유기농업 용어

[바이오]

3-마바

20. 망간 (Manganese)

ㅇ 특성

- 함유 : 생리작용 활발한 부분(뿌리 분열조직)

- 존재 : 대부분은 체내 수용성 무기물질 상태

- 기능 : 과합성효소계 등 효소 활성제, 질산동화에 관여. 뿌리호흡에 관여. Fe와 길항작용. Ca시용시 불용성망간 증가.

- 결핍 : 엽록소 형성저해(황백화). 과수에서는 Fe증상은 유엽에, Mn증상은 노엽에 발생. 위축증상(시금치).

21. 맥반석

- 조성 : 중생대말부터 신생대초까지 분출된 광물질로서 장석과 석영이 섞여 있음

- 상태 : 담회색 바탕에 홍장석의 반점과 회색을 띠는 석영 결정이 흩어져 있는 상태

- 성분 : 실리카 70.5%, 알루미나13.7%, 산화철3.4%, 마그네슘0.7%, 칼슘1.6%, 나트륨3.5%, 칼륨2.4%, 인0.1%, 게르마늄25ppm

- 농업적 이용 : 주로 미량요소 공급원으로 사용되며 고울수록 속효성. 50메쉬 이하는 토양개량제로, 300메쉬 이상은 엽면살포나 관주용으로 사용됨. 풍화가 안된 광물질로서 양이온치환용량이 낮음

22. 목초액

ㅇ 특성

- 성상 : 숯을 굽는 과정(탄화과정)에서 연기 냉각장치로 추출한 조목초액을 6개월 이상 숙성시켜 정제한 담홍색 투명액체

- 생산 : 연기온도가 80-150C일 때 채집한 목초액이 양질 (80C이하에서는 수분이 많고, 150C이상에서는 탈성분 증가). 채집량은 숯무게의 1/3정도.

- 주성분 : 초산으로 200여종의 각종 산과 10여종의 미네랄이 함유되어 있고 산도는 pH3 정도

- 사용법 : 물에 희석하여 토양관수 및 엽면살포(500-1000배)

- 효과

  (1)크레졸 등 페놀류에 의한 살균효과

  (2)초산, 알코올류 등 휘발성분에 의한 균사발육 억제

  (3)병해충에 의한 작물의 상처 치료효과 (?)

  (4)유기산, 페놀류에 의한 미생물상 변화 효과 (유용균 증가, 병해 경감)

  (5)구아야콜 등에 의한 발근, 발아, 생육촉진 효과 (고농도 생육억제 가능성 있음)

  (6)전착력이 양호하여 농약혼용시 약효증진 (고농도에서 약해유발 가능성도 있음)

  (7)페놀류에 의한 크롬독성 경감효과

ㅇ 목초액 종류별 유기성분 함량비교

유기성분 (%/목초액)		기계식 목초액		전통식 목초액	비고 (참나무/소나무)
		소나무	참나무	참나무
유기산	초산 프로피온산 (유기산 계)	2.600 0.007 2.607	4.930 0.023 4.963	5.590 0.069 5.149	-초산: 215% 유기산:198%
페놀류 -구아야콜: 발근.발아.생육촉진 효과 -크레졸: 살균효과 -페놀류: 식품첨가시 맛을 좋게 하고, 보존기간 연장	구아야콜 크레졸 디메톡시페놀 (페놀류 계)	0.049 0.138 0.028 0.215	0.261 0.842 0.015 1.118	0.135 0.409 0.244 0.788	-구아야콜:276% -크레졸: 296% (기계식 참나무는 FDA에서 식품첨가해도 안전성 인정)
알코올	메탄올 등	1.142	1.244	0.491	-알코올: 43%
중성물질	푸루푸탈	0.707	0.005	0.221	-중성물질: 31%
미지성분	-	1.899	9.200	3.151	-미지성분: 166%
유기성분(미지성분 포함)	-	6.570 (97종)	16.520 (173종)	9.800 (229종)	-유기성분: 149%

23. 몬모릴로나이트 (Montmorillonite)

ㅇ 특성

- 화학성분이 (AI, Mg)2Si4O10(OH)2·4H2O인 점토광물의 일종으로서 괴상, 토상을 이룸.

- 화산재나 응회암에서 변질된 벤토나이트(bentonite)는 불순한 몬모릴로나이트.

- 프랑스의 몽모리용 지방에서 발견되었지만 세계에 널리 분포.

- 벤토나이트와 산성백토는 용도가 많으며, 특히 석유정제에 사용.

- 굳기 1∼1.5, 비중 2∼2.5으로서 수분을 흡수하여 원래 부피의 7∼10배로 팽윤하는 성질이 있으며, 이온 교환성이 높음.

- 함수량 150 %에서 점착력이 생기고 약 500 %의 함수량에서 점착력을 잃으며, 내부 마찰저항이 작은 점 등 특수한 성질을 가진 점토. 백색, 회색, 담홍색인 것이 많고, 때로 청색, 녹색을 띠며 광택이 없음.

- 알루미늄이 풍부한 광물이나 암석의 변질로 인하여 생김.

24. 미생물기능

균류	기능
길항균 (진균,불완전균) (Trichoderma )	1.             용균효소 분비 : chitinase를 분비하여 병원균 세포벽 용해 (입고,탄저,노균 등) 2.             생장억제물질 분비 : 억제물질을 분비하여 병원균 억제 3.             생리활성물질 분비 : 효소, 생장호르몬 등을 분비하여 뿌리에 공급 4.             토양입단화 작용 : 균사체 기본작용으로 입단화 (토양개량) 5.             유기물분해 촉진 : cellulase를 분비하여 유기물 분해 (양분흡수 촉진)

