작물 생육에 필요한 원소와 그 기능

[j정수*밀양/월산]

1. 작물 생육에 필요한 원소와 그 기능

  가. 식물의 필수 원소와 기능
    1) 식물 생육에 필요한 필수 원소
     식물은 이산화탄소(CO2),물(H2O), 광(빛)을 이용하여 광합성 즉 탄소동화작용 하고, 그 결과 전분과 당과 같은 탄수화물을            만든다. 
       CO2는 잎을 통해 공기로부터, H2O는 뿌리를 통해 토양으로부터, 빛은 잎을 통해 햇빛으로부터 흡수한다.

식물은 자신이 만든 탄수화물의 일부는 호흡작용을 비롯한 자신의 생장 에너지로 사용하고 나머지는 지방이나 단백질과 같은

유기화합물과 다른 중요한 양분을 생성하는데 사용된다.
식물이 자라는데는 여러 가지 양분을 필요로 하는데, 뿌리가 토양으로부터 그러한 양분을 흡수한다.

 작물이 자라는데는 16가지의 필수 영양소를 필요로 하는데,  9종의 다량원소와 7종의 미량원소가 그것이다.  

그리고 필수 영양소 외 특수 영양소가 있다.

다량원소 : 질소(N),탄소(C),수소(H),산소(O),인(P),칼리(K),석회(칼슘,Ca),고토(마그네슘,Mg),유황(S)
미량원소:철(F),망간(Mn),붕소(B),아연(Zn),동(Cu),몰리브덴(Ml),염소(Cl)
기타원소:규소(Si),알루미늄(Al),나트륨(Na),니켈(Ni),코발트(Co),바나듐(V)

16원소 중, 탄소(C),산소(O),수소(H)는 CO2와 H2O로부터 공급받고, 나머지는 토양성분으로부터 공급받는다.  

토양성분으로부터 공급받는 13가지 원소를 필수 무기원소라 한다.
또, C,O,H,Cl을 제외한 12원소(N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo)는 토양의 모암으로부터 직접 또는 간접으로 

얻을 수 있으므로 이들을 필수 광물원소라 한다.  

이들 중 N는 공기로부터 흡수하므로 엄격히는 광물질이 아니지만 편의적으로 포함시킨다.

식물의 생육에 필요한 다량원소 9가지(N,C,H,O,P,K,Ca,Mg,S)와 철(Fe)룰 합쳐서 필수원소라 한다.

미량원소는 부족하면 결핍의 해를, 많으면 과잉피해를 일어키므로 적정량을 공급하는 것이 중요하다.

기타원소는 꼭 필요한 것은 아니지만 작물에 따라 요구하는 성분이 다르다.  

예를 들어, 벼와 같은 화본과 식물은 Si를 많이 요구한다.  이 때문에 벼에는 규산질비료를 공급해 주고 있다.

작물의 필수 영양소 중 N,P,K는 토양에서 자체적으로 충분히 공급되지 못하므로 비료로 공급해 주어야 한다.  

따라서 N,P,K를 비료의 3요소라 한다.
그리고, 비료의 3요소(N,P,K)에 토양개량을 위해 사용하는 Ca(칼슘,석회)를 합쳐 비료의 4요소(N,P,K,Ca)라 하고, 

여기에 유기물을 더해 비료의 5요소(N,P,K,Ca,유기물)라 한다.

유기물은 식물이 자라는데 필요한 양분은 적지만 토양을 비옥하게 함으로써 간접적으로 식물의 생육을 돕는다.

