4. 시비

가. 비료의 요소와 생리적 역할

(1) 질소(N)

질소는 단백질을 구성하는 주성분 중의 하나이며, 광합성에 관여하는 엽록소의 구성요소이고, 과수나무와 과실의 생장 및 발육과정에 관여하는 효소, 호르몬, 비타민류 등의 구성성분이기도 하다. 과수나무에 함유되어 있는 전체 질소의 85%가 단백질 중에 들어 있으며, 10%의 질소는 핵산, 그리고 5%의 질소는 유리아미노산이나 아미드와 같은 작은 분자로 되어 있다. 질소는 비료 요소 중에서도 수체 생장, 화아분화, 수량 및 품질에 가장 큰 영향을 끼치는 성분이므로 부족하거나 과다한 상태가 되지 않도록 해야 한다.

(가) 흡수와 이동

과수원에 요소를 시용하면 토양의 미생물이 분해하는 효소(Urease)에 의하여 탄산암모늄으로 변화되고 다시 탄산암모늄이 암모늄과 탄산으로 해리된다. 토양 중에 시용된 유기물은 분해되어 단백질→아미노산→암모니아 형태로 변화된다. 암모니아 형태의 질소는 토양중의 세균(질산화성균)에 의하여 질산태질소로 전환된 후 뿌리에 흡수된다. 뿌리에서 흡수된 질산태질소는 곧바로 뿌리에서 암모니아태로 환원되고 이어서 탄수화물과 결합하여 아미노산이 만들어진 후 가지, 잎 및 과실로 이동되어 생장과 발육에 이용되고 최종적으로 단백질의 형태로 나무와 과실 조직에 저장된다. 가을철 낙엽기에는 잎에 저장된 단백질의 약 30%가 다시 아미노산으로 가수분해되어 가지로 이행하여 축적됨으로써 이듬해 봄의 개화와 전엽 및 신초생장에 재활용된다.

(나) 질소와 과실 품질

사과나무는 충분한 양의 질소를 공급받아야 신초와 잎의 생장이 양호해지고 광합성량이 많아져 좋은 품질의 과실을 생산 할 수 있다. 질소질 비료를 지나치게 많이 시용하면 가지가 번무하고 수관내부의 광량이 적어져 오히려 과실의 발육이 억제되고, 맛없는 과실이 생산되며 과실로의 칼슘 축적이 적어져 생리장해가 발생되고 저장력이 떨어진다.

(다) 결핍 및 과다 증상

질소가 부족하면 새가지의 발생수와 신장량이 적어지고, 개화가 되더라도 결실률이 낮으며 과실의 발육이 불량하여 과실이 작아져 품질이 나빠지고 수량이 감쇠된다. 과실의 착색도 정상시기보다 빨라진다. 잎이 작아지고 엽록체의 발달이 정상적으로 되지 않아 대개 황화현상을 나타내는데 아래 잎부터 시작하여 전체 잎에서 나타난다.

질소질 비료를 과다하게 시용하면 새가지의 신장이 과도하게 촉진되며 잎이 커지고  비정상적인 암록색을 띠게 된다. 생장이 늦게까지 지속되어 수체의 세포가 연약하게 되고 세포내 내용물의 농도가 낮아져서 동해를 받기 쉬우며 병충해에 대한 저항력이 떨어진다. 과실의 착색이 불량해지고 고두병 등 여러 가지 생리장해가 많이 발생하여 품질이 떨어지고 저장력도 저하된다. 질소가 과다하면 많은 탄수화물이 단백질 합성에 소모되므로 꽃눈 형성이 불량해지고 과실에 공급될 탄수화물이 부족하여 과실이 작아진다.

고두병 및 므로 질소를 균형있게 시용하는 것이 매우 중요하다.

(라) 방지대책

질소는 수체 내에서 흡수와 이동이 매우 잘되므로 부족 될 우려가 있을 경우에는 질소질 비료를 사용함으로써 쉽게 회복시킬 수 있다. 토양 여건상 뿌리가 질소질 비료를 제대로 흡수할 수 없거나 결핍증상이 심해지면 토양시용과 더불어 요소를 엽면시비(0.5%)하는 것이 효과적이다. 질소가 과다한 경우에는 당분간 질소질 비료를 주지 말고 유기물만을 공급하며 나무의 상태를 보면서 서서히 시용량을 늘려간다.

(2) 인산(P)

인산은 새가지와 잔뿌리 등 생리작용이 왕성한 어린 조직 중에 많이 함유되어 가지와 잎의 생장을 충실하게 하고 탄수화물의 대사에 중요한 역할을 한다. 인산은 단백질의 합성에 중요한 성분으로서 수량을 증가시키고 당 함량을 많게 하는 반면, 신맛을 적게 하여 과실 품질을 양호하게 한다. 인산은 성숙을 촉진시키고 저장력을 증가시킨다.

(가) 흡수와 이동

사과나무는 다른 작물에 비해 토양 중의 인산을 흡수하는 힘이 매우 강하여 토양 중의 인산의 농도가 낮아도 비교적 많은 인산을 흡수할 수 있의며 시비하더라도 비효가 거의 나타나지 않는다. 하지만 인산의 고정력이 강한 토양에서는 유효태인산의 함량이 매우 적어 인산시용에 의한 비효가 나타난다.