살선충균(진균,불완전균) (Paecilomyces, Dactylella)	1. Paecilomyces : 선충포식 작용 (균사가 선충을 휘감으면서 선충을 기주로 생장과 번식을 하여 선충을 죽임) 2. Dactylella : 선충기생 작용(선충 알에 기생하여 죽임)
효모균(진균,자낭균) (Saccharomyces, Galactomyces, Hyphopichia)	1. 가스발생 억제 : 유해가스 분해로 가스발생을 억제 2. 퇴비 고품질화 : 수분30-50%에서 분해능력 활발, 유기물 투여시 처음 에는 바실러스, 후에는 효모 활성화 (퇴비부숙 촉진효과) 3. 생리활성물질 생산 : 아미노산(proline, glycin, valine, arginine), 비타민 (biotine, choline, pyridoxin, thiamine), 효소(invertase), 유기산(acetic acid, lactic acid, malic acid, oxalic acid, propionic acid) 등 유용물질 생산 (* 당분 많은 곳에서 서식양호) 4. 항균물질 생산
길항균(세균,간균) (Bacillus)	1. 용균효소 분비 : chitinase를 분비하여 병원균 세포벽을 용해 (시들음, 위황,뿌리혹 등) 2. 항균물질 분비 : 발피포스트, 바시타라딘, 시안화물 등을 생산하여 병원균 억제 3. 토양개량  : 효소(amylase)생산으로 유기물 분해촉진 (양분흡수 촉진)
길항균(세균,간균) (Pseudomonas)	1.             항균작용 : 사상균에 고활성(시들음,모잘록 등) 2. 유기물분해 촉진 (생육촉진)
길항균(세균,방선균) (Streptomyces)	1. 항균작용 : 효소(chitinase), 생장억제물질(abermectin, streptomycin) 생산으로 사상균에 고활성 2. 퇴비부숙 촉진 : cellulase생산으로 섬유소 분해 3. 방향성물질 생산 : 호르몬 생산
광합성균(세균,광합성세균)(Rhodobacter =Rhodopseudomonas)	1. 광합성작용 : carotinoid 다량 함유로 광합성 2. 질소고정 : 토양내 질소공급량의 50% (Azotobacter의 수배량) 3. 생리활성물질 생산 : 아미노산(proline,glycin,valine,arginine등), 핵산(uracil, adenine, guanine등), 비타민(biotine, choline, pyridoxin, thiamine등), 생리활 성물질(ubiquinone, porphyrin) 등을 생산하여 뿌리에 공급 4. 유기물 분해 : 혐기상태에서 유기물을 분해 (혐기성세균) 5. 유해물질 제거 : 암모니아, 황화수소, 퓨트레신, 메칠메르캅탄, 아민류 등 가스물질을 먹이로 하여 아미노산(proline, glycin, valine, arginine), 핵산 등 으로 전환 (연작장해 해소, 악취제거 기능) 6. 항균, 항바이러스물질 생산 : 생장억제물질을 생산하여 유해균 생장억제 7. 토양미생물상 개선 : 알카리성물질을 분비하여 산도교정, 많을수록 유익 균의 번식이 왕성 (토양개량, 생육촉진 효과)
유산균(세균,간균) (Lactobacillus, Streptococcus)	1. 유기물 분해 : 혐기상태 퇴비발효 (퇴비부숙 촉진, 악취제거 작용) 2. 생리활성물질 생산 : 유기물을 분해하면서 분해효소(protease, cellulase, amylase), 비타민(folic acid), 아미노산(proline, glycin, valine, arginine), 생장호 르몬, 핵산(uracil, cytosin, adenine, guanine) 등 생산 3. 불용성인산 가용화 : 불용성인산염을 분해하여 인산흡수 촉진 및 토양내 인산축적을 방지 4. 유기산 생산 : 유기산(acetic acid, lactic acid, malic acid, oxalic acid, propionic acid)을 생산하여 비료성분을 흡착시켜 용탈방지 5. 병원균 억제 : bacterioncin, hydrogen peroxide, lactic acid, 항바이러스믈질을 생산하여 병원균 억제 6. 산도조절 : 산도저하 작용 (종자발아, 뿌리발육촉진)

25. 미생물분류 (Microorganism classification)

생물	구분	대분류	소분류	종류
원생생물 (동식물 구분안됨)	비세포생물 (핵산.단백질로 구성)	바이러스 (생세포내증식, 효소없음)	식물성바이러스	TMV, CGMMV
			동물성바이러스	AIDS
			세균성바이러스	박테리오파지
	원핵생물 (막구조없음)	세균류 (종속영양, 분열번식)	진정세균류 (단세포, 기생.부생생활)	ㅇ구균: 폐렴균 ㅇ간균: Bacillus,      Pseudomonas,      Xanthomonas,      대장균, 유산균      (Streptoccocus,      Lactobacillus) ㅇ나선균: 콜레라균 ㅇ방선균: Streptomyces
			광합성세균류(엽록소)	Rhodopseudomonas
			화학합성세균류	질산균, 철세균
			리케차(생세포내증식)	발진티푸스
		남조류 (엽록소a, 남조소)		흔들말, 염주말
	진핵생물 (막구조있음)	위족류 (위족,분열번식)		아메바, 유공충
		점균류 (위족,포자번식)		털먼지곰팡이
		편모류(편모)		유글레나
		섬모류(섬모)		짚신벌레
식물(비운동,독립영양)	비유관속식물 (유관속없음)	조균식물 (무격막, 포자.접합생식)		노균, 역병균, Pythium
		진균식물 (격막,포자번식)	자낭균류 (자낭형성,내생포자)	효모균(Saccharomyces, Galactomyces, Hyphopichia), 흰가루병균, 균핵병균
			담자균류 (담자기형성,외생포자)	녹병균, 깜부기균
			불완전균류 (분생자경,무성생식)	Trichoderma, Paecilomyces, Dactylella, Collectrichum, Fusarium, Rhizoctonia
		규조식물 (엽록소a,c)		깃돌말
	유관속식물 (유관속있음)	종자식물 (엽록소a,b)	겉씨식물(밑씨노출)	소나무, 은행나무
			속씨식물(자방내밑씨)	벼, 콩, 국화
동물 (운동, 종속영양)		절족동물(체절있음)	곤충류(변태,다리3쌍)	나비, 벌,개미
			거미류(무변태,다리4쌍)	거미, 응애, 진딧물
			갑각류(변태,다리5쌍)	게, 새우
		선형동물(체절없음)	선충류	선충, 회충

26. 바실러스 (Bacillus)

- 주로 사용되는 균주는 B. subtilis.

- 고초균. 균체 주위에 편모가 있는 간상 세균.

- 번식에 부적합한 환경(과건조, 빈영양, 고온, 유해성분 유입 등)에서는 포자를 형성하여 휴면에 들어가 생명을 유지.

