Re:비료 성분에 관한 문제

[힘들다힘들어]

 

□ 질소

-. 물에 녹아 NH⁴⁺ 나 NO^3-로 흡수

-. 밭작물은 주로 NO^3-로 흡수

-. 무 ․ 사과나무는 NO^3-가 뿌리에서 암모니아로 환원된 후 특정 유기산과 결합, 아미노산이 되어 지상부로 이동

-. 밀 ․ 토마토에서는 NO^3-가 잎으로 이동하여 엽록체에서 아미노산을 만든다.

-. 논에서는 NH⁴⁺ 로 흡수

-. 암모늄태는 질산태 질소보다 단백질 합성하는데 에너지 적게 소요

-. 암모니아 체내 농도 높으면 유해하므로 아스파르트산이나 글루탐산과 결합하여 아스파라긴과 글루타민같은 아미드를 만들어 중독 회피

-. 질소 과다하면 엽채류나 사료작물은 단백질 함량 높고 기호성 좋으나 품질은 하락

-. 질소 부족하면 하엽부터 황색

□ 인

-. 밭의 경우 산성토양에서 인이 Al ․ Fe ․ Mn과 결합하고 알칼리성 토양에서는 Ca와 결합하여 불용태가 되므로 이동이 잘되지 않는다.

-. 인의 효과가 가장 높은 pH는 6.5이고 이때에도 시용량의 20%만 흡수

-. 영양생장기에는 대사활동이 왕성한 생장점, 마디 등의 조직에 많이 축적되고 생식생장기에는 종자에 phytin으로 저장되었다가 발아할 때 이용

-. 세포분열과 생장에 필수성분. 모든 대사작용에서 에너지 공급과 수소전달 관여

-. 화곡류 성숙 촉진

□ 칼리

-. 식물체내에서 효소의 활성화, 단백질 합성, 광합성과 그 산물의 수송, 삼투조절

-. tRNA가 리보솜에 유전정보를 전달하는 단계에 관여하므로 단백질 합성에 필요.

-. 광합성에서 탄산가스 고정하는 효소 RUBP carboxylase 합성에도 관여

-. 체관부에 있는 동화산물 이동에도 관여

-. 잎의 기공개폐 관여하거나 세포 신장을 돕는다.

-. 한발이 심한 경우에는 기공개폐를 완만히 조절, 내건성을 높인다.

-. 부족시 오래된 잎부터 결핍증 나타남

□ 칼슘

-. 2가이온이어서 토양에서 잘 이동하지 않는다.

-. 식물체에서도 지방산이나 유기산과 염을 형성하므로 이동하지 않고 결핍증은 어린 잎에서 먼저 발생

-. 세포벽의 구성성분으로 펙틴과 결합하여 세포를 결합하는 역할, 세포분열과 생장에 중요

-. 세포막의 선택적 투과성이나 원형질 교질의 수화성에 영향, 뿌리에 의한 다른 이온 흡수를 조절

-. 길항작용으로 Mg 흡수 억제

-. 부족시 세포벽 형성 저해, 처음에는 생장점이나 어린 잎이 죽는다(이동이 안되므로)

-. 사과 bitter pit 병 발생, 토마토 배꼽썩음병, 땅콩 공협(종자없는 협) 발생

□ 마그네슘

-. Mg²⁺로 흡수, 흡수율은 K⁺, Ca²⁺, NH⁴⁺ 등 양이온에 의해 크게 억제

-. 북방형 목초는 봄에 생장이 급격히 일어나는데 K나 Ca를 많이 시용할 경우 목초의 Mg 함량이 낮으므로 이 목초를 먹은 소는 마그네슘 결핍증상(그래스테타니)

-. 광합성에 직접 관여. 효소활성 조절

-. Mg는 리보솜 submit를 연결하므로 부족시 리보솜 구조 유지가 않되고 RNA와 단백질 합성 중단

-. Ca 부족한 식물에서 Ca 대신 펙틴과 결합, 세포벽을 이루기도 함

-. 인산기를 이전하는 효소 phosphotase와 ATPase, 카르복실기를 이전하는 효소 carboxylase, 전분합성과 triosephosphate의 유출을 조절하는 fructase-1,6-biphosphatase, NH⁴⁺와 글루탐산으로부터 글루타민을 합성하는 glutamine synthetase 등 효소의 활성제

