질소질 비료

◎ 질소질 비료

가. 역할(기능)

o 삼요소 중 질소는 식물의 세포 원형질의 주요성분인 단백질을 구성하는 성분으로 작물에 대단히 중요한 양분이다. 따라서 질소는

① 세포의 분열, 증식에 필요하다.

② 뿌리나 잎, 줄기의 생육, 번무를 가져온다.

③ 양분의 흡수와 동화작용을 왕성하게 하는 등의 작용이 있다. 작물에 질소가 부족하면 작물발육이 빈약해지고 잎은 연한 황색이나 적갈색이 되며 마지막에 황색으로 말라버린다. 또 줄기나 뿌리도 자라지 않고 분열도 적으며 종실의 수량도 적고 모양이 작아 품질도 나빠진다.

그러나 질소를 너무 많이 사용하면 잎이 진한 녹색이 되고 줄기나 잎이 잘 뻗고 분열도 많아지지만 연약해지므로 도복하기 쉽고 병충해나 냉해의 저항력이 약해진다. 또 종실의 성숙이 느려 수량이 줄게 된다. 즉 고랭지에서 질소를 너무 많이 주거나 생유감기에 주면 성숙이 늦어져 냉해를 입는 것과 같다.

※ 질소과잉은 수질오염, 즉 지표수(강, 호수)와 지하수에 대한 질산염 유출로 음용수 오염과 부영양화를 초래한다. eu는 음용수의 질산염 농도를 50me/ℓ 이하로, 가축분의 질소량을 170kg/ha 이하로 규제하고 있다.

나. 화학적형태(n)

o 무기태 질소에는 암모니아태질소(nh₄⁺)와 질산태질소(no₃^-)가 있다. 유기태 질소는 미생물의 작용으로 암모니아태와 질산태로 분해되어 작물에 흡수된다.

o 일반적으로 벼는 암모니아태질소를, 밭작물은 질산태질소를 잘 흡수한다.

<질소의 화학형태>

주성분의 종류		화학형태	약 호	비료종류
무기질 질소 비료	암모니아성질소(nh4-n)	n	an	황산암모니아, 염화암모니아, 질산암모니아 등
	질소전량(합성무기태질소)	n	tn	요소, 석회질소, 요소와 알데히드류의 축합태질소비료(포름질소, ibdu, cdu), 옥사미드, 황상구아닐요소 등
유기질비료	질소전량	n	tn	어박분말, 육박분말, 육골분, 유채박분말, 아주까리유박분말, 건조조류비료 등

[요소태 질소](요소, 신선인뇨, 가축뇨, 가금분 등)

① 물에 잘 녹고 속효성이다.

② 요소자체는 작물에 유해하고 그대로 작물에 흡수되기 어려우나 토양 중 세균의 작용을 받아 암모니아에서 질산으로 변해 작물에 흡수된다.

③ 종자에 직접 주면 발아를 저해하는 수가 있다.

④ 토양 속에서 암모니아태질소로 변화하고 다음에 질산태질소로 변하는데 이 질산화성이 염안, 유안 등에 비해 약간 빠르다.

⑤ 0.1~1% 정도의 수용액으로 엽면살포하면 잎에서 직접 흡수된다.

[암모니아태질소 : nh₄-n](유안, 염안, 질안, 부숙인분, 완숙구비 등)

① 물에 잘 녹아 속효성 질소이다. 일반적으로 논에서는 암모니아형 그대로, 밭에서는 곧 질산태로 변화되어 작물에 흡수된다.

② 토양에 흡착되는 힘이 좋아 빗물 등에 의해 유실되는 양이 적다.

③ 알칼리성 비료와 혼합하거나 고온인 경우 질소가스(nh4)로 되어 휘산한다.

④ 연용하면 산근이 남아 토양을 산성화시킨다.

[질산태질소(초산태질소) : no₃-n](칠레초석, 초석질안 등)

① 물에 녹고 속효성이다.

② 토양에는 흡착되지 않아 빗물 등으로 유실되기 쉽다.

③ 논에서는 물이 지하로 침투하면서 함께 따라 들어가 환원층에서 탈질하므로 논에는 맞지 않는 질소이다.

④ 흡습성이 강하므로 질산태질소를 함유한 비료의 취급에는 충분히 주의해야 한다.

[다시안디아미드태 질소](석회질소)

① 수용성으로 효과는 약간 느리지만 비효가 지속적이다.

② 그대로는 작물체에 유해하다.

③ 토양 중의 콜로이드 작용으로 요소로 변하고, 다시 미생물의 작용으로 암모니아가 되며 밭에서는 다시 질산으로 된다. 암모니아나 질산의 형태로 작물에 흡수된다.

④ 밭에서는 오랫동안 비효가 지속된다.

⑤ 제초, 방충, 살균의 효과도 있다.

