 새로운 테라 프레타가 송유관을 따라 10~20㎞마다 있는 것을 발견했습니다. 그래서 아마존의 모든 곳에 있을지도 모릅니다.”



브루노 박사는 테라 프레타에 거는 기대를 이렇게 말한다.

 

“우리는 저항력이 있다고 확신합니다. 왜냐하면 토양침식과 관련하여 지구에서 가장 극단적인 환경에서 만들어졌기 때문입니다. 아마존의 전형적인 토양 페랄솔ferralsol이 지상에서 가장 척박한 흙이라는 점이 이 명백한 증거입니다. 이후의 농업은 극단적인 기후변동, 가뭄, 호우, 고온 등의 과제에 대처해야만 합니다. 인구 증가와 사막화로 농지에 대한 압력도 높아질 겁니다. 테라 프레타는 이러한 과제를 완화시키는 데 도움이 될 것입니다. 테라 프레타는 지속적 농업의 전형입니다. 사막화된 토지의 농지 이용과 탄소 격리 및 땅심의 유지와 증가를 통해 기후변동 완화 등 수많은 21세기의 문제를 해결할 수 있습니다.”

 

그리고 테라 프레타는 다른 지역에서도 쓸 수 있다고 기술한다.

 

“지금 우리는 독일에서 테라 프레타 노바를 생산하기 위한 공장을 설립하고 있습니다. 또 그 보수력을 지닌 특수한 구조를 가지고, 예를 들면 에너지 식물인 자트로파속Jatropha屬을 재배하고자 아프리카의 건조 지대에서 테라 프레타 노바의 가능성을 시험하고 있습니다.”


국제적으로 온갖 분야의 연구자들이 지금 세계적으로 보전해야 할 세계유산으로 테라 프레타에 주목하고 있다. 아마존에서 볼 수 있는 풍화가 진행된 토양과 열대의 기후 조건은 세계의 많은 지역에 있으며, 테라 프레타에서 찾을 수 있는 토양 유형은 최대 90%가 모래, 최대 90%가 진흙인 온갖 토양을 함유하고 있다. 테라 프레타의 재생에 성공할 수 있다면, 정복자들이 찾던 금보다 귀중한 유산을 얻을 것이다. 그것은 개발도상 지역의 사람들을 먹이는 데 도움이 될 것이다. 아마존에는 역시 환상의 엘도라도가 잠들어 있다.

- 農談


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녹비작물을 이용한 간척지 토양개량

- 땅속 유기물 늘려 땅심도 돋우고 양분도 저장하고 - 


농촌진흥청(청장 박현출)은 새만금간척지를 농업적으로 앞당겨 활용하기 위해 토양개량에 적합한 8종의 녹비작물을 선발해 땅심을 돋우고, 비료를 절감하는 효과를 확인했다.


새만금간척지는 현재 염농도가 0.5 % 수준으로 높고 토양 유기물 함량은 적정수준의 1/10로 낮다. 하지만 모래와 미사가 많아 염분 제거가 가능하며, 제염이 어느 정도 이루어진 후에 순차적으로 녹비작물을 재배하면 토양유기물 함량을 높일 수 있다. 


염분에 비교적 강해 간척지 토양개량에 적합한 녹비작물로 여름철 작물 3종(세스바니아, 제주재래피, 수수×수단그라스)과 겨울철 작물 5종(보리, 호밀, 귀리, 밀, 헤어리베치) 등 총 8종을 선발했다.


세스바니아는 콩과작물로 공기 중의 질소고정 능력이 뛰어나며 제주재래피는 일반피에 비해 생육량이 많다. 


맥류는 최근 사료용으로 많이 재배되고 있으며 헤어리베치는 겨울철 콩과 녹비작물로 모래함량이 많은 땅에서도 잘 자란다. 


토양 염분함량에 따른 녹비작물의 생육을 평가한 결과, 일반농경지와 비교해 70 % 이상의 수량을 얻을 수 있는 염농도 수준은 헤어리베치가 0.1 %, 보리 등의 맥류가 0.2 %, 그리고 세스바니아가 0.3 %이었다. 


녹비작물의 간척지 토양개량 효과를 측정하기 위해 세스바니아, 제주재래피, 수수×수단그라스와 보리, 호밀, 귀리는 이어짓기로 하고 헤어리베치는 단독 또는 맥류와의 섞어뿌림으로 재배해 토양개량과 질소비료 절감 효과를 검토한 결과, 토양산도는 감소하고 유효인산 함량은 증가하는 등 화학적 성질이 개선됐으며, 토양유기물 함량은 해마다 평균 0.12 %씩 늘어 12년 정도 후에는 1.5 %로 안정적인 작물재배가 가능하다. 


또한 녹비작물의 토양환원에 따른 비료 절감효과를 측정한 결과, 콩과녹비작물인 세스바니아와 헤어리베치는 질소성분 함량이 높기 때문에 이들의 뒷그루 작물 재배에서는 절반 이상의 질소비료를 줄일 수 있다.


여름철에 세스바니아를 재배하고 나서 겨울철에 맥류를 재배하거나, 겨울철에 헤어리베치를 재배한 다음 여름철에 수수×수단그라스를 재배하는 것이 질소비료 절감과 토양유기물 증가에 좋다.


