최고의 녹비 작물에 대한 개요를 계속합니다. 이전 기사에서는 곡물 및 십자화과 식물 을 다루었으며 이들의 일반적인 특성과 가장 효과적인 녹비 비료 몇 가지를 자세히 살펴보았습니다. 이번에는 콩과 녹비 작물에 대해 알아보겠습니다.
루핀 밭
전통적으로 사용되는 콩과 녹비 작물은 다음을 포함합니다:
- 월동 작물 및 일년생 작물 (루핀, 자주토끼풀, 털갈퀴덩굴, 들완두콩 등)
- 다년생 콩과 작물 (붉은토끼풀, 흰토끼풀, 루핀, 알팔파, 에스파르세트)
- 이년생 콩과 작물 (멜릴롯)
콩과 녹비 작물의 주요 역할:
- 대기의 질소를 고정 및 저장.
- 토양 침식을 제어.
- 유기물 반환을 위한 바이오매스 생산.
- 유용한 곤충 포식자 유인.
콩과 녹비 식물의 독특한 점은?
콩과 식물은 특별한 박테리아인 Rhizobia와의 협력 관계를 형성합니다. 이 박테리아는 질소를 고정할 수 있는 뿌리혹 박테리아로, 공기 중 질소를 축적하고 자신이 서식하는 식물과 공유할 수 있습니다.
콩과 식물의 녹비 용량은 매우 다양합니다. Dovban 교수는 그의 좁은 잎 루핀 생산성에 관한 단행본에서 ( 1 ) 루핀이 가장 높은 질소 고정 능력을 가진다고 언급했으며 (바이오매스 내 전체 질소의 최대 95%가 대기 질소), 이에 대한 자세한 내용은 아래에서 다룹니다.
가을에 파종된 콩과 녹비 식물은 주로 봄에 바이오매스를 생성합니다. 파종은 곡물 작물보다 빨리 시작되어야 하며, 동결 전까지 충분히 뿌리를 내리도록 해야 합니다. 다년생 및 이년생 녹비 비료는 다양한 작물과 조합될 수 있으며, 보통 작물의 줄 사이에서 자랍니다. 일반적으로 콩과 식물은 풀보다 탄소 대 질소 비율이 낮아 분해가 더 빠르며, 탄소 함량이 높은 식물에 비해 부식질을 거의 증가시키지 않습니다.
콩과 곡물 녹비 혼합물은 두 유형의 장점(바이오매스 생성, 질소 고정, 잡초 및 토양 침식 방지 등)을 결합합니다.
붉은 토끼풀 (Crimson Clover)
다른 이름: 주홍토끼풀, 이탈리아 토끼풀, 적자색 토끼풀.
유형: 다년생, 일년생.
역할: 대기 질소 공급원, 토양 형성, 침식 방지, 생물 멀칭 (특히 줄 사이), 사료 작물, 꿀 작물.
혼합 조합: 곡물, 라이그라스, 붉은토끼풀.
붉은 토끼풀
붉은 토끼풀은 빠르게 성장하며 안정적인 성장을 통해 초기 작물에 질소를 제공합니다. 또한 잡초를 억제하는 능력이 뛰어납니다. 북미에서는 사료 작물이자 내구성이 높은 녹비로 인기를 끌고 있습니다. 다른 토끼풀과 혼합하거나 귀리를 함께 재배하면 우수한 성과를 보입니다. 캘리포니아에서는 과수원 및 견과류 밭에서 그늘을 이용해 재배하기도 합니다. 붉은 토끼풀 꽃은 유익 곤충의 서식지 역할도 합니다.
재배: 모래질 점토나 배수가 잘 되는 토양에서 잘 자랍니다. 산성, 무거운 점토질, 혹은 습기가 많은 토양에서는 잘 자라지 않으며 병에 걸리기 쉽습니다. 뿌리내린 토끼풀은 서늘하고 습한 환경에서 성공적으로 자랍니다. 인산과 칼륨 부족, pH 5.0 이하 환경에서는 질소 고정이 중단됩니다. 겨울 전에는 첫 동결 6~8주 전에 붉은 토끼풀을 파종해야 하며, 봄 파종은 날씨가 안정되고 영구 동결 위험이 사라졌을 때 실시합니다. 씨앗은 수분이 충분해야만 발아할 수 있으므로 싹트는 데 시간이 걸립니다.
