다량 요소와 그들의 역할-길항작용

 

 

우리가 농사하며 작물을 키울 때보다 중요한 것은 ‘어떤 작물에 어떠한 성분의 비료를 얼마만큼 주어야 되는가?’이다. 그러기 위해서는 작물이 정상적으로 건강하게 생육하는 데 필요한 양식인 여러 가지 비료 성분들을 알아야 한다.

작물은 유기물로서 그 성분이 산소, 탄소, 수소로 되어 있으며 이들이 작물체 전체의 96%를 이룬다. 산소는 탄산가스로부터, 탄소는 광합성에 의한 탄산가스로부터, 수소는 물로부터 만들어지는 유기물의 축적이다. 그러므로 작물체의 구성 성분의 약 96%가 공기와 물과 태양 광선으로부터 얻게 되고 나머지 4%가 비료로 받아들여진 것이다.

 

실제로 유기 농법에서 각종 유기질 비료를 사용할 때는 작물의 종류와 그 작물의 생육 단계나, 토양의 상태, 기상 조건 등 여러 가지 여건을 고려하고 있다.
작물에 비료를 어떻게 흡수시킬 것인가, 어떤 비료를 언제 어떻게 이용할 것인가를 생각할 때 꼭 기억해야 할 사항은 작물도 생물이라는 점이다. 생물은 생물체의 상태가 좋지 않으면 양분을 흡수하지 못한다. 결국 중요한 것은 생물체의 상태를 좋게 하여 양분의 흡수나 광합성 작용, 호흡이 충분히 되도록 좋은 환경을 만들어 주는 것이다.

동물은 모든 에너지원을 외부로부터 섭취하지만 식물은 내부에서 빛 에너지를 사용하여 탄산가스와 물을 원료로 탄수화물을 합성한다. 이 대기 중의 탄소가 식물과 일부의 미생물에 의하여 탄수화물로 고정되는 작용을 탄소 동화 작용 또는 광합성이라고 한다.
그리고 식물 성장을 위한 대부분의 중요한 영양소는 토양 속에서 화학적인 요소에 의하여 생성된다. 이러한 영양소는 다량 요소(질소, 인산, 칼리, 마그네슘, 칼슘, 유황)와 미량 요소(지극히 작은 양이기는 하지만 없어서는 안 될 필수 원소)로 분류할 수 있다.
산소와 탄소와 수소는 다음에 명시된 바와 같이 많은 양이 필요된다.
다른 요소에 비하면 보다 적은 양일지라도 상호간에 특수한 비율을 요구하고 있다. 어느 한쪽에 영양소를 너무 많이 투여했을 때 다른 한쪽이 흡수할 수 없게 된다.
예를 들면 칼리질 성분 과용은 토양 중의 마그네슘 흡수를 저지시키는 요인이 되며 결국 마그네슘 결핍 현상을 일으키게 된다.

 

미량 요소와 그들의 역할

 

식물 생육에 필요되는 양은 지극히 적지만 또 한편 없어서는 안 되는 영양소들이다. 주로 중요한 미량 요소들은 철, 아연, 동, 망간, 붕소, 그리고 모리브텐의 여섯 종류를 들 수 있다.
유기 농법에서는 이 모든 요소들이 우리가 사용하는 잘 발효된 유기질 퇴비나 다른 유기질 물질에 들어 있기 때문에 미량 요소 결핍 현상이 일어나는 것은 드문 일이다. 그러나 토양에 강알칼리성 물질을 사용했거나 석회질 토양에 식물을 재배하였을 경우 미량 요소 중 철분과 망간, 붕소의 결핍 현상으로서 식물의 잎과 잎맥 사이가 황색으로 변하는 증상이 일어나게 되는 문제가 발생하게 된다. 그러므로 이러한 미량 요소 결핍을 미연에 예방할 수 있는 최선의 방법은 적정량의 발효된 유기질 물질을 지속적으로 토양에 사용하는 길뿐이다. 그리고 혹 미량 요소 결핍 현상이 발생하였을 경우에는 그 토양에 해초 유기질 비료나 액비를 사용하면 치료될 수 있다.  

 

① 질소 (N) :

질소는 작물에 가장 중요한 유기성분으로서 녹색식물의 엽록소 단백질 및

각종 분열조직과 종자의 중요한 구성요소이다. 따라서 根瘤菌(근류균)을

갖는 콩과식물 이외의 작물에서는 비료로서 대량을 필요로 하게된다.

  ￭ 결핍증상 : 작물의 잎이 담록화 ～ 황화되며 잎이 작아지고 작물전체의

                    생장 및 발육이  저해됨. 또한 뿌리의 발육을 빈약하게 하며

                    종실의 성숙이 빨라지고 수량이 적어지게 됨.