인산은 pH 6.0정도에서 뿌리에 흡수가 잘되며 마그네슘이 신초나 열매로 이동할 때 함께 이동할 수 있어 서로 도와준다. 사과나무에 흡수된 인산은 10분 이내에 흡수된 인산염의 80%가 여러 유기화합물에 합류된다. 식물체 안에서 인산은 매우 이동성이 커서 상하좌우로 전류되는데 도관부를 통하여 상향이동이 되고 사관부를 통하여 뿌리 쪽으로 하향 이동된다.

(나) 결핍 및 과다 증상

일반 과수원 포장에서 발견하기 어렵지만 결핍되면 잔뿌리의 생장이 억제되며 가지의 생육이 불량해지고 어린잎이 기형화되어 암록색을 나타낸다. 잎은 광택이 없어지고 잎과 줄기와의 각도가 좁아진다. 증상이 진전됨에 따라 잎의 선단과 잎의 가장자리에 엽소현상이 나타나고 심하면 낙엽이 된다. 결핍증상의 발현은 영양생장이 왕성한 시기에 나타나기 때문에 영양생장이 완료되는 늦여름에는 증상이 덜 나타난다. 곁눈도 휴면상태로 있거나 죽어서 곁가지의 발생이 적어진다. 개화와 결실량이 감소되고 봄에 발아가 지연되는 수도 있다.

인산은 많은 양이 토양 중에 불용성으로 고정되고 또한 토양 내에서 이동이 극히 제한되어 있기 때문에 인산과다 증상을 발견하기 힘들다. 인산을 지나치게 많이 시용하면 철분과 질소의 흡수를 억제하는 경향이 있으며 토양의 염류농도를 높여서 농업용수 및 식수의 오염원이 된다.

(다) 방지대책

인산결핍은 토양 중에서 인산의 불용화에 기인하는 경우가 많으므로 유효태인산으로 유지하기 위해서는 토양산도를 pH 6.0정도로 교정하고 퇴비 등 유기물과 인산을 함께 시용해서 인산의 흡수를 높여야 한다. 인산이 결핍된 나무에서는 인산의 비효가 빨리 나타나게 하기 위해서 제 1인산칼륨 1%액을 생석회 0.5%액과 혼합하여 살포해 준다.

(3) 칼리(K)

(가) 역할

칼리는 생장이 왕성한 부분인 생장점, 형성층 및 곁뿌리가 발생하는 조직과 과실 등에 많이 함유되어 있다. ATP의 생성을 촉진하여 동화산물의 이동을 촉진시키고 과실의 발육을 양호하게 하며 과실의 당도를 높인다. 과실의 저장성을 높이며 부족하면 과실의 발육이 불량하여 수량이 적어진다.

(나) 길항작용

과수원에 칼리를 과다 시용하면 마그네슘과 칼슘의 흡수를 억제시키는데 이와 같은 현상을 길항작용이라 한다. 같은 원인으로 석회나 고토를 과다시용하면 칼리의 흡수량이 상대적으로 적어져 결핍증이 나타난다. 따라서 이와 같은 길항작용을 최소화하기 위해서는 균형시비가 필요하다.

(다) 흡수와 이동

칼리는 과수나무의 뿌리에서 능동적으로 흡수하기 때문에 흡수율이 높으며, 식물체내에서 이동이 원활하여 노화된 조직에서 어린잎으로 재이동된다. 식물체내의 칼리는 대부분 영양생장기에 흡수되며 과실이 자람에 따라 과실내 에 많이 이동된다. 흡수된 칼리는 세포질에 50%이상이 유리상태로 존재한다.

(라) 과실 수량 및 품질

과실발육 중에 칼리가 부족하면 과실비대가 심하게 억제되어 소과가 생산되는 것으로 보아 칼리는 과실의 크기와 다수확을 위해서는 매우 중요한 비료이다. 특히 6월중에 칼리가 부족하면 과실비대가 극히 불량해진다.

(마) 결핍 및 과다 증상

생장초기에 나타나는 일은 드물고 발육이 상당히 진행된 후 다 자란 잎(성엽)의 가장자리에 엽소현상이 나타난다. 칼리가 결핍되면 어린잎은 크기가 작아지지만 증상이 늙은 잎 보다 덜 심하며, 대개 과다결실된 나무의 늙은 잎에서 증상이 현저하다.

과수나무에서 발견하기가 매우 어려우나 토양에 칼리가 많이 함유된 경우에는 칼슘과 고토 등의 양이온의 흡수를 억제하여 이를 원소의 결핍으로 유발할 수 있다.

(바) 방지대책

칼리는 뿌리에서 흡수가 용이하므로 부족될 염려가 있으면 토양에 시용하면 되고, 사질토양에서 보비력이 약하므로 여러 차례 나누어 분시하는 것이 효과적이다. 엽면시비는 인산과 마찬가지로 제1인산 칼리 1%액에 생석회 0.5%액을 혼합하여 살포한다. 칼리를 과다 시용한 경우에는 길항작용에 의해 흡수가 부족될 것이 예상되는 원소들을 엽면살포함과 동시에 당분간 칼리질비료를 줄인다.

(4) 칼슘(Ca)

칼슘은 비료로서 역할보다는 토양 중화제로서의 역할에 더 큰 비중을 두어 왔다. 토양에서의 역할은 산성토양에서 생기기 쉬운 망간의 활성화, 마그네슘, 인산의 불용화를 방지한다. 칼슘은 유익한 토양 미생물의 활동을 촉진시켜 토양의 입단구조를 양호하게 하는 토양의 이화학성을 개량하는 효과가 매우 크다.