처리: 초기에 꽃봉오리가 형성될 때 채집하면 식물을 제거할 수 있습니다. 뿌리는 갈아엎을 때 문제가 되지 않습니다. 질소는 종자 형성 직전인 개화 후반기에 최대량을 사용할 수 있습니다. 갈아엎은 후 2~3주간 기다린 뒤 작물을 파종해야 합니다. 이는 콩과 식물이 특정 박테리아(Pythium 및 Rhizoctonia)를 증가시키기 때문입니다. 이 박테리아는 유기물을 분해하며, 활성화의 정점에서 파종된 작물을 공격할 수 있습니다.
털 갈퀴덩굴 녹비
다른 이름: 털갈퀴덩굴, 털완두콩.
유형: 월동 작물, 일년생, 이년생.
역할: 질소 공급원, 잡초 억제, 토양 배수 및 통기, 침식 방지, 유익 곤충들의 서식지.
혼합 조합: 토끼풀, 메밀, 귀리, 호밀 등 곡물.
헤어리베치만큼 질소 기여도와 바이오매스 생산에서 경쟁할 수 있는 콩과 식물은 거의 없습니다. 월동이 가능하고, 널리 적응된 콩과 작물로, 그 뿌리는 겨울철에도 계속 발달합니다. 만약 베치가 다른 작물의 지지를 받지 않는다면, 그 덮개 높이는 90cm를 넘지 않겠지만, 덩굴을 풀면 최대 3.5m까지 자랄 수 있습니다! 풍부한 베치 바이오매스를 처리하는 일은 간단하지 않을 수 있지만, 잡초 방제와 대기 중 질소 고정에서는 그에 견줄 만한 것이 없습니다. 헤어리베치는 미국 농지에서 녹비 작물로 가장 널리 사용되고 있으며(많은 양질의 현장 연구들이 이를 증명합니다), 특히 효과가 뛰어납니다.
헤어리베치
헤어리베치는 풍부한 녹색 잎 덕분에 살아 있는 멀치로서뿐만 아니라 처리될 때도 토양 속 수분을 유지합니다. 메릴랜드 연구소의 비교 연구 결과, 옥수수 파종 전 테스트에서 베치는 클로버와 오스트리아 완두콩보다 더 수익성이 높은 콩과 작물임을 나타냈으며(Lichtenberg, E. et al. 1994. Profitability of legume cover crops in the mid-Atlantic region. J. Soil Water Cons. 49:582-585.), 비료와 살충제를 절약하고, 토양 형성, 킬레이트 질소 공급, 토양 미생물 생태계 발달과 멀칭을 통해 후속 작물의 생산량을 증가시킵니다.
베치의 실 모양 뿌리 시스템은 거대하며, 식물 잔재물이 분해된 후 수분이 토양층으로 침투할 수 있게 하는 대구멍을 만듭니다. 수분 유지가 필요하지 않은 지역에서는 귀리와 베치 같은 혼합 녹비 작물을 심는 것이 좋습니다. 이 조합은 이미 검증된 조합으로, 호밀도 추가할 수 있습니다.
베치는 분해가 매우 빨라 거의 완전히 분해되기 때문에 부식질 함량은 매우 낮습니다(다른 콩과 식물처럼 탄소 함량이 적습니다). 탄소 대비 질소 비율은 8:1에서 15:1입니다. 호밀의 경우 이 비율은 최대 55:1까지입니다. 베치는 다른 콩과 녹비 작물보다 가뭄에 더 잘 견딥니다.
