식물의 영양 흡수 - 2 (필수 원소)

네이버 카페 '지성아빠의 나눔세상' 에서 제가 2021년부터 연재하던 글입니다. 

여기로 복사해서 옮겨옵니다. 

 

 

 

[ 머리말 ]

 

식물은 햇빛과 물,공기,흙에서 필요한 모든 양분을 얻습니다. 그렇게 진화해 왔습니다. 

그럼에도 우리가 비료를 사용하는 이유는 

 

1. 땅이 감당할 수 없을만큼 밀식 재배를 하기 때문이고

2. 유기물(곤충의 사체, 식물의 잔사와 부산물)이 땅으로 돌아갈 길을 막기 때문입니다. 

 

넣는 것은 쉽지만 빼는 것은 아주 어렵습니다. 

과한 것은 모자란 것보다 못합니다. 

 

백 명의 농부에게는 백 가지의 다른 농사법이 필요합니다. 

이 글이 

무엇을 구입해서 어떻게 더 넣어줄까 하는 고민이 아닌

보다 더 균형있는 생태계와 건강한 환경을 만드는 

본인만의 농사법에 대한 고민의 시작이 되기를 희망합니다. 

그 시작은 자신이 키우는 식물을 잘 아는 것이겠죠.

 

 

이전 게시글을 먼저 읽고 이 글을 읽으시면 이해하는데 도움이 됩니다. 

 

 

 

 

[ 필수 원소 ]

 

사람은 음식물을 먹습니다. 

입으로 잘게 부숴서 넘기고 소화액과 소화효소로 녹이고 분해해서 장을 통해 영양을 흡수합니다. 

 

하지만 식물은 입이 없고 장이 없습니다. 

어떻게 영양분을 흡수할까요?

 

토양 속의 생물과 미생물이 그 역할을 합니다. 

음식물을 잘게 부수고 녹이고 분해해서 식물이 먹을 수 있게 만듭니다. 

 

식물은 토양생물과 미생물에게 먹을 것을 제공해주고

토양생물과 미생물은 식물에게 먹을 것을 제공해주는

그런 공생관계를 이루며 살아갑니다. 

 

이전 게시글에서 식물 뿌리가 세포의 틈 사이로 물과 함께 양분을 흡수한다고 말씀드렸습니다. 

그만큼 작아져야 식물이 먹을 수 있다는 뜻입니다. 

( 물에 녹은 수용성 상태, 양전기나 음전기를 띤 이온의 형태가 되어야 흡수됩니다.)

 

사람이 먹을 수 있는 것이니까 식물도 잘 먹겠지, 하는 생각으로 음식이나 액기스 등을 주는 분이 계십니다. 

덩치 큰 분자들은 식물이 못먹습니다. 오히려 삼투 현상으로 수분을 빼앗기기도 합니다. 

 

토양 생물과 미생물이 유기물을 분해하면 어떤 원소들이 남고,

뿌리에서는 어떤 원소들이 흡수되고, 그 원소들은 식물에 어떤 영향을 미치는지 알아보겠습니다. 

 

 

 

[ 다량 원소 ]

 

 

1. 질소 ( N )

 

1.1 역할

 

1) DNA, RNA, 단백질(원형질), 엽록소, 핵산, 효소, 호르몬 등을 구성합니다. 

2) 전체적인 생장, 발육을 담당합니다. 

3) 광합성, 질소동화작용, 호흡작용에 관여합니다. 

4) 단백질합성, 세포분열, 증식에 관여합니다. 

5) 엽색유지, 병발생, 스트레스 저항 등에 관여합니다. 

 

1.2 과잉

 

1) 탄수화물 감소, 단백질 증가로 세포벽이 얇아지고 조직이 약해집니다. 

2) 웃자람이 심해집니다. 

3) 추위와 더위, 가뭄에 대한 저항력이 약해집니다. 

4) 병충해에 대한 저항력이 약해집니다. 

5) 꽃눈 형성이 불량해집니다.

 

1.3 부족

 

1) 잎이 노랗게 변하고 줄기와 잎이 잘 자라지 않습니다. 

2) 뿌리가 잘 자라지 않습니다. 

3) 과실의 수량이 적고 발육이 불량합니다. 

4) 조직이 허약해지고 동해를 입기 쉽습니다. 

5) 아래쪽 잎부터 증상이 나타납니다. 곧 상부의 어린 잎도 영향을 받습니다. 

 

 

 

 

 

2. 인 ( P )

 

2.1 역할

 

1) 세포 및 체구성 물질인 핵산과 핵단백질, 인지질, 보효소, 종자의 피틴(phytin) 으로 존재합니다. 

2) 당질, 유기산, 아미노산 등 많은 물질의 합성과 분해에 관여합니다. 

3) 광인산화반응, 전분의 합성, 해당작용, 단백질 합성 및 호흡대사 등의 주체가 됩니다. 

4) 생체내에서 일어나는 반응에 필요한 에너지를 공급합니다. 

5) 조효소 (Coenzyme)를 만듭니다. 