식물체에서는 각종 효소의 활성을 향상시키고 단백질의 합성에 관여하며, 세포막에서 다른 이온의 선택적 흡수를 조절한다. 또한 세포막의 펙틴화합물과 결합하여 세포벽의 견고성을 유지하는 역할을 한다. 에틸렌의 발생을 적게하고 과실의 저장중 호흡을 억제시켜 저장력을 향상시킨다.

(가) 흡수와 이동

식물체의 칼슘의 흡수는 토양 용액중 칼슘의 절대 농도보다는 다른 양이온성 무기염류의 농도에 의하여 그 흡수량이 좌우될 때가 많다. 즉 암모늄 이온은 칼슘 흡수를 저해하고 칼리, 마그네슘, 나트륨 이온의 순으로 칼슘의 흡수를 억제한다. 한편 질산과 인산과 같은 음이온은 칼슘의 흡수를 촉진시킨다.

칼슘은 다른 원소와 달리 수동적 흡수에 의존하므로 잎의 증산작용이 활발할 때에 흡수속도가 빠르며, 또한 뿌리의 표피가 갈변된 이후에는 칼슘의 흡수가 거의 불가능하고 주로 새뿌리에서 칼슘이 흡수된다. 토양중에 충분한 칼슘이 분포하더라도 토양이 너무 건조하면 뿌리가 흡수하지 못하므로 적당한 토양수분이 공급되어야 한다.

뿌리로부터 흡수된 칼슘은 목질부 도관까지 이동되면 원줄기와 연결된 도관을 통하여 가지, 잎, 과실로 이동하는데 식물체 내에서 이동성이 매우 적어 식물체 각 기관에서 분포가 균일하지 않다. 일반적으로 칼슘은 성엽에 많이 축적되고 과실내의 집적은 매우 적으며, 수체의 상단부로 갈수록 함량이 낮다.

(나) 결핍 및 과다증상

전형적인 칼슘의 결핍증상은 잎의 선단이 황백화되고 신초생장이 정지되며 차차 갈변고사한다. 칼슘은 세포벽의 구성물질로서 부족하면 세포벽이 쉽게 붕괴되므로 분질화되고 저장력이 저하된다.

석회질비료를 일시에 과다시용하면 토양 pH의 상승으로 다른 비료요소(붕소, 철 등)의 불용화에 따른 결핍증상이 나타난다. 특히 칼리와의 길항작용으로 칼리 결핍을 초래할 염려가 있다.

(다) 방지대책

결실수에서 석회질 비료는 생육초기에 토양에 시용해야 하고, 이 시기에 적당한 토양조건 및 기상조건이 과실의 칼슘 함량에 중요한 영향을 끼친다. 과도한 영양생장은 과실과 신초생장과의 경합으로 과실내 칼슘의 함량을 감소시킨다. 가뭄은 토양중 칼슘의 이동을 제한시키고 뿌리의 흡수를 억제하므로 관수를 하여 토양수분의 유지가 필요하다. 칼슘의 흡수부족과 이동의 불균형으로 과실에 생리장해가 우려되면 염화칼슘 0.3～0.4%액을 결핍증상이 나타나는 부위를 중심으로 엽면살포한다.

(5) 마그네슘(Mg)

마그네슘은 엽록소를 구성하는 필수원소이며 칼슘과 더불어 세포벽중층의 결합염기에 중요한 역할을 한다. 인산 대사나 탄수화물 대사에 관계하는 효소의 활성도를 높여준다. 토양중에서는 칼슘과 함께 토양산성의 교정능력이 있다.

(가) 흡수와 이동

마그네슘의 공급은 석회암 토양에서는 가급태 마그네슘이 대부분으로 충분하나, 강한 산성 토양에서는 결핍되기 쉽다. 흡수된 마그네슘은 칼슘과 마찬가지로 도관부 증산류를 타고 위쪽으로 이동하며 체관부에서도 어느 정도 이동이 가능하다. 적당량의 칼리는 마그네슘이 과실과 저장조직으로 이동하는 것을 돕는다.

(나) 결핍증상

마그네슘은 생장이 왕성한 유목이나 근권 환경이 불량하여 흡수가 저해될 때 특히 과실 비대가 왕성한 7월 이후에 나타나기 쉬우며 착과부위 잎이나 발육지 기부의 앞에서 많이 발생한다. 심한 경우에는 칼리의 결핍증 같이 잎 가장자리가 타는 현상이 나타날 수도 있지만 보통 잎맥사이의 엽록소가 파괴되어 황백화 한다. 증상이 경미할 때는 과실에 피해가 없으나, 심하면 조기낙엽으로 인하여 과실비대가 부진하고 단맛이 감소하여 품질이 떨어진다.

식물체가 이용하는 치환성 마그네슘의 함량은 주로 산서오하가 진행됨에 따라 용탈되어 감소되고 또한 칼리질비료의 시용이 지나치게 많을 경우에는 길항작용에 의하여 마그네슘이 결핍된다.

(다) 방지대책

마그네슘의 결핍을 방지하기 위해서는 토양의 산성화를 방지하고 칼리질비료의 과다시용을 피한다. 고토석회, 황산마그네슘, 농용석회 등을 토양에 시용하며 토양물리성을 개량하여 주고 유기물을 충분히 넣어 준다. 응급조치로 황산마그네슘 2%액을 수관살포한다.