- 내생포자는 불량환경에서 외부로 방출되었다가 생육조건이 좋아지면 발아. 영양부족 조건에서도 번식이 양호하고, 내열성포자로서 제제화가 용이하나, 내저온성은 약한 편.

- 항생물질(bacitracin, bacilycin, bulbiformin, fengymycin)을 분비하여 입고병, 흑부균핵병 등의 병원균을 억제.

- 효소를 생산하여 유기물분해를 촉진하고, 유기산을 생성하여 토양중의 난용성 인화합물의 양이온과 킬레이트 결합을 함으로써 인산이온을 가급태로 만듬.

- 생리활성물질(비타민, 핵산, 아미노산 등)을 분비하여 작물생육 촉진 및 내병성을 증진.

- 증식속도가 빨라 병원균의 필수영분을 고갈시켜 균생장을 억제.

27. 발효(Fermentation)와 부패(putrefaction)

ㅇ 발효(fermentation)

- 넓은 뜻으로는 미생물이 자신의 효소로 유기물을 분해 또는 변화시켜 각기 특유한 최종산물을 만들어내는 현상이며, 좁은 뜻으로는 탄수화물이 무산소적으로 분해되는 복잡한 반응계열로 이루어지는 과정. 

- 발효는 호흡과 더불어 생물이 에너지를 얻는 대사반응의 대표적인 형식인데, 무산소적 조건하에서 유기화합물 자신이 산화되는 기질과 산화제를 겸하는 것이 특징.

- 무산소성 생물은 극히 일부의 세균에 한정되고, 대부분의 미생물은 산소 조건하에서는 에너지 효율이 뛰어난 산소에 의한 완전산화(호흡)를 영위하지만, 산소가 없는 환경에 놓이면 유기물(특히 당)의 발효적 분해를 일으켜 생명을 유지하려고 함.

- 발효는 유사이전부터 알려져 있는 현상으로서, 인류에 의해서 과실주, 맥주, 빵, 치즈 등의 제조에 경험적으로 또한 전통적으로 이용되어 왔음.

ㅇ 부패 (putrefaction)

- 유기물이 미생물의 작용에 의해 악취를 내며 분해되는 현상으로서 생물이 죽은 조직이나 배출물 등 질소를 포함하는 유기화합물이 무산소성 세균에 의하여 불완전분해를 하고, 각종 아민이나 황화수소 등 악취가 나는 가스를 발생하는 현상.

- 탄수화물이 무산소적으로 분해하는 발효에 대하여 단백질이 분해되는 것을 말하는데, 이산화탄소가 암모니아 등에 완전분해되는 경우는 부후라 하여 부패와 구별하는 경우도 있고, 지방이 불완전분해하고 케톤류 등이 생기는 과정도 일종의 부패임.

- 부패가 생기기 쉬운 조건, 즉 세균이 번식하기 쉬운 조건은 적당한 온도와 수분의 존재임. 가장 적당한 온도는 20∼40℃이며, 여름철에 부패가 쉽게 일어남. 부패과정은 산화, 환원, 가수분해 등의 화학변화가 복잡하게 얽힌 것이며, 반응메커니즘도 균일하지 않고 부패에 의한 생성물의 생성과정도 알려져 있지 않은 경우가 많음.

- 자연계에서 물질순환의 중요한 현상의 하나이며, 복잡한 유기질소 화합물을 간단한 유기질소 화합물이나 무기질소 화합물로 변화시키는 중요한 요인의 하나임.

28. 방선균 (Actinomyces)

ㅇ 특성

- 발병억제형 토양에 많이 서식.

- 메칠페닐케톤, 메칠에칠케톤, 스트랩토마이신 등의 항균물질과 셀루라제, 키티나제, 효소 등을 생성.

- 푸자리움, 라이족토니아 등 사상균의 키틴을 용해.

- 게껍질, 키토산에 활성화되어 증식.

ㅇ 토양방선균

- 토양내 미생물의 10-50%, 호기성, 토양10cm 이내 표면에 분포, 생육적온 25-35C

- 50여속 존재, Streptomyces가 95%이상

- 흙냄새를 만듬(geosmin이라고 하는 휘발성물질을 분비하고 색소를 분비)

- 작용 : 길항작용, 항생작용, 효소분비, 유기물분해, 토양부식생성

29. 버미쿨라이트 (Vermiculite)

ㅇ 특성

- 질석이라고도 함

- 알루미늄, 마그네슘, 철의 수산화규산염으로 되어 있는 점토광물의 일종으로서 화학성분은 CMg, Fe3+, Al3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O.

- 굳기 1∼2, 비중 2.76으로서 회백색 또는 갈색이며, 진주광택이 남. 산에 쉽게 분해되고, 양이온 교환능력이 높음. 가열하면 팽창. 다공질이며, 흡수능력이 좋아서 내열재료 및 방음재로서 널리 이용되고 있음.

- 명칭은 가열했을 때 지렁이와 비슷하여 지렁이를 뜻하는 라틴어vermiculare에서 유래.

30. 베타인 (Betaine)

ㅇ 베타인(Betaines)

- 아미노산인 N-트리알킬치환체로서 양성이온으로 존재하는 수용성 결정 물질.

- 종류 : 트리메칠글리신-베타인((CH3)3.N+CH2.COO-), 알파-베타인(R3.N+R.COO-), 베타-베타인(R3.N+(CH2)2.COO-), 감마-베타인(R3N+(CH2)3.COO-) 등이 있음.

- 보통은 조해성인 결정이지만 100C에서는 무수물. 융점293C. 융점까지 가열하면 일부는 디메칠아미노아세트산메칠로 이성화함. 물과 알코올에 녹음.

- 널리 동식물계에 존재하고 특히 사탕무우의 당밀 중에 다량 함유. 약용작물 황기에도 다량 함유.

- 글리신의 메칠화, 콜린의 산화, 또는 클로르아세트산과 트리메칠아민으로 합성.

ㅇ 해조액

- 고에마 제품: (1) 고에마 비엠86비: 식물생리기능 활력증진제, 식물백신 기능, 폴리아민 효과 (화아분화, 당도, 비대촉진), 다른 해조류대비 베타인 5-13배, 일반작물에 비하여 베타인 1000배 함유, (2) 고에마 피그멘틸222: 착색촉진, 경도유지, (3) 고에마 엠젯이: 구근비대, 저장성향상.

