밀 비료 계획 및 일반적인 방법
우선, 시비 방법을 적용하기 전에 반기 또는 연간 토양 검사를 통해 밭의 토양 상태를 평가해야 합니다. 전 세계에 동일한 환경의 밭은 없기 때문에 토양 검사 데이터, 식물 조직 분석, 재배 이력을 고려하지 않고는 시비 방법을 아무도 권장할 수 없습니다. 그러나 전 세계적으로 많은 농부들이 사용하는 몇 가지 표준 시비 프로그램과 옵션을 나열해 보겠습니다.
수확량이 많은 현대 품종은 질소(N) 사용/이용 효율이 높기 때문에 사용 가능한 질소를 더 잘 흡수하고 활용합니다. 하지만 농부들은 곡물 수확량과 곡물의 단백질 함량이 음의 상관관계가 있다는 점을 명심해야 합니다. 따라서 농부들은 두 요소의 바람직한 균형을 유지하기 위해 가능한 최선의 방법으로 질소 시비 시기와 양을 조정해야 합니다.
시비는 밀 식물이 지속적으로 높은 수확량을 생산하고 성장하는 데 필요한 적절한 유형과 영양분을 제공하는 것을 목표로 합니다. 시비 일정을 계획하기 위해 농부는 농업 전문가와 논의하고 다음 사항을 고려해야 합니다:
- 재배할 품종
- 예상 수확량
- 토양 특성
- 토양 영양소
- 파종 날짜
- 관개 및 강수량
일반적으로 밀의 최적 성장과 수확량을 위해 다음과 같은 영양소가 필요합니다: 질소(N), 칼륨(K), 인(P)(인산염 = PO₄³-), 황(S), 마그네슘(Mg), 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 붕소(B), 구리(Cu), 칼슘(Ca).
밀 성장 단계별 영양소 요구량
| 성장 단계 | 영양소 |
| 출현-확립 | N - PO₄³- |
| 분얼기 | N - Mg |
| 줄기 발달 | N - PO₄³- - K - S - Mg - Zn |
| 기엽 - 개화 - 곡물 충진 | N - PO₄³- - Mg - B |
N - 질소
많은 작물들과 같이 질소와 물은 밀의 최종 수확량에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 농부는 반드시 최적의 수확량과 최상의 곡물 품질을 위해서는 비옥한 토양에서 적절한 시비 프로그램을 통해 밀에 필요한 모든 영양소를 충족시켜야 한다는 점을 유념해야 합니다. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 일반적으로 1헥타르(1)당 1톤의 밀 곡물을 생산하려면 25kg(55.12파운드)의 질소(N)가 필요하다고 합니다.
질소 요구량은 토양 질산염 테스트 공식(2)을 사용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
Nrec = (2.5) (EY) - STN (0-24 inc) - Npc
여기서: EY = 예상 수확량(에이커당 부셸)
STN = 24인치(=60cm) 깊이에서 측정한 질산염-질소(에이커당 파운드)
Npc = 이전 (콩과) 작물에서 공급된 질소량(에이커당 파운드)
Npc는 이전에 밭에서 재배된 작물과 식물의 밀도에 따라 달라집니다. 이 수치는 에이커당 20~30~40파운드(=헥타르당 22.4~33.6~44.8kg) 사이에서 달라질 수 있습니다.
위의 내용을 변환하기 위해 다시 한 번 상기시켜 드립니다:
1파운드 = 0.4536킬로그램
1인치 = 2.54cm
1에이커 = 0.4046헥타르
밀 1부셸 = 60파운드 = 27.216kg
필요한 질소 비료량을 계산하는 것은 보다 전문화된 시비 프로그램을 구성하는 데 도움이 됩니다. 하지만 농부들은 보통 경험이나 공개된 권장량에 따라 비료를 줍니다. 일반적으로 밀이 주요 작물인 각 국가 또는 지역에서는 정부 또는 기관에서 권장되는 필요 질소량을 공개합니다. 통상 토양 비옥도(땅의 유기물 함량)에 따라 시비에 필요한 총 질소의 양은 헥타르당 20-120kg(에이커당 17.8~107 파운드)입니다.