(6) 붕소(B)

붕소는 미량요소이지만 적정함량의 범위에서 조금이라도 부족하거나 과다하여도 예민하게 각종 생리장해를 유발하여 이상증상을 나타나게 된다. 붕소는 원형질의 무기성분 함량에 영향을 주어 양이온의 흡수를 촉진하고 음이온의 흡수를 억제한다. 붕소는 개화 수정할 때 꽃가루의 발아와 화분관의 신장을 촉진시켜 결실률을 증가시킨다. 붕소는 뿌리와 신초의 생장점, 형성층, 세포분열기의 어린 과실에 필수적이며 붕소가 부족하면 이들 분열조직이 괴사한다. 붕소는 잎의 광합성산물인 당분이 과실, 가지 및 뿌리로 전류되는 것을 돕는다.

(가) 흡수와 이동

붕소는 광물질 원소 중 가장 가벼운 비금속원소로 토양 및 식물체에 3가지 형태의 화합물로 존재한다. 식물에 대한 붕소의 유효도는 토양 pH, 토성, 토양수분, 식물체 중의 칼슘 함량 등에 의해서 영향을 받는다. 식물의 붕소 흡수는 pH의 증가와 더불어 감소되는데 수용성 붕소의 함량이 동일할지라도 pH가 높아지면 식물의 붕소 함량은 감소된다.

비가 오지 않고 건조한 기간이 지속되면 토양 중 세균의 활성이 저하되어 유기물의 분해가 늦어져서 붕소의 방출량이 적어질 뿐만 아니라 붕소 고정량이 증가하고 토양 중 붕소의 이동이 제한되어 부족현상을 초래하기 쉽다.

(나) 결핍 및 과다 증상

붕소의 결핍증상은 신초, 잎과 영양생장 부위 보다 과실에서 먼저 나타나는데 과육에 코르크 증상이 나타나거나 과육이 갈변하기도 한다. 영양생장부위에 나타나는 전형적인 붕소결핍 증상은 정단 분열조직의 발육이 중지되고 새가지의 끝(선단)이 고사하며 그 밑에 약한 가지가 총생한다. 또 심하면 흑변하여 말라 죽는다. 붕소는 알칼리성 토양이나 석회질비료의 시용이 과다할 때, 사질토양에 유식이 많을 때, 건조에 의해 유실이 많을 때 부족하기 쉽다.

붕소의 과다 증상은 7월 중순경부터 나타나며 신초 중앙 부위의 잎이 아래쪽으로 만곡되고 잎의 주맥을 따라 부근 조직이 황화되어 잎 전체가 기형으로 뒤틀리는 모양이 된다. 시일이 경과함에 따라 이 증상은 새가지의 선단 쪽으로 이행하며 증상이 진전되면 12년 가지도 고사한다. 일반적으로 우리나라 토양에서는 붕소 함량이 낮은 편이나 최근에 붕사의 시용량이 많아지면서 토양에 누적되어 과다증상이 자주 나타난다. 또한 빈번한 붕소의 엽면살포시 과다증상이 유발될 경우가 있다.

(다) 방지 대책

붕소의 결핍을 방지하기 위해서는 충분한 유기물을 시용하여 토양의 완충능을 높이고 5～6월 한발기에는 한발 피해를 받지 않도록 주의하며 2～3년에 1회정도 붕사를 10a당 2～3㎏을 시용한다. 결핍증상이 나타날 우려가 있을 경우에는 0.2～0.3%의 붕사용액을 2～3회 엽면살포한다.

붕소과다증상이 발생할 경우에는 시용을 중단하고 농용석회를 과원전면에 살포하여 붕소를 불용화하여 뿌리에서의 흡수를 억제한다.

(7) 철(Fe)

철은 과수나무의 수체내의 여러 가지 효소 구성성분으로서, 이들 효소 가운데 특히 엽록소의 생성에 필수적인 철이 부족하면 효소의 불활성화에 의하여 잎이 황화 또는 황백화 된다. 철은 광합성작용과 호흡작용 또는 뿌리의 음이온의 흡수 등에도 직접, 간접으로 관여한다.

(가) 흡수와 이동

철은 우리나라 토양중에 충분히 함유되어 있고, 산성토양에서는 그 용해도가 높아서 배나무에 용이하게 흡수된다. 철은 붕소나 석회와 마찬가지로 수체 내에서 이동이 잘 되지 않아서 신초의 생장점에 가까운 어린잎에서 발생한다.

(나) 결핍에 의한 생리장해 및 대책

과수원이 석회암지대에 있거나 석회를 일시에 지나치게 많이 시용한 경우에 발생된다. 구리, 망간, 니켈 및 코발트 등 중금속 원소가 토양 중에 과다할 때 길항작용에 의하여 철의 흡수가 억제된다. 계분 등과 같이 인산이 다량 함유되어 있는 퇴비구나 인산질비료를 다량 연용하여 토양내 인산 함량이 높은 경우 철이 인산에 의하여 고정되어 불용화되면 철 결핍 증상이 일어나기 쉽다.

결핍 증상으로 발육지의 생장이 왕성한 5월경 신초 선단부 잎의 잎맥 주위 엽록소는 그대로 있고 잎맥의 부분은 황백화하여 잎 전체가 그물처럼 보인다. 이 증상은 신초에 가까울수록 심하며 잎에 다수의 갈색반점이 생기고, 신초의 생장이 중지되며 시간이 경과하면 낙엽이 되거나 가지가 말라 죽는다.

석회과용으로 인한 철분 결핍은 유기철(Fe-EDTA 또는 구연산철) 1㎏을 물 10ℓ에 녹여 수관 하부에 뿌린다. 배수 불량지나 지하수위가 높은 곳은 배수시설을 한다. 응급조치로는 황산철 0.1～0.3%용액을 엽면시비한다.

