비료

비료(肥料, fertilizer)는 토지의 생산력을 높여 식물이 잘 자라도록 토양에 공급하는 영양 물질을 통칭하는 용어이다. 거름이라고도 하며, 토지를 기름지게 하고 초목의 생육을 촉진하는 것의 총칭이다.

정의와 역할

식물체는 생장에 필요한 탄소를 공기 중의 이산화탄소로부터, 수소와 산소를 물로부터 흡수하며, 그 밖의 원소들은 토양으로부터 무기 염류의 형태로 흡수한다. 농작물은 매년 수확으로 토양에서 양분을 빼앗기므로 이를 인위적으로 보충하지 않으면 토양의 생산력이 저하된다. 특히 질소, 인, 칼륨은 식물이 많은 양을 필요로 하면서도 토양에서 부족되기 쉬워 이를 '비료의 3요소'라고 부르며, 이에 칼슘을 더해 '비료의 4요소'라고도 한다.

비료의 3요소

• 질소(N): 잎의 생장에 주로 작용하며, 황산암모늄, 요소, 질산암모늄 등이 대표적 질소 비료이다.
• 인(P): 열매의 생장에 도움을 주며, 과인산석회와 용성 인비 등이 대표적이다. 인산 비료의 원료인 인광석은 대표적 생산국들에 편중 분포되어 있어 수입 의존도가 높은 국가도 존재한다.
• 칼륨(K): 생장 및 뿌리 발달에 기여하며, 염화칼륨(KCl)과 황산칼륨(K₂SO₄)이 대표적이다.

비료의 종류

비료는 크게 다음과 같이 구분된다.

• 자급 비료: 퇴비, 구비, 인분뇨, 나뭇재 등 농가에서 직접 생산하여 이용하는 천연 비료이다. 위생 문제와 가축 수 감소, 노동력 부족 등으로 사용이 점차 감소하는 추세이나 토양 비옥도 유지에 중요한 역할을 한다.
• 유기질 비료: 깻묵류, 어분류, 골분류 등 동식물 유래 유기물을 원료로 하는 비료이다.
• 무기질(화학) 비료: 공업적 공정을 통해 제조된 비료로, 질소 비료, 인산 비료, 칼륨 비료 등이 이에 해당한다.
• 복합 비료: 비료의 3요소 중 2종 이상을 포함하는 비료로, 현재 사용되는 비료의 70% 이상을 차지할 정도로 가장 널리 사용된다.
• 그 밖의 비료: 석회질 비료, 마그네슘 비료, 규산질 비료, 미량 요소 비료(망간질, 붕소질 비료 등)가 있다.

역사적 발전

근대 이전에는 화전 농법, 윤작(돌려짓기), 분뇨 사용 등의 방식으로 지력 회복을 꾀하였다. 1841년 독일의 화학자 리비히가 '식물의 무기 영양론'을 발표하며 질소, 인, 칼륨이 비료의 3대 요소임을 체계적으로 정립하였다. 1843년 세계 최초의 인조 비료인 과인산석회가 생산되기 시작했으며, 1909년 독일의 화학자 프리츠 하버가 공기 중 질소와 수소를 고온·고압·촉매 조건에서 암모니아로 합성하는 방법을 개발하였다. 이후 카를 보슈가 대량 생산 기술을 개발하여 1913년부터 상업적 생산이 시작되었고, 1950년 이후 이 기술이 전 세계로 보급되면서 농작물 생산량을 비약적으로 증가시켰다.

시비 방식

파종 또는 모종 심기 전에 미리 토양에 주는 비료를 밑거름 또는 기비(基肥)라고 하며, 생육 중에 추가로 공급하는 비료를 웃거름이라고 한다. 질소 비료는 일반적으로 속효성이지만, 토양에서 질소를 서서히 방출하도록 고안된 완효성 질소 비료도 개발되어 작물과 시기별 필요에 따라 선택적으로 사용되고 있다.