    2) 필수 원소의 기능
     가) 다량원소
      (1) O,H,C
          - O : H2O,CO2,O2 등으로 호흡작용에 필수불가결한 요소이다.
                   물,탄산가스의 구성 성분으로, 전분,지방,단백질 등 식물 구성 성분의 주요 원소이다.
          - H : H2O,H+,HCO3 등 물로서 식물체 내의 모든 생리작용에 관여한다.
                  엽록체 내에서 물을 분리하여 H를 만들어 낸다.
                  산소와 마찬가지로 많은 유기화합물의 구성요소 이다.
          - C : CO2,CO32-, HCO3-의 형태로 공기중의 탄산가스를 흡수동화(광합성작용)한다.
                  산소와 마찬가지로 유기화합물 합성에 필수적으로 사용되고,
                  일부는 호흡작용의 최종 생성물인 탄산가스로 방출된다.
      (2) N
           - NH4+, NO3­
            - 생리작용 : 단백질의 구성성분, 양분의 흡수 및 동화작용을 왕성하게 하며
                            생육촉진, 엽록소, 각종 체내대사를 촉진하는 효소호르몬, 핵산, 비타민류 등의
                           구성 원소이다
          - 결핍증상: 잎이 담황색으로 되며, 생육이 빈약하고 분얼감소, 종실의 성숙이 빨라지고
                           수량이 적어지며 품질이 떨어지고, 뿌리발달이 불량해 진다
         - 과잉증상: 잎이 암록색으로 되며, 종실의 성숙이 지연되고, 줄기나 잎이 연약해져 내도복성이
                           약해지며 병해충, 냉해 등의 저항성 감소되며, 식물체가 도장하고, 꽃눈의 형성이
                           불량해 진다
      (3) P  : P2O5, HPO42-, H2PO4
            - 생리작용: 핵단백질의 구성원소이며, 당류와 결합 호흡작용, 뿌리와 신장, 발아, 분얼, 개화 결실
                          을 좋게하고, 탄수화물 대사와 에너지대사에 관여한다.
         - 결핍증상: 잎의 폭이 좁아지고 노엽은 암록색, 분얼이 적고 개화, 결실의 불량, 과실류 잎이 암갈
                         색이 되고 조기낙엽, 감미저하, 과실과 종자의 형성이 불충실하다.
        - 과잉증상: 일반적으로 과잉증상은 아연, 철, 고토의 결핍을 유발하며, 영양생장이 멈추고 성숙이
                        빨라져 수확이 감소된다.
      (4) K(칼륨)  :  K+
             - 생리작용: 탄수화물의 합성, 이동축적, 세포액 중에서 이온상태 혹은 유기산염 형태로 존재, 증
                           산작용을 조절하고 체내의 수분생리에 관계, 단백질 합성에 관계하고
                           뿌리나 줄기를 강하게 하고 병해충 저항성을 증대시킨다.
        - 결핍증상: 늙은 잎의 선단부터 황화하여 엽면에 퍼지고 그 부분이 갈색으로 고사된다.
                         어린잎은 암록색으로 되고 신장이 나쁘며 소엽이 되고,
                         뿌리는  주근의 부근에만 형성되고 측방의 생장이 제한되며 뿌리썩음병이 발생하기
                         쉽다.
                         과실비대가 저하된다
        - 과잉증상: 고토와 칼슘의 흡수를 억제하여 양분의 결핍을 초래한다
      (5) Ca(칼슘) : Ca2+
               - 생리작용: 펙틴과 결합하여 세포막형성과 병에 강하게 함, 뿌리의 발육을 도움.
                            체내에 과잉하게 있는 유기산과 같은 유해물질을 중화한다.
               - 결핍증상: 뿌리의 표피에 코르크층이 생기고 뿌리가 짧고 굵어진다.
                             생장이 왕성한 어린잎의 선단이 희어지고 얼마 후에 갈색으로 고사된다.
                            생장속도가 감퇴하여 뿌리나 눈의 생장점이 파괴된다.
               - 과잉증상: 과잉증은 나타나기 어려움, 오래된 잎에 황색 반점이 생김, 고토, 칼리,붕소, 아연의
                            결핍증을 촉진한다.
      (6) Ma(마그네슘)  : Mg2+
          - 생리작용: 엽록소의 구성성분이며, 인산의 흡수, 이동에 관계, 유지의 합성, 탄수화물대사,
                           인산대사에 관계하는 효소의 활성화한다
        - 결핍증상: 늙은 잎의 엽면부에 엽맥간이 황화되며 심하면 백화현상, 엽맥간이 꼬이고 성숙 전
                         낙엽이 된다
      (7) S  : SO42- SO3
            - 생리작용: 단백질, 아미노산, 비타민의 구성성분, 마늘, 겨자 등의 향기성분에 포함된다.
                           식물체중의 특수성분 형성, 식물체중의 산화환원, 생장의 조절 등 생리작용에
                           관여 한다
          - 결핍증상: 전체적으로 생장이 나쁘고 질소 결핍과 유사, 콩과 작물은 뿌리혹박테리아에 의한
                           질소고정능력이 저하된다
         - 과잉증상: 토양의 산성화를 촉진하고, 벼의 뿌리썩음병이 발생(노후화답에서 유화수소 발생)
                           된다