-. 부족시 광합성 저하, 생장저하, 오래된 잎부터 황백화, 갈색괴사

-. 부족시 포도, 고구마, 목화 등은 잎이 황색 대신 적자색

-. 부족시 사과나무는 조기 낙엽, 과실 비대 억제

-. 벼는 유수형성기 이후 출수기까지 결핍되면 불임성 증가, 수량 감소

-. 부족시 감자는 괴경에 전분 축적 감소

□ 황

-. 흡수된 SO₄^2-는 ATP에 의해 활성화된 후 페레독신에 의해 환원되어 시스테인 합성

-. 단백질을 이루고 있는 시스테인과 메티오니에 많이 함유

-. 페레독신, 비오틴(비타민 H), thiamine pyrophosphate(비타민 B₁), 글루타티온, Coenzyne A의 구성성분

-. 양파, 마늘, 겨자에서 휘발성인 독특한 냄새를 내는 isothiocyanates 구성분

-. 유채종자에 있는 glucosinolate는 가수분해되면 유독물질이 되므로 동물로부터 종자 보호

-. 산화상태로 존재하는 황은 특히 엽록체의 틸라코이드막에 많이 존재하는 sulfolipid이며 이온의 막투과성 조절

-. 화본과 < 콩과 < 십자화과 순으로 요구도 큼

-. 식물체내에서 재분배 안됨

-. 결핍증은 어린 잎에서 먼저 발생. 단백질 합성 저해하므로 황백화

-. 부족시 메티오닌 부족하므로 농산물의 영양가 낮아진다.

-. 시스테인 함량이 낮으면 밀가루 제빵 특성 나빠짐

-. 황부족시 콩과작물은 근류근에 의한 질소고정 감소

-. 벼 기계이앙 육묘시 토양에 황가루나 황산 처리하는 것은 토양 pH 낮춰 입고병 방지

-. 감자, 철쭉, 블루베리 등은 황 함유 비료사용시 pH 낮추어 철결핍 방지

-. SO₂가 빗물에 녹아 SO₄^2-가 되면 NO^3-와 함께 산성비 원인

-. 식물은 SO₄^2-나 SO₂ 함량 높고 빛이 있으면 H₂S로 환원하여 공기중 방출하거나 글루타티온을 형성하여 체관을 통해 다른 조직으로 수송하여 황의 독성 회피

□ 철

-. 토양에서 가급태 철은 Fe²⁺ 또는 Fe³⁺의 킬레이트 형태로 존재. 그렇지 않으면 인산 등과 결합해 불용태가 된다.

-. 뿌리에서 흡수돼 잎으로 이동하지만 체내 재분배가 잘되지 않으므로 결핍증상은 생장점이나 어린 잎에서 먼저 발생

-. 산화-환원계에 존재하는 헤모프로테인과 철-황 단백질 구성분. 80%가 엽록체에 존재

-. 헤모프로테인 - 엽록체와 미토콘드리아에서 산화-환원계를 구성하는 시토크롬

               - 전자전달경로의 마지막 단계에서 수소이온을 산화하여 물을 형성하는 과정에 관여하는

                  cytochrome oxidase

               - H₂O₂를 물과 산소로 분해하는 catalase

               - 페놀을 리그닌으로 중합하는데 필요한 peroxidase

               - 콩과식물에서 근류근에 산소를 공급하는 leghemoglobin

-. 철-황 단백질 - 페레독신 ~NADP⁺, nitrate reductase, sulfate reductase, N₂환원에 전자를 전달해주는 역할

-. 크렙스 회로중에서 citrate를 isocitrate로 변환시키는 효소인 aconitase의 구성성분

-. Fe 결핍되면 말산, 시트르산 등 유기산이 집적되어 탄수화물 대사에 영향

-. Fe 결핍시 어린 잎부터 황백화

   ⇒ 엽록소형성 과정중 α-aminolevulinic acid의 합성과 Mg-protoporphyrin에서 protochlorophyllide 형성에 철 필요

-. 철 결핍되면 엽록체내에 있는 리보솜 수가 감소하여 엽록소 합성에 필요한 단백질 충분히 공급하지 못해 엽록소 함량 감소하고 유리 아미노산 함량 증가

