질소,인산,칼리의 생리적역할
질소(N)
가. 질소의 역할
질소는 단백질을 구성하는 주성분 중의 하나이며, 광합성에 관여하는 엽록소의 구성요소이고, 과수나무와 과실의 생장 및 발육과정에 관여하는 효소, 호르몬, 비타민류 등의 구성성분이기도 하다. 과수나무에 함유되어 있는 전체 질소의 85%가 단백질 중에 들어 있으며, 10%의 질소는 핵산, 그리고 5%의 질소는 유리아미노산이나 아미드와 같은 작은 분자로 되어 있다. 질소는 생육 초기에 전엽 수를 증가시키고 엽면적을 확대시킴으로써 활발한 광합성 작용에 의한 탄수화물 합성을 원활하게 한다.
나. 질소의 흡수와 이동
과수원에서 요소를 시용하면 토양의 미생물이 분해하는 효소(Urease)에 의하여 탄산암모늄으로 변화되고 다시 탄산암모늄이 암모늄과 탄산으로 해리된다. 토양 중에 시용된 유기물은 분해되어 단백질 → 아미노산 → 암모니아 형태로 변화된다. 암모니아 형태의 질소는 토양 중의 세균(질산화성균)에 의하여 질산태 질소로 전환된 후 뿌리에 흡수된다.
뿌리에서 흡수된 질산태 질소는 곧바로 뿌리에서 암모니아태로 환원되고, 이어서 탄수화물과 결합하여 아미노산이 만들어진 후 가지, 잎 및 과실로 이동되어 생장과 발육에 이용되고, 최종적으로 단백질의 형태로 나무와 과실 조직에 저장된다. 가을철 낙엽기에는 잎에 저장된 단백질의 약 30%가 다시 아미노산으로 가수분해되어 가지로 이행하여 축적됨으로써 이듬해 봄의 개화와 전엽 및 신초생장에 재활용된다.
다. 질소성분과 과실의 맛
과수나무는 충분한 양의 질소를 공급해야 신초와 잎의 생장이 양호하고 이로 인하여 광합성량이 많아짐으로써 크고 맛 좋은 과실을 생산할 수 있다. 질소질 비료를 지나치게 많이 시용하면 가지가 번무하여 수관 내부의 광량이 적어져 오히려 과실의 발육이 억제되고, 맛없는 과실이 생산되며, 과실로의 칼슘축적이 적어져서 여러 가지 생리장해가 발생되고 저장력이 떨어진다.
라. 질소의 과부족에 의한 생리장해
질소가 부족하면 생장속도가 매우 빈약하고 개화가 되더라도 결실률이 낮으며 과실의 발육도 불량하여 수량도 적고 품질도 좋지 못하다. 한편 잎의 결핍증상은 엽록체의 발달이 정상적으로 되지 않아 대개 황화현상을 나타내며, 하부엽부터 시작하여 전체 잎에서 나타난다.
1) 질소과다
질소의 과다증상은 질소질 비료를 많이 시용하는 우리나라 과수원에서 흔히 볼 수 있는 현상이다. 전형적인 증상은 새 가지의 신장이 과도하게 촉진되고 잎이 비정상적인 암녹색을 띠게 된다. 수체의 세포가 연약하게 커지며 세포 내에 내용물의 농도가 낮아져서 동해를 받기 쉽다. 질소가 과다하면 많은 탄수화물이 단백질 합성에 소모되므로 꽃눈형성이 불량해지고, 과실에 공급될 탄수화물이 부족하여 과실이 작아진다. 고두병 및 여러 가지 생리장해가 많이 발생하므로 질소를 균형 있게 시용하는 것이 매우 중요하다.
2) 방지대책
질소는 수체 내의 흡수와 이동이 매우 잘되므로 부족할 우려가 있을 경우에는 질소질 비료를 사용함으로써 쉽게 회복시킬 수 있다. 토양 여건상 뿌리가 질소질 비료를 제대로 흡수할 수 없거나 결핍증상이 심해지면 토양시용과 더불어 요소를 엽면시비(0.5%)하는 것이 효과적이다. 질소가 과다한 경우에는 당분간 질소질 비료를 주지 말고 유기물만을 공급하며 나무의 상태를 보면서 서서히 질소비료의 시용량을 늘려간다.
인산(P)
가. 인산의 역할
인산은 새 가지와 잔뿌리 등 생리작용이 왕성한 어린 조직 중에 많이 함유되어 가지와 잎의 생장을 충실하게 하고, 탄수화물의 대사에 중요한 역할을 한다. 인산은 단백질의 합성에 중요한 성분으로서 수량을 증가시키고, 당 함량을 많게 하는 반면 신맛을 적게 하여 과실 품질을 양호하게 한다. 인산은 성숙을 촉진시키고 저장력을 증가시킨다.
나. 인산의 흡수와 이동
과수나무 뿌리는 인산 흡수력이 매우 강하여 토양 중의 인산의 농도가 낮아도 비교적 많은 인산을 흡수할 수 있다. 인산은 pH 6.0 정도에서 뿌리에 흡수가 잘되며 마그네슘이 신초나 열매로 이동할 때 함께 이동할 수 있어 서로 도와준다. 과수나무에 흡수된 인산은 10분 이내에 흡수된 인산염의 80%가 여러 유기화합물에 합류된다. 식물체 안에서의 인산은 매우 이동성이 커서 상하좌우로 전류되는데 도관부를 통하여 상향 이동이 되고, 사관부를 통하여 뿌리 쪽으로 하향 이동된다.
