방송통신대학교 농학과, 지도사, 농업직 대비 - 토양학 핵심 요약정리 - 14 비료의 종류와 이용

14. 비료의 종류와 이용

 

■  학습개요
농업인이  사용하는  비료는  크게  보통비료와  부산물비료로  나눈다.  보통비료는  일반적으로  얘기하는  화학비료(무기질비료라고도  함)는  복합비료 형태로  많이  사용하고,  부산물비료는  부숙유기질비료(퇴비)와  유기질비
료를  얘기한다.  이  장에서는  N,  P,  K  중심의  보통비료와  가축분퇴비와 유기질비료의  종류를  설명하고  사용시  주의할  점  등을  학습한다.

 

■  학습목표
1. 질소,  인산,  칼륨질비료와  복합비료  종류와  사용에  관한  내용을  설명할  수  있다.
2. 보통비료의  제조과정을  이해하고  설명할  수  있다.
3. 규산질,  석회질비료를  설명할  수  있다.
4. 부숙유기질비료의  장단점과  이용에  대해  설명할  수  있다
5. 유기질비료의  원료와  혼합유기질  및  혼합유박  비료를  설명할  수  있다.

 

■  주요용어

용어	해설
제2종복합비료	N, P, K 성분 중 2종 이상 함유된 비료로 물리적으로 배합한 비료
주문형배합비료	토양을 검정한 결과에 따라 N, P, K를 배합하여 사용하는 비료로 맞춤비료라고도 한다.
가축분퇴비	계분, 돈분, 우분과 톱밥 류의 부자재를 혼합하여 2개월 간 부숙기간을 거친 비료
유기질비료	어박, 골분, 대두박, 미강박, 채종유박, 아주까리유박 등의 원료를 혼합하여 제조한 비료로 부숙시키지 않고 사용하는 비료

 

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■  연습문제

1.  다음  비료  중에서  부숙유기질비료에  속하지  않는  비료는?
①  가축분퇴비          ②  퇴비   ③  혼합유기질비료        ④  분뇨잔사
정답  :  ③ 
해설  :  혼합유기질비료는  유기질비료에  속하며,  부숙유기질비료가  아님

2.  다음  비료  중에서  물에  녹는  정도가  가장  낮은  비료는?
①  황산암모늄          ②  용성인비 ③  요소             ④  황산칼륨
정답  :  ②
해설  :  용성인비는  물에는  용해되지  않고  구연산에  용해되는  비료임

3.  암모니아  가스가  발생할  수  있는  비료배합은?
①  질소비료와  석회질비료  배합 ②  인산비료와  퇴비의  배합
③  인산비료와  칼륨비료의  배합 ④  질소비료와  칼륨비료의  배합
정답  :  ①
해설  :  질소비료와  석회질비료를  배합하면  암모니아  가스가  발생함

4.  다음  중에서  유기질비료에  사용하지  못하는  원료는?
①  어박    ②  미강유박  ③  채종유박       ④  우분
정답  :  ④
해설  :  우분은  유기질비료에  사용하지  못하고  부숙유기질비료에만  사용할  수  있음.

5. 문제 : 다음 중 요소의 화학식은?

① CO(NH4)2 ② (NH4)2CO3

③ NH2CONH4 ④ CO(NH2)2

정답 : ④

해설 : 요소[Urea, CO(NH2)2]는 질소의 함량이 높은(이론값 46.6%) 비료이며, CO2와 암모니아를 이용하여 직접합성법으로 제조한다.

2NH3 + CO2 → [NH2CO2NH4] ↔ NH2CONH2 + H2O

(ammonium carbamate) (요소)

 

6. 문제 : 요소 비료 한 포 (25kg)에 들어 있는 질소의 양(공정규격상 최소량)은?