봄 밀의 총 질소 시비량은 단백질 곡물 함량이 약 1-1.5% 더 높기 때문에 일반적으로 겨울 밀보다 약 10-20% 더 높습니다(3). 반대로 듀럼밀의 경우 농부들은 겨울 밀에 대한 권장 사항을 따를 수 있습니다.
작물에 첨가되는 총 질소 비료의 권장 또는 계산된 양은 2-3회로 나누어 사용할 수 있습니다. 비가 온 후의 밭에서는 한 번에 살포하는 것이 일반적이지만, 경험과 과학적 증거에 따르면 성장기 동안 질소량을 2-3회로 나누어 살포하는 것이 효율적이고 수확량이 더 높다는 것이 입증되었습니다(4).
1차 적용은 파종 직전 또는 파종 중에 총 질소량의 35-50%를 사용할 수 있습니다. 밀이 대두 작물이나 수정이 잘 된 옥수수 작물과 같이 재배되는 경우 추가 질소량이 제한될 수 있습니다. 이 경우가 아니라면 헥타르당 4-7kg(에이커당 3.6~6.2파운드)의 질소를 적용하는 것이 충분할 수 있습니다. 모래 토양이나 늦게 파종하는 경우에는 초기 질소 시비량을 늘릴 수 있습니다.
농부가 1차 적용에 황산암모늄 (12-0-0-26)을 사용하려는 경우 비료가 씨앗과 접촉하지 않도록 각별히 주의해야 합니다. 마찬가지로, 특히 건조한 토양에서는 다량의 요소(46-0-0)와 접촉하면 씨앗이 손상될 위험이 높습니다. 이를 방지하기 위해 요소 살포와 파종을 동시에 진행해야 하는 경우 요소의 양을 헥타르당 1.8kg(에이커당 1.6파운드) 미만으로 유지하거나 파종 전에 밭을 관개해야 합니다. 충분하게 습하지 않은 밭에서는 발아 문제가 되지 않고 종자와 접촉하는 요소의 양을 헥타르당 13.7kg(에이커당 12.2파운드)까지 늘릴 수 있습니다(2). 농부들은 화학 합성 비료의 대안으로 파종 5~6주 전에 헥타르당 2~3톤의 거름(또는 퇴비 및 기타 유기물)을 살포할 수 있습니다. 이때 얕은 쟁기질이나 강수 또는 관개가 도움이 될 수 있습니다.
2차 및 3차 질소 적용은 크라운 뿌리 개시, 분얼 또는 줄기 신장기에 할 수 있습니다. 비료는 관개와 함께 적용하는 것이 좋습니다. 이 시기에 비료를 적용하면 식물의 식물 성장을 가속화할 수 있지만, 도복에 더 취약해질 수 있습니다. 곡물 수확량과 단백질 함량을 높이려면 출수 단계에서 조금 늦게 질소 시비를 적용하는 것이 권장됩니다. 실험 결과에 따르면, 개화 후 2~5일 후에 액체 요소 암모늄 질산염 용액(28 또는 32%)을 적용하면 곡물 단백질 함량이 증가하는 것으로 나타났습니다. 대안으로, 개화기 동안 질소 엽면 시비를 적용하면 이삭 형성을 촉진하고 단백질 함량을 높일 수 있습니다. 보다 구체적으로, 연구에 따르면 헥타르당 5-6kg(에이커당 4.5-5.3파운드)을 뿌리면 단백질을 0.5~1%까지 높일 수 있다고 합니다(2).