헤어리 완두는 활발한 봄철 성장을 통해 잡초와 경쟁합니다. 알레로케미컬 작용은 약하며 작물에 안전하지만, 잡초에는 짙은 그늘을 만들어줍니다. 호밀/크림슨클로버/베치 혼합물은 최적의 잡초 관리 효과를 제공하며, 침식을 더 효과적으로 방지하고 더 많은 질소를 제공합니다. 이 혼합물의 호밀은 께끼는 베치를 위한 지지를 제공하기도 합니다.
헤어리베치는 클로버보다 더 많은 인을 축적하기 때문에 비료로 추가하는 것이 좋습니다. 이를 통해 열매를 맺는 작물에 나중에 환원할 수 있습니다.
재배: 헤어리베치는 토양 pH 6.0에서 7.0을 선호하며 5.0에서 7.5까지 생존 가능합니다. 촉촉한 토양에 파종해야 하며, 건조한 조건에서는 발아가 지연됩니다. 파종 시기는 연중 가능합니다: 늦서리를 앞둔 30~45일 전에 파종하면 이른 봄에 빨리 싹을 틔울 수 있으며, 이른 봄, 또는 여름 7월에 파종해 가을철에 뿌리도록 할 수 있습니다. 헤어리베치는 인, 칼륨, 유황에 대한 요구량이 높습니다. 옥수수와 해바라기 작물에 섞어 심기도 하며, 이때 해바라기는 최소 4개의 잎을 자라게 해야 베치가 이를 압도하지 않습니다.
호밀과 베치 혼합은 각각의 녹비 작물의 특성을 상쇄시켜, 질소 및 기타 질산염을 흡수하고 침식을 방지하며, 잡초를 차단합니다.
봄철 완두 파종은 월동 직후 파종보다 바이오매스가 적습니다.
처리: 헤어리베치의 처리는 이에 따른 목적에 따라 달라집니다. 베치 바이오매스를 갈아엎는 방식은 최대의 질소를 제공하지만, 노동이 필요합니다. 지면 위 잔재물을 유지하는 경우 수분을 유지하고 3~4주 동안 잡초 발달을 억제하지만, 식물의 지상부에서 상당한 양의 질소가 손실됩니다. 베치가 익을수록 질소 함량이 증가하고, 처리와 밭갈이는 더 어려워집니다. 꽃이 필 무렵 지면 수준에서 베치를 베어내면 작물이 죽습니다. 월동한 베치는 건드리지 않아도 됩니다. 대체로, 봄에 파종한 베치는 2개월 이상 자라지 않도록 합니다.
크림슨클로버 녹비 작물로서의 활용
다른 이름: 중간 크림슨클로버, 6월 클로버, 이른 개화, 매머드 클로버.
유형: 월동성, 이년생, 다년생; 이른 개화와 늦은 개화. 목적: 질소 공급원, 토양 형성, 잡초 방제.
크림슨클로버는 신뢰할 수 있고, 저렴하며, 쉽게 구할 수 있는 녹비 작물로, 현대 농업에서 가장 인기 있는 질소 고정제 중 하나입니다. 점토질 토양을 부드럽고 느슨하게 만들며 대기 질소를 고정합니다. 이 녹비 작물은 대개 여름 작물 파종 전 밭갈이에 사용됩니다. 크림슨클로버는 모든 점토질과 배수가 좋지 않고 고갈된 토양에서도 자랄 수 있습니다. 이 클로버는 질소 비료 사용을 줄이는 데 큰 잠재력을 가지고 있습니다(Stute, J. K. and J. L. Posner. 1995b. Synchrony between legume nitrogen release and corn demand in the upper Midwest. Agron. J. 87: 1063-1069). 다른 콩과 작물보다 발로 밟히거나 곤충으로부터 손상에도 더 강합니다. 매우 그늘을 잘 견디므로 과수원에서 없어서는 안 됩니다.