① 4.50kg ② 5.75kg

③ 11.25kg ④ 15.0kg

정답 : ③

해설 : 요소 화합물의 질소함량은 46.6%이다. 우리나라 비료공정규격에서는 요소비료의 질소 최소함유량을 45% 이상으로 규정하고 있으며, 질소함량이 46%인 요소비료가 보급되고 있다. 따라서 0.45 x 25kg = 11.25kg

 

7. 문제 : 논에 비료를 시용할 때에 “전층시비”하는 것이 유리한 것은 어느 비료인가?

① 과인산석회 ② 용성인비

③ 요소 ④ 염화칼륨

정답 : ③

해설 : 토양과 기상 조건에 따라 요소에서 암모니아의 휘산이 발생되며, 식물의 발아나 초기생육에 해를 끼치는 경우가 있다. 요소의 반응은 화학적으로나 생리적으로 중성이며, 요소에는 황산근(SO42-)이 들어 있지 않으므로 황산암모늄(유안)에 비해 노후화 논에 쓰는 것이 유리하다. 벼 재배에서 요소비료를 사용하는 요령은 전면시비한 뒤에 곧 물을 대는 것이 좋으며, 조금 낮은 온도에서는 전층시비한 뒤에 물을 대기까지 7～10일 가량 방치하여도 비료에는 별로 큰 변화가 없다. 요소는 모든 밭작물에 대하여도 밑거름 또는 덧거름으로 쓰이며, 대개 밭에서도 전층 또는 심층시비로 하며, 종자 또는 어린뿌리와 직접 접촉되는 것은 해를 끼칠 수 있으므로 피하는 것이 좋다.

 

8. 문제 : 요소비료에 들어 있는 유해제한성분은?

① 뷰렛 ② 요소 ③ 암모니아 ④ 수소

정답 : ①

해설 : 요소비료에는 뷰렛(biuret)이 유해성분으로 함유될 수 있으며, 비료공정규격에서 그 함량을 규제하고 있다. 발아 초기에 식물에게 해로우므로 뷰렛이 많이 들어 있는 요소를 사용할 경우 작물이 해를 입게 된다. 뷰렛은 요소 합성과정에서 2분자의 요소가 반응하여 아래와 같은 반응을 통해 생성된다.

2NH2CONH2 → NH2CONHCONH2 + NH3  (biuret)

9. 문제 : 요소비료를 논토양에 사용하여도 논물에 의하여 쉽게 용탈되지 않는다. 그 이유에 대한 설명으로 가장 적절하다고 생각되는 것은?

① 요소는 토양입자와 복합체를 쉽게 형성하기 때문에

② 요소는 토양미생물에 의해 쉽게 고정되므로

③ 요소는 우레아제에 의해 가수분해 후 암모니아태질소로 되어 토양에 흡착

④ 요소는 가수분해 후 질산태질소로 되어 식물체에 바로 흡수

정답 : ③

해설 : 토양 중에서 요소는 아래 반응식과 같이 미생물들이 분비하는 가수분해 효소 우레아제(urease)에 의해 탄산암모늄을 거쳐 CO2와 암모니아로 분해된다. 따라서 미생물의 활성이 높은 토양에 시용된 요소는 빠르게 분해되며, 분해속도는 특히 온도와 토성의 영향을 받는다. 대개 보통 농지 토양의 경우 10°C에서 1～2주일, 30°C에서는 2～3일이면 모두 분해되고, 점토와 유기물이 많은 토양에서는 더 빠른 속도로 분해된다.

NH2CONH2 + 2H2O → (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

 

10. 문제 : 다음 중 황산암모늄(유안)의 화학식은?

① (NH4)2SO4 ② (NH3)2SO2

③ (NH2)2SO3 ④ (NH3)2SO2

정답 : ①

 

11. 엽면시비를 할 때 요소의 농도는 얼마인가?