밀 농사에서 질소가 중요한 이유는 한 가지가 더 있습니다: 질소 비료는 염화나트륨이 밀 수확량에 미치는 영향을 줄여줍니다. 한 연구(6)에 따르면 이삭 길이, 이삭 수, 이삭당 알맹이 수, 이삭당 알맹이 무게, 1000알 무게는 품종과 질소의 상호작용 및 염분과 질소의 상호작용에 의해 영향을 받았으며, 7.6 dS/m 염도 수준에서 헥타르당 210kg 질소를 적용해서 수확량이 54.7% 증가했습니다.
인(P) - 칼륨(K)
밀 재배에 있어 질소 다음으로 중요한 두 가지 영양소는 인산(P)와 칼륨(K)입니다. 일반적으로 파종 시P와 K 비료를 적용합니다. 일반적으로 대부분은 영양소 방출을 줄이고 더 나은 결과를 나타내기 위한 영양소 방출 제어 비료가 사용됩니다. 파종 시 첫 번째 시비에 사용되는 세 가지 주요 영양소(NPK)에 대한 합성 비료의 일반적인 구성은 20-10-0, 24-40-0, 30-15-0, 30-15-5 등입니다.
인은 일반적으로 인산염(PO₄³-) 형태로 시비하며, 최대 수확량을 위해 필요한 일반적인 양은 헥타르당 약 20~40kg(에이커당 17.8~35.6파운드)입니다. 산성 토양에서는 최고 권장량에 가까운 양의 인을 시용해야 할 수도 있습니다(Rutter et al., 2017). 인산염은 종자 발아에 부정적인 영향을 미치지 않으므로 파종 시 함께 적용할 수 있습니다. 밀 식물에서 인의 흡수는 18-25℃에서 최적입니다. 인은 식물에 흡수되어 곡물 충진기 동안 수요가 더 높은 이삭으로 이동합니다. 식물에 충분한 양의 인과 질소 시비를 결합하면 수확량 극대화에 도움이 될 수 있습니다. 그러나 특히 겨울철에 인 비료를 과도하게 사용하면 밀 식물의 동결 내성과 곡물 단백질 함량 및 아연 생체 이용률이 감소할 수 있습니다(Gusta et al., 1999, Zhang et al., 2017). 무경운 시스템에서도 인의 적용이 중요할 수 있습니다. 한 연구(8)에 따르면, 무경운 생산 시스템에서 토양 인이 부족한 경우, 토양 표면에 인 비료를 적용하면 섞지 않아도 인 결핍을 완화할 수 있습니다. 하지만 토양 표면에 인 비료를 섞지 않았을 때 토양 표면 유출수에서 인 손실 위험이 높아집니다.
칼륨은 밀 식물의 초기 생장과 줄기 및 출수 단계에서 가장 많이 필요합니다. 토양 검사에서 칼륨 수치가 161ppm 이상이면 추가 칼륨 비료가 필요하지 않습니다. 일반적으로 K2O가 부족할 때 추가되는 양은 헥타르당 2~7kg(에이커당 1.7~6.2파운드)에 달할 수 있습니다(2). 모래 토양의 경우 양이 조금 더 많을 수 있습니다. 인산은 전분 형성, 탄수화물 이동, 식물 활력, 광합성에 중요한 역할을 하며 곡물 충진을 돕습니다. 인은 엽면 시비에도 사용할 수 있습니다. 실험 데이터에 따르면 칼륨오르토인산염 희석액(KH₂PO 10kg/ha 또는 8.9lb/ac )을 엽면 시비하면 열과 가뭄으로 발생하는 잎의 노화를 지연시켜 오랫동안 잎의 광합성 생산성을 유지할 수 있는 것으로 나타났습니다. 게다가, 이는 수확량 증가로 이어집니다(벤벨라 및 폴슨, 1998).
