7. 비료 이야기 - 6) 칼륨(K. Potassium) = 칼리(K2O)

[j정수*밀양/월산]

6) 칼륨(K. Potassium) = 칼리(K2O)

(1) 칼리의 특성

* 식물체(건물)의 1~1.5%로 작목에 따라 질소보다 적거나, 비슷, 많기도 함.

* 채소⦁과채류의 경우 작목에 따라서 질소보다 흡수량이 더 많기도 하다.

* K⁺(+이온)의 형태로 흡수한다.

* 다른 원소와 결합하지 않은 상태에서 [+이온형태]로 효소적 기능을 한다.

- 즉, 칼리는 질소⦁인산과 달리 토양에서는 유기태인 것이 거의 없다.

(2) 토양중의 칼리는 네가지 형태

① 용액의 칼리 / 치환성칼리 / 비치환성칼리 / 1차광물로 구분한다.

② 유효태 칼륨과 K의 고정

* 용액이나 교환성K⁺이 풍화작용 등으로 용출되어 비어있는 광물격자의 공간에 K⁺가 이동하여 자리를 차지하는 현상을 K의 고정이라 한다.

* 식물에게 유효한 형태의 K는 토양용액의 이온상태(K⁺)와 점토의 표면에 흡착되어 있는 치(교)환성K이다.

③ 일반 농경지토양에서는 10a당 20~40kg(작토층의 1/10,000정도)이 있는 것이 보통인데,

최근 집약농업에서, 특히 시설토양에서는 100kg을이 넘는 경우도 흔하여

길항작용을 유발하여 Ca과 Mg 결핍현상이 나타난다.

④ 칼리는 탄소동화작용, 호흡작용에 관여하며,

* 생장이 왕성한 생장점 형성층 세포조직에 많으나,

* 과실에는 나무(목질부)의 7배나 포함되어 있다.

<기타 칼리의 특성>
* 칼리는 식물 수분의 관계는 밀접하다.
- 칼리는 세포의 함수량을 유지시켜 세포팽창압력에 영향을 미쳐 식물체가 똑바로 서게 해준다.
* 또 기공의 개방 정도를 조절하여 증산량(蒸散量)을 조절한다.
* 칼리은 세포 생장에 대단히 중요하다.
- 세포벽두께를 강화시켜 작물의 내도복성, 병충저항성을 증강시킨다.
- 저온의 날씨일 때 대량의 칼륨이온이 세포 안에 들어가 당분과 함께 식물의 내한성(耐寒性)을 강화시킨다.
* 칼리는 식물체 속에서의 이동성이 아주 강해 노쇠한 조직에서 연한 조직으로 쉽게 전환시킨다.
* 토양의 온도, 습도, 통기성, pH값, 미생물 개체군의 수량 등의 조건은 칼륨이온방출의 가속율과 수량에 영향을 미친다.
* 수용성칼륨이온은 토양 점토입자에 쉽게 흡착 고정되어 물에 씻겨도 손실이 많지 않다.
* 칼리비료를 토양에 시비하여 넣은 후에, 만일 제때 흡수 이용되지 않으면 그 칼륨비료는 아주 빨리 토양 속에 고정(비치환성)되어 버려 이용이 어려워지며, 미생물이 분해한 뒤에나 다시 이용될 수 있다.

* 뿌리발육을 촉진하고, 개화, 결실을 촉진한다.*칼리는 꽃눈분화를 좋게 하고, 가지와 잎의 조직을 튼튼하게 하며, 병해충에 저항력을 증가시킨다.
*과실의 성숙을 촉진하며, 당분함량을 증가시키고 신맛을 적게 하여 품질을 좋게 한다.
*농산물의 신선도 유지기간을 연장시켜주기 때문에 품질원소라고도 불린다.

(3) 칼리의 기능
- 일조부족을 보충하고,(2) 칼리의 기능

- 수분의 증산작용을 조절하며,

- 삼투압 조절

- 광합성작용으로 생성된 동화물질(당)을 저장기관으로 이동한다.