      나) 미량원소
         (1) 철(Fe) : Fe2+, Fe3+ 
             - 생리작용: 엽록소생성에 관계, 호흡작용에 관계가 있는 효소를 구성, 철효소로서 생체 내
                              산화환원 반응에 관여한다
            - 결핍증상: 엽록소 생성이 방해되며 새잎부터 황백화, 결핍증은 상엽부터 나타난다
            - 과잉증상: 인산고정이 증대하여 그의 비효를 감소시키며, 망간, 인산 결핍증을 조장한다.
       (2) 망간(Mn) :  Mn2+
         - 생리작용: 산화효소의 작용을 돕고 산화환원을 순조롭게 함, 엽록소 생성, 광합성 비타민 C의
                          합성에 관여한다
         - 결핍증상: 입의 소형화, 잎의 엽맥간 황화현상, 쌍자엽 식물에서는 잎에 작은 황색 반점이
                        생긴다. 
        - 과잉증상: 잎의 선단에 갈색, 자색의 작은 반점이 생기며, 철 결핍을 조장한다.
    (3) 구리(Cu) :  Cu2+
       - 생리작용: 산화환원 효소의 작용과 호흡작용에 관여하며, 엽록소 형성에 간접적으로 관여한다
      - 결핍증상: 새잎 선단부터 황백화하고 시듬
      - 과잉증상: 뿌리의 신장이 멎음
    (4) 아연(Zn) : Zn2+
     - 생리작용: 단백질과 전분의 합성을 도움, 생체내의 산화환원 효소의 작용을 도움
    - 결핍증상: 엽맥간의 황색이 되고 줄 모양으로 분명해짐, 잎이 작아지고 변형되며  새잎부터
                     황화
    - 과잉증상: 잎 면에 갈색의 반점이 생김
    (5) 붕소(B) :  BO32-
       - 생리작용: 세포의 분열과 화분의 수정, 당분의 엽면 흡수 및 체내이동을 도우며
                        핵산의 합성에 관계, 효소의 활성화, 수분, 탄수화물, 질소대사에 관계,
                       세포막 펙틴의 형성과 조직의 유지를 도모
     - 결핍증상: 1차 생장점의 발육이 중지되고 심하면 뿌리 생장점이 멎고 세근의 발생이 감소됨.
                      엽병의 코르크화, 줄기의 중심이 검게 됨, 꽃가루의 생성이 나쁘고 수술의 발육이
                      나쁘며 불임이 많아짐
      - 과잉증상: 잎이 황화고사


  (6) 몰리브덴(Mo) :  MoO42-
   - 생리작용: 초산태질소를 환원, 질소를 고정하는 근류균의 생육을 도움, 단백질 합성에 관여
   - 결핍증상: 광엽은 엽면이 안쪽으로 감아 컵 모양이 됨, 세엽작물은 잎이 꼬임, 늙은 잎부터 황화현상을 나타낸가


  (7) 염소(Cl) :  Cl-
   - 생리작용: 섬유화 작용이 좋아지고 병해 저항성을 강하게 하고 도복하지 않게 됨
   - 결핍증상: 어린잎의 황백화
   - 과잉증상: 전분이 섬유가 되므로 감자류는 섬유가 많아져 품질저하, 담배의 품질이 저하 된다


  (8) 규산(규소 ; Si) : SiO2 콜로이드상 규산
   - 생리작용: 줄기와 잎의 표피세포의 규화를 촉진하고 조직을 굳게 하여 내병성, 내충성 증대, 

경엽이 튼튼해지고 내도복성이 증대된다
   - 결핍증상: 잎이 늘어지고 병충해에 걸리기 쉬우며 도복되기 쉬움, 벼는 생육감소,출수지연, 임실장해가 일어난다

[출처] 올바른 비료 사용법 - 농업과학기술원 박양호

[양파미소*대구달성]

아주 중요한 자료를 잘 올려주셨네요
기본적인 이론을 염두에 두고 농사를 지어야 하는데
기본적인것 조차 덮어두고 농사를 지을때가 많습니다.

[j정수*밀양/월산]

네.중복되는 내용이 있기도 합니다만
보고 또봅니다 양분이론이 기본이 된다면
모든 농사가 한결 쉬워지기도 하지만
품질 좋은 농산물이 생산되지않을까 싶습니다.
좋은하루 보내세요.