7. 관비재배

고추 노지재배 시 기상환경은 정식기와 생육초기인 5~6월은 가뭄으로 적정 수분의 확보가 곤란하고 7~8월의 집중강우는 토양의 직접적인 유실과 양분의 용탈뿐만 아니라 각종 병해와 생리장애를 유발하여 품질을 저하시킴은 물론 안정생산에 큰 저해요인이 되고 있다. 또한 최근의 농촌 노동력 부족과 임금상승률에 따른 생산비 부담을 줄이는 생력화된 재배로 도입된 기술 중의 하나가 관비재배법이다.

관비재배(fertigation)란 용어는 관수(irrigation)와 비료(fertilizer)의합성어로서 작물의 뿌리 부근에 관수시설을 이용하여 액비형태의 비료를 공급하는 것을 의미한다. 작물의 뿌리는 토양 중에서 물과 양분을 찾아 뻗어 나가는데 주변에 양·수분이 부족하게 되면 많은 에너지를 소비하면서 찾아 가기 때문에 가능한 한 식물체의 근처에 물과 양분을 공급하여 쉽고 빠르게 흡수시켜 여기에 근군(根群)이 형성되면 에너지의 낭비도 없고 작물의 생육도 빨라진다는 원리이다.

가. 관비재배의 특징

기존의 재배방식에 비해 관수와 시비의 정밀조절을 통해 품질을 향상시키고 수량을 증대시킬 수 있는 시스템으로 다음과 같은 특징이 있다.

○ 대규모 면적에 관수와 동시에 시비가 가능하므로 노동력이 절감된다.

○ 근권 부위에 물과 액비를 동시에 공급하므로 비료의 이용효율이 높아 비료공급을 20~40% 절감할 수 있다.

○ 전면적에 고르게 액비를 공급하기 때문에 작물의 생육이 균일하다.

○ 사질토양이나 척박지에도 재배가 가능하다.

○ 과잉시비에 의한 생육장해를 회피할 수 있고, 특정비료 성분이부족할 때 신속히  근권 부위에 시비할 수 있다.

○ 생육단계 또는 작물의 영양 상태에 따라 적정한 시비가 가능하다.

나. 관수적기 판정

근권 부위가 생육저해 수분점에 가까울 때를 택하는 것이 가장 합리적이다. 시설 내 작물의 관수점은 수분이 많은 쪽에 있는 예가 많은데 작물로 보면<표 7-1>, 토마토는 생육전반기를 pF 2.0～2.5, 후반기는 pF 1.5～2.0으로 하는 것이 좋고, 오이는 전반기를 pF 2.0정도로, 후반기를 pF 1.5～1.8로서 토마토보다 훨씬 수분이 많다. 가지는pF 1.5～2.0, 고추 및 피망은 pF 1.5～1.7로서 다소 수분이 많은 것이 좋다. 실제 재배에서는 이랑 만드는 방법, 연작기간, 일조 등의 환경조건 차이가 관여되므로 결정하기 어려운 경우가 많다. 다비의 상태에서는 다소 수분을 많게 하여 관리하는 것이 좋다.

관수시기는 작물의 수분상태의 변화를 지표로 하는 것이 합리적이나 일반적으로 토양수분 장력계(tention meter)를 사용하여 수분장력상태를 측정하고 작목별 적합한 수분상태와 생육장해 수분점을 구명하여 이것을 관수 시점으로 하고 있다.

표 7-1 시설채소의 1회 관수량의 관수 주기

작물명	1회 관수량(㎜)			관수주기(일)
	최소	평균	최대	최소	평균	최대
토마토	3	18	44	1	3	7
멜 론	1	2	3	0.3	0.5	0.8
오 이	4	24	52	0.3	3	8
고 추	10	25	35	2	3	4
가 지	5	11	17	1	1.5	2

다. 관수량

이상적인 관수는 소량의 물을 뿌리 부분에만 관수하여 모세근 주변의 토양을 항상 적당한 수분으로 유지시킴으로써 토양내의 공간을 공기와 수분으로 조화되게 하여 토양의 공기유통에 지장을 주지 않을 뿐만 아니라 뿌리호흡을 촉진시키고 모세관이 물을 흡수할 수 있는 가장 이상적인 토양흡착수의 수분상태를 유지시켜주는 것이다. 1회의 관수량은 1～52㎜ 범위이고, 평균 간단일수는 0.3～8일로 큰 차이가 있다. 1회의 관수량이 적은 작물은 멜론으로 1회당 3㎜에 불과하며, 많은 작물은 피만, 오이로서 1회당 25㎜, 최대 50㎜이다. 관수량의 1일 평균은 2～7㎜가 되는 경우가 많다. 멜론은 관수 간단일수가 짧아 평균 1일 약 2회 관수하는 것이 좋다고 되어있다. 토마토, 오이, 피망은 3일 간격으로 관수하는 것이 평균적이다.