크림슨클로버는 유익한 곤충을 끌어들이고 그들에게 서식처를 제공합니다. 몇몇 크림슨클로버 품종은 바이오매스 수확량과 성숙 속도가 다릅니다. 매머드 크림슨클로버(늦은 개화)는 성장 속도가 느리고, 베기에 민감합니다. 중간 크림슨클로버는 빨리 자라며, 생장 첫해에는 한 번, 다음 해에는 두 번 베기가 가능합니다. 크림슨클로버는 인에 민감하며, 하층 토양에서 인을 끌어올려 밭갈이와 분해 후 농작물에 제공합니다. 재배: 서늘한 봄에 붉은 토끼풀은 발아가 7일 만에 이루어지며, 다른 콩과 식물보다 빠릅니다. pH: 5.5-7.5 (넓은 토양 조건 허용). 묘목은 비카에 비해 천천히 자랍니다. 깊은 심기가 필요 없으며 (최대 2.5cm), 파종 시 녹비 두해살이를 고려하여야 합니다. 두 번째 해에 개화 중반기에 최대 질소를 축적하기 때문입니다. 5년 이상 자라지 않으며, 최대 바이오매스와 질소는 두 번째 해에 이룹니다. 토끼풀 씨앗은 녹아내리기 전 눈 위에 바로 뿌리는 방법으로 층화 처리를 시행합니다. 비료와 함께 토끼풀을 파종할 수 있습니다. 활발한 성장을 위해서는 15도 이상의 공기 온도가 필요합니다.
처리: 질소 최대치를 위해, 두 번째 해 봄 개화 중반기에 맞춰 토끼풀을 처리해야 합니다. 더 일찍 처리할 수도 있습니다. 가을 채소를 위해 씨앗이 퍼지기 전에 풀을 깎는 것이 좋습니다. 여름에 깎으면 가을 처리 전에 토끼풀이 약화될 수 있는데, 수작업으로 처리해야 하는 경우 중요할 수 있습니다. (토끼풀은 수확이 비교적 어려운 작물입니다.)
또한 자가 파종으로 인해 종종 잡초처럼 번질 수 있습니다. 구스베리에 붙는 기생 진드기도 있습니다.
흰 토끼풀
유형: 다년생 오래가는 식물 또는 월동하는 일년생.
목적: 생물적 멀칭, 침식 방지, 유익한 곤충 유인, 질소 고정.
흰 토끼풀은 열 사이, 관목 아래 및 나무 아래에서 가장 적합한 생물적 멀칭 식물입니다. 흰 토끼풀은 치밀하고 세밀한 뿌리 덩어리를 형성하여 토양 침식을 방지하고 잡초를 억제합니다. 서늘하고 습한 그늘 환경에서 번성하며 깎아주면 더 잘 자랍니다. 품종에 따라 키는 15-30cm까지 자랍니다.
흰 토끼풀은 원래 사료 작물로 개발된 다양한 작물 품종이 있습니다. 석회, 칼륨, 칼슘 및 인이 풍부한 토양에서 가장 잘 자라지만, 척박한 조건에서도 다른 종보다 더 잘 견딥니다. 지속력은 기는 뿌리와 관련이 있으며, 따라서 이 녹비가 새로운 영역으로 퍼지는 것을 잘 통제해야 합니다. 단단한 밟힘에도 매우 강하며, 정원과 밭의 보행로를 복구하는 데 유용합니다. 또한 식물의 그늘에서도 천천히 빽빽하게 자라기 때문에 다른 작물과 빛, 수분, 영양분을 놓고 경쟁하지 않습니다. 대부분의 제초제에도 내성이 있습니다.
재배: 흰 토끼풀은 일시적인 홍수와 가뭄을 잘 견딥니다. 다양한 토양에서 자랄 수 있지만 점토질 및 양토를 선호합니다. 어떤 품종은 모래성 토양에서도 자라고자 개발되었습니다. 불리한 조건(가뭄, 과도한 습기 또는 식물 경쟁)에서 발아해야 할 경우 파종량을 늘려야 합니다. “겨울 전” 작물로 토끼풀을 재배하려면 8월 중순~말 사이 시작하여 첫 서리 40일 전까지 충분히 뿌리를 내릴 수 있도록 해야 합니다. 흰 토끼풀과 기타 풀 혼합물의 녹비는 콩과 식물의 동상 위험을 줄입니다. 봄 파종은 재배 작물과 함께 가능합니다.
