액상 암모니아는 운송이나 물류비용이 커서 지역별로 소규모의 공장에서 생산되고 있다. 액상 암모니아는 토양에 직접 시용되기도 하고 다른 액비를 만드는 재료로 이용되기도 한다. 암모니아는 10℃이상에서는 빠르게 휘발하므로 토양에 시용할 때에는 5∼10㎝깊이로 주입하여 시용한다. 10℃이상에서 액상 암모니아를 표층에 시비하려면 시용하는 즉시 토양과 혼화시켜야 한다.
비가압 질소 액비(UAN)는 미국에서 직접 시용되는 질소질 액비 중에서 비가압 질소 액비가 무수 암모니아 다음으로 널리 사용되고 있다. 1995년에 질소 액비가 9백 5십만톤 이상 사용되었는데 이는 전체 질소 소비량의 24% 정도에 해당된다. 질소 액비 사용이 급증하는 이유는 다음과 같다.
·다른 질소질 비료 특히 암모니아보다 시용할 때나 취급할 때 안전하고 쉽다.
·고형 질소질 비료보다 균일하고 정확한 시비가 가능하다.
·농약과 동시에 살포할 수 있으므로 노력과 경비를 절감할 수 있다.
·여러 종류의 관개시스템을 이용하여 시용할 수 있다.
·무수 암모니아에 비해 저렴하고 안전하게 파이프라인, 바지선, 철도를 이용하여 운송할 수 있다.
·다른 어떤 질소질 비료보다 저렴하게 저장 할 수 있다.
·질소, 인산, 가리, 황 액비를 조제하는데 매우 유용한 원료가 된다.
·과립상 질소질 비료들보다 제조원가가 싸다.
질소 액비는 보통 요소와 질산암모늄 그리고 물로 만들어지며 이런 질소 액비를 UAN이라고 한다. UAN각각의 원료들은 특이적인 염석출 온도를 가지고 있는데, 이 온도는 용액 중에 녹아 있는 염이 온도가 내려가면서 석출되기 시작하는 온도이다. 이 염석출 온도를 보면 겨울철 야외에서의 저장성을 알 수 있으며 이 액비를 포장의 어느 시기에 시용할 수 있는지 알 수 있다. 염석축 온도는 용액 중 양분의 농도에 따라 매우 달라진다.
비가압 질소 액비의 가장 좋은 점은 취급이나 시용시 매우 쉽다는 것이다. 직접 전면 또는 대상살포하는 것이 일반적이다. 질소 액비는 종종 목초나 곡물류에 직접 경엽처리하기도 한다. 목초지가 휴면상태가 아닐 때 UAN을 직접 경엽 살포하면 잎이 시들어 건조되는 증상을 일으킬 수 있다.
일시적인 잎의 건조해는 보통 최소한 일주일은 계속 되는데, 광엽 제초제와 질소 액비를 혼합하여 곡류에 경엽 살포할 때 이러한 해가 때때로 발생한다.
질산암모늄 비료는 33∼34%의 질소를 함유하고 있으며 북미지역보다는 유럽에서 널리 사용되고 있다. 1995년에 미국에서 질산암모늄은 백 7십만톤 정도가 소비되었다. 질산암모늄의 두 구성 성분인 질산과 암모늄은 작물이 바로 이용할 수 있는 화합물이기 때문에, 생육중인 작물에 질소를 경엽 살포하고자 할 때 널리 이용되는 비료이다. 질산암모늄은 몇가지 단점이 있다.
·흡습성이 매우 커서 저장이나 취급시 물리성이 변하고 덩어리가 지기 쉽기 때문에 주의가 필요하다.
·주의조치를 취하지 않으면 화재나 폭발의 위험이 크다. 석유처럼 산화력이 큰 탄소화합물과 섞이면 폭파제로 널리 쓰이는 폭발성 혼합물이 생성된다.
·요소나 암모늄 비료에 비해 배 재배에 적합하지 않다.
·암모늄 비료보다 탈질이나 용탈이 되기 쉽다.
황산암모늄의 소비량은 미국에서 사용되는 질소질 비료의 2% 밖에 되지 않는다. 황산암모늄의 가장 큰 장점은 흡습성이 낮고 화학적으로 안정한 물질이라는 점이다.
