규산은 토양과 식물의 만병통치약

[일사철리]

규산은 토양과 식물의 만병통치약 

규산시용으로 작물생육이 촉진되어 증수하는 요인은 토양 및 식물체의 효과, 외부환경의 적응 효과 등이 있다.

 ○ 토양에서의 효과

규산이 토양에 시용되면 토양산도가 증가되고 다른 성분의 유효화를 조절하여 과잉흡수나 유해성분의 독성을 경감하는 등 완충능력이 커지며 특히 인산이나 칼리성분이 부족하면 그 기능을 대체하는 등 토양에서 보약기능을 크게 하여 작물에 양분을 안전하게 공급한다.

 ○ 식물체에서의 효과

규산성분이 잎에 집적되면 잎이 직립되어 수광 태세 개선에 의한 광합성효율이 증진되고 물질전류가 촉진되며 잎의 직립자세로 생장호르몬 에틸렌의 생성을 줄여 엽신 노화와 휘산 질소를 경감함으로서 시비효율을 증진시켜 뿌리를 포함한 도체의 활력을 높인다.

 ○ 외부환경의 적응 효과

도체 중 규산의 집적으로 도체가 강건하여 도복저항성이 커지고 병해충의 발생조건과 선호도를 줄이며 냉온 때에는 규산성분이 세포조직 내에서 양이온들의 균형유지로 냉해를 경감시키는 등 도체를 외부 불량환경으로부터 보호한다. 규산시용은 토양비옥도 및 시비효율 증진, 병충해나 재해경감에 따른 방제 노동력 및 자재절감 효과와 특히 도체로부터 증산되는 물의 손실을 막아 절수효과를 기대할 수 있다.

 ○ 토양비옥도 증진

규산질비료는 다른 성분까지도 보충하거나 기능을 대체하고 지력을 보강하는 등 복합적 효과를 갖는 토양개량제로서 경제적 비료라 할 수 있다.

 ○ 시비효율증진

토양 중 다른 성분들의 유효도조절로 이용효율을 높이고 특히 손실이 많은 질소비료의 체내로부터 휘산 및 손실을 줄여 엽록소를 오래 유지함으로서 질소비료의 이용효율중진에 의한 시비량을 줄일 수 있어 경제적이다.

 ○ 병해충, 재해저항성 증진

도체 중 규산함량이 높게 되면 병해충이나 도복 등 재해에 대하여 기계적저항성을 유지하고 도체 중  SiO₂/T-N, SiO₂/P₂O₅, SiO₂/K₂O 등 함량비가 높아져서 병충해나 냉해 등 기타장해에 저항성을 갖게 된다.

 ○ 절수효과

규산은 물을 따라 도체 중 흡수되는 것이 아니고 뿌리의 에너지대사에 의하여 지상부로 퍼 올려지게 되므로 뿌리가 건강하지 못하면 흡수되지 않는다. 흡수된 규산은 잎의 말단부위까지 이동하여 수분을 날려 보내고 도체의 표피조직 아래에 규산체로서 표피-규산 이중층으로 집적되어 수분의 손실을 막는데 수분경제면에서 약30％ 정도의 효과가 보고되고 있다.

잎에서 수분의 증산은 표피조직, 수공 및 기공을 통하여 스며나가거나 탈수되는데 도체에 규산을 장기공급 및 단기공급 하였을 때의 증산억제효과는 규산 장기공급으로 식물체 규산함량이 높아지면 엽신의 이면 쪽 기공수가 현저히 줄어들어 증산량도 36％ 줄어들고 3일간 단기공급에서도 14％의 증산억제효과가 있어 집적된 규산 이외에도 흡수된 규산의 중합과정 중에도 생체 내에서의 수분보유능력을 갖는다.

♣ 밭작물에 대한 부산물퇴비 및 규산질비료 시용효과

□ 수량성

구  분	참깨 수량 (kg/10a)	지수	고추 수량 (kg/10a)	지수	땅콩 수량 (kg/10a)	지수
대조구(NPK)	40.0	100	401	100	258	100
돈분퇴비	45.5	114	408	102	313	121
계분퇴비	44.1	110	437	109	285	110
규산질 비료	48.1	120	432	108	262	102

※ 돈분 및 계분 시용량(㎏/10a) : 1000, 500

   규산질비료 시용량 : 석회중화량 해당량

□ 식물체 중 양분 함량                                           (단위 : ％)

구 분	참 깨			고 추			땅 콩
	T-N	P2O5	K2O	T-N	P2O5	K2O	T-N	P2O5	K2O
대조구(NPK)	2.70	1.61	4.3	2.48	0.34	3.8	10.2	0.63	4.3
돈분퇴비	2.40	1.76	4.1	2.73	0.35	4.4	13.1	0.64	4.5
계분퇴비	2.69	1.58	4.2	2.64	0.36	4.2	13.9	0.67	4.7
규산질 비료	2.57	1.67	3.9	2.44	1.73	3.2	12.7	0.71	4.3

※ 조사시기 : 개화기

□ 토양화학성 변화

구 분	참  깨				고  추
	pH (1:5)	OM (g/kg)	Av.P2O5 (mg/kg)	Ex. K (cmolc/kg)	pH (1:5)	OM (g/kg)	Av.P2O5 (mg/kg)	Ex. K (cmolc/kg)
대조구(NPK)	6.7	1.3	639	0.37	5.6	0.7	375	0.34
돈분퇴비	6.6	1.5	735	0.38	5.6	0.8	390	0.39
계분퇴비	6.4	1.5	704	0.39	5.4	0.7	370	0.36
규산질비료	5.7	1.3	668	0.36	5.7	0.7	379	0.39

