엽면시비의 메카니즘

엽면시비의 실제

by 석천선생 2019. 9. 24. 13:31

현재까지 밝혀진 엽면흡수는 첫째 기공을 통한 확산, 둘째 잎의 표피세포에 발달한 미세통로를 통한 투과, 셋째 표피세포층의 전기적 인력 등의 복합된 작용이라고 알려져 있다.

여기서 엽면 즉 잎의 표피세포 바깥쪽은 불투과성이라고 생각되는 큐티클층(cuticula)으로 형성되어 있다. 그런데 중요한 문제는 엽면에서 물질이 흡수된다고 예상할 때 큐티클층에서 물질의 투과가 가능한가 하는 점이다.

잎의 기공수는 표면보다 뒷면이 많이 분포되어 있기 때문에 엽면흡수는 뒷면에서 빠르게 진행된다. 이 사실로 볼 때 엽면흡수는 기공을 통해서 이뤄진다고 볼 수 있다.

그렇지만 기공이 전혀 없는 잎의 표면에서도 흡수는 가능하다.

이는 기체로 가득차 있는 기공의 내측 호흡공에 엽면살포된 수용액이 잎의 표면장력 때문에 들어가는 것으로 밝혀졌다. 그런데 호흡공에 접해 있는 세포의 표면은 내부가 큐티클층으로 덮혀져 있으므로 결국 큐티클층에서 물질투과가 문제된다.

큐티클층은 균일하고 연속적인 큐틴(cutin)이라는 물질로 구성되어 있는데 모두 구멍이 없는 막으로 이루어져 있음이 광학 또는 전자현미경으로 확인되었다.

큐틴의 화학구조는 표면에 수산기(-OH)를 가지는 지방산의 중합물로 구성되어 있다. 이 중합물의 분자간 공극은 물분자와 같은 크기의 물질을 통과시킬 수 있다.

그러므로 이 공극이 수산기와 카르복실기(-COOH)와 같은 친수성기(親水性基)가 있기 때문에 물과 용질의 투과가 가능하다고 생각된다.

또한 큐티클층은 음전기를 띠고 있어 양이온의 흡수를 촉진시킨다. 큐티클층은 1차 및 2차세포벽을 거쳐서 표피세포의 원형질막에 도달하게 된다.

큐티클층을 투과한 물질은 세포벽에 침투하는데 이는 뿌리에서 흡수하는 현상과 같다고 볼 수 있다.

이상은 엽면 전체에 균일하게 분포한 큐티클층에서의 물질투과경로를 가정한 것이지만 세포의 원형체와 외계를 직접 연결하는 미세한 통로의 발견으로 새로운 견해가 제기되었다.

즉 엑토데스마타(Ectodesmata)라고 하는 이 미세통로는 원형질내부로 연결된 것은 아니고 단지 섬유간 공극이라고 생각된다.

방사성물질의 용액을 표피세포에 살포해 보면 엑토데스마타가 보이는 부분에 많은 점들이 보이고 있다. 이 점들은 방사성물질을 함유한 물을 사용해 증산작용을 방사선사진으로 추적하면 공변세포위에 나타나는 엑토데스마타의 분포와 거의 일치함을 보이고 있다.

이러한 결과로 볼 때 엽면흡수 통로는 엑토데스마타가 유력시되고 있다. 이 미세한 통로 구조는 표피세포사이의 두꺼운 층 즉 공변세포, 섬모와 섬모주위의 밑부분, 잎맥의 상하에 있는 표피세포에 다수 분포하고 있다.

또한 분리한 큐티클층에 방사선 동위원소를 이용하여 물질투과를 실험한 결과 확산에 의하여 진행된다는 사실이 밝혀졌다. 즉 무기이온과 유기화합물의 투과속도는 농도에 비례하고 온도의 상승과 친유성(親油性)의 증가에 의하여 빨라진다.

특별히 두꺼운 경우를 제외하고는 큐티클층의 두께나 납질(wax)의 집적등은 큰 여향을 주지 않는다.

큐티클층에서의 투과속도는 방향에 따라 다르다. 물, 무기이온 및 유기화합물의 투과는 안쪽 즉 원형질로 향한 쪽이 반대방향에 비하여 훨씬 빠르다.