- 사용법: 과수.채소,인삼300ml/10a(1000배), 벼150ml/10a(1000배)

- 작물의 생육촉진 효과가 베타인에 기인하는 것으로 믿고 있음.

- 해조추출물의 제조에 사용된 대부분의 갈조류에는 베타인이 함유되어 있음.

- Ascophyllum nodosum에는 δ-amino butylic acid betaine과 δ-amino valeric acid betaine이 있음.

- 베타인은 사이토키닌과 유사한 효과가 있으나, 사이토키닌보다 고온 등에 안정함.

- 해조추출물은 각종 활성물질이 함유된 복합 칵테일과 같음.

- 건물중의 30%가 Alginate (=salts of alginic acid=polysaccharides=large sugar molecules)로서 본래 식품의 유화제, 농후제(thickening agent, 걸죽하게 만듬), 제리제 등으로 사용.

- 조류에는 카이네틴 유사물질, 사이토키닌, 옥신, 지베레린 등이 함유되어 있으므로 생육촉진 효과, 과실과 채소류의 수확후처리 효과, 아미노산 함량변화, 생장조절 효과, 선충내성 증진 효과, 저장기간 연장효과, 냉해방지 효과 등이 있는 것으로 추정. 

31. 벤토나이트 (Bentonite)

- 산성백토라고도 함.

- 유문암, 유문암질 응회암이 변질되어 생긴 점토. 몬모릴로나이트 (MgAl)4Si8O20(OH)4· nH2O를 주성분으로 하고, 이것에 교상규산이 혼합된 것임.

- 백색 또는 담갈색, 담녹색이고 산성반응을 나타냄. 산성백토는 원토도 흡착성과 탈색성이 강한데, 황산으로 가열 처리하면 한층 그 성능이 향상되며 이것을 활성백토라고 하여, 석유, 유지류의 정제, 탈색 등에 사용되며, 여러 가지 촉매와 흡습성을 이용하여 건조제로서 사용.

32. 부식산 (Humic acid)

1. 부식의 정의

부식(Humus)은 부식질(Humic substances)이라고도 한다. 부식은 유기물에 속하지만,  모든 유기물이 곧 부식은 아니다. 부식은 토양유기물이 변해서 된 것이기 때문이다. 유기물(Organic matter)이란 본래 탄소원자를 함유한 화합물로서 생물에서 나온 것이거나 합성되었거나 모든 유기화합물을 의미하지만, 농업에서는 동물.식물.미생물 등의 생물에서 자연적으로 유래한 유기화합물만을 의미하고 있다.

토양유기물(Soil organic matter)은 단순히 토양에 있는 유기물을 의미하고 있으므로, 본질적으로는 유기물과 다르지 않다. 그러나, 토양에 있는 유기물은 수많은 종류와 수많은 양의 미생물의 영향을 받으면서 변하고 있다는 점이 일반적으로 말하는 유기물과는 다르다. 다시 말하면, 토양에 있는 유기물은 미생물에 의해서 끊임없이 분해되고 중합되어 변화되고 있다는 점이다. 따라서, 토양유기물은 결국 토양환경에 크게 영향을 받고, 영향을 미치므로 일반 유기물과는 달리 복잡한 개념을 갖고 있다.

토양에 있는 유기물은 변화단계로 보아 4종류로 구분이 되며, 이는 (1) 살아있는 유기물, (2) 미숙유기물, 3) 비부식, (4) 부식 등이다. (1) 살아있는 유기물이란 식물뿌리, 토양동물, 토양미생물 등과 같이 세포가 살아있는 유기물을 말하고, (2) 미숙유기물이란 낙엽, 가지, 동식물유체 등과 같이 동식물의 조직이 부숙과정에 있는 유기물을 말하고, (3) 비부식(Non-humus)이란 다당류, 단백질, 지질, 아미노산 등과 같이 미숙유기물이 부식화(Humification)되는 과정에 있는 유기물을 말하고, (4) 부식(Humus)이란 비부식이 더욱 변화되어 갈색-흑색의 유기 교질(Colloid)로 된 유기물을 말한다.

부식이란 토양에 들어간 유기물(Organic matter)이 긴 세월 동안에 분해, 축합, 중합되고, 산화되어 이중결합이 증가하고, 축합고리가 형성된 고분자화합물로서, 갈색-흑색의 유기교질 상태의 유기물을 말한다. 여기에서 중합이란 동일분자 2개 이상이 결합되어 중합체(Polimer)가 생성되는 반응을 말하고, 축합이란 동종 또는 이종의 2분자가 물 또는 저분자가 제거되면서 결합하는 반응을 말한다. 그리고, 교질(콜로이드)이란 1-100nm 크기의 작은 입자로서 액체 내에서 분산될 수 있는 상태를 말한다.

부식은 이화학적 특성에 따라 부식탄(휴민, Humin), 부식산(휴믹산, Humic acid), 풀빅산(Fulvic acid), 울믹산(Ulmic acid) 등으로 구분한다. 부식의 대부분은 토양의 점토광물에 흡착된 상태로 존재하며, 분해에 대하여 어느 정도 저항성을 지니고 있다. 부식산 제품은 종류에 따라 사용방법이 조금씩 다르기는 하지만, 논, 밭, 과수원, 잔디밭 등 경작지의 토양처리, 모든 작물의 엽면처리, 모든 가축의 사료첨가용 등으로 사용할 경우 놀라울 정도의 효과를 볼 수 있다. 사용효과는 과장된 것이 아니고, 효과에 비해 과소평가되고 있는 경향이 있다.

일반적으로 경작지 토양에 부식이 들어있다는 것은 당연하다. 경작지에는 유기물이 자연스럽게 들어가기도 하지만, 대체로 인위적으로 퇴비의 형태로 지속적으로 투입되기 때문이다. 그러나, 유기물함량이 토양에 따라 다르듯이 부식함량도 토양에 따라 다르다. 토양유기물 중에 들어있는 부식 함량은 일반적으로 높은 편이다. 그러나, 토양 전체로 보면 결코 많은 양은 아니다.

