두엄
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1. 개요
두엄은 토양 관리에 사용되는 다양한 유기 물질을 포괄하는 용어이다. 여기에는 가축 분뇨, 퇴비, 녹비 등이 포함되며, 농업에서 비료로 사용되어 토양의 비옥도를 높이고 작물 성장을 촉진한다. 두엄은 토양 구조 개선, 미생물 활동 촉진, 질소 및 기타 영양소 공급 등의 이점을 제공하지만, 악취 발생, 병원균 문제, 질소 이용 효율 저하, 온실 가스 배출 등의 문제점도 가지고 있다.
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| 두엄 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 동물의 배설물 (똥, 오줌, 구아노) 식물의 녹비 |
| 사용 목적 | 토양을 비옥하게 하는 비료로 사용 |
| 상세 내용 | |
| 정의 | 가축의 똥오줌, 깔짚 등과 함께 퇴비로 만들어 놓은 것 |
| 주요 성분 | 질소 인산 칼륨 |
| 기타 성분 | 석회 고토 규산 산화철 망간 붕소 구리 아연 몰리브덴 염소 |
2. 역사
구비는 오랫동안 농업에서 중요한 비료로 사용되어 왔다. 원래는 마구간에서 나오는 대량의 분뇨를 이용하여 만들어졌다.
2. 1. 고대
카시아누스 바서스(Cassianus Bassus)의 비잔틴 전통에 따르면 돼지 두엄은 아몬드 나무를 제외하고는 일반적으로 비료로 사용할 수 없다고 한다. 콜루멜라(Columella)가 기록한 비슷한 견해는 이후 세기의 이슬람 금기와 관련이 없지만, 중세 안달루시아 작가 이븐 바살(Ibn Bassal)과 예멘의 일부 후기 작가도 돼지 두엄이 식물을 "태우는" 부정적인 영향을 기록했다. 이븐 바살은 짚이나 쓸개를 섞은 일종의 거름을 무다프(mudaf)로 묘사했는데, 이는 그것이 거름만으로 구성되지 않았음을 암시한다.2. 2. 중세 및 근세
일본 엔기시키에는 마구간에서 나오는 분뇨로 만든 구비가 내선사의 정원에 사용되었다는 기록이 있다.[1] 짚, 퇴비와 함께 자급 비료의 대표적인 존재로, 일본에서는 중세 후기부터 구비가 널리 사용되어 수전이모작 보급 등에 영향을 미쳤다.[1] 근세에 들어 가축 사육이 정체되는 한편 경작지 확대에 따라 목장이 감소하고, 말린 청어 비료, 유박 등 구매 비료(금비)의 보급으로 쇠퇴했다.[1] 그러나 경제적으로 구입 비료를 얻기 어렵고, 입회지가 부족하여 짚에 자급 비료를 의존할 수 없었던 평야부의 중소 농가에서는 근대 이후에도 구비가 사용되었다.[1] 메이지 시대 농학자인 사카이 츠네아키도 저서 『일본 비료 전서』에서 구비를 "비료의 3요소"라고 불리는 질소, 인산, 칼륨을 토양에 공급·유지하기 위해 유효한 비료로 다루고 있다.[1]2. 3. 근대
메이지 시대 농학자 사카이 츠네아키는 저서 『일본 비료 전서』에서 구비를 "비료의 3요소"인 질소, 인산, 칼륨을 토양에 공급, 유지하기 위해 유효한 비료로 다루었다.3. 종류
토양 관리에 사용되는 구비는 크게 가축 분뇨, 퇴비, 녹비(풋거름) 세 가지로 나눌 수 있다.
3. 1. 동물 배설물 (Animal manure)
대부분의 동물 배설물은 분뇨로 구성된다. 일반적인 형태의 동물 배설물에는 농가 퇴비(FYM) 또는 농장 슬러리(액체 비료)가 있다.[1] FYM은 동물의 깔짚으로 사용되어 분뇨와 소변을 흡수한 식물 재료(종종 짚)를 포함하며, 슬러리라고 알려진 액체 형태의 농업용 배설물은 짚 깔짚 대신 콘크리트 또는 슬랫을 사용하는 보다 집중적인 축산 시스템에서 생산된다. 다양한 동물의 배설물은 서로 다른 품질을 가지며 비료로 사용할 때 서로 다른 살포율이 필요하다. 예를 들어 말, 소, 돼지, 양, 닭, 칠면조, 토끼, 바다새, 박쥐의 구아노는 모두 다른 특성을 가지고 있다.[2] 양 배설물은 질소와 칼륨이 풍부한 반면, 돼지 배설물은 두 가지 모두 상대적으로 적다. 소 배설물은 질소와 유기 탄소의 좋은 공급원이며,[3] 닭 배설물은 질소와 인산염이 매우 농축되어 있다.[3][4]동물 배설물은 양털(쇼디 및 기타 털), 깃털, 혈액, 뼈와 같은 다른 동물 제품으로 오염되거나 혼합될 수 있으며, 사료 유출로 인해 가축 사료가 배설물과 섞일 수도 있다.
3. 2. 퇴비 (Compost)
퇴비는 유기 물질이 분해된 잔여물이다. 일반적으로 식물에서 나오지만, 동물 배설물이나 깔짚을 포함하는 경우도 많다.