6) 뿌리의 생장을 촉진합니다. 

7) 열매의 숫자를 늘리고 단맛을 좋게 하고 저장성을 좋게 합니다. 

 

 

2.2 과잉

 

1) 철, 구리, 아연, 마그네슘 성분의 흡수를 방해하고 결핍증을 일으킵니다. 

2) 영양생장을 멈추고 성숙이 지나치게 빨라져서 수확량이 감소됩니다.

 

 

2.3 부족

 

1) 생장이 느려지고 조직이 연약해집니다. 

2) 잎 색깔이 암녹색이 되다가 자색이나 홍자색으로 바뀝니다.

3) 작물에 따라서 갈색 반점이 생기기도 합니다. 

4) 과실은 성숙이 늦고 비교적 작습니다. 

5) 아래쪽 잎부터 증상이 나타납니다.

  

 

 

 

 

3. 칼륨 ( K )

 

3.1 역할

 

1) 세포 내에서 이온 상태로 존재합니다. 

2) 수분흡수를 조절하고 세포액의 수분퍼텐셜을 조절해서 기공개폐에 관여합니다.

3) 효소를 활성화하고, 단백질을 합성하고, 광합성과 그 산물의 수송을 담당합니다. 

4) 탄수화물을 높여서 잎과 줄기를 튼튼하게 합니다. 

5) 과실의 발육을 양호하게 하고, 당분을 많게 하고, 저장성을 좋게 합니다. 

 

 

3.2 과잉

 

1) 마그네슘과 칼슘의 함량을 저하시켜서 부족증상을 초래합니다. 

 

 

3.3 부족

 

1) 산성 토양에서 잘 일어납니다. 

2) 오래된 잎의 엽맥에 황화현상이 일어나고 잎끝이 말리고 탑니다. 

3) 작물의 영양기관, 과실이나 종자의 생육이 나빠집니다. 

4) 조직 내의 pH 가 높아지고, 효소계에 이상이 생깁니다. 

5) 작물에 따라 흰 반점이나 갈색 반점이 생기기도 합니다. 엽맥 사이나 가장자리에서 노랗게 변하기도 합니다. 

6) 아래쪽 잎이나 떡잎부터 증상이 나타납니다. 

 

 

 

 

4. 칼슘 ( Ca )

 

4.1 역할

 

1) 펙틴과 결합하여 세포벽을 단단하게 만듭니다. 

2) 세포분열,식물생장을 원활하게 합니다. 

3) 단백질 합성 능력을 향상시키고, 탄수화물 이동을 돕습니다. 

4) 세포 내 유독물질을 중화시키고 뿌리발육을 좋게 합니다. 

5) 과실의 저장 중 호흡율과 저장성을 좋게 합니다. 

 

 

4.2 과잉

 

1) 칼륨과 마그네슘 흡수가 억제됩니다.

 

 

4.3 부족

 

1) 생장점 부근이 노랗게 변하기도 하고, 뿌리 발육이 나빠집니다. 

2) 작물의 전체 생장이 불량해지고 잎이 거칠어집니다. 

3) 줄기 끝 어린 잎의 기형화, 잎의 경화와 황화, 줄기가 작아지고 표면이 단단해집니다. 

4) 열매가 썩거나 장해가 발생합니다. 

 

 

 

 

 

5. 마그네슘 ( Mg )

 

5.1 역할

 

1) 엽록소를 구성하고, 광합성을 돕습니다. 

2) 인산의 전위, 탄수화물, 지방, 핵산 등의 합성반응을 촉진하는 효소의 활성제 역할을 합니다. 

3) 인산의 흡수 및 운반작용을 돕습니다. 

 

5.2 과잉

 

1) 칼륨의 흡수를 막아서 칼륨 결핍 증상을 유발합니다.

 

 

5.3 부족

 

1) 토양의 pH 가 높을 때 발생합니다. 

2) 엽록소의 형성이 불량해집니다. 

3) 과실의 수량이 감소하고 성장이 불량해집니다. 

4) 엽맥은 녹색을 유지하지만 나머지는 노랗게 변합니다. 

 

 

 

 

 

6. 황 ( S )

 

6.1 역할

 

1) 유기물에 환원된 형태로 식물체 내부를 구성합니다.

2) 두과작물의 질소고정을 돕습니다. 

3) 중금속 해독을 돕습니다. 

 

6.2 과잉

 

1) 배수가 불량한 땅에 황이 많으면 황화수소가 생기고 뿌리에 있는 효소의 철과 결합합니다. 뿌리가 썩습니다. 

 

6.3 부족

 

1) 생장이 억제되고 잎이 작아지며 엽록소 생성이 억제되어 잎이 황록색을 나타냅니다. 

2) 토양 중 황은 대체로 부족하지 않습니다. 

 

 

 

 

[ 미량 원소 ]

 

 

1. 철 ( Fe )

 

1) 식물체 내에서 대부분 (80% 이상) 엽록체에 피토페리틴 (Phytoferritin) 이란 물질로 존재하여

광합성 작용에 필요한 색소체 발달을 돕습니다. 