나. 비료성분의 흡수

사과 잎의 질소함량 변화는 5월부터 시일이 경과하면서 서서히 감소하였고, 인산과 칼륨은 5월에서 6월까지 급격히 감소하였으나 칼슘은 시일이 지나면서 서서히 증가하였으며 마그네슘은 시기에 따른 차이가 없었다.

과실의 무기성분의 건물중 함량은 개화 후 시일이 경과함에 따라 감소한다. 개화 100일 후에는 질소, 인산, 칼리, 칼슘 모두가 거의 일정해진다. 한편 이들 무기성분의 과실당 함량은 과실이 비대해 감에 따라 증가하는데, 특히 칼리의 함유량은 과실중(건물중)의 증가와 거의 병행한다. 칼슘과 인산은 일정량에 도달한 후 변화가 없고 질소는 완만하지만 점차 늘어가고 있다. 칼슘은 잎에서 거의 이동하지 않으며, 인산은 과실 내에서 생화학적 작용을 조절하는 이상으로 흡수되지 않기 때문인 것으로 생각된다.

표 77. 사과 ‘후지’/M26의 시기별 잎의 무기성분함량의 적당한 범위
구 분	5월 하순	6월 하순	7월 하순	8월 하순
질 소(g/㎏)	24.9～29.5	24.0～28.2	23.3～27.1	22.7～25.8
인 (g/㎏)	1.92～2.66	1.42～2.44	1.27～2.13	1.12～2.13
칼 륨(g/㎏)	17.1～22.0	13.3～17.4	11.8～16.4	10.9～16.5
칼 슘(g/㎏)	6.30～10.5	7.24～11.2	8.50～13.1	8.93～13.2
마그네슘(g/㎏)	2.20～3.41	2.20～3.30	2.23～3.40	2.11～3.37

그림 25. 사과 데리셔스 품종 과실의 양분 함량

다. 시비량

(1) 이론적 시비량

시비량은 작물이 흡수한 비료성분 총량에서 천연적으로 공급된 성분량을 빼고, 그 나머지를 비료성분의 흡수율로 나누어서 계산하는 것이 이론적인 방법이다.

시비 성분량 =

과수에서 비료요소의 흡수량은 잎, 과실, 가지, 뿌리 등 그 해의 새롭게 만들어진 기관이 흡수한 비료 성분량과 비대부분이 흡수한 비료성분량을 합한 것으로 과수가 흡수한 비료성분량은 생육량과 수확량에 따라 크게 달라진다.

천연공급량은 전 흡수량의 질소는 , 인산과 칼리는 각각  정도로 알려져 있다. 그러나 이 양은 과수원의 비배관리에 따라 차이가 있다. 토양에 시용된 비료성분의 일부는 유거수에, 다른 일부는 침투수에 의하여 유실되고, 또 다른 일부는 휘산되거나 불가급태로 변하므로 작물에 흡수, 이용되는 비료 성분량은 시용한 전량이 아니다.

비료성분의 흡수이용률은 기상조건이나 토양조건, 비료의 형태, 시비방법 등에 따라 다르며 보통 과수에 대한 흡수이용률은 질소 50%, 인산 30%, 칼리 40%로 보고 있다. 10a당 2,813㎏을 생산하는 사과나무에 대한 비료요소의 흡수량이 질소 8.82㎏, 인산 2.41㎏, 칼리 9.0㎏이라 하고 앞에서 제시한 방법과 비료성분의 흡수 이용률에 따라 시비할 비료성분량을 계산해 보면 질소 11.7㎏, 인산 4.0㎏, 칼리 11.25㎏이 된다. 그러나 이 양은 이론적으로 계산한 것이고 실제에 있어서는 품종, 토양, 대목, 재배법 등을 감안하여 가감해야 한다.

표 78. 비료성분의 흡수이용률에 따른 시비량 계산 방법
구 분	질 소	인 산	칼 리	산 출
흡 수 량	8.82	2.41	9.00	10a당 연간 수량이 2,813㎏인 경우
천연공급량	2.94	1.21	4.50	질소는 흡수량의, 인산 및 칼리는 흡수량의 각각
필 요 량	5.88	1.20	4.50	흡수량-천연공급량
사 용 량	11.76	4.00	11.25	질소, 인산, 칼리의 이용률은 각각 50%, 30%, 40%로 간주

(2) 표준 시비량

적정 시비량을 결정하기 위해서는 많은 비료 시험을 실시하여야 한다. 그러나 과수에 대한 비료시험은 방대한 면적을 필요로 하며 오랜 세월이 소요되는 등의 이유로 매우 어렵다. 때문에 국내의 기상, 토양을 감안하여 일반 사과의 시비량을 보면 (표 )과 같다.

유기물로 썩지 않는 구비를 사용할 때, 가을에 시용하면 화학비료를 30% 감량하고, 봄에 시용하면 질소는 50%이상 감량하며, 인산, 칼리는 40% 감량한다. 그러나 재식밀도가 높아도 10a당 시비량을 넘어서는 안된다.