□ 붕소

-. 세포벽의 목질화와 관계. 세포내 다른 물질과 결합하고 있음

-. 당의 대사에 관여하며 헤미셀룰로오스. 펙틴. 리그닌 등 세포벽 구성물질의 합성을 촉진

-. 당분해 : ① 해당과정- 크렙스회로 ② 5탄당인산회로

-. 5탄당인산회로의 첫 산물인 6-P-gluconate와 복합체를 만들어 당이 5탄당인산회로를 통해 분해되는 것을 억제

-. 물에 녹으면 B(OH)₃나 B(OH₄)^-를 이루며 OH^-기 2개가 mannitol, mannan, polymanuronic acid, sugar alcohol, uronic acid 등 당이나 당 유도체들과 결합하여 헤미셀룰로오스와 펙틴 생성 촉진

-. 결핍되면 glucose는 5탄당인산회로를 통한 분해가 많아져 페놀성 물질이 축적. 페놀성 물질이 축적되면 polyphenol oxidase(PPO)의 활성이 증가되어 반응력이 큰 퀴논 형성되어 세포가 장해 받음

-. 페놀성 물질 ~ 붕산과 결합하면 카페산이나 하이드록시페롤산 등 안정된 복합체를 만들어 리그닌을 합성, 세포벽 형성

-. 붕소는 자당 합성에 관여하고 옥신작용을 간접적 제어

-. 뿌리에서 cytokinin 합성촉진 ~ 결핍시 어린 잎 단백질 함량 감소

-. 꿀의 당 함량 증가, 화분 생산량 증가, 화분 수명연장, 화분관 신장을 좋게해 수정능력 증가

-. 붕소 요구량은 외떡잎식물보다 쌍떡잎식물에서 많고 특히 십자화과식물

-. 콩과작물의 근류형성과 질소고정 촉진

-. 결핍시 황백화되거나 괴사, 절간신장억제되어 rosette화 됨

-. 결핍시 사과는 코르크병과 축과병이 발생하고 유채 ․ 보리는 출수지연, 수술퇴화 및 화분불임에 의한 수정장해

□ 망간

-. Mn²⁺로 흡수되며 유리상태로 뿌리와 줄기로 이동

-. 물이 광분해되어 전자가 방출되는 과정과 광합성에서 나오는 산소의 산화작용을 막는 작용

-. 광합성할 때 엽록체내에서 산소와 전자가 모두 발생하여 이것이 서로 반응하여 superoxide가 되고 이것이 엽록소를 광산화시켜 엽록소의 기능을 잃게 한다. 그런데 망간을 포함하고 있는 superoxide dismutase(SOD)는 두 분자의 superoxide와 H⁺를 결합시켜 H₂O₂와 O₂를 생성하고 H₂O₂는 다시 catalase에 의해 물과 산소로 분해

-. 원형질막에 있는 Mg-Mn-ATPase는 1가 양이온중 K⁺와 H⁺를 세포밖으로 내보내는 것을 촉진. 특히 액포막이나 세포질의 구포막에 있는 Mg-Mn-ATPase는 세포질에서 액포내로 H⁺를 유입하는 것을 촉진하여 세포질의 pH가 7보다 높고, 액포의 pH가 6보다 낮게 유지하도록 조절

-. 효소의 구성성분은 아니면서 Mg와 같이 RNA polymerase, malate dehydrogenase, isocitrate dehydrogenase와 같은 효소를 활성화

-. 엽록체에서 RNA polymerase의 활성에 필요한 Mn양은 Mg의 1/10

-. 결핍시 엽록소함량과 광합성 능력 현저히 감소. 쌍떡잎식물은 어린 잎의 엽맥사이가 황백화. 외떡잎식물은 아랫잎에 회록색 반점

-. 논에서는 토양이 환원되어 가용성 망간이 증가하지만 벼 뿌리는 과잉의 망간을 세포안으로 흡수하지 않는 능력(excluding power)이 있어 해를 입지 않는다.

-. 망간 흡수가 많으면 칼슘이 생장점으로 이동되는 것을 억제하고 정아우세현상을 잃게 되어 측아의 발생 많아짐

□ 아연

-. 알코올을 분해하는 alcohol dehydrogenase의 구성성분

-. Mn superoxide dismutase와 같이 광합성에서 발생한 산소의 해를 방지하는 효소인 Cu-Zn SOD의 구성성분

-. 탄산가스를 세포질에서 녹여 HCO₃^-를 형성하고 엽록체로 들어가 광합성에 이용케 하는 carbonic anhydrase의 구성성분

-. aldolase, transphosphorylase, RNA와 DNA polymerase 등 여러 효소의 활성제로 작용

-. 탄수화물대사, 광합성, 단백질 합성에 필수적

-. IAA의 전구물질인 트립토판의 합성에 필요하므로 부족시 IAA의 농도가 낮아 줄기생장을 억제하고 황백화

-. 부족시 옥수수와 같은 화본과작물은 엽맥을 따라 황색줄이 생기며, 잎에 붉은 점 나타남

-. Zn 결핍증은 토양 pH가 높거나 인산시용량이 많을 때 발생하기 쉽다.