 

2) 엽록소의 생합성 과정에 필수적인 역할을 합니다. 

 

3) 효소의 작용에 중요한 역할을 합니다. 

 

4) 염기성 토양에서는 불용화되고, 산성 토양에서는 인산과 고정되어 흡수가 안됩니다. 

 

5) 부족해지면 엽록소 생성이 잘 안됩니다. 새로나온 잎에서부터 황백색으로 바뀝니다. 

 

6) 일반적으로 토양중에 부족하지 않습니다. 

 

 

 

2. 망간 ( Mn )

 

1) 효소의 구성 성분은 아니지만 각종 대사 작용에 관여하는 모든 효소의 활성제 역할을 합니다. 

 

2) 엽록소 함량과 광합성 능력을 늘립니다. 

 

3) 산성이나 염기성 토양에서는 흡수가 제한됩니다. 

 

4) 부족하면 광합성 능력이 현저히 감소합니다. 황화현상, 갈색반점, 조직의 괴사가 일어납니다. 

 

5) 일반적으로 토양중에 부족하지 않습니다. 

 

 

 

3. 아연 ( Zn )

 

1) 광합성과 단백질합성에 필수적인 역할을 합니다. 

 

2) 인산비료의 사용량이 많으면 토양 중에서 철, 알루미늄, CaCO3 와 결합되어 불용성이 됩니다. 

 

3) 알칼리성 토양에서는 흡수가 잘 안됩니다. 

 

4) 부족하면 줄기의 생육이 억제되고, 잎의 크기가 작아지며, 황백화 현상이 일어납니다. 

 

 

 

4. 구리 ( Cu )

 

1) 광합성에 관여하며 여러 산화효소의 구성분입니다. 

 

2) 구리가 과잉이면 엽록체가 파괴되고 뿌리의 생장이 억제됩니다. 

 

3) 부족하면 생장이 억제되고, 어린잎이 비틀리며, 조직이 괴사합니다. 

 

 

 

5. 몰리브덴 ( Mo )

 

1) 질산환원효소와 아질산환원효소의 구성분입니다. 체내의 질산 함량을 낮추고 단백질 함량을 늘립니다. 

 

2) 알칼리에서 흡수가 잘 되고, 산성 토양에서는 흡수가 제한됩니다. 

 

3) 부족하면 체내에 질산 함량이 증가하고, 단백질 함량이 감소됩니다. 

 

 

 

6. 붕소 ( B )

 

1) 당의 대사에 관여하여 세포벽 구성물질의 합성을 촉진합니다. 

 

2) 펙틴을 형성하여 세포벽의 안정성을 높입니다. 

 

3) 생장점의 분열조직, 형성층의 세포분열에 작용합니다. 

 

4) 영양생장보다 생식생장에 중요한 역할을 합니다. 

 

5) 근류균형성과 질소고정을 촉진합니다. 

 

6) 부족하면 끝눈이나 어린잎이 탈색되거나 죽습니다. 엽맥사이가 황백화하거나 괴사합니다. 

 

 

 

7. 염소 ( Cl )

 

1) 안토시아닌의 구성성분이 됩니다. 

 

2) 광합성에서 산소 방출의 활성제 역할을 합니다. 

 

3) 세포삼투압과 pH 를 조절합니다. 

 

4) 아밀라아제를 활성화 시킵니다. 

 

5) 부족시 황갈색으로 괴사합니다. 

 

 

 

 

 

필수적으로 이용되는 원소들을 간단하게(?) 적어봤습니다. 

 

필수 원소의 부족 증상은 작물마다 다르게 나타납니다. 

이 글을 가지고 증상을 판단하거나, 판단받는 것은 위험합니다. 

 

대부분의 경우 비료나 가축분퇴비가 필요량보다 과다하게 사용되므로 나타나는 문제입니다. 

 

 

인위적으로 어떤 원소를 공급하려고 할 때는 

그것이 어떤 역할을 하고, 내가 키우는 작물에 어떤 좋은 영향과 나쁜 영향을 미치는지 알아야 합니다. 

 

우리가 약을 먹을 때도 마찬가지입니다. 

건강보조제가 아닌, 

아픈 증상에 효과가 있는 약을 먹을 때는 거기에 따른 부작용이 있다는 것도 알아야 합니다. 

그래서 의사의 처방전을 받고 약사에게 복용 방법과 횟수 등을 지도받는게 필요하죠. 

 

식물도 마찬가지입니다. 

약이 효과가 있으려면 적절한 시기에, 적절한 양으로, 적절한 방법으로 투입해야 합니다.

그렇지 않으면 약이 아니라 독입니다. 

 

사진 한 장만 남긴 질문글로 남들에게 처방전을 받는 것은 너무나 위험합니다. 

 

 

 

 

 

 

 

- 저작권 논란을 최대한 피해보려고 그림과 사진은 주로 외국 사이트에서 가져옵니다. 

 

 

 

< 다음에 계속됩니다 >