- 효소 활성제 ⇨ 60여종 이상의 효소에 관여한다.

(4) 칼리가 부족하면

- 결핍된 식물체는 우선 노쇠한 잎의 엽첨(잎끝)과 엽연(가장자리)이 누렇게 마르기 시작하다가 엽폭이 좁고 오그라지며 암적색이 되고, 점차 엽맥(잎줄기) 사이의 조직으로 확산되며, 잎 주위가 타기도 한다.

- 탄수화물이 잘 만들어지지 않아 잎이 황색~적갈색으로 되고,

- 과실성숙이 늦어지고,

- 새순이 잘 굳어지지 않아 어느(동해) 피해를 받기 쉬우며,

- 꽃눈 분화가 나빠 수량이 적어지고 품질도 떨어진다.

(5) 칼리가 지나치게 많으면

- 길항작용으로 마그네슘이 부족하여 조기낙엽의 원인되고,

- 붕소가 부족하여 꽃떨이 현상이 생긴다.

- 특히, 과수(채)류에서 추비로 칼리를 많이 줄 경우 열과의 원인(Ca와 길항작용)이 되므로 주지 않거나 줄 경우에는 조금만 주어야 한다.

- 거름은 밑거름으로 30%, 착색되기 시작할 때 덧거름으로 70%를 준다.

종류	① 염화칼리(KCl) : 칼리(K2O) 함유량은 60% ② 황산칼리(K2SO4) : 칼리(K2O) 함유량은 54% ③ 황산칼리고토 : 칼리(K₂O) 함유량 22%, 고토(MgO) 함유량 18% - 랑베나이트에서 염(소금)을 제거한 것.

(6) 공정규격

① 염화칼리 :

- 성질은 수용성이다.

- 화학적으로는 중성이나 시비 후에는 생리적으로 산성이 된다.

그러므로 토양을 산성화시키는 경향이 황산칼리보다 빠르다.

- 그리고 작물이 흡수하는 효과는 황산가리에 비해 빠르다.

- 건조한 토양이나 다비성 재배작물, 강산성 토양에서는 식물이 어릴 때에 염화칼리를 사용하면 장해가 일어날 경우가 많다.

- 산성 토양에는 염화칼리를 피하는 것이 좋다.

- 장기적으로 염화칼리비료를 사용하면 토양의 염지수가 높아져서 토양의 칼슘이 결핍되거나, 땅이 딱딱해지거나 산성으로 변하게 되므로 반드시 석회 등의 칼슘비료를 배합하여 시용하는 것이 좋다.

② 황산칼리

- 생리적으로 산성이며 토양산성화의 정도는 염화칼리에 비하여 느리다.

- 토양시비용으로 염소피해가 없으며, 염화가리에 비해 염류집적은 적다.

- 토양에서의 이동이나 손실은 적은편이며, 기비로 사용하는 것이 좋다.

- 사질토양, 습답, 등에는 분시하는 것이 좋다, 입상의 경우 분진이 적어 시비하기가 편리하며, 타비료와 혼합이 용이하다.

- 그러나 알카리성비료 · 미발효유기질비료 · 미발효퇴비 등과 혼용하면 양분유실 및 가스장애가 발생할 수 있으므로 혼용하지 않는다.

- 담배, 구근류 등에 시용 시 높은 효과를 기대할 수 있다.

- 흡습성이 낮고 작물의 밑거름 및 웃거름으로 모두 사용 할 수 있다.

- 논에는 황산칼리을 시용하지 않는다. 물에 잠기는 상태에서는 산화환원전위가 낮기 때문에 황산근이온이 황화물로 환원되기 쉬워 식물근계가 중독되어 검어진다.

- 황산칼리비료는 토양 속에 황산근이온을 잔류시킨다.

장기간 사용하면 염화칼리와 같이 토양이 산성화된다.

③ 황산칼리고토(썰포마그)

가) 유래

- 썰포마그는 미국의 뉴멕시코주의 칼스베드 지방에 있는 순수 천연광물인 랑베나이트를 채광하여 소금성분을 제거하여 만든 천연 광물질비료이다.