□ 구리

-. 물관에서 아미노산이나 이와 관련된 물질과 복합체를 만들어 이동

-. Cu²⁺는 Cu⁺로 쉽게 환원되므로 전자전달계와 이와 관련된 효소 구성분

-. Cu는 명반응중 제 1 광계에서 전자를 전달하는 플라스토시아닌 구성분. 엽록체막에서 플라스토퀴논을 만드는 효소인 lactase, 광합성에서 발생한 superoxide를 분해하여 해를 방지하는 Cu-Zn superoxide dismutase의 구성분으로 결핍시 광합성 저하

-. Cu는 cytochrome C, ascorbate oxidase, alternative oxidase 등 여러 산화효소 구성분

-. 호흡시 미토콘드리아의 전자전달 마지막 단계에 있는 cytochrome C는 구리와 철을 포함한 단백질. 최종적으로 전자가 분자상태의 산소와 결합하도록 촉매역할을 하는 것은 Fe가 아니라 Cu.

-. Cu는 phenolase의 구성분. 이 효소는 리그닌과 알칼로이드 합성, 상처분의 갈변, 병자포자의 발아와 균사의 생장을 억제하는 물질인 피토알렉신의 생성에 관계

-. Cu 결핍시 생장억제, 정단분열조직이 괴사, 수정 장해, 콩과식물의 질소고정 억제

-. Cu 과잉시 엽록체 틸라코이드막의 파괴로 황백화현상, 뿌리생성 억제

□ 몰리브덴

-. 필수원소중 가장 적게 필요한 성분이며, 건물의 몰리브덴 함량은 1 ppm 이하

-. Mo은 수용액에서 MoO₄^2-로 존재

-. Mo는 다른 미량원소와는 달리 pH가 낮은 토양에서 Fe와 결합되어 불용태가 되며, pH가 올라가면 용해도 증가

-. 고등식물에서 Mo는 질소환원효소와 아질산환원효소의 구성분

-. 밭에서 Mo가 결핍되면 식물체내 NO^3- 함량 증가되고 단백질 함량 감소. NH₄⁺를 시용해도 Mo 결핍되면 작물이 정상적으로 자랄 수 없다.

-. 콩과작물의 근류균(Rhizobium), Azobacter, Clostrium, 논 벼의 뿌리에 있는 Azospillum, 남조류 등에서 질소고정하는 nitrogenase의 구성분

-. 옥수수에서 Mo결핍은 출웅 지연, 개화와 화분 생산력 떨어지고, 생산된 화분 크기도 작고 발아력 떨어진다.

-. 산성토양에서 자란 메론은 Mo 부족하면 화분 생산 못한다.

-. Mo 결핍시 토마토는 엽맥사이 갈변, 황백화. 감귤은 엽맥따라 부분적 반점 또는 괴사

-. Mo 결핍은 토양 pH 낮고 활성철이 많을 때 일어나기 쉬우며 엽면시비하면 결핍증상 없어진다.

□ 염소

-. 정상적 생장에 필요한 양은 340 ~ 1,200 ppm이지만 식물체내 함량은 2,000 ~ 20,000 ppm (대량원소)

-. 토양과 식물체에 Cl^-로 존재. 이동이 자유로워 재분배 잘됨

-. 토양에서 재배할 때 Cl 결핍은 적고 과잉의 해가 문제시

-. Cl 생리적 작용은 Hill 반응에서 물의 광분해에 관여하고 양전하를 중화하고 삼투작용을 조절

-. 힐 반응에서 망간을 함유한 산소방출계의 보조인자, 염소가 결핍된 식물에 염소공급하면 ATP 합성 현저히 증가

-. 기공개폐에 관여 ～ 엽록체가 발달한 식물의 잎에서 K⁺가 공변세포안으로 들어와 기공이 열릴 때 광합성에서 얻어진 전분을 분해해 malate^-를 합성함으로써 K⁺의 전하를 중화한다. 그러나 엽록체에서 전분이 생성되지 않을 경우 Cl^-이 역할 대체

-. 보리, 앨펄퍼, 담배, 시금치, 상추, 사탕무, 아스파라거스 요구량이 많다.