표 79. 일반사과에 대한 시비성분량 (단위 : ㎏/10a)
수 령	질 소	인 산	칼 리
	비옥지～척박지	비옥지～척박지	비옥지～척박지
1～4년	2.0	1.0	1.0
5～9	2.0～4.0	1.0～2.0	2.0～3.0
10～14	5.0～8.0	2.0～5.0	3.0～5.0
15～19	10.0～15.0	5.0～8.0	8.0～12.0
20년 이상	15.0～20.0	8.0～12.0	12.0～20.0

(3) 토양검정에 의한 시비량

과수원의 표준시비량은 비옥지와 척박지로 구분하여 비료를 주도록 되어 있으나 토양 중의 양분함량이 고려되지 않은 것이므로 토양 중 양분함량을 정확히 판단하여 시비처방을 하는 것이 중요하다. 또한 보조적인 방법으로 잎의 무기성분을 분석하여 나무가 양분을 제대로 흡수하고 있는지 판단할 필요가 있다.

(가) 질소

질소는 질소 공급원이 되는 토양유기물을 진단하여 질소의 시비량을 결정한다. 즉 과수원 토양의 평균 유기물함량 범위에서는 표준 시비량의 평균치를 적용하며, 토양 및 지역 간의 차이에 의해 평균 유기물 함량 범위보다 적으면 표준시비량의 평균치보다 더 주어야 한다.

표 80. 사과원 토양내 유기물함량에 의한 질소 시비성분량(작물별시비처방기준, 1999) (단위 : ㎏/10a)
수 령	유 기 물 함 량 (g/㎏)
	비옥지～척박지	비옥지～척박지	비옥지～척박지
1～4년	2.0	2.0	2.0
5～9	4.0	3.0	2.0
10～14	8.0	6.5	5.0
15～19	15.0	12.5	10.0
20년이상	20.0	17.5	15.0

(나) 인산

토양검정을 통한 인산의 시비량은 대부분의 과수원이 적정범위를 초과하고 있기 때문에 토양진단 후 시비량을 계산하여 시용하여야 한다. 751㎎/㎏이 되면 기비로 10a당 기본 시비량 1～3㎏을 늦은 가을이나 이른 봄에 흡수를 촉진하기 위하여 시비한다.

표 81. 사과원 토양내 유기물함량에 의한 인산 시비성분량(작물별시비처방기준, 1999) (단위 : ㎏/10a)
수 령	유 기 물 함 량 (g/㎏)
	350이하	350～550	551～750	751이상
1～4년	1.0	1.0	1.0	1.0
5～9	2.0	1.5	1.0	1.0
10～14	5.0	3.5	2.0	2.0
15～19	8.0	6.5	5.0	3.0
20년이상	12.0	10.0	6.5	3.0

(다) 칼리

토양 중 칼리함량은 절대량이 부족하거나 고다하여도 문제가 되겠지만 석회와 마그네슘과 함량비도 고려하여야 한다. 따라서 치환성양이온 용량의 포화도로 칼슘은 60～65%, 마그네슘은 15%, 칼리는 5% 정도로 관리하여야 한다.

표 82. 사과원 토양의 치환성 칼리함량에 의한 칼리 시비 성분량(작물별시비처방기준, 1999) (단위 : ㎏/10a)
수 령	토양 치환성칼리함량(cmol/㎏)
	0.5이하	0.51～0.80	0.81～1.10	1.11이상
1～4년	1.0	1.0	1.0	1.0
5～9	3.0	2.5	2.0	2.0
10～14	5.0	4.0	3.0	3.0
15～19	12.0	10.0	6.5	3.0
20년 이상	20.0	16.0	9.5	3.0

(라) 칼슘과 마그네슘

토양 중 칼슘 함량은 5～6cmol/㎏, 마그네슘 함량은 1.2～2.0cmol/㎏이 적정 범위이며 토양산도는 6.0～6.5가 적정하므로 토양분석을 통하여 이 수준이 되도록 시비 처방을 하여야 한다. 토양산도 교정을 위하여 일시에 다량의 석회분을 사용하게 되면 붕소, 철 등의 미량원소 부족 증상이 우려되므로 급격한 변화보다는 서서히 개량되도록 하며 마그네슘이 부족할 때 고토석회를 시용하여 적정범위에 도달하도록 한다.

라. 시비 시기

잎이 피고 가지와 과실이 생장하는데 필요한 비료성분량이 다르므로 생장주기에 따라 과수의 비료성분 요구도가 다르며 이는 사과나무가 생장함에 따라 비료성분의 공급이 적절히 조절되어야 한다는 것을 의미한다. 비료를 일시에 다 주면 일시적인 과잉흡수로 웃자라고 다음에는 비료부족현상이 나타나기 쉽다. 또 강우에 의한 비료분의 유실도 나타나며 토양반응의 급격한 변화가 일어나서 생육이 나빠질 염려도 있다. 따라서 사과나무의 조건, 토양조건, 비료의 종류, 기상조건 등을 감안하여 비료를 나누어 주어야 수량도 많고 품질이 좋아진다.

사과나무에 대한 시비는 휴면기에 시용하는 밑거름, 생육 중에 시용하는 웃거름, 과실을 수확한 후에 시용하는 가을거름 등으로 구분한다.

(1) 밑거름

밑거름은 필요한 비료를 낙엽이 진 후부터 다음해 봄, 발아 전까지 즉 휴면기에 주는 거름이다. 22년생의 사과(홍옥)에 대하여 밑거름의 시용 시기가 사과의 새 가지와 과실생장에 미치는 영향을 조사한 연구 결과를 보면 전반적으로 보아 봄철, 발아 직전에 시비하는 것보다 초겨울에 일찍 시비하는 것이 과실의 낙과가 적고 수확량이 많으며 착색이 양호하였다.