부식은 유기물함량이 높은 토양에 많을 수밖에 없다. 따라서 완숙퇴비가 많이 투입되어 비옥한 토양에는 부식이 많다. 식물체가 죽고 그 유체가 계속 쌓여가는 토양에 부식이 많을 수도 있으나, 그보다는 경작지에 퇴비가 계속 투입되고, 미생물의 활동이 활발하여 지속적인 분해가 이루어질 수 있는 토양에 많다.

2. 부식의 퇴적 

부식은 이탄(초탄, Peat)에 많이 들어있다. 이탄이란 식물의 유체가 수천-수만년 동안 지속적으로 퇴적되어 미생물에 의한 분해 및 중합이 반복됨으로써 자연적으로 형성된 된 것이다. 흔히 갈탄에 부식이 많은 것으로 잘 못 알고 있으나 사실은 갈탄에는 많지 않다. 아마도 부식이 많이 들어있는 연갈탄이 갈탄의 일종으로 취급되기 때문일 것이다. 일반적으로 부식은 연갈탄에 가장 많이 들어있고, 이보다 더 탄화된 역청탄이나, 더욱 탄화된 갈탄에는 적게 들어있다. 식물 유체는 이탄(초탄, Peat), 연갈탄(Leonardite), 역청탄(Bitumen), 갈탄(Lignite) 순으로 탄화되어 간다. 토탄(Peat moss)이란 이탄(Peat) 중에서 특히 이끼가 퇴적되어 탄화된 것을 말하며, 본래의 토탄에는 그 기원이나 생성년대에 따라 부식함량은 천차만별이지만 부식이 함유되어 있는 것은 사실일 수도 있으나, 상토용 등으로 시판하기 위해 조제된 토탄에는 부식이 많지 않다.

연갈탄이나 갈탄은 주로 초본식물이 퇴적되어 미생물에 의해 탄화된 것이다. 그러나, 석탄(Coal)은 목질이 지하에 매몰되어 오랫동안에 지압과 지열작용을 받아 탄화된 것이다. 보통 연갈탄(Leonardite)은 갈탄광의 최상층에 매장되어 있는 것이 보통이고, 탄화정도가 다르다. 연갈탄은 탄소와 유기물은 많지만 석탄으로 사용할 수는 없으며, 갈탄에 비해 부식이나 미네랄 회분(Mineral ash)이 많다. 같은 장소의 연갈탄 중에서도 얕은 곳의 연갈탄에는 풀빅산이 많고, 비교적 깊은 곳의 연갈탄에는 부식산이 많은 편이다. 연갈탄(Leonardite)은 생성년대나 깊이에 따라 성분이 크게 다르지만, 중국산 연갈탄의 경우 유기물과 미네랄 회분이 각각 90%, 10% 정도이고, 유기물 중에서는 부식산 약60%, 풀빅산 약10%, 휴민(부식탄) 약20%로 구성되어 있다.

부식이 대량으로 매장된 지역은 주로 초본식물이 많고 토양미생물의 활동이 활발한 북쪽의 한랭습지이다. 한랭습지에는 수초나 갈대, 이끼 등이 자라고, 그 식물의 유체가 수천-수만년 동안 지속적으로 퇴적되면서, 미생물에 의한 분해와 변화가 반복됨으로써 자연적으로 천연부식이 형성된 것이다. 따라서, 부식은 기후적으로 초본식물이 자라는 한랭습지에 많이 대량 분포되어 있고 미생물 활동이 가능한 표토 부근에 많이 대량 매장되어 있다.

3. 부식의 생산

대부분의 부식은 연갈탄(Leonardite)에서 추출한 것이다. 연갈탄에 NaOH 등으로 조절된 알카리 용액(Alkaline solution)을 넣으면 부식산과 풀빅산이 용해된 용해물질(Soluble fraction)과, 부식탄(Humin)으로 된 침전물(Insoluble fraction)로 분리된다.

그리고, 용해물질에 HCl 등으로 조절(pH 1.0-2.0) 산성용액(Acid solution)을 넣으면, 다시 용해물질과 침전물로 분리되는데, 용해물질은 풀빅산(Fulvic acid)이고, 침전물은 부식산(Humic acid)이다. 부식산과 같이 침전되어 있는 물질 중에 수용성 비부식 물질은 부식산의 탈염과정에서 물과 함께 씻어져 제거된다. 또한, 침전물로 분리된 부식산에 알코올을 넣으면 울믹산(Ulmic acid, Hymatomelanic acid)이 용해된다.

4. 부식의 구조

일반적으로 부식에는 부식탄, 부식산, 풀빅산, 울믹산 4종으로 구분하고 있으나, 울믹산은 그 추출 과정이나 비용을 비교할 경우 생물적 기능이나 효과가 뚜렷하지 못하여 아직 실용성이 낮은 편이다. 부식은 종류별로 일정한 분자식이 없기 때문에 분자구조를 그릴 수는 없다. 따라서 종류별로 모델을 그릴 수는 있으나 명확한 분자구조를 그릴 수는 없다. 다만 종류별로 색깔, 분자의 크기, 원소의 비율, 양분 치환성 등에 따라 개략적 구분이 가능하고, 또한 각종 용매에 녹는 성질에 따라 분리도 가능하다.

부식탄(Humin)은 부식에 알카리성 용액을 넣고 침전된 부식으로서, 산도와 관계없이 물에 녹지 않고, 더 이상 다른 물질을 추출할 수 없는(Nonextractable component) 흑색 고분자화합물이다. 부식탄은 풀빅산이나 부식산에 비해 중합 정도가 높기 때문에 분자량이 대단히 많은 부식이다. 다른 부식에 비해 탄소는 많은 반면 산소가 적다. 양분치환성은 다른 부식에 비해 낮기는 하지만 점토 등에 비하면 월등하게 높아서 최소 500 me/100g에 달한다.

부식산(Humic acid)은 물에는 거의 녹지 않지만, 가성칼륨(KOH), 가성소다(NaOH) 등과 같은 알카리성에는 녹는 고분자화합물로서, 갈색-흑갈색을 띠고, 분자내에 파손된 부분이 많으므로 각종 미량원소가 쉽게 결합되고 산화된 부분은 자연히 음전하를 띠게 된다. 부식산은 방향족의 고리와 고리 사이에 아미노산, 아미노당, 펩티드, 지방족화합물 등이 복잡하게 결합되어 있는 복합 방향족 고분자화합물(aromatic macromolecules)로서, 방향고리에는 질소, 산소, 수산기, 카르복시기 등이 다양하게 결합되어 있다. 부식산 유기구조에는 많은 부분이 자연 산화되어 음전하를 띠고 있다. 따라서 부서진 부분에는 쉽게 양이온성 미량원소가 결합되고 미생물 서식에도 알맞다.

