개요
염류집적은 토양에 염류가 과도하게 쌓여 작물의 정상적인 생육을 방해하는 현상을 말한다. 특히 비닐하우스와 같은 시설재배 환경에서는 비가 직접 토양을 씻어 내리지 못하고, 관수와 시비에 의해 공급된 염류가 수분의 증발과 함께 토양 표층에 농축되기 쉽다. [1] 염류 농도가 높아지면 토양의 삼투압이 증가하여 작물이 뿌리를 통해 물을 흡수하기 어려워지며, 특정 염류는 작물에 직접적인 독성을 나타내기도 한다. [2] 이로 인해 생육 부진, 수확량 감소, 품질 저하 등의 문제가 발생하므로, 농지 소유자는 주기적인 토양검정을 통해 전기전도도(EC) 수치를 확인하고 적절한 제염 및 시비 관리를 실천하는 것이 매우 중요하다. [3]
내용
원인과 과정
염류집적의 근본 원인은 토양 내 염류의 유입량이 유출량보다 많기 때문이다. 염류의 주요 공급원으로는 관개에 사용되는 농업용수와 시비하는 비료를 들 수 있다. [1] 대부분의 농업용수에는 소량의 염류가 포함되어 있으며, 작물이 수분을 흡수하고 남은 염류는 토양에 남게 된다. 특히 가축분뇨나 화학비료의 과다 사용은 토양 내 염류 농도를 급격히 높이는 주된 요인으로 작용한다.
노지 토양은 자연 강우에 의해 토양 속 염류가 아래로 씻겨 내려가는 용탈(leaching) 작용이 일어나지만, 비닐하우스 등 비가림 시설은 이러한 자연적인 제염 과정이 차단된다. [1] 여기에 시설 내 높은 온도로 인한 활발한 증발산 작용이 더해져 염류는 표토층에 더욱 빠르게 집적된다. 또한, 토양의 배수가 원활하지 않을 경우 용탈된 염류가 토양 하층에 머무르다 모세관 현상에 의해 다시 표층으로 이동하여 염류집적을 심화시키기도 한다. [2]
토양 표면에 하얗게 소금 결정이 보이는 것은 이미 염류집적이 심각하게 진행된 상태를 의미하며, 눈에 보이지 않더라도 작물 생육에 피해를 주는 수준의 염류가 집적된 경우가 많다. [2] 따라서 육안 관찰만으로 판단하기보다는 정기적인 토양 분석을 통해 객관적인 수치로 관리하는 것이 필수적이다.
작물 생육에 미치는 영향
토양의 염류 농도가 높아지면 작물은 다양한 생리장해를 겪는다. 가장 대표적인 피해는 삼투압 스트레스다. 토양 용액의 농도가 뿌리 세포액의 농도보다 높아지면, 작물은 토양에 수분이 충분하더라도 뿌리를 통해 물을 제대로 흡수하지 못하게 된다. [2] 이로 인해 작물은 시드는 현상을 보이며, 이는 생육 저하와 수확량 감소로 직결된다.
특정 염류 이온이 과도하게 존재할 경우, 다른 필수 양분의 흡수를 방해하거나 이온 자체가 작물에 독성을 나타내기도 한다. 예를 들어, 나트륨(Na+)이나 염소(Cl-) 이온이 고농도로 존재할 경우 잎 가장자리가 타들어 가는 팁번(tip-burn) 현상이나 생육 억제, 심하면 고사 현상까지 유발할 수 있다. 염류집적은 또한 토양의 물리성을 악화시켜 통기성이나 투수성을 저하시키고, 토양 미생물의 활동을 위축시켜 토양 생태계 전반의 건전성을 해치는 원인이 되기도 한다.
진단 및 측정 방법
염류집적을 정확히 진단하는 표준 지표는 토양 전기전도도(EC, Electrical Conductivity)이다. 전기전도도는 토양 용액에 녹아있는 염류 이온의 총량을 나타내는 값으로, 단위는 데시지멘스 퍼 미터(dS/m) 또는 밀리모스 퍼 센티미터(mS/cm)를 사용한다. [4] 이 수치가 높을수록 토양에 염류가 많이 집적되어 있음을 의미한다.