비료를 늦게 시용하면 새 가지의 생장이 잘되는 등 양분의 경합 면에서 영양생장이 생식생장(과실생장)보다 우세하였다. 시용한 질소는 뿌리에 흡수 저장되었다가 발아와 더불어 지상부로 이동하는데, 일찍 흡수된 질소는 지상부보다 일찍 활동하는 뿌리의 생장에 우선 이용된다. 그리고 지상부의 잎눈이나 꽃눈이 활동을 시작하면 이 성분은 지상부로 이동한다. 이런 이유로 일찍 시비하여 휴면이 끝남과 동시에 흡수할 수 있도록 하여야 한다.

일반적으로 퇴비나 두엄 등의 완효성 유기질비료는 화학비료와 혼용한다. 이때 미숙 퇴비나 두엄이 우선 분해되어야 하기 때문에 그 비효를 높이기 위해서도 낙엽 후 땅이 얼기 전에 시용하는 것이 좋다.

표 83. 질소 시비가 ‘홍옥’의 새가지 및 과실의 생장에 미치는 영향
시비 시기	새가지 신장량	수확 전 낙과	성숙 과실수	1상자당 과실수	착색도
12(월)	22.5(㎝)	4,283	3,256	161	60.9
2	22.5	4,631	3,575	164	63.7
4	23.8	3,677	2,073	159	58.1
7	24.5	3,126	2,398	151	53.6
9	19.8	4,431	3,117	178	64.6
무비료	17.8	4,387	2,703	186	70.7

(2) 웃거름

웃거름은 생육기간 중 부족한 비료 성분을 보충해 주어 신초생장, 꽃눈 분화, 과실 비대를 돕기 위해서 주는 거름으로 시비 시기는 과실의 비대가 왕성해지기 전 5월중․하순이 적기이다.

봄철 토양에 시용한 질소의 변화를 보면 3월에 시용한 18㎏/10a 질소의 성분은 사과나무가 주로 흡수하고 그 나머지는 잡초가 흡수하거나 강우로 인한 유실, 휘산 등에 의하여 5월 중순이 되면 무시용구와 토양 내 질소 함량이 비슷하게 된다. 이 결과로 보아 웃거름을 5월 중순에 주어야 후기에 필요한 양분을 공급할 수 있게 된다.

우리나라의 강우량은 7월에 집중되어 있어 토양의 침식도 많고 비료분의 용탈과 유실도 많다. 이때는 사과나무에 비료성분의 흡수가 많고 과실 비대도 왕성한 시기이기 때문에 결실이 많은 과수원에서는 시기를 잘 판단하여 웃거름 주는 횟수를 2회 이상으로 나누어 주는 것이 좋다. 그러나 질소를 웃거름으로 많은 양을 시용하거나 속효성이 아닌 비료를 시용하면 신초의 생장이 늦게까지 계속되어 꽃눈 분화가 불량해지며 병해충에 대한 저항성도 약해지고 과실의 착색이 불량해지며 저장력도 떨어지므로 주의해야 한다.

그림 26. 봄철 질소시용에 따른 토양 중 월별 질소함량 변화

(3) 가을거름

가을거름은 과실을 수확한 후에 수세를 회복시켜서 광합성작용을 높이고 저장 양분의 축적량을 증가시키기 위하여 시비하는 것으로 주로 속효성 비료를 시용한다. 저장양분의 다소는 내한성과 직접 관계가 있을 뿐만 아니라 다음해 봄의 발아와 생장에 좋고 개화, 결실에도 큰 영향을 준다. 따라서 수확 후 시비하는 가을거름은 매우 중요한 의미를 갖는 거름이다. 그러나 이때 시비량이 너무 많으면 2차 생장을 유발하여 생성된 동화물질을 소비하고 조직이 불충실해져 동해를 입는 경우도 있다. 조생종, 중생종은 수확 후 요소를 주고, 만생종(후지)은 토양 시용 대신 10월 말에 5%의 요소를 엽면살포 하기도 한다.

마. 비료의 종류

과수에는 유기질비료와 무기질비료가 다 같이 사용된다. 유기질 비료로는 어박, 골분 등의 동물성 비료와 깻묵, 쌀겨 등의 식물성 비료, 아미노산 발효 부산물이나 산업 부산물 등의 가공비료, 퇴․구비, 녹비 등의 자급비료 등 여러 가지가 있다. 무기질 비료에는 질소, 인산, 칼리, 마그네슘, 칼슘, 붕소 등의 단일성분을 함유하는 단비와 몇가지 성분이 혼합된 복합비료(2종 복합비료)가 있다. 그밖에 무기양분과 유기양분을 혼합한 3종 복합비료도 있고 엽면살포용 비료도 있다.

최근에는 시비에 소요되는 노동력을 절감하는 측면에서 뿐만 아니라 비효를 높이고 품질이 좋은 과실을 생산하기 위하여 원예용 또는 과수전용 복합비료가 시판되고 있으나 정밀농업을 위한 성분량 시비를 위해서는 추비는 복비 사용보다는 단비 위주의 시비를 할 필요가 있다.