S - 유황
유황(또는 황)은 크게 두 가지 이유로 밀 작물에 필수적인 영양소입니다. 첫째, 식물의 질소 이용 효율에 영향을 미칩니다. 즉, 토양에 황이 부족하면 식물의 질소 흡수-이용 능력이 감소합니다. 수년간의 관개와 황 시비 부족으로 인해 많은 토양(35~80%)이 황 결핍에 시달리고 있습니다. 하지만 오늘날 사용되는 대부분의 질소 비료에는 충분한 양의 황이 포함되어 있으며, 대표적인 예가 40-0-0(14 SO₃ 입니다. 밀에 대한 일반적인 지침에 따르면 식물 조직의 황 함량은 0.4%입니다. 또한 황은 밀 곡물의 품질, 특히 빵 생산에 사용되는 밀에 중요한 역할을 합니다. 그 이유는 황이 단백질 형성에 중요한 구성 요소이기 때문입니다(Hřivna et al., 2015).
황은 식물 내부에서 이동할 수 없습니다. 이러한 이유와 S-N 양의 상호 작용으로 인해 황은 필요한 경우 소량(한 번 이상 적용)으로 여러 생장 단계에서 질소 비료와 함께 사용해야 합니다. 밀에 필요한 황(SO₃ 또는 SO₂−₄모드에서)의 양은 헥타르당 약 3~5kg(에이커당 2.6~4.4파운드)입니다(2). 1차 관개 직전에2~3회 엽면 살포로 황산망간(MnSO₄)을 사용하면 황 요구량을 충족할 수도 있습니다(물 500리터에 황산망간 (MnSO₄) 2.5kg). 마지막으로 밀 식물에는 황산아연(ZnSO₄)을 통해 황을 공급받는데, 보통 헥타르당 25kg(에이커당 22.3파운드)(5)을 사용합니다. 물론 농부는 토양-식물 조직 분석을 수행하여 황의 양을 조정해야 합니다.
하지만 이는 일반적인 가이드라인일 뿐, 본인이 직접 조사하지 않고 그대로 따라해서는 안 됩니다. 전 세계에는 동일한 환경의 밭은 없기 때문에 토양의 검사 데이터, 식물 조직 분석 및 밭의 이전 이력을 고려하지 않고는 아무도 시비 방법에 대해 조언을 해줄 수 없습니다.
밀 비료 요구 사항
참고자료
- https://www.fao.org/3/Y4011E/y4011e06.htm
- https://extension.umn.edu/crop-specific-needs/wheat-fertilizer-recommendations#nitrogen-recommendations-1084760
- https://www.montana.edu/news/11207/spring-nitrogen-fertilizing-for-optimal-wheat-production
- http://www.uky.edu/Ag/Wheat/nitrogen.html
- https://iiwbr.icar.gov.in/wp-content/uploads/2018/02/EB-52-Wheat-Cultivation-in-India-Pocket-Guide.pdf
- https://www.academia.edu/39091586/Nitrogen_Fertilizer_Reduces_the_Impact_of_Sodium_Chloride_on_Wheat_Yield
- https://www.academia.edu/26485265/Response_of_wheat_to_foliar_application_of_urea_fertilizer
- https://www.academia.edu/62982352/Fertilizer_Phosphorus_Management_Options_for_No_Till_Dryland_Winter_Wheat
Benbella, M. & Paulsen, G.M. 1998. Efficacy of treatment for delaying senescence of wheat leaves. II. Senescence and grain yield under field conditions. Agron. J., 90: 332-338.
Gusta, L. V., O’connor, B. J., & Lafond, G. L. (1999). Phosphorus and nitrogen effects on the freezing tolerance of Norstar winter wheat. Canadian journal of plant science, 79(2), 191-195.
Hřivna, L., Kotková, B., & Burešová, I. (2015). Effect of sulphur fertilization on yield and quality of wheat grain. Cereal Research Communications, 43(2), 344-352.
Rutter, E. B., Arnall, D. B., & Watkins, P. (2017). Evaluation of Phosphorus Fertilizer Recommendations in No-Till Winter Wheat.
Zhang, W., Liu, D., Liu, Y., Chen, X., & Zou, C. (2017). Overuse of phosphorus fertilizer reduces the grain and flour protein contents and zinc bioavailability of winter wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65(8), 1473-1482.
