농업에서는 자연과 반대로 더 많은 농산물을 수확하기 위해 농지를 비옥하게 한다. 외부 투입자원에 많은 부분을 의존하고 싶지 않다면 양분을 더 효율적으로 이용해야 한다. 농지의 양분을 더 잘 관리해야 한다는 뜻이다. 이는 농경지 생물 내부에서 양분이 공급되어야 한다는 사고로 이어진다. 이 같은 사고는 폐쇄된 양분순환 개념을 낳는다.

자연에서 양분 재순환

자연에서의 양분 재순환은 지상부와 지하부 생물의 밀접한 관계에서 비롯된다. 식물은 대체로 지상에 드러난 부분보다 뿌리에 바이오매스가 더 많이 생긴다. 뿌리는 끊임없이 빠르게 분해되며 토양생물의 중요한 먹이원이 된다. 토양생물은 생전에는 그들의 활동을 통해, 그리고 사후에는 양분을 배출함으로써 새로운 식물생장을 돕는 먹이로 재활용된다. 식물이 죽으면 재활용된 식물재료가 다시 재활용되어 토양생물의 먹이가 된다. 그렇게 순환을 마무리 하며 서서히 토양 비옥도를 향상시킨다.

농지의 양분관리를 최적화하는 방법

농경지의 양분관리를 최적화하는 방법에는 3가지 원칙이 있다.

원칙1: 손실을 최소화한다.

• 양분의 대량손실은 용탈에서 비롯된다. 용탈은 토양의 낮은 치환용량 때문이다. 토양 유기물 함량을 높이면 양분 용탈을 줄일 수 있다.

• 가축 배설물이나 거름이 물에 잠긴 상태로 있거나 햇빛에 노출될 경우 다량의 질소가 손실될 수 있다. 적절한 보호와 저장으로 저장된 배설물이나 거름에서 녹기 쉬운 양분이 유실되지 않도록 방지할 수 있다. 장마철에 물이 고이는 웅덩이에 배설물이나 거름이 저장되는 경우가 종종 있다. 그럴 경우 용탈(웅덩이 바닥이 투과하기 쉬운 경우) 또는 휘산(웅덩이에 고이는 경우)을 통해 질소가 빠져 나간다.

• 토양이 침식되면 토양은 가장 비옥한 부분을 잃게 된다. 표토는 대부분의 양분과 유기물을 함유하고 있다. 이는 촘촘히 피복작물을 유지하고 계단형 농지 같은 구조물로 예방할 수 있다.

• 바이오매스의 소각을 피한다.

• 콩과작물에 의해 고정된 질소의 손실을 막으려면 질소요구량이 많은 종으로 혼작 또는 윤작을 한다.

• 양분을 흡수할 식물이 없거나 그럴 능력이 없을 때 토양 유기물에서 양분이 방출되면 상당한 양분손실이 발생한다.

• 질소는 휘발되어 쉽게 손실된다(암모니아 형태로). 농경지에 거름을 사용한 직후 2시간 동안 가장 많은 손실이 발생한다. 따라서 구비는 저녁 때 줘야 한다. 밤에는 서늘하고 습도가 높아 손실이 적다. 구비와 액상구비는 작물이 짧은 시간에 흡수할 수 있는 양을 살포해야 한다. 살포 직후 표토에 스며들어야 한다.

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