유기질 비료는 분해와 용출 속도가 완만하여 토양용액에 급격한 변화를 주지 않으므로 과수에 일시적인 농도 장해를 주는 일이 없이 전 생육기간을 통하여 영양분을 고루 공급하는 동시에 강우나 관수에 의한 비료분의 유실염려도 적다. 그러나 유기질비료는 비료의 성분이 낮아서 무기질 비료를 첨가해 주어야 하는 것이 일반적이다. 또한 유기질 비료에서는 토양미생물의 영양원이 되고 부식을 만들어서 토양의 이화학적 성질을 개선하고 질소, 인산, 칼리 이외에 붕소를 포함한 각종 미량 원소를 공급하는 효과도 있다. 유기질비료와 무기질비료가 과실의 생육, 수량 및 품질에 미치는 영향을 보면 수량과 나무의 생장은 무기질 비료구에서 좋은 편이나 착색이 좋은 과실의 비율은 유기질 비료구에서 훨씬 높은 것을 볼 수 있다. 그러나 유기질 비료만으로는 과수가 필요로 하는 비료성분의 양과 비율을 충족시키기 어렵고 가격이 비싸서 생산비가 높아지기 때문에 두 가지 비료를 적절한 비율로 병용해야 한다.

복합비료는 대부분 붕소 성분이 0.3%정도 혼합되어 있어 추가로 붕소비료를 시비하면 붕소 과다 피해가 우려되므로 붕소의 시비량을 확인하고 시비하여야 한다.

사과원에서는 우분, 돈분, 계분 등의 비료성분의 함량이 높은 유기물이 시용되고 있다. 이런 재료는 비료의 함량이 높아 밑거름(기비)으로 줄 경우 기비 시비량에서 유기물 재료의 1년간 유효화되는 비료량을 감하고 나머지 양을 화학비료로 시용하여야 질소 과다 및 비료의 유실량을 줄일 수 있다. 많은 사과 재배농가가 생축분을 시용하고 여기에 화학비료를 추가로 시용하여 질소와 인산 및 칼리가 과다 시용되는 사례가 많다.

사과원에서 토양개량용으로 시용하는 유기물 재료는 짚, 양송이 퇴비, 외양간 두엄(퇴비), 분쇄왕겨(팽연왕겨)등과 같이 비료분이 적은 것이 바람직하다.

표 84. 왜성 사과원의 유기물 종류별 시용 현황(원시연보, 1987)
구 분	왕 겨	짚	계 분	돈 분	우 분	기 타
비율(%)	9.4	9.4	17.2	21.9	25.0	17.1

바. 시비방법

양분을 흡수하는 잔뿌리는 수관 밑에 많이 분포하고, 수직 근군 분포는 지표로부터 0～30㎝에 많다.

사과원에 대한 시비방법은 윤구시비법, 조구시비법, 전원시비법, 방사구시비법 등이 이용되는데 수령, 토양조건, 경사도 등에 따라 이들 중 하나 또는 둘을 병용한다. 배수가 불량한 과수원에서 윤구시비나 방사구시비를 하게 되면 물이 고이게 되어 나무의 생육을 오히려 해롭게 하는 경우가 있으므로 별도로 배수시설을 설치하거나 배수가 되는 방향으로 도랑을 파서 물이 잘 빠지게 해야 한다. 이때는 자갈, 모래, 암거용 토관 등으로 암거를 한 후 그 윗부분에 시비하는 조구시비가 바람직하다. 성목이 되어서 나무와 나무가 맞닿을 경우 윤구시비나 방사구시비를 하면 많은 노동력이 들 뿐만 아니라 뿌리가 많이 손상되어 나무의 생육을 저해하기 때문에 성목원에서는 조구시비나 과수의 전면에 비료를 살포하는 전원시비를 한다.

전원시비를 할 경우는 표토에만 시비하게 되므로 뿌리의 향비성에 의해 천근성이 되어 건조의 해나 동해를 받을 우려가 있으므로 주의해야 한다.

칼슘 성분은 토양 내에서 이동성이 매우 낮고, 토양 pH를 교정하기 위한 수단으로 시비하므로 석회비료는 심층시비를 해야 하고, 인산질비료도 토양 내 이동이 낮아 심층시비를 해야 한다. 또한 웃거름이나 가을거름을 주는 시기는 생육 중으로 이때 뿌리가 손상되면 나무에 좋지 못한 영향을 미치므로 이런 웃거름은 비가 오기 전에 지표면에 시용한다.

나무의 영 양상태는 많은 시간과 비용이 소요되는 잎 분석 방법으로 모든 농가가 판정할 수 없으므로 수세를 판단하여 시비하면 많은 도움이 된다.

표 85. 사과나무의 수세판단과 시비요령
구 분	수 세 판 단	시 비 요 령
수세강	○ 약간 비스듬히 자란 가지가 40㎝ 이상 자라고 2차 생장이 많다(7월말). ○ 도장지 발생이 많고 꽃눈이 작다. ○ 결과지는 중․장과지가 많다. ○ 나무색이 흑색에 가깝다. ○ 잎은 녹색이 강하고 낙엽기 이후에도 달려 있다. ○과실의 착색이 불량하고 맛이 없다.	○ 화학비료를 줄인다(특히 질소질비료). ○ 덧거름․가을거름을 주지 않는다. ○ 부숙되지 않은 퇴비를 삼간다(돈분, 계분, 생가축분뇨).
수세약	○ 약간 비스듬히 자란 가지가 25㎝ 이하로 가늘고 2차 생장이 적다. ○ 꽃눈은 많으나 작다. 일찍 낙엽된다. ○ 도장지가 적고 최단과지가 많다. ○ 나무색이 적색에 가깝다. ○ 과실이 적고 착색은 좋다.	○ 시비량을 늘린다. ○ 덧거름, 가을거름을 준다. ○ 완숙퇴비를 시용한다. ○ 심경 또는 심토파쇄를 실시한다.