-. 담배는 염소를 많이 흡수하면 연소성이 낮아져 품질이 저하되지만 섬유작물은 품질이 좋아진다.

□ 규소

-. 토양용액에 Si(OH)₄로 존재하며 중성부근 pH에서 해리도가 낮아 이온화되지 않으나 쉽게 막을 통과하여 식물체 각 부분에 규산 gel 형태로 침적

-. 벼에서 엽신에 침적되어 규질화 세포를 형성하고 잎 표피 각피층 아래의 규산겔층 및 규산-셀룰로오스 혼합층을 만들어 이중층 형성

-. 그래서 도열병균과 해충 침입 방지, 각피증산을 줄이고, 잎을 직립케해 수광태세를 좋게 한다. 물관에 집적된 규소는 증산이 심할 때 받는 압력을 견디게 함

-. 규소는 줄기와 뿌리 조직의 통기조직을 발달케해 뿌리에 산소공급을 좋게 하고 뿌리 표면에서 Fe와 Mn을 산화시켜 흡수억제

-. 규소는 벼, 사탕수수, 보리 등 외떡잎식물에서 많이 흡수. 쌍떡잎식물중 토마토, 오이에서도 많이 흡수

□ 나트륨

-. 염생식물인 Atriplex vesicara는 Na 부족시 황백화되고 괴사하며 결국 생장이 정지됨에 따라 Na 필수원소로 알려짐(Browneil, 1965)

-. C3 식물에서는 필수원소가 아니지만 C4 식물과 CAM 식물에서 필수원소

   ⇒ Na가 엽육세포와 유관속초세포 사이의 물질이동에 관여

-. 액포에 Na 축적되면 수분포텐셜 낮아져 물이 들어오므로 세포가 신장

-. 염생식물은 Na 많이 축적하여 삼투포텐셜 낮추어 토양이 건조하거나 염류가 많아도 생육할 수 있으며, 기공의 개폐작용에도 관여

-. 사탕무, 순무, 근대, 많은 C4 화본과 목초에서는 Na가 K 대치할 수도 있다.

   그러나 옥수수, 호밀, 콩, 강낭콩, 상추, 티머시에서는 대치할 수 없음

□ 셀렌

-. 동물에게 필수원소

-. SeO₄^2- 또는 SeO₃^- 형태로 흡수. 이행과 동화는 SO₄^-와 유사

-. SeO₄^2- 는 환원되어 cysteine의 셀렌유사체인 selenocysteine이 되고 이것이 셀렌을 축적하는 식물에서는 생리적 활성없는 selenomethylcysteine로 변하여 축적됨. 그러나 셀렌을 축적하지 않는 식물은 selenocysteine이 단백질에 결합

□ 코발트

-. 콩과식물, 오리나무, 남조류 등의 근류발달이나 질소고정에 필요

-. 코발트는 조효소인 비타민 B₁₂의 구성분

-. Co 부족하면 근류균에서 methionine synthase 활성이 떨어져 단백질 합성이 저해. ribonucleotide reductase의 활성이 낮아져 Coenzyne A mutase 활성도 낮아지므로 leghemoglobin 합성이 적어져 질소고정 감소

□ 알루미늄

-. pH가 5.5 이상이면 토양내 1 ppm 이하지만 이하이면 현저히 증가

-. 사탕무, 옥수수, 완두, 기장과 열대지방의 몇몇 콩과식물 등 Al 내성강한 식물은 0.2 ～ 5 ppm 농도에서 생육촉진되며 차나무는 27 ppm 까지도 생육 촉진

-. 차나무에 Al 분포는 줄기보다 잎에 많고, 어린 잎보다 오래된 입에 많다

-. Al 생육 촉진되는 것은 Cu, Mn, P 등의 해독작용을 방지하고 토양에서 뿌리 썩는 병도 방제하기 때문

[Mr. S]

힘들다힘들어님.....자료가 풍부하신거 같은데 저한테 공유좀요;;

[힘들다힘들어]

이거 향문사 생리학 책 파일로 만든 것입니다. 정리노트가 아닌 관계로 자료로 올리지 않고 있읍니다.