부식의 종류에 따라 일정한 구조와 분자량을 갖는 고분자 중합체인 것으로 생각하기 쉬우나,

사실상 식별이 쉽지 않으므로, 색깔, 중합 정도, 분자량, COOH기, OH기와 같은 기능성 기(Group)의 수, 탄소와 산소의 수, 치환성, 수용성 등에 의해서 종합적으로 보아야 한다. 전자현미경 관찰에 의하면 토양에 따라서 부식산의 중합(Polymerization) 구조는 물론, 고리(Ring), 사슬(Chain), 집단(Cluster)의 형태도 다르다. 분자의 크기는 60-500A 범위에 있는데, 입체적 구조와 크기는 주로 부식화 과정에서 결정된다.

풀빅산(Fulvic acid)은 토양에는 적게 존재하는 부식으로서, 산도와 관계없이 물에 잘 녹는 고분자화합물이며, 황색이나 주황색을 띤다. 풀빅산은 방향족, 지방족 구조를 가지며, 2개 구조 모두 광범위하게 산소를 함유하는 기능성기로 치환되어 있다. 풀빅산은 부식산에 비해 산소의 수는 많지만, 탄소의 수는 적은 부식으로서, 기능성기, 특히 COOH기를 많이 함유하고 있다. 풀빅산에 산소가 많다는 것은 COOH, OH, C=O와 같은 기능성기가 많다는 것을 의미한다. 그러나 부식산에도 산소가 상당히 많은 것은 핵심 구조상에 산소가 많기 때문이다. 풀빅산의 치환성(Exchange acidity)은 900-1400meq/100g로서 부식산(400-870meq /100g)에 비해 대단히 높다.

5. 부식의 기능

1) 양분흡수 증진

부식산은 다량원소를 흡수하였다가 뿌리에 공급함으로써 작물생육을 촉진하기도 하지만, 근본적으로는 식물뿌리의 인산흡수(Phosphorus absorption)를 촉진시키는 기능이 있기 때문이다. 다시 말하면, 부식산이 뿌리의 인산흡수 기능을 촉진하므로 다른 다량원소의 요구를 높여주므로 식물의 발근과 생육을 촉진시킨다. 부식산은 음전하를 띤다.

그러므로 부식산은 주위에 있는 양전하의 미량원소를 끌어 모아 결합시킬 수가 있다. 이 때문에 토양에서 양분이 수평으로 유실되거나 하층으로 용탈되는 것을 막아서 작물이 쉽게 이용하도록 한다. 그런데, 부식산의 음전하보다는 뿌리의 음전하가 강하기 때문에 부식산과 결합된 양이온은 아래 그림에서와 같이 점차 뿌리쪽으로 이동하여 결국 작물이 양분을 흡수하게 된다. 수분이 존재하면 부식산에 붙어 있는 양이온이 부식산 분자에서 약간 떨어져 물 분자의 산소원자와 결합할 수 있는 인력이 새로 생기게 된다.

양이온에 물 분자의 산소원자가 붙고, 그 분자의 수소원자에 다른 분자의 산소원자와 결합되는 연결구조가 만들어지므로 수분증발이 감소되는데, 증발량은 약 30% 감소된다.

2) 에너지대사 증진

부식산은 광합성(Photosynthesis) 및 호흡(Respiration) 등 에너지대사를 증진시킨다. 부식산이나 풀빅산의 근부처리에 의해서 잎의 엽록소함량과 호흡량을 증진시킨다. 부식산에 의한 광합성 및 호흡의 증진효과는 엽면살포에서도 나타난다.

3) 효소활성 증진

부식산은 세포내 m-RNA합성에 관여하여 효소의 생성과 활성에도 유리하게 영향을 준다. 부식산은 인산화작용에 관여하는 포스포릴라아제(Phosphorylase)의 합성을 촉진하고, IAA 산화효소를 억제하고, Fe 킬레이팅에 의한 과산화효소(Peroxidase)의 활성을 억제하는 등 각종 효소의 생성과 활성에 영향을 주어 작물의 생육을 촉진한다. 부식산과 풀빅산에는 기능성기(Functional group)가 많으므로 하나의 효소에 대해서도 다르게 작용할 수가 있고, 또한 부식산의 작용기작도 효소에 따라 달라진다.

부식산과 풀빅산은 종자와 유묘의 효소활성도 증진시켜, 수분흡수와 호흡이 증진되고, 결국 발아(Germination)와 유묘생장(Seedling growth)이 증진된다. 부식산과 풀빅산의 처리로 효소활성이 증진되어 유근이 신장되고, 측근과 부정근은 물론, 뿌리털 형성이 촉진되어. 작물의 수분과 양분 흡수가 촉진된다.

4) 세포막 투과성 증진

부식산 분자에는 친수성, 친유성기가 동시에 존재하므로 부식산이 세포막의 인지질 구조를 쉽게 투과할 수 있으며, 부식산이 담체(Carrier) 역할을 하기도 한다. 따라서, 양분과 부식산을 혼용하여 엽면살포할 경우, 부식산이 세포막(Cell membrane)의 투과성(Permeability)이 증진시키고, 운반작용을 한다. 예를 들면, 요소에 부식산을 혼용하여 엽면살포할 경우 표피세포의 요소 흡수가 촉진된다. 풀빅산의 효과도 부식산의 것과 동일하다.

부식산을 처리한 작물의 조직을 현미경으로 관찰한 결과 갈색으로 착색된 것으로 보아 부식산이 작물체에 흡수되어 이동함을 알 수 있다. 그러나, 그 기작은 아직 명확하지 않다. 뿌리로부터 흡수된 부식산은 일부(약 5%)만이 줄기로 이동이 가능하다. 풀빅산의 엽면살포는 잎의 엽록소함량을 증진하고, 뿌리의 인산흡수를 증진한다. 풀빅산 엽면살포는 잎의 기공전도(Stomatal conductance)를 감소시켜 건조장해가 경감된다. 한발조건의 밀(Wheat)에 풀빅산을 엽면살포한 결과, 무처리에서는 관개재배에 비해 30%가 감수하였으나, 풀빅산 처리에서는 3% 감수에 그쳤다. 풀빅산의 엽면살포는 각종 작물에 호르몬 유사(Hormone-like) 작용을 함으로써 뿌리와 지상부의 생육을 증진시키고, 수량을 증가시킨다. 토마토에서는 풀빅산 엽면살포로 수량이 10.5% 증가되었다.