① 0.3~0.5% ② 0.5~1.5%

③ 2% ④ 5%

정답: ①

해설 : 요소비료는 모든 작물에 엽면시비용으로 사용할 수 있으며, 살포 농도는 작물의 종류와 생육시기에 따라 차이가 있으나 대게 0.3～0.5％이며 1％를 넘지 않는 것이 좋다.

 

12. 비료에 들어 있는 음이온 가운데 토양의 산성화에 크게 영향을 끼치는 것은?

① NO3- ② H2PO4- 및 HPO42-

③ SO42- ④ HCO3-

정답: ③

해설 : 염기성의 비료나 물질과 배합하면 암모늄태질소가 암모니아가스로 되어 휘산되므로 주의해야 한다. 황산암모늄은 중성염이지만 연용하거나 많이 사용하면 토양을 산성화시키는 생리적 산성비료이며, 토양 염기류의 용탈을 촉진시키고 노후화된 논에서는 SO42-의 환원으로 황화수소(H2S)가 발생되어 벼 뿌리를 썩히고 추락현상을 일으키게 된다.

 

13. 문제 : 다음 중 석회질소의 화학식은?

① CaN2 ② CaCN3

③ CaN ④ CaCN2

정답 : ④

해설 :석회질소는 카바이드(CaC2)와 질소를 높은 온도에서 반응시켜 제조한다. 석회석(CaCO3)을 가열하여 얻은 생석회에 무연탄이나 코크스를 가하고 2000℃ 이상의 전기로에서 용융시키면 카바이드가 생성된다.

 

4. 문제 : 석회질소를 비료로 주었을 때 식물이 흡수하는 질소의 형태는?

① 암모늄태 ② 질산태

③ 아질산태 ④ 단백태

정답 : ①

해설 :토양에 시용된 석회질소는 아래 반응식과 같이 시안아미드를 거쳐 요소로 전환되어 결국 암모늄 형태로 식물에게 흡수된다.

CaCN2 + 2H2O → NH2CN + Ca(OH)2

NH2CN + H2O → CO(NH2)2

CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 → NH4+

 

15. 문제 : 다음 중 완효성 질소비료는?

① DAP ② 과석

③ 석회질소 ④ UF(Ureaform)

정답 : ④

해설 :UF는 난분해성 질소비료 중 하나이다. 난분해성 완효성 질소비료는 요소를 이용하여 합성된 것이며, 대표적인 제품으로는 UF(urea formaldehydes), IBDU(isobutylidene diurea), CDU(crotonylidene diurea), 옥사미드(oxamide), 요소트리아존(urea-triazone), 구아닐요소(guanyl urea) 등이 있다. UF는 가장 널리 사용되는 완효성 유기질소화합물이다. UF는 요소와 포름알데히드(formaldehyde)를 가열하여 제조하는데, 요소(urea), 모노메틸롤요소(monomethylol urea), 디메틸롤요소(dimethylolurea), 메틸렌요소(methylene urea) 등이 혼합되어 있다.석회질소는 카바이드(CaC2)와 질소를 높은 온도에서 반응시켜 제조한다. 석회석(CaCO3)을 가열하여 얻은 생석회에 무연탄이나 코크스를 가하고 2000℃ 이상의 전기로에서 용융시키면 카바이드가 생성된다.

 

16. 문제 : 다음 비료 종류 가운데 황산근(SO42-)이 들어 있는 종류는 어느 것인가?

① 중과인산석회 ② 과인산석회

③ 요소비료 ④ 용성인비

정답 : ②

해설 :과인산석회는 인광석 분말에 황산으로 처리하여 제조하며, 아래 반응식과 같이 불용성인 플루오르인산석회가 수용성인 인산칼슘[Ca(H2PO4)2]으로 변화되는 것이다.

3Ca3(PO4)2⋅CaF2 + 7H2SO4 + 3H2O → 3[Ca(H2PO4)2⋅2H2O] + 7CaSO4 + 2CaF2

과인산석회의 인산은 대부분 수용성이므로 비효가 빠르게 나타나며, 이에 부성분으로 들어 있는 석고는 황의 급원이 되어 호황작물에 대하여 효과를 나타난다.