칼 리	고 토	유황	규산	칼슘	철
22(수용성)	18(수용성)	22	0.15	0.1	0.03

나) 성질(특성)

o 미국에서 천연으로 산출되는 비료로 1억 8천만년전 황산칼리와 황산고토가 지하에서 이상적인 형태로 함께 함유되어 있다.

- 공정규격은 수용성 칼리 20%, 수용성 고토 17% 이상(위 표 참조)

o 모든 작물에 필요한 칼리, 고토, 유황 성분을 작물이 흡수 이용하기 쉬운 완전 수용성형태로 공급하여 작물수량을 증대시키고 품질을 향상시켜 준다.

o 황산칼리와 황산고토가 천연의 복염 형태로 바란스를 유지하며 결합하고 있기 때문에 길항작용이 없어 작물에 완전히 흡수 이용된다.

o 썰포마그는 중성이므로 토양의 pH를 증가시키지 않으며 또한 다른 비료와도 자유롭게 배합사용할 수 있으며 염류집적이 가장 적은 이상적인 가리비료다.

o 비료가 작물에 흡수되기 위해서는 토양중의 수분에 용해되지 않으면 안되는데 특히 썰포마그의 고토는 수용성(구용성이 아님)으로 작물에 완전 흡수되므로 고토의 원료로서 다른 고토 화합물보다 용해도는 실로 5만배에 가까운 차이가 있다.

다) 시비효과

① 황산칼리와 황산고토를 동시에 시비한 효과가 있다. 특히 우리 토양에 고토와 유황이 부족하고 칼리가 많이 축적되어 있어 토양양분 발란스개선 효과가 클 것으로 기대된다.

② 엽록소를 증가시켜 동화작용을 왕성히 하므로 질소 등 타비료 성분의 효율이 증가된다.

③ 세포액 농도가 높아지므로 병충해, 냉해, 설해, 건조에 대한 저항력이 높아지며 동화양분(전분, 당분, 단백질, 유지 등)의 축적이 순조롭게 되어 고품질과 다수확이 보장된다.

④ 작물 체내에서 인산의 움직임을 활발하게 하는 촉매 역할을 하여 생육을 건전하게 한다.

⑤ 염소가 거의 없으므로 담배, 감자, 사과, 배, 포도 등 염소에 민감한 작물에 좋다.

라) 시비방법

o 일반 칼리비료와 사용방법은 같으며 기비로 하는 것이 효과적이다. 칼리 성분량은 황산가리의 2.5배를 시비해야 한다.

o 벼에는 기비 또는 모내기 10일 후 20kg을 시비한다. 저온기에 특히 효과가 크다.

o 벼의 출수기 35일전에 25kg을 시비하면 이삭발생을 촉진하고 줄기를 강하게 한다.

o 원예작물의 시비량은 표와 같다.

o 썰포마그는 완전수용성 비료로서 서서히 녹으므로 토양관주와 엽면살포가 가능한 비료이다.

<썰포마그 시비기준량> (kg/300평)

작 물 명	밑거름	웃거름	작 물 명	밑거름	웃거름
과 채 류	50~60	30~40	담 배	30~40	-
과 수 류	40~60	40(5월~6월)	수 도	20~30	25
채 소 류	40~60	30	맥 류	30~40	-
근채류, 화훼류	60~80	-	두류, 감자류, 옥수수	50~60	-
감 귤	40~60	20	잔 디	20~40

♠ 칼리(칼륨=K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)은 서로 길항작용을 한다.

<토양 내에서의 적정 비율>
* 칼리 : 칼슘 : 마그네슘 =1 : 5 : 2(작물에 따라 조금씩 차이가 있음)
* 길항작용(拮抗作用=대항작용)> ≒ 상승작용
생물체의 어떤 현상에 대해, 두 요인이 동시에 작용하면서 서로 그 효과를 줄이는 작용(억제작용)

출처:한중열의 흙과 유기농업 이야기