[유기태 질소](유박류, 어비류, 골분 등 동식물질 유기질 비료)

① 물에 녹지 않으며 지효성이다.

② 토양세균에 의하여 분해되어 암모니아태질소 또는 질산태질소로 된 다음 흡수이용된다.

③ 토양에 잘 부숙되고 지효성이기 때문에 비료분의 과부족은 나타나지 않으며 논과 밭에 모두 효과적이다.

다. 비효 증진 방법

o 토양 중 질소의 대부분은 부식 등의 유기태이고 작물이 흡수하기 쉬운 무기태(질산태와 암모니아태)는 극히 적은 경우가 많다. 따라서 토양 중 질소의 비효를 높이기 위해서는 그 유기태질소의무기화를 촉진해야만 한다.

무기화를 촉진하기 위해서는 토양을 한번 풍건시킨 후, 밭 상태 또는 논 상태의 수분조건으로 만들거나(건토효과), 토양을 가온하는(온도상승효과) 등의 방법을 이용한다.

그러나 이 방법은 토양의 질소잠재지력인 부식이나 부후물질을 급격히 분해하여 일시적으로 무기태질소를 증가시키는 것이므로 반복하면 질소지력은 저하하게 된다.

o 질소비료는

① 토양에서의 용탈, ② 탈질, ③ 침식에 의한 유실, ④ 알칼리토양에서의 휘산, ⑤ 토양미생물에 의한 유기화 등에 의하여 비효가 저화되므로 이의 개선을 통해 비효를 증진할 수 있다.

o 전층시비는 뿌리근처에 시용하여 질소의 손실을 작게 하는 시비법으로 담수 2~3일 전의 경운직전에 시비하여 작토전층에 섞는다.

<질소의 시비법과 이용율>

표면수에 시용	표층시비	낙수후 0-6cm 토층시비	깊이 3-6cm 토층시비
51	63	79	89%

라. 공정 규격

<무기질 질소비료의 공정규격>

비료의 종류	함유하여야 할 각 성분의 최소량(%)	기 타 규 격
황상암모늄(유안)	암모니아태 질소 : 20(보증성분 20.5%)	_
요 소	질소 전량 : 45(보증성분 46.0%)	_
염 화 암 모 늄	암모니아태 질소 : 25	_
부산염화암모늄	암모니아태 질소 : 23	_
질 산 암 모 늄	암모니아태 질소 : 16, 질소태질소 : 16	다시안디아미드태 질소:1.2% 이하
석 회 질 소	질소전량 : 19	_
암모니아수비료	암모니아태 질소 : 15	_
질 산 석 회	질산태 질소 : 15	_
질 황 안	암모니아태질소 : 19, 질산태질소 :６	_
질 안 석 회	암모니아태질소 : 10, 질산태질소 : 10	요소의 초기용출율은 25% 이하
※ 피 복 요 소	질소전량 : 35	_
※ c.d.u. 비료	질소전량 : 28	요소태질소는 3.0% 이하
※i.b.d.u. 비료	질소전량 : 28	요소태질소는 3.0% 이하

주) ※표시는 완효성 비료임

마. 비종별 제법, 성질, 시비방법

요소(urea)

1) 제법

o 요소비료는 액체 암모니아와 액화 탄산가스를 2:1의 비율로 혼합하여 120~400기압으로 가압하여 150~200℃의 온도로 합성탑속에서 반응시켜 요소를 생산한다.

o 요소비료는 세계적으로 가장 널리 사용되는 질소 비료로 1916년 dupont 사가 최초로 현재와 같은 합성법에 의거 제조하였다.  

2) 성질

o요소는 무황산인 생리적 중성비료로 토양을 산성화시키지는 않는다.

즉 연용해도 악영향이 없으며, 쇠약한 논. 산성토양 등에 적합한 비료이다. 이 비료는 요소태 질소가 주성분이며 질소전량 46%(공정규격 45%)로 질소비료 중 농도가 가장 높은 비료이다.

o 질소분은 암모니아형이나 또는 토양미생물의 작용을 받아 질산태질소 형태로 변화하여 작물에 흡수되는 속효성 비료이다. 물이나 땅에서 잘 녹으나 이온화하지 않으므로 암모니아로 변화하기까지는 토양에 흡착되지 않고 유실될 우려가 있다.

o 요소가 분해하여 암모니아로 변하는 시간은 여름철에는 3~4일 겨울철에는 7~10일 정도 걸리는데 비옥한 토양일수록 분해가 빠르다.