  ￭ 과잉증상 : 세포막이 얇아지고 연해짐 ⇒ 결과적으로 식물이 가뭄이나

                    저온, 기계적 상해 및 병충해에 대한 저항력이 약해짐.

☞ 일반적으로 다량의 질소는 C/N率(율)을 저하시켜 개화를 지연시키거나

                     하며 그 정도는 다음과 같이 작물에 따라 다르다.

Nitronegative crops (질소음성작물)	질소가 많을수록 개화 지연	비, 밀, 알팔파, 레드클로버 등
Nitropositive crops (질소양성작물)	질소가 많을수록 개화 촉진	옥수수, 수수, 담배 등
Nitroneutral crops (질소중성작물)	질소공급에 영향 없음	메밀, 대마, 콩, 완두, 채두 등

 

② 인(P) :

인은 식물의 세포핵 분열조직 및 포스폴리라제(Phosphorylase)와 같은

식물의 생리상 중요한 요소의 구성요소이며 호흡작용, 광합성, 전분과

당분의 합성-분해, 질소 동화 등에도 관여하며 이런 조직과 종자에

많이 함유되어있다. 인은 또  뿌리의 발육을 촉진한다.

  ￭ 결핍증상 : 뿌리의 성장 정지. 작물의 암녹색化. 심하게 결핍될 경우

                    식물이 적색을 띄게되며 잎이 생장이 부진하고 아랫잎 부터

                    말라 떨어지게 될 수도 있음. 과실류는 조직이 괴사하며

                    산미(酸味)가 강하고 당도가 적은 불량과가 됨.

  ￭ 과잉증상 : 때로는 조직 내에 인산철을 형성하여 철의 생리작용을 방해

                    하기도 함.

☞ 인산은 토양 중에서 이동이 적고 용탈(溶脫)도 적기 때문에 기비(基肥)로

                    시용(施用)하는 것이 좋다.

③ 칼륨(K)

칼륨은 질소 인산과는 달리 작물의 단백질, 엽록소, 지방, 탄수화물 등과

같은 유기물의 구성요소는 아니다. 그러나 칼륨은 작물 체내에 많이 함유

되어 있고 주로 단백질-탄수화물의  형성, 광합성  작용, 세포내의  수분

공급 및  증산에  의한  수분  상실을  억제하는  역할을 하며, 여러  가지

산소작용의 활성제(activator)로서 작용한다.

  ￭ 결핍증상 : 잎에 갈색반점이 생김 ⇒ 그 증상이 심해지면 잎의 조직이

              말라죽음. 결과적으로 식물체가 연약해지고 아랫잎 부터 말라

              떨어짐. 또한 뿌리의 신장이 나쁘고 뿌리썩음병이 일어나기

              쉬우며 과실의 비대가 쇠하여지고 맛, 외관 모두 나빠짐.

  ￭ 과잉증상 : Ca과 Mg의 흡수가 저해되어 결핍증을 나타냄.

④ 칼슘 (Ca) - 석회 :

칼슘은 세포막의 구성요소이고 잎이 많이 존재하며 체내에서 이동하기는

어렵다. 단백질의 합성, 物質轉流(물질전류)에 관여하며 질소(NO₃)의 흡수

및 이용을 돕는다. 체내의 유해한 유기산을 중화하고 알루미늄의 과잉흡수

를 억제하며 그 독성을 줄여준다. 분열조직의 생장, 뿌리 끝의 발육과 작용

에 불가결한 성분이다.

  ￭ 결핍증상 : 뿌리나 눈(芽)의 생장점이 붉은 색으로 화하여 죽게되며

    뿌리의 표피에 콜크층이 생기고 뿌리가 짧고 굵어짐.

    과수류, 과채류의 당도저하 및 과실불량.

  ￭ 과잉증상 : 토양 중에 석회가 과다하면 마그네슘, 철, 아연, 코발트,

     붕소 등의 흡수가 심히 방해되어 결핍증을 나타냄.

☞ 현재 산성화된 토양의 중화제로 석회가 대부분 사용되고 있으나 석회는

    수분과 결합하여 응고가 되기 때문에 토양의 배수와 통기를 저해한다. 

    이러한 단점 때문에 일제 칼슘제를 도입 사용하기도 한다.

⑤ 마그네슘(Mg) - 고토 :

마그네슘(苦土)은 엽록소의 구성원소이며 잎에 많고 체내이동이 용이하다.

광합성 작용과 인산 대사에 관여하는 효소의 활성을 높이고 종자내의

지방질의 집적을 돕는다.