황산암모늄은 동시에 질소와 황을 공급할 수 있다. 황산암모늄은 토양에서 강한 산성반응을 일으키므로 알카리성 토양과 호산성 작물에 유리하다. 그러나 석회 시용이 필요한 산성토양에 시용하는 것은 좋지 않다. 황산암모늄은 비교적 낮은 질소 함량(21%)을 가지고 있으므로 질소 비료원으로 사용하기에는 너무 비싸나 운송비용이 싸고, 비교적 저렴한 부산물일 경우, 그리고 황이 필요한 작물에 사용할 때에는 경제적인 질소원이 될 수 있다.
인산암모늄의 인산일암모늄과 인산이암모늄은 질소원보다는 인산질 비료원으로서 더 중요하다.
염화암모늄은 보통 25%의 질소를 함유하고 있으며, 전세계 염화암모늄 생산능력 중 일본이 2/3정도의 생산능력을 가지고 있고 나머지는 인도와 중국이 가지고 있다.
염화암모늄의 대부분은 염화암모늄과 탄산나트륨이 동시에 만들어지는 dual-salt 공정에 의해 생산된다. 또 염화암모늄은 염산과 암모니아를 바로 중화시켜 만들 수도 있다. 염화암모늄은 황산암모늄보다 더 높은 질소함량을 가지고 있으며 벼에 대해서도 황산암모늄보다 좋다. 염화암모늄은 염소 요구 작물인 키위, 팜, 코코넛에 질소와 염소를 동시에 공급할 수 있는 우수한 비료원이다.
염화암모늄은 황산암모늄만큼 단위 질소당 산성 화합물이 생성되므로 산성토양에는 적합하지 않으며 특히 석회시용에 따른 비용이 더 크다면 염화암모늄의 시용을 피해야 한다. 요소나 질산암모늄에 비해 질소 함량이 낮으며, 염소함량이 높으므로 염소에 내성이 있는 작물에만 사용할 수 있다.
요소는 제조 및 취급 그리고 저장 및 운송면에서 다른 질소질 비료에 비해 매우 경제적이다. 전세계적으로 요소는 질산암묘늄 사용량의 거의 다섯배나 소비되고 있다. 미국에서 사용되고 있는 고형 질소질 비료의 대부분이 요소이며 총 질소 사용량의 16%정도된다.
과립형태의 요소는 1)질산암모늄에 비해 덩어리지거나 녹지 않으며 2)폭발이나 화재의 위험성이 적고 3)취급하거나 살포할 때 쓰이는 장비가 쉽게 부식되지 않는다. 요소는 질소함량이 높기 때문에 취급, 저장, 운송, 살포에 드는 경비를 절감할 수 있다.
- 뷰렛은 식물에 독성을 나타내기 때문에 요소 조제시 생기는 뷰렛의 함량이 높지 않도록 해야 한다. 뷰렛의 함량이 2% 정도면 괜찮지만, 감귤류, 파인애플 같은 작물에 요소를 경엽처리할 때 요소에 포함되어 있는 뷰렛에 약하므로 뷰렛 함량을 0.25% 이하로 유지하는 것이 좋다.
뷰렛이 1.5% 정도 포함되어 있는 요소로 만든 살포액은 옥수수나 콩에 경엽살포할 수 있다. 뷰렛이 많이 포함된 요소는 종자 근처에 살포하는 것을 피해야 한다.
- 요소를 토양에 처리하면 요소가수분해효소에 의해 암모늄이온으로 가수분해되고 토양산도에 따라서는 암모늄이온이 암모니아로 변하여 토양 표면으로 휘발될 수도 있다.
요소는 따뜻하고 습한 토양에서 빠르게 가수분해되어 수일 안에 요소가 거의 대부분 암모늄이온으로 가수분해된다.
요소를 가수분해시키는 요소가수분해효소는 토양에 많이 존재하는데 토양 속 수많은 세균, 곰팡이, Actionomycetes는 요소가수분해효소를 가지고 있다. 요소가수분해효소의 활력은 토양 미생물이 많고 유기물 함량이 높을수록 증가한다. 식물의 미숙 잔류물들이 있으면 요소가수분해효소가 증가한다.
요소가수분해효소의 활력은 미생물이 가장 활발하게 활동하고 식물체 뿌리로부터 축적될 수 있는 근권에서 가장 크다.