<온도와 요소의 분해시간>

온 도	5℃	15℃	25℃	30℃	비 고
요소분해 시간	2주일	1주일	2~3일	1일	보통토양

주) 시비량, 온도, 수분, 토성, ph 등에 따라 분해시간이 다름.

o 유안보다 흡습성이 높은데 온도 20℃를 넘으면 흡습성이 더욱 높아진다.

o 미질(밥맛)은 질소 시비량과 반비례하므로 좋은 쌀의 생산을 위해서는 질소 사용량을 줄여 시비해야 한다.

3) 시비방법

o 요소는 유안보다 성분이 2.2배나 농후한 비료이므로 너무 많이 사용하지 않도록 주의한다. 벼에 기비로 사용할 때는 전층시비하되 논에 물을 대기 3~4일전에 시비하여 흙과 잘 섞은 다음 물을 넣는다.

o 수리가 불완전한 곳에서는 물을 미리 넣은 다음 요소를 주고 갈아 엎어 흙과 잘 섞은 다음 1~2일후에 써레질을 하고 모를 심는다.

o 밭에 사용할 때는 종자의 발아를 해칠 수 있으므로 종자나 묘에 요소가 직접 닿지 않도록 시비 후 흙을 덮고 파종하는 것이 좋다.

o 다음과 같은 경우 여면 살포하면 효과가 크다. 이 책의 [요소의 엽면 살포농도]를 참조하여 시비한다.

- 뿌리가 비료를 잘 흡수하지 못하는 경우 : 1~2% 용액 살포

- 뽕잎이나 엽채류의 질을 좋게 할 경우 : 0.5~1% 용액 살포

- 과수 등에서 농약과 함께 살포할 경우 : 0.5%용액을 농약과 혼용살포

o 시금치나 삼엽채 같은 엽채류에서 수확직전에 결핍증이 보이면 요소 0.4~0.5% 액을 4~5일 간격으로 살포한다. 요소살포 24시간 후에는 흡수 동화된다. 기타의 경우는 질소비료를 물에 용해해서 토양시용을 하면 5~6일 지나면 엽색이 녹색으로 되고 생장을 회복한다.

o 규산질을 준 논에는 질소비료를 20~30% 늘려주면 쌀이 증산된다.

※ 요소는 반추동물의 사료와 공업적 용도(요소수지, 접착제, 염료, 피혁연제 등)로도 사용되며 포유동물의 오줌 속에서 배설되기도 한다.

황산암모늄(유안, as, 암썰)

1) 제법

암모니아와 황산을 중화반응시켜 제조하며, 우리나라에서는 한국카프로락탐(주)에서 나이론제품의 주원료인 카프로락탐을 생산하는 과정에서 생성되는 유안용액을 회수하여 제조하고 있다.

※ 유안은 연간 45만톤을 생산, 농업용으로 2만톤, 공업용으로 2만톤, 복비원료용으로 10만톤, 나머지는 전량수출하고 있다.

2) 유안의 성질(특징)

o 유안은 백색의 결정으로 암모니아태질소 21%(공정규격 20%)를 함유하고 있으며 부성분으로 필수 다량 원소인 유황 24%를 함유하고 있는 비료이다.

o 생리적 산성비료(황산근비료)로 매년 다량 시용할 경우 토양의 산성화와 석회철분의 유실, 논의 노후화를 가져올 수 있으나 연용이 아닌 경우 유황의 시비효과와 속효성으로 요소보다 시비효과가 더 좋거나 대등하다.

※ 일본은 요소보다 유안을 더 많이 사용하고 있음.

질산암모늄(질안, an)

1) 제법

암모니아를 산화하여 만든 질산과 암모니아를 중화 반응시켜 제조한 질산암모늄 비료이다.

2) 성질(특성) 및 시비방법

o 질안의 질소함량은 33%이며 이중 암모니아태질소, 질산태질소 각각 16.5%씩 들어있다.

o 물에 잘 녹는 속효성 비료로 생리적 중성비료이며 추비에 적당하다.

o 흡습성이 질산석회 다음으로 강하며 냄새가 없는 담황색 입상 제품인데 저장, 취급방법에 따라 폭발성이 있으므로 취급에 주의를 요한다. 쓰고 남은 비료는 밀폐하여 저장하여야 고결을 방지할 수 있다.

o 질산태질소는 논에 시용하면 토양에 흡착 유지되지 않고 유실, 탈질 된다. 따라서 밭 전용 비료이다. 밭에서는 빗물에 유실되기 쉬우므로 양을 적게 하여 여러분 나누어 시비하는 것이 좋다.

염화암모늄(염안, ac)

o 식염으로 소다회를 만들면서 함께 생산되는데 암모니아태 질소 25% 이상을 함유하고 있다.

o 무황산근인 산성비료로 물에 잘 녹는 속효성 비료이며 노후화한 논, 무논에 적합한 비료이다.

o 마, 면 등 섬유작물과 뽕에는 유안보다 우수하나 잎담배에는 담배의 점 화성을 나쁘게 하므로 사용할 수 없다.