  ￭ 결핍증상 : 黃白化現象(chlorosis)이 일어나고, 줄기나 뿌리의 생장점

     의 발육이 저해됨. 산성토양이나 또는 석회를 과다하게 施用(시용)했을

     때에 결핍증장이 잘 나타남.

  ￭ 과잉증상 : 아직 밝혀지지 않음

⑥ 철(Fe)

철은 호흡효소의 구성성분이며, 엽록소의 형성에 관계한다.

  ￭ 결핍증상 : 어린잎부터 황백화하며 葉脈(엽맥)사이가 퇴색함. Ni, Cu,

     Co, Cr, Mo, Mn, Ca등의 과잉은 철의 흡수이동을 방해하여 결핍상태

     를 일으킴.

  ￭ 과잉증상 : 망간결핍증과 인산결핍증이 발생.

⑦ 망간 (Mn):

망간은 각종 효소의 활성을 높이고 동화물질의 합성분해, 호흡작용, 광합성

등에 관여한다.

  ￭ 결핍증상 : 체내 이동이 잘 안되므로 결핍증은 새잎부터 나타나는데

    새잎이 황색으로 되며 잎이 소형이 됨.

    포도의 경우 과실의 착색장애 발생.

    토양이 강한 알칼리성이 되거나, 과습하거나, 철분이 과다할 때 결핍

    상태가 생김.

  ￭ 과잉증상 : 잎선단에 갈색 ～ 자색의 소반점이 생기며 이 증상은 늙은

     잎에 나타나기 쉬움. 철 결핍증상이 나타나는 수도 있음. 사과의 경우

     에는 적진병 발생.

⑧ 붕소(B):

붕소는 촉매 또는 반응조절물질로 작용하며, 석회결핍의 영향을 줄여준다.

  ￭ 결핍증상 : 분열조직이 갑자기 壞死(괴사, necrosis)하는 것이 특징임.

    사탕무의 속썩음병, 순무우의 갈색 속썩음병, 사과의 縮果丙(축과병)

    가 新硝枯死現象(신초고사현상), 포도의 果肉黑變現象(과육흑변현상)

    등은 붕소 결핍이 원인. 또한 붕소가 결핍되면 수정 및 결실이 나빠져서

    포도의 花振現象(화진현상)을 일으키고 질소 고정이 저해됨.

    과수류, 과채류의 과실불량.

    잎의 황화고사.  석회의  과잉,  토양의  지나친  산성화가  붕소결핍을

    일으키기 쉬움.

 

⑨ 유황(S):

  ￭ 결핍증상 : 결핍되면 전체적으로 생장이 나쁘고 질소결핍과 비슷.

  ￭ 과잉증상 : 토양을 산성화시키며 벼의 뿌리 썩음을 일으킴.

⑩규산 :

  ￭ 결핍증상 : 경엽이 연약해지고 벼의 임실을 나쁘게 함.

  ￭ 과잉증상 : 없음. 과잉증상이 없는 유일한 비료성분.

⑪아연 (Zn) :

  ￭ 결핍증상 : 엽맥간이 황색이 되고 줄 모양으로 분명해진다. 황화는

     부터 시작하여 차차 중간 잎으로 미친다. 잎이 소형화함.

  ￭ 과잉증상 : 갈색의 반점이 생김.

⑫구리 (Cu) :

  ￭ 결핍증상 : 새잎의 선단부터 황백화하고 시듦.

  ￭ 과잉증상 : 뿌리의 신장이 멎음.

⑬몰리브덴 (Mo):

  ￭ 결핍증상 : 광엽인 것은 엽연이 안쪽으로 감아 컵모양이 됨. 세엽작물

    는 잎이 꼬임. 늙은 잎부터 증상이 나타남.

⑭염소 (Cl) :

  ￭ 결핍증상 : 신아(새눈, 새싹)가 황화. 결핍하면 전분이 섬유가 되므로

    류는 품질이 나빠짐.

 

길 항 작 용	성 분 명	상 조 작 용
질소. 철. 가리. 아연. 동	인산(P2O5)	마그네슘. 규소
칼슘. 마그네슘	가리(K2O)	붕소. 철. 망간
질소. 마그네슘. 철. 아연.망간	칼슘(CaO)	인산. 규소
질소.가리. 칼슘	마그네슘(Mg)	인산. 규소
질소.  가리. 칼슘	붕소(B)
칼슘. 인산. 망간. 아연. 동	철 (Fe)	가리
칼슘. 인산. 질소. 가리. 망간	아연 (Zn)
철. 망간. 동. 마그네슘	모리브텐(Mo)	인산. 가리
칼슘. 질소. 철. 인산	동 (Cu)	가리. 망간. 아연