3. 3. 녹비 (Green manure)
녹비(풋거름)는 토양에 영양분과 유기물을 공급하여 비옥도를 높이기 위해 경작 후 갈아엎는 작물이다. 콩과 식물인 클로버 등이 자주 사용되는데, 이는 뿌리 구조의 특수한 뿌리혹 내에서 ''Rhizobia'' 박테리아를 이용하여 질소 고정을 하기 때문이다.[1]퇴비로 사용되는 다른 식물 재료로는 도살된 반추동물의 반추위 내용물, 주정박 (맥주 양조 후 남은 것), 해조류 등이 있다.[1]
4. 사용
동물 배설물은 대부분 분뇨로 구성되며, 농가 퇴비(FYM) 또는 농장 슬러리(액체 비료)와 같은 형태로 사용된다.[1] 농가 퇴비는 동물의 깔짚으로 사용되어 분뇨와 소변을 흡수한 식물 재료(종종 짚)를 포함한다. 액체 형태인 슬러리는 짚 깔짚 대신 콘크리트나 슬랫을 사용하는 집중적인 축산 시스템에서 생산된다.[1]
동물의 종류에 따라 배설물의 품질과 비료로 사용할 때의 살포율이 다르다. 예를 들어 말, 소, 돼지, 양, 닭, 칠면조, 토끼, 바다새와 박쥐의 구아노는 모두 다른 특성을 가진다.[2] 양 배설물은 질소와 칼륨이 풍부하지만, 돼지 배설물은 두 가지 모두 상대적으로 적다. 소 배설물은 질소와 유기 탄소의 좋은 공급원이다.[3] 닭 배설물은 질소와 인산염이 매우 농축되어 있다.[3][4]
닭똥, 소똥과 같은 동물 배설물은 수 세기 동안 농업에서 비료로 사용되어 왔다. 이는 토양 구조를 개선하여 토양이 더 많은 영양분과 물을 보유하고 비옥하게 만든다. 또한 토양 미생물 활동을 촉진하여 토양의 미량 미네랄 공급을 개선하고 식물 영양을 개선한다. 동물 배설물은 식물 성장에 필요한 질소 및 기타 영양소를 함유하고 있다.[5]
악취는 동물 배설물의 주요 문제이다. 돼지 배설물의 성분에는 아세트, 프로피온, 부티르, 발레르산과 같은 저분자량 카르복실산과 스카톨, 트리메틸아민 등이 있다.[6] 불쾌한 냄새가 나는 동물 배설물(예: 집약적 돼지 사육의 슬러리)은 냄새 방출을 줄이기 위해 칼로 토양에 직접 주입한다. 돼지와 소의 배설물은 배설물 살포기를 사용하여 밭에 뿌린다. 초식 동물의 배설물은 육식 동물이나 잡식 동물의 배설물보다 냄새가 덜하다. 그러나 혐기성 발효를 거친 초식 동물 슬러리는 더 불쾌한 냄새를 낼 수 있다. 가금류 배설물은 신선할 때는 식물에 해롭지만, 일정 기간 퇴비화 후에는 비료로 사용된다.[7]
배설물은 상업적으로 퇴비화, 포장되어 토양 개량제로 판매되기도 한다.[8][9] 2018년, 오스트리아 과학자들은 코끼리와 소 배설물로 종이를 생산하는 방법을 제시했다.[10] 건조된 동물 배설물은 전 세계 여러 국가에서 연료로 사용된다.
5. 문제점
동물의 두엄은 병원체나 음식 부패 미생물의 원천이 될 수 있으며, 이는 파리, 설치류 등 다양한 매개체에 의해 옮겨져 질병을 유발하거나 음식 안전을 위협할 수 있다.
집약적인 농지 사용에서 동물의 두엄은 무기 비료만큼 목표 설정이 어렵고, 질소 이용 효율이 낮다. 가축 수가 많고 이용 가능한 농지가 적은 집약 농업 지역에서는 과도한 사용 문제가 발생할 수 있다.
온실 가스인 아산화 질소 배출은 기후 변화에 기여한다.[11]
참조
[1]
간행물
Fertilizers, 2. Types
[2]
웹사이트
Manure
https://h2g2.com/edi[...]
h2g2
2010-07-15
[3]
논문
Composting of animal manures and chemical criteria for compost maturity assessment. A review
2009-11
[4]
논문
Co-pyrolysis of poultry litter and phosphate and magnesium generates alternative slow-release fertilizer suitable for tropical soils
2017-09-04
[5]
논문
Composted Cattle Manure Increases Microbial Activity and Soil Fertility More Than Composted Swine Manure in a Submerged Rice Paddy
2017
[6]
논문
Volatile organic compounds at swine facilities: A critical review
[7]
논문
Manure Composting for Livestock & Poultry Production
http://store.msuexte[...]
[8]
논문
First-Season Crop Yield Response to Organic Soil Amendments: A Meta-Analysis
2017-07-08
[9]
웹사이트
Using Manure in the Home Garden
https://wimastergard[...]
2019-07-06
[10]
간행물
Elephant and cow manure for making paper sustainably
https://www.scienced[...]
Science Daily
2018-03-21
[11]
웹사이트
Managing manure to reduce greenhouse gas emissions
https://www.agric.wa[...]
2022-04-15
[12]
웹사이트
Livestock Antibiotics Can End Up in Human Foods
http://www.ens-newsw[...]
ENS Newswire
2007-07-12
[13]
논문
Sulfamethazine Uptake by Plants from Manure-Amended Soil
2007-07
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