라. 관비시설의 종류 및 설치방법

관비재배시설은 점적관수시설에 액비혼입기만 부착하면 되므로 간단하게 설치할 수 있다<그림 7-1>. 액비혼입기는 벤츄리형과 수압 펌프형이 주로 사용된다.

1) 벤츄리형

모든 유체는 넓은 곳에서 좁은 곳을 통과할 때는 속력은 빨라지지만 압력은 낮아지는 벤츄리 원리를 이용한 장치로, 입구와 출구는 크고 중간부분은 잘록하게 되어 있으며, 잘록한 부분에 비료가 흡입될 수 있는 가느다란 관을 부착하여 이 관을 액비통에 연결하여 사용한다. 비료의 흡입량은 액비 혼입기에 들어가는 수압과 나가는 수압의 차이로 결정된다. 따라서 비료의 혼입비율을 손쉽게 조절하기가 어려운 것이 단점이다.

그림 7-1. 관비재배 시스템

2) 수압펌프형

수압에 의해 내부에 있는 칸막이가 상·하 운동을 하며 비료를 흡입하도록 만든 장치이다. 비료의 흡입량은 상·하 운동을 하는 범위를 핀으로 조절하게 되어 있다.

현재 국내에서는 관수 및 관비 자동화 장치가 개발되어 보급 중에 있으나 가격이 비싸기 때문에 대부분의 농가에는 구입이 용이치 않다. 기존의 점적관수 장치에 토양수분 장력계와 액비 혼입기 및 타이머 등 약간의 기기를 부착하면 관수 및 관비를 자동화 할 수 있다.관수는 토양수분장력계의 센서를 관수 개시점에 맞추고 펌프 및 전자밸브와 연결하여 수분장력계의 눈금이 이 수치에 도달하면 작동되게끔 하는데, 1회 관수량의 공급시간을 측정하여 타이머에 연결하여 일정시간 관수 후에는 자동으로 관수가 멈추도록 한다. 관비는 모터펌프의 작동과 함께 액비혼입기가 작동되도록 설치하되, 액비혼입기의 작동시간을 타이머로 조절하여 원하는 만큼의 액비만 시비되도록 한다.

마. 관비재배 효과

고추는 천근성 작물로서 지표하 30㎝ 이내에 전체 뿌리의 70%정도가 분포하고 있어 토양이 건조하면 수량이 저하하고 생육장해를 일으키게 된다. 그래서 고추는 토양수분 수준이 pF 2.0～2.5 사이에서 수량이 높고 생육, 개화 및 결실에도 좋은 영향을 미친다.

시설 내에서는 관수량의 조절로 토양수분의 임의조절이 대체로 가능하나 노지재배의 경우는 봄 및 여름철의 건조기에는 문제가 발생되기 쉬워 생육 및 수량에 큰 영향을 미치므로 토양수분관리에 유의하여야 한다. 비가림과 노지에서 관비재배를 하였을 경우 비가림 재배한 것이 노지에서 재배한 것보다 초기생육이 월등히 촉진되어 초장은 약 2배 정도, 엽면적은 4.5배 정도 증가되었다. 비가림재배의 효과도 상승적으로 작용한 것으로 판단되지만 비가림 내에서 관비재배와 일반관리(대조구)를 비교해 보아도 생육이 촉진되는 것을 알 수 있다.

비가림 관비재배에서 수량이 증가되었는데, 초기수량은 주 1회 관비 실시구와 2주 1회 관비 실시구에서는 노지재배에 비해 33～37%가증수되었고, 총수량에 있어서는 52～53%가 증수되었다. 이는 우리나라의 기상조건이 아주심기 직후인 5월 중·하순은 대체로 건조기로서 이 시기에 점적관수로 적당한 토양수분을 유지하여 아주심기 후 뿌리의 활착을 좋게 하여 초기생육을 촉진하였고, 그로 인해 착과 및 과실비대에 좋은 영향을 미친 것으로 생각된다<표 7-2>.

요소와 염화칼리를 물에 녹여 사용하는 것이 시판되는 액비보다 비용이 적게 들고, 1회의 관비처리를 하는 데는 약 10분의 시간 밖에 걸리지 않아 효과적이다. 관비재배시 1회당 시비량은 표준시비량 중 밑거름 시비량을 뺀 나머지 비료량을 재배기간에 맞추어 일정간격으로 나누어 시비한다.

