3. 식물의 필수원소 [17종]
다량원소 (9종) 1,000ppm이상요구 | 기본원소 | 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 식물건물의 96% |
질소(N), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 황(S) |
미량원소 (8종) 100ppm미만요구 | 붕소(B), 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 염소(Cl), 니켈(Ni) |
* 선택적 유용원소 : Si, Na, Co, Se (작목에 따라 필수원소처럼 사용됨) - Si는 필수원소에는 포함되지 않으나 벼(화본)과작물은 꼭 필요한 원소 * 비료의 3요소 : N, P, K, * 비료의 4요소 : N, P, K, + Ca * 비료의 5요소 : N, P, K, + Ca + Mg * 현재, 작물에서는 60여 가지의 원소가 발견되고 있다. |
* 필수원소의 조건 ① 그 원소의 결핍으로 생장과정이 완성 못한다. (생리장애) ② 다른 원소로는 대체할 수 없다. (그 원소만의 특이한 성질) ③ 환경조건의 개선에 영향을 받지 않는다. (식물영양에 직접 관여) |
4. 양분의 식물 체내에서의 이동성
가. 이동성이 잘되는 원소(비료)는 N, P, K, Mg, S 등
- 이와 같은 이동성의 난이도에 따라 이 양분의 결핍증세가 뚜렷이 나타나는데, 이동성이 큰 양분이 결핍될 경우는 노화된 기관에 증세가 나타나므로 잎의 경우는 아랫잎에서 먼저 결핍증세가 나타난다.
- 즉, 질소, 인산 등은 아래잎부터 결핍증이 나타나는 경우가 많다.
- 질소과잉 : 잎색이 진하게 되며, 작물체 전체가 과다생육을 하게 되며,
- 질소 이외의 원소는 과잉증상의 경우는 생육이 과다하게 되지 않고 대부분이 생육장애 증상을 보인다.
- S(황)의 이동성은 작목과 환경에 따라 변화가 심한 편이다.
나. 이동하기 어려운 원소(비료)는 Ca, Fe, Si, Cu, Zn, Mo, Mn, B 등이다.
- 반대로 이동이 어려운 양분의 결핍증상은 주로 식물체의 상부(새순, 정아 등)의 왕성한 젊은 기관과 조직에서 나타난다.
- Ca, B, Fe의 결핍증상은 생장점이나 선단의 상위 잎부터 결핍증상이 나타난다.
- 좀 더 자세한 것은 뒤 각론 자료에서 참조
5. 양분의 길항작용(antagonism)과 상승작용(synergism)
- 비료의 여러 성분들은 공존하는 과정에서 서로 흡수를 도와 효과를 상승시키거나, 서로 흡수를 방해하여 효과를 반감시키는 작용(길항작용)을 한다.
- 이런 관계에 따라서 양분결핍과 과잉증상이 나타나기도 한다.
| 길항작용 | 상승작용 |
질소(N) | 칼륨(K), 붕소(B) | 마그네슘(Mg) |
인(P) | 철(Fe), 칼륨(K), 구리(Cu) | 마그네슘(Mg),규산(SiO₂) |
칼륨(K) | 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 붕소(B) ... | 철(Fe), 몰리브덴(Mo) |
칼슘(Ca) | 마그네슘, 아연, 붕소, 철, 칼륨, 망간 |
마그네슘(Mg) | 칼슘(Ca), 칼륨(K) | 인(p), 질소(N) |
철(Fe) | 인(p), 칼슘(Ca), 규산(SiO₂) | 칼륨(K) |
구리(Cu) | 철(Fe), 인(p), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo) |
아연(Zn) | 철(Fe), 인(p), 칼슘(Ca) | 규산(SiO₂) |
규산(SiO₂) | 망간(Mn), 철(Fe) | 인(P), 붕소(B), 아연(Zn) |
붕소(B) | 다른 원소의 영향을 받을 뿐 자체는 아무런 영향을 못준다. |
몰리브덴(Mo) | 붕소와 같이 다른 원소로부터 흡수의 영향만 받는다. |
위의 내용(길항작용과 상승작용)을 그림으로 연결하면 아래의 내용이다.
6. 토양의 성분(화학적 성분)
* 지구의 표면 단 몇m에만 생물들이 산다. 그 표면(지각)은 다음과 같다.
♠ 흙은 무었으로 되어있나? <지각의 평균 화학적 조성의 비율 / %> |
산소(O2) 46.5 ⇨암석원소에 포함 | 산화철 | FeO 3.7 | Fe ⇨ 5.1 | 고토(MgO) 3.5 ⇨ Mg 2.1 |
규산(SiO2) 59.1 ⇨ Si 27.6 한국은 66%이상 ⇨ 화강암(산성암) 많다 그래서 산성토양이 많다. |
Fe2O3 3.1 | 쏘듐(Na₂O) 3.7 ⇨ Na 2.8 |
칼리(K₂O) 3.1 ⇨ K 2.6 |
석회(CaO) 5.1 ⇨ Ca 3.6 |
알루미나(Al2O3) 15.2 ⇨ Al 8.1 |
* 기타 1.6% : N(질소), P(인), S(황), B(붕소), Cu(구리), Mn(망간) 외 극미량요소 등 |
* 또한 지각의 유기물과 무기물(바위)의 양분 분석 자료이다.
* 하지만 식물들은 이 양분의 극히 일부만을 섭취할 수 있다.
* 그 이유는 이온화되어야 하기 때문이다.
★ 유기물과 바위에 들어 있는 원소(양분)들의 비교 (1% = 10,000ppm)
원소(양분) | 유기물 | 유기물/바위 | 바위 |
질소 | 1.5% = 15,000ppm | 1,500 배 | 0.001%= 10ppm |
인 | 0.2% = 2,000ppm | 3 배 | 0.07% = 700ppm |
칼리 | 1.0% | 1 / 2 | 2.1% |
칼슘 | 0.5% | 1 / 8 | 4.1% |
마그네슘 | 0.2% | 1 / 12 | 2.3% |
황 | 0.1% | 5 배 | 0.02% |
철 | 100ppm | 1 / 560 | 5.6% |
붕소 | 20ppm | 2배 | 10ppm |
망간 | 50ppm | 1 / 19 | 950ppm |
아연 | 20ppm | 1 / 3.5 | 70ppm |
구리 | 6ppm | 1 / 8.5 | 50ppm |
몰리브덴 | 0.1ppm | 1 / 15 | 1.5ppm |