처리: 이 품종의 토끼풀은 생물적 멀칭을 통해 토양을 복원하는 데 높이 평가됩니다. 따라서 7-10cm 정도로 깎아서 녹비로 사용하고 갈아엎지 않는 것이 좋습니다. 성공적인 겨울 준비를 위해, 초저온 전 식물 높이는 최소 10cm여야 합니다.
필요 시 특정 지역의 토끼풀을 제거해야 한다면 경작하거나 갈아엎고, 적합한 제초제를 사용할 수 있습니다. 빈번하게 뿌리까지 깎아도 죽지 않습니다. 씨앗을 채취하려면 꽃이 갈색으로 변할 때 수확해야 합니다.
협엽 루핀
유형: 일년생, 다년생.
목적: 대기 중 질소 고정, 토양의 자연적 비옥도 보호 및 재생, 침식 방지.
문제: 낮은 발아율.
협엽 루핀에 대한 많은 연구는 벨라루스와 러시아의 학자들에 의해 이루어졌습니다. 이 글에서는 협엽 루핀에 대해 이 자료 와 K.I. 도브반의 책 *“현대 농업에서 녹비 사용”*의 내용을 기반으로 설명하겠습니다.
영어권 농업 자료에서는 협엽 루핀을 녹비로 거의 언급하지 않으며, 그 자리는 주로 비카와 토끼풀이 차지합니다. 다만 유럽에서 루핀 재배 경험을 주로 참조합니다. 러시아와 벨라루스 학자들은 이 콩과 식물의 육종 및 생물학에 대해 연구를 진행하고 있습니다. 루핀 품종에 대한 자세한 내용은 VNIIL 루핀 연구소 웹사이트 에서 확인할 수 있습니다.
루핀의 뿌리 시스템은 인의 불용성 결합을 킬레이트 형태로 변환할 수 있는 효소를 분비하여 후속 작물의 흡수를 돕습니다. 루핀의 탭 루트(직근)는 토양을 부드럽게 하고, 가스 교환을 정상화하며, 용탈과 화학 원소의 지하수 유입을 방지합니다. 이는 비료 남용 조건에서 특히 중요합니다. 루핀은 황에 대한 요구량이 높으며, 황 함유 비료를 추가하면 루핀 바이오매스 생산에 긍정적인 영향을 미칩니다.
도브반 K.I.는 다년생 루핀이 1헥타르당 385kg의 질소를 축적한다고 지적하며, 이는 적토끼풀의 300kg보다 25% 높은 수치로, 가축분뇨를 능가합니다.
재배: 알칼리성 토양에서는 잘 자라지 않습니다(알칼리성 토양에서는 파슬리가 잘 자라므로 이를 윤작용 작물로 활용할 수 있습니다). 다년생 품종은 10월 말에 파종하는 것을 권장하며, 이때 발아가 동결 전에 이루어지지 않아야 합니다. 루핀은 온난한 기후를 선호하는 식물이지만, 루핀 씨앗은 +2~+4°C에서도 발아할 수 있으며, 가장 적합한 온도는 +9~+12°C입니다. 파종은 토양이 +8~+9°C까지 따뜻해졌을 때 실시하며, 줄 간격은 10~15cm(최대 45cm로, 이는 각 개체의 성장을 촉진하지만, 줄 사이 잡초 제거 작업은 더 복잡해질 수 있음)로 배치하며, 씨앗 간격은 10cm로 유지합니다. 파종 깊이는 4cm로 합니다.