액상비료에 풀빅산을 첨가 살포할 경우, 양이온의 집중흡수에 의한 장해현상을 방지함으로써 액상비료의 충격흡수를 방지할 수가 있다. 엽면살포와 토양살포 모두 작물의 생육촉진 효과가 인정되나, 단순히 작물에 나타나는 살포효과만을 보았을 경우 소량살포로 효과를 발휘할 수 있는 엽면살포의 방법이 경제성으로 유리하다고 볼 수도 있다.

5) 양분가용성 증진

부식산 등을 토양에 살포할 경우 미량원소(Fe, Zn, Mn, 등)나 일부 다량원소(K, Ca, P)의 가용성을 증진시켜 작물의 흡수를 용이하게 한다. 부식산에 의한 양분 가용성의 증진효과는 미생물과 밀접한 관계가 있다. 부식산 등은 무엇보다도 미생물의 증식에 필수적인 인산과 탄소를 공급하고 서식장소를 제공한다.

부식산의 토양살포에 의해 증식된 세균은 촉매효소를 분비하여 불용성인 칼슘인산염 (Calsium phosphate)에서 칼슘(Calsium)과 인(Phosphorus)을 가용화시키고, 불용성인 철인산염(Iron phosphate)에서 철(Iron)과 인(Phosphorus)을 가용화시킨다. 뿐만 아니라, 세균에 의해 유리된 칼슘, 철, 인 등의 이온은 부식산에 결합되어 이용도가 높아진다.

6) 토양구조 개선

토양에 투입된 부식산은 근권의 수분과 공기의 비율(Water-air ratio)을 변화시켜 토양구조를 개선한다. 부식산과 풀빅산은 계면활성제(Surfactants)처럼 친수기와 친유기를 동시에 갖고 있다. 무엇보다도 친수성인 OH기, COOH기 등의 극성 기능기(Polar functional group)가 많다. 따라서 부식의 사용으로 토양의 수분보유력이 높아진다. 또한 부식은 친유성이기도 하므로 비이온성 용질(Solute)의 보유가 용이하다. 이는 부식이 한번 건조하면 다시 습하게 만들기가 어려운 물리적 특성으로 보아 알 수 있다.

7) 미생물 밀도증진

유기물이 적은 토양에 부식산을 살포한 결과, 미생물밀도(Microbial population)가 높아져 미생물 수가 2주일 만에 2,000배로 증가함으로써, 토양비옥도의 향상 가능성을 알 수 있다. 점토질 토양에 부식산을 살포하면 토양의 응집(Flocculation)으로 입단형성(Aggregates formation)이 증진되어 근권(Rhizosphere)에 물과 공기의 이동이 용이해진다. 풀빅산은 균근균(Mycorrhizal fungus)의 훌륭한 먹이가 되어 일부 식물에서는 균근 (Myccrrhiza) 발생이 증가되어 뿌리활착이 촉진되고 유해균 발생억제 효과가 있다.

8) 양이온치환용량 증진

부식은 양이온치환용량(CEC)이 높고 복합체 형성능력이 높기 때문에 각종 양이온과 유기화합물을 보유하고 있다가 식물에 지속적으로 방출한다. 치환성(Exchange acidity)을 보더라도 풀빅산은 900-1400meq/100g이고, 부식산은 400-870meq/100g로서 2종 모두 대단히 높다. 부식산은 토양산도의 완충력(Buffering capacity)을 높이는 효과도 있다.

9) 영양물질 제공

부식이 작물에 흡수.이동되어 생육에 직접 영양을 줄 수도 있으나, 식물에게 N, P, S와 미량원소의 직접 공급원이 되며, 아세타미드(Acetamide), 핵산(Nucleic acid) 등의 생화학적 물질을 뿌리에 직접 공급하기도 한다. 풀빅산은 모든 산도조건에서 잘 녹고, 분자량이 부식산보다 적어 식물체 침투와 이동이 용이하여 활성이 높고, 천연 유기산(Organic acid)으로서 유용가치를 발휘할 수 있는 잠재력이 높다.

10) 미량원소 운반

부식산 등은 미량원소와 생장물질(Growth factors)의 담체(Carrier)로서 작용을 한다.

11) 독성물질 감소

토양에 살포한 부식산 등은 농약과 공해물질(Pollutants)과 같은 비이온성 유기화합물을 강하게 흡착함으로써 용해되어 작물에 이용되지 못하게 한다. 농약으로 오염된 토양에 부식산이나 풀빅산을 사용할 경우 독성을 중화시켜 작물이 견딜 수 있는 수준까지 낮추어 준다.

33. 붕소 ( Boron)

- 함유 : 최저2.3 ppm (보리), 최고 94.7ppm(양귀비)

- 존재 : 세포벽.세포내 물질에 고정. 체내 재분배가 안됨.

- 흡수 : 붕산이온 상태로 흡수

- 기능 : 생장점.형성층의 세포분열에 중요 역할. 세포벽 성분 중 특히 pectin형성에 관여. 부족시 동화산물 전류 저해 및 분열조직 세포의 팽압.파열 초래. 옥신활성 제어작용. 근류형성.질소고정 촉진. 단백질합성에 관여.

