36. 토양 필수원소의 생리작용과 무기성분의 과잉해

- 토양 필수원소의 생리작용과 무기성분의 과잉해

 

- 토양 중의 무기성분은 다음과 같다(2).

 

- 필수원소의 생리작용(2)

11. 아연

아연(Zn)은 촉매 또는 반응조절 물질로 작용하며, 단백질과 탄수화물의 대사에 관여하고, 엽록소의 형성에도 관여한다. 결핍하면 황백화(잎이 황백색으로 변하는 현상. 엽록소의 구성 성분인 질소, 마그네슘 따위가 결핍되거나 엽록소 생합성에 필요한 철과 망간이 결핍되어 나타난다), 괴사, 조기 낙엽 등을 초래하며, 감귤류에서는 잎무늬병, 소엽병, 결실불량 등을 초래한다.

 

12. 구리

구리(Cu)는 구리단백으로서 효소작용을 하며, 광합성·호흡작용 등에 관여하고, 엽록소의 생성을 촉진한다. 결핍하면 황백화·괴사·조기 낙엽 등을 초래하고, 단백질의 생성이 억제된다. 과잉하면 뿌리의 신장이 나빠진다.

 

13. 몰리브덴

몰리브덴(Mo)은 질산환원효소의 구성성분이며, 질소대사에 필요하고, 콩과작물 뿌리혹박테리아의 질소고정에도 필요하다. 콩과작물에 그 함량이 많으며, 결핍하면 황백화하고, 모자이크병(바이러스에 의하여 생기는 식물의 병. 잎이나 줄기에서 노란 모자이크 모양의 병의 징후를 볼 수 있는데 심하면 식물 전체가 말라 죽는다. 담배, 채소, 과실 나무 따위에서 널리 발생한다)과 비슷한 증세가 나타난다.

 

14. 염소

염소(Cl)는 광합성에서 산소 발생을 수반하는 광화학반응에 망간과 더불어 촉매적으로 작용한다. 결핍하면 어린잎이 황백화하고, 전 식물체가 위조된다. 토마토의 염소 결핍증은 염소의 첨가로 회복되고, 사탕무에서 염소가 결핍되면 황백화현상이 나타난다. 염소시용이 섬유작물에서는 유효하지만, 전분작물(전분을 얻기 위해 가꾸는 농작물)·담배 등에서는 불리하다.

 

15. 규소

규소(Si)는 필수원소는 아니지만, 화곡류(씨를 맺는 볏과 식물을 통틀어 이르는 말)에는 그 함량이 극히 많다. 표피조직의 세포막에 침전해서 규질화(규소가 쌓이는 현상)를 이루어 병에 대한 저항성을 높이고, 잎을 꼿꼿하게 세워 수광태세(엽 면적 속으로 빛이 얼마만큼 많이 고루 투과하는지를 나타내는 식물체의 군락 구조 상태)를 좋게 하며, 증산을 경감하여 한해(가뭄으로 인하여 입은 재해)를 줄이는 효과가 있다. 규소는 줄기나 잎에 있는 인과 칼슘이 곡실로 원활하게 이전되도록 하고, 망간의 엽내 분포를 균일하게 하는 역할을 한다.

 

16. 코발트

콩과작물의 뿌리혹에는 비타민 B12 가 많은데, 코발트(Co)는 비타민 B12 를 구성하는 금속성분이다. 코발트 결핍 토양의 목초를 가축에게 먹이면 코발트 결핍증상이 나타나므로, 미국에서는 결핍 초지에 코발트를 살포하는 일이 있다.

 

17. 나트륨

나트륨(Na)은 필수원소는 아니지만, 셀러리·사탕무·순무·목화·근대·양배추 등에서는 시용효과가 인정되고 있다. 나트륨은 기능 면에서 칼륨과 배타적 관계이지만, 제한적으로 칼륨의 기능을 대신할 수 있으며, C4 식물(이산화탄소가 부족한 환경에서도 광합성의 암반응을 계속할 수 있는 식물)에서 요구도가 높다.