싹은 -9°C의 서리까지도 견딜 수 있습니다. 자가수분이 가능하며, 음영을 잘 견디지 못합니다. 일조 시간은 루핀의 생장과 결실에 직접적으로 영향을 미칩니다. 단단한 껍질을 가진 작은 씨앗은 발아하기가 어렵습니다. 산업 농업에서는 루핀 씨앗에 스카리피케이션(경질 껍질 제거)을 실시하며, 가정에서는 이 씨앗을 거친 모래와 함께 문질러 처리합니다. 루핀은 지속적인 봄철 습기와 생장 촉진제가 사용될 경우 잘 발아합니다. 적합한 토양은 충분히 습윤된 잔디질-포드졸질 토양이며, 다년생 품종은 가장 척박하고 개간되지 않은 땅에서도 잘 자랍니다(충분한 습기가 있는 경우).
다년생 루핀의 강력한 뿌리 시스템은 경운층 아래까지 뻗어가며 인산염, 마그네슘, 칼슘 및 칼륨과 같은 접근이 어려운 화합물을 흡수합니다. 추가적인 광물 비료의 투입이 필요하지 않습니다(이는 도반(Dovban) 책에서의 인용문이지만, 그의 저서에서는 비료 활용에 여러 페이지를 할애하고 있습니다). 좁은잎 루핀은 비교적 빨리 자라는 두과 녹비 작물입니다(88~120일, 그러나 대중적인 자료에서는 모두 50일에 자란다고 복사한 듯한 정보를 제공합니다).
앞서 언급한 논문인 “좁은잎 루핀의 생산성”에서는 두과의 질소 고정 문제와 비효율적인 접종(씨앗과 토양의 뿌리혹 박테리아 인공 감염)에 대해 잘 설명하고 있습니다. 더 자세히 알아보고 싶으시다면 원문을 참조하시길 권장합니다. 또한, K.I. 도반의 책 108페이지에는 뿌리혹 박테리아의 작동 원리에 대해 쉽게 설명되어 있습니다(이 책은 무료로 열람 가능합니다).
분쇄 및 토양 혼합: 일년생 루핀은 개화 시기 또는 개화가 끝날 즈음에 분쇄하여 토양에 혼합합니다. 겨울철을 지나도록 심으면 늦봄 감자 심기 또는 토마토 정식 전에 녹비용 녹색 덩어리를 확보할 수 있습니다. 다년생 루핀은 생장 첫해 동안 몇 번 베어낼 수 있지만, 이를 즉시 토양에 혼합하기보다는 뿌리혹 박테리아와 뿌리가 자리 잡을 수 있도록 기회를 줘야 합니다. 혼합은 최소 2~3년째에 실시하는 것이 좋습니다. 자가발아를 방지하기 위해 꽃줄기를 제거하거나 루핀을 한번 베어내고, 이를 다른 빈 밭이나 과수 주변에 혼합하거나 퇴비로 활용할 수 있습니다.
루핀은 상당한 양의 풍성한 녹색 덩어리를 제공하므로, 이를 수작업으로 처리하기 어려울 수 있습니다. 정원용 파쇄기나 경운기가 있다면 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다.
질소 고정 식물 목록
관목: 레볼리셔스 팬소프리스, 허니부시, 카라간 나무, 루이보스, 협죽도.
꽃: 쪽, 등나무.
과수 및 땅콩: 안데스 얌 빈, 모든 두과류, 땅콩.
풀: 감초.
나무: 오리나무, 아메리칸 흰 아카시아(로비니아), 캐롭트리, 클레로덴드럼, 커피나무, 골든 체인 트리(랩터넘), 메스퀴트, 협죽도.
농업 및 피복 작물(녹비용): 알팔파, 비탈라, 자주개자리, 벨벳콩, 새미클로버, 화살삼잎, 클로버 발란사, 알렉산드리아 클로버, 자주 클로버, 적색 클로버, 뉴질랜드 클로버, 흰색 클로버, 자주개자리, 스위트클로버, 카우피, 레스페데자, 알팔파, 야생 완두콩, 겨울 완두, 대두, 파종 완두, 헤어리베치, 비치 완두.
덩굴 식물: 야생 콩, 불꽃콩, 땅콩, 완두.