새만금간척지 농업용지 8,570㏊에 세스바니아를 녹비작물로 활용할 경우 연간 약 28억 원의 질소비료 비용 절감이 가능하다. 


농촌진흥청 박기훈 벼맥류부장은 “경지면적 감소 추세에 따라 간척지의 농업적 활용 필요성은 더욱 증대되고 있는 가운데, 간척지 토양개량은 세계적 곡물가격 상승으로 인한 식량위기에 장기적인 대응책이 될 수 있을 것으로 기대된다.”라며, “앞으로도 간척지 토양개량을 위한 녹비작물 선발, 작물 부산물 재활용 등 유기자원 확보 및 활용기술 개발을 지속적으로 추진해 나갈 것이다.”라고 말했다.



경제적가치가 큰 내염성식물 새로 육성 (평양 8월 18일발 조선중앙통신)

김일성종합대학 지구환경과학부에서 최근 내염성식물을 새로 육성하였다.


위성과 위성류에 속하는 반떨기나무로서 잎이 가늘고 버드나무와 비슷한 이 나무는 경제적가치가 큰것으로 하여 호평이 대단하다.

이 나무는 토지의 염량이 2.5%인 조건에서도 잘 자라 나라의 간석지(염량이 0.1-1.3%)들에는 물론 그 어떤 불모의 땅에서도 키울수 있다.

평안남도 온천군,평안북도 염주군을 비롯한 서해안일대에 이 내염성식물로 많은 면적의 방풍림이 조성되였는데 현재 나무의 밑부분 직경은 10㎝, 키는 5m이상이다.

나무는 발열량이 높은 땔감으로 리용할수 있으며 만문한 햇가지는 집짐승들의 좋은 먹이로도 되고 제방보호림으로도 제격이다.

지금 학부의 연구집단은 가까운 년간에 간석지지역의 록화와 수림조성을 다그치기 위한 나무모생산에 힘을 넣고있다.(끝)

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세월이 지나면서 자연강우로 인해 소금기가 빠져나가는 데 보통 10년 이상 걸린다. 

이때 내염성이 있는 식물을 재배하거나 혹은 수확량이 적더라도 작물을 재배하여 소금기를 빼내는 것이 바람직하다.

전북 김제시 부근에 새만금방조제가 완성된 후 필자가 농어촌공사와 함께 그곳에 나무를 심어 수종별 내염성을 조사하고 있다. 그곳은 소금의 함량보다는 해풍이 몹시 심하게 부는 것이 오히려 걸림돌이 되고 있다. 

3년간의 예비조사 결과 그곳에서 잘 자라는 수종으로 측백나무, 곰솔, 해당화, 메타세쿼이아, 느티나무, 상수리나무, 파라칸다를 선발발했으며, 왕벚나무와 단풍나무는 생장이 매우 불량했다. 영종도 매립지의 경우에는 갯버들과 위성류의 생장이 좋은 것으로 나타났다. 그러나 국내에서 자라고 있는 어떤 나무도 해일이 덮칠 때 살아남을 수 있는 수종은 없다.

- 소금 피해와 내염성(이경준 서울대학교 명예교수)



전기로 토양 속 염류를 잡는다. - 효과는 좋다는데 대규모 토지에서는 어떨지 모르겠네요.

http://blog.daum.net/greenhub/6043866


한국 서해안 내염성 및 내조성 자생식물

내염성과 내조성이 강한 것 - 곰솔, 참나무류, 느릅나무, 노간주나무

내조성이 강한 수종 - 순비기나무, 곰솔, 왕대, 조릿대, 이 대, 마삭줄, 참느릅나무, 측백나무 

(한국환경생태학회지 24 - 김도균)


내염성이 강한 자생식물 

1. 최대 염류농도 1.1%에서도 생육이 가능한 식물들로 당장에 농사를 짓지 않는 땅에 매년 녹화를 한다면 경관상으로도 좋고, 토양개량에 드는 비용도 절약할 수 있지 않을까 생각되네요.(해국, 갯패랭이, 황근, 해당화, 순비기나무 등 5종)

2. 튜립, 히아신스 등도 0.3% 염농도에서 개화 및 구근양구가 가능하다고 합니다.

http://blog.naver.com/hoony603/110070173165


간척지 토양의 재염화에 관하여 - 일부 제염이 되어 땅속 깊이 내려갔던 염분도 온도 상승 등으로 인해 지중에 수분이 증발하면서 모세관을 타고 상승하게 되어 다시 작물을 재배하는 표층에 집적되게 되는 문제. 논으로 이용할 경우 벼 재배를 위해 논에 물을 가두고 담수를 하다보니 자연히 토양 중의 염분의 제거도 훨씬 수월.(간척지에서 주로 논농사를 짓는 이유가 재염화 때문이라고 합니다.)

http://blog.daum.net/leekb7165/7285791


새만금 신간척지(광활) 맥류, 유채 시험 재배 - 토양중에 염농도가 0.3% 이하에서는 생육이 가능했으며 0.1% 이하에서는 왕성하게 재배.

http://blog.daum.net/leekb7165/3978934


염분이 높은 간척지 토양은 왜 식물이 성장하지 못할까?

http://blog.daum.net/leekb7165/3978427


비접촉 염농도 측정장치 - EM38

http://blog.daum.net/leekb7165/4242088


신간척지 토양개량을 위한 내염성 식물 활용

http://blog.daum.net/leekb7165/4045693


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