 

17. 문제 : 용성인비에 포함된 인산 외에 원소는?

① N, S, Ca ② Mg, N, Si, S

③ Ca, Mg, Si ④ Ca, Mg, N, K

정답 : ③

해설 : 비교적 많은 Mg이 함유되어 용성고토인비라고도 한다. 그 외에 Si, Ca, 그리고 소량의 미량원소들이 용성인비에 함유되어 있으므로 이들의 비효도 기대할 수 있다.

 

18. 문제 : 용성인비와 암모늄태질소비료와 배합하면 어떤 변화가 일어나는가?

① 암모니아의 휘산 ② 암모니아의 흡착

③ 질산화작용 ④ 용탈작용

정답 : ①

해설 : 용성인비의 반응은 염기성이므로 암모늄태 질소비료와 배합하면 암모니아가 휘산되므로 주의해야 한다.

 

19. 문제 : 다음 중 용과린의 구성요소는?

① 용성인비와 중과인산석회 ② 요소와 인산암모늄

③ 과인산석회와 인산암모늄 ④ 용성인비와 과인산석회

정답 : ④

해설 : 용과린은 용성인비와 과인산석회를 혼합하여 입자로 만든 것. 용과린에는 과석의 수용성 인산과 용성인비의 구용성 인산이 함께 들어 있으므로 속효성과 완효성의 효과가 동시에 나타날 수 있는 인산비료이다. 용과린의 인산 함량은 구용성 17% 이상이고 이중에서 수용성이 2% 이상 함유되도록 규정되어 있으며, 마그네슘은 구용성으로 2.5% 이상 함유되어야 한다.

 

20. 문제 : 원료광물이 실바이트나 실바나이트인 비료는?

① KCl ② K2SO4

③ KNO3 ④ MgSO4

정답 : ①

칼륨광물의 종류와 조성

 

21. 문제 : 석회질비료의 시용결과로 틀린 것은?

① 토양입단의 구조개선 ② 콩과작물의 질소고정 감소

③ 미생물활성증대 ④ 토양의 산성교정

정답 : ②

해설 : 석회질비료를 사용하여 토양의 산성을 개량함으로써 Mn2+과 Al3+ 독성 경감, 미생물의 활성 증대, 구조개선을 통한 토양 물리성 향상, 콩과작물이 질소고정 증대, 저렴하게 Ca2+과 Mg2+ 공급, 양분 유효도 개선 등의 다양한 이득을 얻을 수 있다. 그리고 석회질 비료는 간척지토양의 제염에도 효과적으로 작용한다.

 

22. 문제 : 다음 중 소석회의 화학식은?

① CaO ② Ca(OH)2

③ CaCO3 ④ CaCO3·2H2O

정답 : ②

석회물질의 Ca 함량과 용해도

 

23. 문제 : 다음 중 알칼리도(산중화력)가 가장 높은 것은?

① 생석회 ② 탄산석회

③ 소석회 ④ 백운석 분말

정답 : ①

석회질비료의 산 중화 효능

 

24. 문제 : 공정규격에서 유기물이 들어있는 복합비료는 어느 것에 속하는가?

① 제4종 복합비료 ② 제3종 복합비료

③ 제2종 복합비료 ④ 제1종 복합비료

정답 : ②

해설 : 제2종 복합비료에 유기물을 배합한 것이 제3종 복합비료이다.

 

25. 문제 : 과인산석회와 탄산칼슘을 배합하면 어떤 결과가 얻어지는가?

① 수용성 인산이 증가한다. ② 구용성 인산이 줄어든다

③ 인산이 불용성으로 변한다. ④ 탄산칼슘의 산중화력이 높아진다

정답 : ③

해설 :

(2) 비료의 배합이 불리한 경우

① 암모늄태질소가 들어 있는 비료에 염기성 비료를 배합하면 암모니아가 날아간다.

