[탐구활동보고서] 유기질 및 화학비료와 농약 및 무농약에 따른 식물 생장의 비교 연구

문서 내 토픽

1. 화학비료

화학비료 즉, 복합비료와 유기질비료 차이가 크게 나타나지 않았다. 실험 결과 방울토마토 평균 1개, 가지 평균 1개, 고추 평균 0.75개 차이로 크게 차이나지 않는 모습을 볼 수 있다. 화학비료 속에는 식물 생장에 필요한 필수 요소인 질소, 인, 칼륨이 포함되어 있어 화학비료 사용을 통해 식물의 성장(영양 생장, 생식 생장)을 조정할 수 있고 작물의 품질을 좋게 할 수 있다. 무기질 비료에는 작물 생육에 필요한 영양분인 미량 원소와 다량 원소 등의 17가지 원소가 결핍되지 않고 공급이 되므로 정상적 생육과 수량, 품질이 우수한 농산물을 생산할 수 있다.
2. 유기질비료

유기질비료는 가축의 배변이나 과일, 낙엽 등을 장시간 썩혀서 만든 것이기 때문에 매우 친환경적이라는 장점이 있어 건강한 식품을 섭취할 수 있고 자연적으로 만드는 것이기 때문에 화학적인 용법을 쓸 필요가 거의 없다. 하지만 무기질 비료 역시 만들어지는 데 오랜 시간이 필요하며, 썩힐 때 나올 수 있는 메테인 가스가 지구 환경에 나쁜 영향을 끼치지 않는지에 대한 문제를 고려해야 한다.
3. 농약

농약을 준 식물의 열매 수는 방울토마토 평균 7.5개, 가지 평균 1.5개 고추 평균 2개씩 증가하였으며 병충해에서 안전하였다. 농약의 사용을 통해서는 병해충으로부터 작물이 손실되는 것을 최소화해줌으로써 수확량을 증가시키며 이는 인류의 영양공급 향상에 크게 이바지할 것이다. 그리고 벌레가 신선한 농작물을 갉아먹는 것을 방지하여 작물의 상품성을 높일 수 있을 것이다.
4. 무농약

농약을 주지 않는 식물의 열매 수는 방울토마토 평균 4.5개, 가지 평균 1개, 고추 평균 1개씩 증가하였으며 방울토마토에서 병충해의 피해를 입은 모습을 볼 수 있었다. 무농약 식물은 병충해로 인한 피해가 있었지만, 화학적인 농약을 사용하지 않아 건강한 식품을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
5. 하버-보슈법

하버-보슈 공정 개발의 역사적 배경으로 식량공급이 인구증가를 따라가지 못하게 되자, 전 세계가 기근으로 엄청난 피해를 입게 되었다. 1914년 세계 제 1차 대전이 일어나기 직전, 독일 화학자 프리츠 하버와 카를 보슈가 공기 중에 있는 질소로부터 암모니아를 대량으로 합성하는 이른바'하버-보슈 공정'을 개발하여 최초로 독일의 화학회사 바스프(BASF)의 오파우(Oppau) 공장에서 산업적 규모로 생산되었다.
6. 르샤틀리에 원리

평형 상태에 있을 때 외부에서 농도, 온도, 압력 등 평형의 조건을 변화시키면 반응은 그 변화를 없애는 방향으로 움직여 새로운 평형에 도달하는 것으로 하버-보슈법에 쓰인다.
7. 복합비료

복합비료에는 단일 성분인 비료를 혼합한 배합비료, 복수인 원료로서 화학반응을 거쳐 제조하여, 제조하는데, 한 입자에 각 성분을 모두 포함한 화성비료가 있다. 배합비료는 단비를, 작목 또는 토양에 따라 최적의 조성이 되도록 출하직전, 또는 시비현장에서 혼합하여 조제하는 BB비료를 많이 이용한다.
8. 퇴비

퇴비는 토양의 생산력을 유지 또는 증진시키고, 작물을 잘 생장시키기 위하여 토양 또는 식물에 투입하는 영양물질과 직접적으로는 작물의 영양물질이 되지는 않더라도 토양의 물리적 화학성 등을 개선하고 유용한 미생물들을 증진시키며, 토양 중에 식물에 이용될 수 없는 형태로 있는 양분을 이용이 가능한 형태로 바꾸어 주는 등 간접적으로 작물의 생육에 도움을 주는 물질.
9. 웃거름

웃거름은 덧거름 및 추비의 다른 용어. 작물이나 채소에서 종자를 파종하거나 모종을 정식한 후 주요 생육 시기에 따라 시용하는 비료.
10. 농약

농약은 농작물의 재배·저장 중 발생하는 병·해충·잡초를 방제하는 데 사용하는 화학농약 및 생물농약, 농작물의 생리기능을 증진·억제하는 데 사용되는 생장조정제, 약효를 증진하는 보조제 등의 총칭.