구 분	땅  콩
	pH (1:5)	OM (g/kg)	Av.P2O5 (mg/kg)	Ex. K (cmolc/kg)
대조구(NPK)	6.3	2.2	24	0.34
돈분퇴비	6.2	2.3	21	0.39
계분퇴비	6.3	2.2	20	0.36
규산질비료	6.1	2.3	32	0.39

♣ 맥류에 대한 석회 및 규산질비료 시용효과

보리가 약산성이나 중성토양(pH6.0~7.0)에서 생육이 양호하기 때문에 토양을 검정하여 석회요구량을 결정하여 시용하는 것이 바람직하나 농용석회 150~200㎏/10a 정도를 3~4년에 1회 정도 시용하면 적당하고, 규산질비료를 시용할 경우 월동율 향상과 내도복성 및 내병성 증가로 증수되며 시용량은 250㎏/10a가 적당하다.

□ 수량성

구   분	NPK	NPK＋석회	NPK＋규산
보리	335(100)	395(118)	429(128)
밀	420(100)	471(112)	495(118)

♣ 밭토양 작물에 대한 규산질비료의 효과 평가

세계적으로 규소에 대한 효과 평가는 온대지역권에서는 단자엽 화본과식물인 벼에서 대부분 이루어졌고 열대지역에서는 사탕수수에서 미주와 서구에서는 주로 쌍자엽 원예작물을 수경재배로 규소흡수성과 병해저항성 연구가 많이 이루어졌다. 우리나라에서는 쌍자엽식물에 대해서는 거의 이루어진 것이 없다가 최근 친환경지속농업의 필요성이 대두되면서 원예작물에 대한 규소의 효과 연구가 많이 이루어지고 농가에서도 이용이 많이 늘어나고 있다.

최근 규산연구의 특징은 벼와 사탕수수 등 화본과에서 타작물로 확산되고 특히 병해경감연구는 원예작물을 대상으로 캐나다와 미국 유럽에서 많이 연구되며 미국과 일본은 규산질비료 개발이 활발하다.

규산질비료로 공급되는 규산은 주로 양이온과 짝을 이루고 있어 해리가 잘되므로 토양 중 양분균형에 큰 영향을 미친다.

규산과 양이온과의 존재양식은 CaSiO₃, Ca₂SiO₄, MgSiO₃, Mg₂SiO₄, K₂SiO₃, MgCa(SiO₃)₂, Na₂SiO₃, Al₂SiO₅, FeSiO₃, ZnSiO₃, CdSiO₃, RbSiO₃ 등으로 결합하며 이 중 Zn, Pb, Cd은 잘 해리되지 않고 pH가 높아지면 그 양이 증가한다. 일반적으로 보급되는 규산은 규산 유효화율이 높은 Wallastonite β-CaSiO₃로서 가장 경제적인 소재이다.

규산시용은 토양개량효과와 병충해, 재해, 독성경감 등 불량환경 내성증진과 수분이용효율증진으로 작물생육환경이 개선되고 작물의 생리활성을 촉진시켜 증수를 가져온다.

□ 작물별 규소시용 효과

작 물	증수효과	식물생리	불량환경 내성증진			토양개량	물이용효율
		활성증진	병해충	기상재해	독성
				염해	영양장애		증진
	21~46％	생체온도 조절 품질향상 광합성증진 에틸렌억제 노화경감	도열병	도복 한발 냉해 일조부족 염해	Al, Zn Mn, Fe Ge, As Cd N과다	토양양이온 증가 N, P, K Mg, Si 흡수촉진	증산량억제 (33％) 포장절수량 (10％)
	(미국)		흰잎마름병
	23％		문고병
	(브라질)		Brown
벼	10~26％		spot
	(중국)		변색립
	34％		이화명충
	(인도)		mites
	40％		Leaf
	(콜롬비아)		scald
	수량증진	당도증가 질소이용 효율증진	반점 갈반병 Stalk borer	일조부족		인산유효도
						증진
사탕수수						N, P, K
						Mg, Si
						흡수촉진
보리	수량증진		흰가루병	일조부족
				저온
	10~15％ (중국)		흰가루병	일조부족 도복	Al	220㎎㎏-1	증산억제
밀						요구
						(중국)
옥수수			흰가루병	한발	Al
호밀		규산흡수
		증진
Pearl		수량증가
Millet		Si흡수촉진
수수		수량증가			Al
		규산흡수
		증진
잔디	건물증가			Heat
				stress
				(주야 45~
				35℃)
오챠드	수량증진			하고경감
그라스
Creeping	묘생육촉진			고온저항력
bentgrass
Zoysia-	묘생육촉진			고온저항력
grass
Augustine-			gray leaf
grass			spot
콩					과잉흡수
					억제
땅콩	15~25％
	(중국)
Bean			흰가루병
목화					Al
Oranmen-		품질향상			Mn
tals		건물증가

작 물	증수효과	식물생리	불량환경 내성증진
		활성증진	병해충	기상재해	독성
				염해	영양장애
오이	3~10％	엽록소증가	흰가루병		P과잉
					Mn
호박			흰가루병		Mn
딸기	30％	수량증가			P과잉
토마토		임실증가			P과잉
상치		흡수경미	흰가루병
Paper	70％		Black
daisies			mold
Snap		개화촉진	흰가루병
dragon
Sugar		당도증가
beets
감자		조단백질		일조부족
		증가
담배		필수성
해바라기		흡수성
장미	4~8％		흰가루병
나팔꽃		Si흡수
Sargent			Beetles
Carbapple
Cocoa		생육촉진	Theobroma
			cacao(병)