표 7-2 관비처리별 고추의 초기생육(아주심은 후 60일) 및 수량

처 리		초 장 (㎝)	경 경 (㎜)	조기수량(8/13까지)		총 수 량		노 동 력 수요지수
				수확과수 (개/주)	수량 (㎏/10a)	수확과수 (개/주)	수량 (㎏/10a)
비가림	1주2회	112.2	15.2	24.0	113.3	95.5	357.2	65
	1주1회	106.7	14.2	25.3	126.4	96.6	366.2	42
	2주1회	104.6	14.5	26.3	122.7	96.9	363.2	31
	대조구	96.1	13.6	25.2	101.3	86.6	316.6	82
노지관행		56.5	10.0	13.1	92.2	46.2	239.6	100

관비재배는 물관리와 추비시용을 동시에 실시함으로써 일반관행으로 물관리와 웃거름을 실시한 것에 비해 6.5～9시간의 노력절감이 되어 주당 관비 시용횟수에 따라 18～69%의 노력절감효과가 있다. 비가림 관비재배시 2주에 1회 간격으로 시비하면 생육 및 수량이 양호하고 노동력 절감효과도 좋다.

플러그묘를 이용한 관비재배시 비가림 재배에서 노지재배에 비해50～100㎏/10a정도 증수가 되어 효과적이었다. 이는 기상조건이 순조로워 강우량이 적절한 경우에 노지재배는 웃거름 주는 노력 절감효과는 크지만, 관수의 효과는 크게 나타나지 않는 것으로 판단되었다. 비가림 관비 재배시에는 재식주수가 많을수록 수량이 높아4,167～5,555주/10a의 재식주수에서 노지재배(4,167주/10a)에 비하여49～53%의 증수가 되었다<표 7-3>.

표 7-3. 비가림 관비재배시 재식밀도에 따른 생육과 수량(1994년)

주구분	세 구 분 (주간거리)	초 장 (㎝)	생 체 중 (g/주)	수확과수 (개/주)	수 량 ㎏/10a	지 수
비가림	18㎝	91.7	246.3	37.8	342.8	153
	24	90.3	282.4	50.2	334.3	149
	30	89.5	254.7	55.4	293.7	131
	36	89.8	323.9	62.3	275.2	123
	평 균	90.5	301.4	51.4	316.2	-
관행	18㎝	81.4	192.1	29.7	256.4	114
	24	76.4	201.3	31.3	224	100
	30	80.3	267.1	32.6	250.1	112
	36	85.1	287.2	41.5	223.2	100
	평 균	80.8	236.9	36	242.6	-

주) : 작목별 작업단계별 노동력 투하시간(93, 농진청)

이처럼 관비재배는 노지재배에서보다 토양수분의 인위적 조절이 쉬운 비가림 재배나 시설재배에서 효과가 크게 나타나는 것으로 보아시설 쪽에서 이용하는 것이 좋겠고, 노지재배에서도 건조한 기상조건이 지속되면 큰 효과를 볼 수가 있지만 적당한 강우가 있더라도 웃거름 주는 노력을 절감할 수 있는 등의 장점이 있다.

바. 비가림 관비재배시의 시비수준

관비횟수와 간격을 동일하게 하면서 시비수준을 높였을 때 증시에 의한 생육촉진과 증수효과가 있다. 노지 관행 재배구에서는 시비수준의 변화에 따른 증수 효과가 보이지 않았으나 비가림 시설내에서는 시비 수준이 높아질수록 증수됨을 알 수 있었다. 즉, 비가림 재배시는 재식밀도를 적정수준으로 높이고 증시하는 것이 다수확에 유리하다<표 7-4>.

표 7-4. 비가림 관비재배시 시비수준에 따른 생육과 수량(1995년)

주구분	세 구 분 (주간거리)	초 장 (㎝)	생 체 중 (g/주)	수확과수 (개/주)	수 량 ㎏/10a	지 수
비가림	0.5 수준	107.4	437.4	47.3	338.9	114
	1.0*	101.2	368.8	53.2	378	135
	1.5	106.1	441.1	56	383.8	137
	2	106.7	464.7	55.9	399.1	142
	평 균	105.1	426.1	53.1	374.2	-
관행	0.5 수준	90.7	405.8	38.6	298.4	106
	1	97.4	447.8	39.5	280.2	100
	1.5	94.8	405.2	37.7	279.7	100
	2	97.1	387	38.1	271.1	97
	평 균	94.7	411.1	38.7	284.9	-

주) : 1.0 수준 : N-P-K＝19.0-11.2-14.9㎏/10a

비가림 관비재배의 첫 번째 목적은 안정생산에 있다. 노지재배에서는 한발과 폭우 등 기상 변화가 극심하여 생육과 수량의 차이가 적으나 비가림 관비재배에서는 안정 재배가 가능하다. 따라서 비가림 관비시설을 이용함으로써 품질향상과 병해 발생을 줄일 수 있고, 노력절감과 힘든 노동의 경감 그리고 합리적인 재배 관리가 어느 정도 가능하기 때문에 최근 들어 고정시설을 포함한 노지재배에서도 관비재배면적이 늘고 있는 추세이다.