다. 인산의 과부족
1) 인산의 결핍
인산의 결핍증상은 일반 과수원 포장에서 발견하기가 매우 힘드나, 결핍되면 잔뿌리의 생장이 억제되며, 가지의 생육이 불량해지고, 어린잎이 기형화되어 암녹색을 나타낸다. 잎은 광택이 없어지고, 잎과 줄기의 각도가 좁아진다. 증상이 진전됨에 따라 잎의 선단과 잎의 가장자리에 엽소현상이 나타나고 심하면 낙엽이 된다. 결핍증상의 발현은 영양생장이 왕성한 시기에 나타나기 때문에 영양생장이 완료되는 늦여름에는 증상이 덜 뚜렷하다. 곁눈도 휴면상태로 있거나 죽어서 곁가지의 발생이 적어진다. 개화와 결실량이 감소되고 봄에 발아가 지연되는 수도 있다.
2) 인산의 과다
인산은 많은 양이 토양 중에서 불용성으로 고정되고, 또한 토양 내에서 이동이 극히 제한되어 있기 때문에 배나무나 과실에서의 인산과다 증상은 발견하기 힘들다. 인산을 지나치게 많이 시용하면 토양의 염류농도를 높여서 농업용수 및 식수의 오염원이 된다.
3) 방지대책
인산결핍은 토양 중에서 인산의 불용화에 기인하는 경우가 많으므로 유효태 인산으로 유지하기 위해서는 토양산도를 pH 6.0 정도로 교정하고, 퇴비 등 유기물과 인산을 함께 시용해서 인산의 흡수를 높여야 한다. 인산이 결핍된 나무에서는 인산의 비효가 빨리 나타나게 하기 위해서 제1인산칼륨 1% 액을 생석회 0.5% 액과 혼합하여 살포해 준다.
칼리(K)
가. 칼리의 역할
칼리는 생장이 왕성한 부분인 생장점, 형성층 및 곁뿌리가 발생하는 조직과 과실 등에 많이 함유되어 있다. ATP(아데노신 3인산)의 생성을 촉진하여 동화산물의 이동을 촉진시키고 과실의 발육을 양호하게 하며 과실의 당도를 높인다. 과실의 저장성을 높이며 부족하면 과실의 발육이 불량하여 수량이 적어진다.
나. 칼리의 길항작용
과수원에 칼리를 과다 시용하면 마그네슘과 칼슘의 흡수를 억제시키는데 이와 같은 현상을 길항작용이라 한다. 같은 원인으로 석회나 고토를 과다 시용하면 배나무 뿌리에서 칼리의 흡수량이 상대적으로 적어져 결핍증이 나타난다.
배나무에 칼리비료를 지나치게 많이 시용하면 유부과의 발생률이 많아지는데 이 유부과에는 칼슘의 함량이 매우 적다. 따라서 이와 같은 길항작용을 최소화하기 위해서는 균형시비가 필요하다.
다. 칼리의 흡수와 이동
칼리는 과수나무의 뿌리에서 능동적으로 흡수하기 때문에 흡수율이 높으며, 식물체 내에서 이동이 원활하여 노화된 조직에서 어린잎으로 재이동된다. 식물체 내의 칼리는 대부분 영양생장기에 흡수되며 과실이 자람에 따라 과실내로 많이 이동된다. 흡수된 칼리는 세포질에 50% 이상이 유리상태로 존재한다.
라. 칼리와 과실 수량 및 품질
과실발육 중에 칼리가 부족하면 과실비대가 심하게 억제되어 소과가 생산되는 것으로 보아 칼리는 과실의 크기와 다수확을 위해서는 매우 중요한 비료이다. 특히 6월 중에 칼리가 부족하면 과실비대가 극히 불량해진다. 배의 경우 칼리와 과실 맛의 관계는 칼리부족에 의해 당 함량이 다소 감소되지만 그 감소의 범위는 대개 1% 내외다.
마. 칼리의 과다결핍에 의하여 나타나는 생리장해
1) 칼리의 결핍
칼리의 결핍증상은 생장 초기에 나타나는 일은 드물고, 발육이 상당히 진행된 후 성엽의 가장자리에 엽소현상이 나타난다. 칼리가 결핍되면 어린잎은 크기가 작아지지만 증상이 노화된 잎보다 덜 심하며, 대개 과다결실된 나무의 노화된 잎에서 증상이 현저하다.
2) 칼리의 과다
과수나무에서 칼리의 과다증상은 발견하기가 매우 어려우나 토양에 칼리가 많이 함유되면 칼슘과 고토 등 양이온의 흡수를 억제하여 이들 원소의 결핍을 유발할 수 있다.
3) 방지대책
칼리는 뿌리에서 흡수가 용이하므로 부족하게 될 염려가 있으면 토양에 시용하면 되고, 사질토양에서는 보비력이 약하므로 여러 차례 나누어 분시하는 것이 효과적이다. 엽면시비는 인산과 마찬가지로 제1인산칼리 1% 액에 생석회 0.5% 액을 혼합하여 살포한다. 칼리를 과다 시용한 경우에는 길항작용에 의해 흡수가 부족할 것이 예상되는 원소들을 엽면살포와 동시에 당분간 칼리질 비료를 줄인다.