이러한 특성은 반투성막에서는 볼 수 없는 현상이다. 요소는 농도와 관계없이 이온보다 10∼20배 정도 빨리 투과되며 구기이온을 요소와 함께 시용하면 이들 이온의 투과도 촉진된다.

큐티클층을 투과한 물질은 결국 원형질막에 도달하게 된다. 원형질막을 통과해서 세포내부에 흡수되는 과정은 에너지를 필요로 하는 적극적 흡수이다.

한편 표피세포내에 흡수된 물질은 체내의 다른 부분으로도 이동되는데 이때는 주로 체관부를 통해서 이동된다.

출처 : http://www.vegetables.kr/

엽면시비의 효율

대체로 엽면시비의 효과가 토양시비보다 좋다.

흡수속도

빠른 : N, K, Ca, Mg (2일 이내에 전부 흡수)
느린 : P, S, Zn, Mn, Fe, Mo(Fe 외에는 대체로 1주일내에 흡수)

엽면시비 흡수율 by Nutrient Technologies Tech-Flo ⓡ Flowable Foliar Nutrients.

양분종류	엽면시비양(kg)	토양에 줄 경우(kg)	엽면시비 흡수율(Time for 50%)
N	1	10 ∼ 15	0.5 ∼ 2 시간(as urea)
P	1	20	5 ∼ 10 일
K	1	27	10 ∼ 24 시간
Ca	1	35 ∼ 40	10 ∼ 24 시간
Mg	1	28	10 ∼ 24 시간
S	1	5 ∼ 7	5 ∼ 10 일
Zn	1	12	1 ∼ 2 일
Mn	1	20 ∼ 25	1 ∼ 2 일
Fe	1	25 ∼ 100	10 ∼ 20 일
Cu	1	35 ∼ 38
B	1	30
Mo			10 ∼ 20 일
Cl			1 ∼ 4 일
	Carl Spiva, A&L Lab. Modesto, California		S.W.Wittwer Michigan State Univ.

효과적인 엽면시비 방법

양액의 농도를 최대한 묽게 -> 염류의 피해를 예방, 흡수효과를 증대시켜야 한다.
특히 무기염류 즉 KCl의 경우 양액의 농도가 진하면 잎의 가장자리가 탄다.
양액의 pH는 중성(5.5 ∼ 8.5)에 가깝게 하며, 약산이나 약염기(식초나 소다)로 pH 조절.
잎의 뒷면에 시비 -> 기공의 위치에 따라
엽면시비의 최적 온도는 22℃로 주위의 온도가 27℃ 이하여야 한다.
온도가 높으면 식물체는 수분증발을 막기 위하여 기공이 폐쇄되어 주로 저녁(오후 5시 이후)이나 이른 새벽(7 ∼ 10시), 바람이 가장 약할 때가 좋다.
엽면시비 시 노즐은 물방울이 최대한 작게 안개처럼(노즐압력조절)하고 식물체에 고르게 분포하도록 한다.
기상은 습할 때 양분흡수 증가한다. -> 건조하면 식물이 흡수하기 전에 증발 할 수 있다.
잎의 이슬은 엽면시비효과를 증대시킨다.
엽면시비용 물질의 상호작용을 주의 깊게 관찰(노즐 막힘) 양액제조용 물은 되도록 깨끗해야 노즐의 막힘을 방지하고, 오염된 물은 병 발생을 유도할 수 있으며, 수돗물에 들어있는 Cl은 유용, 유해 미생물 모두 죽이기 때문에 1일 정도 통에다 방치한 후 사용하는 것이 좋다.
계면활성제를 이용 -> 잎의 표면 장력을 줄여 -> 엽면시비물질이 식물체잎에 넓고 고르게 분포하도록 -> 시비물질의 흡수를 증가(Bukovac 등, 2002) 정전기적 스프레이어(Electrostatic sprayer)를 사용 -> 엽면시비물질이 잎에 쉽게 부착되도록 초음파 발생기(Sonic Bloom)를 이용 -> 엽면시비물질의 흡수를 증대시키기도 한다.