(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O + 2NH3↑

② 수용성 인산이 들어있는 비료에 석회질 비료를 배합하면 인산이 불용화 된다.

Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3 → Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O

③ 요소를 콩깻묵 등 유박과 섞어서 오래 두면 요소의 가수분해로 인해 암모니아가 날아간다.

④ 질산태질소 비료에 산성 비료를 배합하면 질소는 N O5 가스로 날아간다.

2NO3- + 2H+ → N2O5↑ + H2O

⑤ 흡습성이 비교적 큰 비료(요소, 질산암모늄 등)를 배합원료로 하거나, 칼슘이 들어 있는 비료와 질산 또는 염소를 가진 비료를 섞으면 흡습성이 더욱 커진다.

Ca2+ + 2Cl- → CaCl2 (흡습성이 큼)

Ca2+ + 2NO3- → Ca(NO3)2 (흡습성이 큼)

 

26. 문제 : 비료로 사용되는 골분의 주성분은 무엇인가?

① 인산1석회 ② 인산암모늄

③ 탄산칼륨과 탄산석회 ④ 인산3석회

정답 : ④

해설 : 골분은 동물의 뼈를 그대로 또는 증기로 찐 다음 가루로 만든 것인데, 주로 인산질비료로 쓰인다. 골분의 주성분은 인산3석회[Ca3(PO4)2]이며, 인산 함량은 15～20%이고 질소 함량은 1～3%에 지나지 않는다.

 

27. 문제 : 부숙유기질 비료인 가축분퇴비를 단독으로 시용하면 다음 중 어느 성분이 가장 많이 시용한 결과가 되는가?

① Ca ② P

③ N ④ Mg

정답 : ②

해설 : 화학비료는 작물의 요구량에 맞추어 N, P, K를 대개 2:1:1 비율로 시용한다. 그러나 가축분퇴비 등 부숙유기질비료의 N, P, K 함유량 비율은 통상적으로 1:2:0.5 정도이므로, 가축분퇴비 등을 단독으로 시용하면 질소에 비해 인산을 과다하게 시용한 결과가 된다.

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■ 핵심요약정리

1.  비료는  보통비료와  부산물비료로  나눈다.  보통비료에는  질소질,  인산질, 칼륨질,  복합비료,  규산질,  석회질,  고토질  비료  등이  있으며,  부산물비료에는  부숙유기질비료(퇴비),  유기질비료,  미생물 미생물비료  등이  있다.

2.  농업인들이  많이  사용하는  비료는  1)  질소질비료:  요소,  유안,  2)  인산질비료:  용성인비,  가용성인산,  3)  칼륨질비료:  황산칼륨,  염화칼륨,  3)  석회질비료는  석회고토,  패화석,  4)  마그네슘비료:  황산고토,  5)  규산질비료:  규산질이  있다.

3.  복합비료는  제1종,  제2종,  제3종,  제4종  복합비료로  나누며,  일반적으로 사용하는  비료는  제2종  복합비료이다.  제3종복합비료는  보통비료와  유기물은  혼합한  비료이며,  제4종복합비료는  수용성으로  엽면시비,  관주용으로  사용된다.

4.  부숙유기질비료는  가축분퇴비,  퇴비  등이  주종을  이루고  있으며,  가축분과  톱밥류(팽연왕겨,  버섯배지  등  포함)를  혼합하여  2개월  이상  부숙시키며 부숙기간  중에  55℃  이상에  15일  이상  고온발효과정을  거쳐야  한다.

5.  유기질비료는  어박,  골분,  대두박,  미강박,  채종유박,  아주까리유박  등이 원료로  사용되며,  동물성  원료와  식물성  원료를  배합한  것을  혼합유기질비료,  식물성  원료만  혼합한  것을  혼합유박이라고  한다.





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