 

- 무기성분의 과잉해

작물의 생육에 필요한 무기성분이라도 토양 중에 과다하면 피해가 나타난다. 농경지 토양에 유해한 각종 중금속이 과잉 축적되어 직접 또는 간접적으로 다른 성분의 흡수이동을 방해하여 농작물의 생육을 해치는 데까지 이르는 경우를 농경지의 ‘토양오염’이라고 한다. 해로운 중금속의 주된 배출원은 광산, 제련소, 각종 공장, 각종 소각장, 자동차 등에서 나오는 각종 폐수나 배기가스이다. 농경지 토양오염 방지대책으로서 오염물질에 따른 우려기준과 대책 기준을 정하여 관리한다.

 

1. 구리

뿌리의 신장을 저해하고, 철의 결핍증과 비슷한 황화현상(빛이 부족하여 식물의 세포가 엽록소를 형성하지 못하는 현상. 어두운 곳에서 싹을 트게 하거나 자라게 하면, 빛이 필요하지 않는 카로티노이드만 형성되어 녹색식물이 누렇게 변하며 마디와 마디 사이가 길어진다)을 일으킨다.

 

2. 알루미늄

뿌리의 신장을 저해하며, 맥류의 잎에서는 엽맥 사이의 황화를 일으키고, 토마토·당근 등에서는 지상부에 인산 결핍증과 비슷한 증세를 나타낸다. 그리고 칼슘·마그네슘·질산의 흡수와 인의 체내 이동을 저해한다.

 

3. 망간

뿌리가 갈색으로 변하며, 줄기·잎에 갈색의 반점이나 무늬가 생기고, 잎의 황백화와 만곡(활 모양으로 굽음)도 발생한다. 사과의 적진병(무기 양분인 망간의 과잉 흡수로 과수의 줄기에 나타나는 생리 장해의 하나. 신초에 작은 돌기가 생겨 차차 부풀어 발진상으로 되며 수령이 진전됨에 따라 수피가 윤문상으로 찢어지거나 함몰이 생긴다)은 망간 과다가 원인이라고 한다.

 

4. 아연

잎이 황백화하며, 콩과작물에서는 잎줄기나 잎의 뒷면이 자갈색으로 변한다.

 

5. 몰리브덴

토마토·감자에서는 황색 또는 청색의 무늬가 나타나고, 삼에서는 황백화현상이 나타난다.

 

6. 2가 철

2가 철(Fe2+)의 과잉증상으로는 벼의 잎에 갈색의 반점이나 무늬가 나타나고, 이것이 점차 확대되어 끝에서부터 흑변·고사한다.

 

7. 니켈

니켈(Ni)이 과잉 축적되면 잎에 철 결핍과 유사한 황백화를 초래하고, 귀리에서는 녹백색의 줄무늬도 생긴다. 뿌리의 신장이 저해된다.

 

8. 카드뮴

카드뮴(Cd)이 과잉 축적되면 잎에 현저한 황백화가 나타나고, 뿌리의 신장이 저해된다. 흡수한 식물로 오염 식품이나 오염 사료를 만들 우려가 있다.

 

9. 수은

수은(Hg)이 과잉 축적되면 벼 뿌리의 신장이 현저하게 저해되며, 지상부에서는 과잉해가 잘 나타나지 않는다.

 

10. 기타

리튬(Li)·베릴륨(Be)·티탄(Ti)·크롬(Cr)·게르마늄(Ge)·납(Pb)·비소(As)·셀렌(Se) 등도 잎의 황백화 등 다양한 과잉증상이 알려져 있다.

 

일반적으로 중금속류는 토양 중에서 이동성이 적고, 침투수를 따라 쉽게 용탈(토양 속을 유동하는 물이 토양의 가용성 성분을 용해하여 운반ㆍ제거하는 일. 또는 그런 현상. 토양의 구성 요소나 사용한 비료 성분 따위가 물의 하강 운동에 의해 하층으로 이동하는 것이 한 예이다)되지 않기 때문에 오염된 토양은 제거하고 새 흙으로 바꾸는 것이 좋다. 토양산도를 교정하고 인산을 시용하면 카드뮴의 활성을 낮추어서 흡수를 억제할 수 있다. 중금속류를 특히 많이 흡수하는 식물(양치류, 대개, 줄기는 땅속줄기, 잎은 깃꼴겹잎이며, 속에 홀씨가 있음. 고빗과, 고사리과, 고사리삼과, 실고사리과, 처녀이끼과 따위로 나뉨)을 심어서 제거하는 방법도 있다.