정확한 진단을 위해서는 경작지의 토양 시료를 채취하여 시·군 농업기술센터에 분석을 의뢰하는 것이 가장 확실한 방법이다. 토양검정을 의뢰하면 전기전도도(EC)뿐만 아니라 산도(pH), 유기물, 유효인산, 치환성 양이온 등 토양의 전반적인 화학성을 분석하고, 그 결과에 따른 비료사용처방서를 발급받을 수 있다. [3]
농촌진흥청에서 운영하는 흙토람 웹사이트를 통해서도 최근 5년 이내에 토양검정을 받은 필지의 정보와 비료사용처방서를 조회할 수 있다. [5] 국제연합식량농업기구(FAO)는 포화추출액의 전기전도도를 기준으로 4.5 dS/m 이상부터 염류성 토양으로 분류하며, 9.0 dS/m 이상은 중간, 18.0 dS/m 이상은 높은 염류성 토양으로 구분하지만, 실제 작물에 미치는 영향은 작물의 종류와 생육 단계에 따라 다르므로 내 염성이 약한 작물을 재배할 경우 더 낮은 기준을 적용해야 한다. [2]
경감 및 해결 방안
염류집적 문제를 해결하는 가장 근본적인 방법은 토양에 쌓인 염류를 물리적으로 제거하거나 희석하는 것이다. 이를 위한 대표적인 방법은 다음과 같다.
첫째, 제염(담수 제염)은 가장 보편적으로 사용되는 방법이다. 염류가 없는 깨끗한 농업용수를 논에 물을 대듯이 토양에 충분히 관수한 후, 자연적으로 또는 배수시설을 통해 물을 빼내어 염류를 토양 밖으로 씻어내는 방식이다. 이때 중요한 것은 반드시 배수가 동반되어야 한다는 점이다. [2] 배수가 불량한 토양에서 무작정 물만 많이 공급하면 오히려 지하수위를 상승시켜 하층의 염류를 다시 표층으로 끌어올리는 역효과를 낳을 수 있다. 효과적인 제염을 위해 암거배수 시설을 설치하는 것이 권장된다.
둘째, 객토 또는 환토 방법이 있다. 염류가 집적되지 않은 새로운 흙(객토)을 기존 토양 위에 덮어주거나, 표층의 염류 토양을 걷어내고 새로운 흙으로 채우는(환토) 방법이다. 이는 염류 농도를 직접적으로 낮추는 가장 확실한 방법이지만, 많은 노동력과 비용이 소요된다는 단점이 있다.
셋째, 심경(深耕)을 통해 표층에 집적된 염류를 심토와 섞어 농도를 희석시킬 수 있다. 이 방법은 토양의 물리성을 개선하는 효과도 함께 기대할 수 있다. 또한, 흡비력이 강한 옥수수, 수단그라스, 호밀 등의 녹비작물을 재배하여 토양의 염류를 흡수시킨 후 수확하여 농경지 밖으로 반출하는 것도 효과적인 생물학적 제염 방법 중 하나이다.
예방 및 관리
염류집적은 발생 후 해결하는 것보다 사전에 예방하고 지속적으로 관리하는 것이 훨씬 효율적이다. 가장 중요한 예방책은 토양검정 결과에 따른 적정량의 비료를 사용하는 것이다. [6] 비료사용처방서에 따라 필요한 만큼의 비료만 사용하고, 특히 미숙 퇴비나 가축분뇨의 과다 사용을 피해야 한다. 잘 부숙된 유기물을 시용하면 토양의 완충 능력을 높여 염류집적의 피해를 줄이는 데 도움이 된다.
시설재배 농가에서는 휴한기나 작물 재배가 끝난 후에 비닐을 걷고 빗물을 맞게 하여 자연적인 제염을 유도하는 것이 좋다. 이것이 어렵다면 동절기에 동해를 입지 않는 조건에서 인위적으로 담수하여 염류를 용탈시키는 방법을 고려할 수 있다. 또한, 관개 시 점적관수를 활용하면 물 사용량을 줄이면서 염류가 뿌리 주변에 직접적으로 집적되는 것을 완화할 수 있다. 장기적으로는 토양 배수 체계를 점검하고 개선하여 염류가 원활히 배출될 수 있는 환경을 조성하는 것이 근본적인 예방 대책이 된다.
같이 보기
참고 문헌
[1] https://www.ars.usda.gov/pacific-west-area/riverside-ca/agricultural-water-efficiency-and-salinity-research-unit/docs/about/frequently-asked-questions-about-salinity/ [2] https://www.fao.org/4/r4082e/r4082e08.htm [3] https://soil.rda.go.kr/ [4] https://www.ars.usda.gov/pacific-west-area/riverside-ca/agricultural-water-efficiency-and-salinity-research-unit/docs/about/frequently-asked-questions-about-salinity/page-2/ [5] https://soil.rda.go.kr/sibi/sibiExam.do [6] https://www.nongsaro.go.kr/