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1. 화학비료

화학비료는 작물 생산량을 높이고 농업 생산성을 향상시키는 데 큰 역할을 해왔습니다. 하지만 화학비료의 과도한 사용은 토양 오염, 수질 오염, 생태계 파괴 등 다양한 환경 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 화학비료의 사용을 최소화하고 유기질 비료와 같은 친환경적인 대안을 적극적으로 활용할 필요가 있습니다. 이를 통해 지속가능한 농업 생산 체계를 구축할 수 있을 것입니다.
2. 유기질비료

유기질 비료는 화학비료에 비해 토양 생태계에 미치는 영향이 적고 지속가능한 농업 생산에 기여할 수 있습니다. 유기질 비료는 토양의 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 개선하여 작물 생육을 돕고 토양 유기물 함량을 높일 수 있습니다. 또한 화학비료에 비해 환경 부하가 적어 지속가능한 농업 실현에 도움이 될 것입니다. 다만 유기질 비료의 생산과 공급 체계 구축, 사용 방법 등에 대한 연구와 지원이 필요할 것으로 보입니다.
3. 농약

농약은 작물 생산량 증대와 병해충 방제에 큰 기여를 해왔지만, 동시에 환경오염, 생태계 파괴, 인체 건강 위험 등의 부작용도 초래해왔습니다. 따라서 농약 사용을 최소화하고 친환경 방제 기술을 적극 도입할 필요가 있습니다. 예를 들어 천적 활용, 작물 다양성 증진, 생물학적 방제 등의 방법을 통해 농약 의존도를 낮출 수 있습니다. 또한 농약 사용에 대한 엄격한 규제와 관리 체계 구축이 필요할 것으로 보입니다.
4. 무농약

무농약 농산물은 화학 농약 사용을 배제하고 친환경적인 방법으로 생산되기 때문에 소비자들의 관심이 높아지고 있습니다. 무농약 농산물은 화학 농약 잔류물이 없어 건강에 더 안전하고 환경에 미치는 부작용도 적습니다. 하지만 무농약 농업은 생산성이 낮고 병해충 관리가 어려워 농가의 수익성이 낮은 편입니다. 따라서 무농약 농업의 생산성 향상과 경제성 제고를 위한 정부의 지원과 기술 개발이 필요할 것으로 보입니다.
5. 하버-보슈법

하버-보슈법은 화학 비료 생산 기술의 혁신으로, 이를 통해 농업 생산성이 크게 향상되었습니다. 하지만 이 과정에서 화학 비료의 과도한 사용으로 인한 환경 문제가 발생했습니다. 따라서 하버-보슈법의 장점을 살리면서도 환경 영향을 최소화할 수 있는 방향으로 기술 발전이 필요합니다. 예를 들어 화학 비료의 사용을 줄이고 유기질 비료와의 병행 사용, 비료 생산 과정의 에너지 효율화 등의 노력이 요구됩니다.
6. 르샤틀리에 원리

르샤틀리에 원리는 화학 반응 평형 상태에 영향을 미치는 요인들을 설명하는 중요한 화학 원리입니다. 이 원리는 화학 공정 최적화, 화학 반응 제어, 화학 평형 예측 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 특히 화학 비료 생산 공정에서 이 원리를 적용하여 효율적인 생산 공정을 설계할 수 있습니다. 또한 이 원리는 환경 문제 해결을 위한 화학 기술 개발에도 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
7. 복합비료

복합비료는 작물 생육에 필요한 여러 가지 영양분을 한 번에 공급할 수 있어 편리하고 효율적입니다. 또한 화학비료와 유기질비료를 혼합하여 만든 복합비료는 토양 개선 효과와 작물 생산성 향상을 동시에 달성할 수 있습니다. 다만 복합비료의 성분 배합과 사용량 조절이 중요하며, 환경 영향을 최소화하기 위한 노력이 필요할 것으로 보입니다. 예를 들어 유기질 성분의 비율을 높이거나 천연 광물질 등을 활용하는 등의 방법을 고려해볼 수 있습니다.
8. 퇴비

퇴비는 유기물을 발효시켜 만든 토양 개량제로, 토양의 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 개선하여 작물 생육을 돕습니다. 퇴비 사용은 화학비료 사용을 줄이고 토양 유기물 함량을 높여 지속가능한 농업 실현에 기여할 수 있습니다. 다만 퇴비 제조 및 관리 기술, 퇴비의 품질 관리, 퇴비 공급 체계 등에 대한 연구와 지원이 필요할 것으로 보입니다. 또한 퇴비 사용에 따른 온실가스 배출 등 환경 영향에 대한 고려도 필요할 것 같습니다.
9. 웃거름

웃거름은 작물 생육 중기 또는 후기에 추가로 공급하는 비료로, 작물의 생육 단계에 맞춰 필요한 영양분을 공급할 수 있습니다. 웃거름 사용은 작물 수량 및 품질 향상에 기여할 수 있지만, 과다 사용 시 환경 오염 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 작물의 생육 단계와 토양 상태를 고려하여 적정량의 웃거름을 공급하는 것이 중요합니다. 또한 유기질 비료나 천연 광물질 등 친환경적인 웃거름 자재 개발과 보급이 필요할 것으로 보입니다.
10. 농약

농약은 작물 생산량 증대와 병해충 방제에 큰 기여를 해왔지만, 동시에 환경오염, 생태계 파괴, 인체 건강 위험 등의 부작용도 초래해왔습니다. 따라서 농약 사용을 최소화하고 친환경 방제 기술을 적극 도입할 필요가 있습니다. 예를 들어 천적 활용, 작물 다양성 증진, 생물학적 방제 등의 방법을 통해 농약 의존도를 낮출 수 있습니다. 또한 농약 사용에 대한 엄격한 규제와 관리 체계 구축이 필요할 것으로 보입니다.