근권의 요소가수분해효소 활력은 식물체의 종류와 계절에 따라 변한다. 온도가 올라가면 37℃까지는 요소가수분해효소 활력이 증가하기는 하지만 2℃아래로 내려가도 요소가 가수분해된다. 이렇듯 저온에서도 요소가수분해효소가 기능을 하는 것은 요소가 가수분해된다.
이렇듯 저온에서도 요소가수분해효소가 기능을 하는 것은 요소가 -12℃에서 얼음을 녹일 수 있는 것과 관계가 있으며, 이로 보아 가을이나 초겨울에 살포된 요소가 봄이 되기 전에 일부 암모니아나 암모늄이온으로 변환될 수 있다.
일반적으로 토양 수분이 요소가수분해효소에 미치는 영향은 토양산도나 온도에 비해 작다. 작물에 적당한 토양 수분이 있을 때 가수분해 속도가 가장 높다. 암모니아는 요소가수분해효소 활동을 억제한다.
암모니아는 토양산도가 7이상일때 많이 존재하므로 요소를 살포한 후에 요소 입자가 떨어진 곳 근처는 토양산도가 9이상으로 높아져 일시적으로 요소가수분해효소의 활동이 약간 억제된다. 따라서 어떤 한 곳에 요소가 과다 살포되면 요소가수분해효소 활동이 억제될 수 있다.
-요소의 시용방법은 요소나 요소 함유 비료를 주의 깊게 시용하면 암모니아 휘발에 의한 손실을 줄이고 요소의 효능을 증대시킬 수 있다. 요소를 토양 표면에 살포하였을 때 요소가 씻겨서 토양 속으로 들어갔을 때나 토양 속에 처리되었을때 휘발이 줄어들어 가장 효과적이다.
토양표면에 요소를 살포할 때에는 토양이 차갑고 건조하면 좋고 살포 후 3~6일 안에 25㎜ 정도의 비가 오면 가장 좋은 비료 시용 효과를 볼 수 있다. 토양이 건조되면 암모니아가 녹아 있는 토양수분이나 수증기가 토양표면으로 확산 이동하게 되어 토양표면에서 암모니아가 휘발될 수 있다.
요소를 전면살포하여 토양과 혼화시키면 암모니아를 유지할 수 있는 토양부피가 증가하여 암모니아 손실이 최소화될 수 있다.
또한 토양 속으로 혼화되어 변환되지 않은 암모니아는 공기 중으로 확산될려면 훨씬 더 긴 거리를 확산 이동해야하므로 암모니아 휘발이 감소한다. 만약 토양이나 환경조건이 암모니아가 휘발하기 쉽다면 얕게 경운하는 것보다 깊게 경운하여 토양과 혼화하는 것이 더 좋다.
요소를 대상살포하는 것이 무수 암모니아를 살포하는 것보다 토양 변화를 더 많이 일으킨다. 요소를 대상살포하였을 때 요소는 2일정도면 2.5㎜ 확산이동 할 수 있으며 상당량의 암모늄이온은 3.8㎝정도 확산이동할 수 있다.
수분이동을 따라 살포된 요소가 확산 희석된 후 적당한 온도조건에서는 3~4일 안에 가수분해되기 시작된다.
요소를 살포하여 발생한 암모니아는 발아 유묘에 해를 주기 때문에 종자 주위에 살포할 때에는 주의하여야 하는데 종자 주위 2.5㎝보다 가까이 살포하는 것은 피해야 한다. 종자가 파종된 포장에 요소를 살포할 때에는 18∼37㎏ N/10a 수준을 초과하지 않아야 한다.
종자 근처에 살포된 요소가 발아에 미치는 영향은 토양의 유효수분에 영향을 받는다. 토양수분이 충분한 양토에 종자를 파종하고자 할 때에는 112㎏N/10a 수준으로 요소를 시용하면 작물의 발아와 출아에 영향을 미치지 않는다.
그러나 수분함량이 낮은 사양토에서는 요소를 37∼74㎏N/10a수준으로 살포하여도 때때로 발아나 수량이 감소한다. 식토나 식양토에서는 종자층 토양수분의 영향이 크지 않으므로 요소를 112㎏ N/10a 수준으로 보통 시용한다.
요약하면 요소의 효능은 요소의 작물 반응에 영향을 주는 많은 요인들의 상호 작용에 의해 결정된다. 따라서 적절한 방법으로 시용한다면 다른 질소 비료원만큼 효과적일 것이다.
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