미생물도 주위 환경에 민감하게 반응하고 먹이에 대해서도 까다롭기 때문에 실험실에서는 어떤 특정 미생물을 연구할 때 그 미생물이 제일 좋아하는 먹이가 무엇인지 연구하는데 그러한 연구를 배지 최적화 연구라고 한다. 이때 미생물은 탄소에 해당하는 먹이를 주로 에너지원으로 사용하고 질소에 해당하는 먹이는 몸체를 이루는 단백질(아미노산)과 같은 구성성분을 만들기 위해서 필요로 한다. 이렇게 사람이나 미생물이나 건강한 생활을 하기 위해서는 탄소와 질소의 비율을 적당하게 맞추어 주어야 하는데 보통 탄소와 질소의 비율이 20 : 1정도이다. 좀 더 쉽게 이야기하면 밥 20그릇에 고기 1그릇을 넣어주면 미생물은 크게 문제없이 잘 자란다는 이야기이다. 이렇게 미생물 배양시 영양원으로 맞추어 주는 탄소와 질소의 비율을 탄질율, 또는 C/N율, C/N비라고 이야기를 한다. 벼 농사를 지을 때 생볏짚을 많이 넣고 모내기를 하면 벼의 생장이 좀처럼 나아지지 않는 경우를 보게 되는데 이는 탄질율이 적당하게 맞추어지지 않았기 때문이다. 볏짚에는 탄소성분이 대략 42%가 들어있고 질소는 0.6%가 들어있는데 탄소의 양을 질소의 양으로 나누면 70이 되며(42÷0.6=70) 이것이 볏짚의 탄질율이다. 미생물이 성장하는데 적당한 탄질율은 20에서 25사이라고 알려져 있는데 70의 탄질율을 맞추다 보니 탄소가 너무 많고 질소성분은 모자라 미생물이 잘 자라지 못하게 된다. 그렇게 되면 미생물은 생볏짚을 분해하기 위해 필요한 질소를 토양 속에서 찾아 섭취하게 되어 벼가 흡수해야 할 토양속의 질소를 미생물이 다 먹어 치우게 되는 것이다. 이렇게 생볏짚을 분해하기 위하여 토양속의 가용 질소를 미생물이 분해하고 나니까 정작 벼가 흡수해야 할 질소가 부족하여 벼의 생장이 부진하게 되고 벼의 잎이 누렇게 되는 것이다. 이렇게 부숙이 되지 않은 생 볏짚을 많이 넣어주면 미생물의 유기물 분해 작용에 의해 작물 생장에도 해롭고 결국에는 농산물 생산량 저하로 이어진다. 그래서 이러한 피해를 방지하기 위하여 볏짚을 넣어주면서 동시에 질소성분이 풍부한 다른 자재를 혼용하여 주는 것이 좋다. 상대적으로 질소 성분이 풍부한 자재로는 혈분, 동물성 내장등 주로 동물의 단백질을 이용하여 만든 부산물 비료 등이 있다. 마른 닭똥에도 질소성분이 있는데 대략 3.8% 정도이며 유기질 비료로 많이 사용하는 미강에는 2.1%의 질소 성분이 들어있다. 농업부산물의 질소, 인, 칼륨의 성분을 아래의 표에 정리하였다. |
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