- 결핍 : 생장저해, 담록색으로 변화, 생장점 붕괴, 통도조직 파괴, 근생장 불량하고 갈변, 엽병 표피조직 균열, 임실불량 및 출수지연

34. 브라시노라이드 (Brassinolides)

-식물성 steroid의 일종. 천연에 극미량 존재하며, 1970년 서양유채 화분에서 발견

-식물생장조절작용이 있는 최초 Steroid계 화합물

-쌍자엽, 단자엽, 나자식물, 녹조 등에서 유연체 발견(왜화 BR와관련)

-특징 : IAA와 상승작용(세포신장효과 10배 증강). IAA와는 달리 저해작용(뿌리저해,이상생장,에틸렌발생 등) 없음

-효과 : 광합성 증진. 생육촉진 및 증수(벼, 밭작물, 채소작물, 과수작물 등). 착과.비대증진(과채류,과수). 과수,과채,엽채.절화의 신선도유지(수확5-10전처리). 내병성증진(벼 도열.문고병, 토마토 역병, 오이 잿빛곰팡, 배추 연부병, 무 연부병 등). 스트레스 경감(온도.수분.환경 등). 약해경감(simetryne, butachlor, pretilachlor, simazine 등). 면역력 증진. 품질향상

-사용농도 : 조건에 따라 다름. 0.01-0.5ppm. 사용농도폭 넓음

-사용시기 : 식물에 따라 다양. 어떤 작물은 파종후 25-30일 및 45-50일 2차. 개화초기. 0.1ppm으로 3회 (유묘기,개화기,착과기).

-제품은 건냉암소에 보관. 희석액은 빠르게 분해되므로 냉동보관.

-유효기간은 3년

- 독성 : 포유류, 조류, 어류에 독성 없음

- 잔류 : 없음

35. 비료분류 (Fertilizer classification)

구분	주성분분류	종류
I. 보통비료	1.             무기질 질소비료	황산암모늄(유안), 요소, 염화암모늄, 질산암모늄, 석회질소, 질산석회, CDU, IBDU 등
	2. 무기질 인산비료	과석, 중과석, 용성인비, 용과린 등
	3. 무기질 가리비료	황산가리, 염화가리, 황산가리고토 등
	4. 복합비료	제1종복합비료(2종이상 화학적제조), 제2종복합비료(2종이상 배합), 제3종복합비료(제2종복비+유기물배합), 제4종복합비료 ㅇ엽면시비용(각1%,합10%이상,2종이상) ㅇ양액,관주용(각1%,합10%이상,5종이상) ㅇ화초용(각0.1%,합0.2%이상,2종이상), 피복복합비료, CDU복합비료, 피복요소복합비료, IBDU복합비료 등
	5. 유기질비료	어박, 골분, 대두박, 채종유박, 미강유박, 계분가공비료, 아미노산발효부산비료(박), 혼합유기질비료 등
	6. 석회질비료	소석회, 석회석, 석회고토, 부산소석회, 부산석회, 패화석, 생석회 등
	7. 규산질비료	규산질비료, 규회석비료1호, 광재규산질비료 등
	8. 고토비료	황산고토비료, 고토붕소비료 등
	9. 미량요소비료	붕산비료, 붕사비료, 황산아연비료, 미량요소복합비료(2종이상,수용성)
	10. 규인비료	규인비료

	11. 규인가리비료	규인가리비료
	12. 기타비료	제오라이트, 벤토나이트, 액상석회, 수용성분상석회
II. 부산물비료	1. 퇴비
	2. 부숙겨
	3. 재
	4. 분뇨잔사
	5. 부엽토
	6. 아미노산발효 부산 비료(액)
	7. 건계분
	8. 건조축산폐기물
	9. 부숙왕겨 및 톱밥
	10. 토양미생물제제 및 토양활성제제비료
기타 (등록규정미정)	1. 부숙촉진제

36. 비중 (Specific gravity)

- 어떤 물질의 질량과, 이것과 같은 부피를 가진 표준물질의 질량과의 비.

- 표준물질로서는 고체 및 액체의 경우에는 보통 1atm, 4℃의 물을 취하고, 기체의 경우에는 0℃, 1atm하에서의 공기를 취함.

- 비중은 온도 및 압력(기체의 경우)에 따라 달라짐. 고체, 액체에 대해서는 그 값이 소수점 이하 5자리까지 밀도와 일치. 대부분의 비중과 밀도는 그 값이 같다고 생각해도 무방.  

37. 비타민 (Vitamins)

ㅇ 특성

- 식품에 극히 소량 존재하면서 고등동물의 성장과 생명의 유지에 필수적인 물질

- 고등동물의 체내에서 전혀 합성되지 않거나 필요한 만큼 합성되지 아니하여 식품으로부터 반드시 섭취해야 하는 물질.

ㅇ 호르몬과 다른 점

- 비타민은 소량으로 신체기능을 조절한다는 점에서 호르몬과 비슷하지만 호르몬은 신체의 내분비기관에서 합성되지만 비타민은 외부로부터 섭취되어야 한다는 점이 전혀 다름.

- 체내합성 여부에 따라서 어떤 동물에게는 비타민이, 다른 동물에게는 호르몬이 될 수 있음. 예를 들어 비타민 C는 사람에게는 비타민이지만 토끼나 쥐를 비롯한 대부분의 동물은 몸 속에서 스스로 합성할 수 있으므로 호르몬.

ㅇ 비료와 다른 점

- 식품의 유기물질인 탄수화물, 지방, 단백질과는 달리 비타민은 에너지를 생성하지 못하며, 화학구조나 체내기능에 있어서도 매우 다름.

ㅇ 미량원소와 다른 점

- 요오드나 구리와 같은 미량원소들은 식품에 극히 소량 존재하면서 신체의 정상적인 기능을 유지시키는 데 필요하다는 점에서는 비타민과 유사하나 무기물질이라는 점에서는 비타민과 다름.

- 비교

구분	에너지 생성	체내 합성	체내 이동성	극미량 효과
효소	X	O	X	X
비타민	X	O	O	X
비료	O	X	O	X
호르몬	X	O	O	O

38. 비티균 (Bacillus thuringiensis)

- 균주에는 B.t. var. kurstaki (비티사이드, 슈리사이드, 엠페릴, 청킬라 등), B.t. var. aizawai(센타리, 풀로박 등), B.t. var. islaensis(청킬라 등) 등이 있음.

- 균체 주위에 편모가 있는 간상세균으로서, 대부분의 나비목의 유충을 대상으로 하며 가장 많이 보급되고 있는 제품군.

- 나비목, 파리와 모기 등의 쌍시목 또는 딱정벌레 등에 효과,

- 포자형성기의 Bt균에는 살충성 단백질독소가 함유된 결정체(crystalline inclusion body)가 들어 있으며, 살포액이 묻은 잎을 애벌레가 Bt를 삼키면 이 결정체가 중장에서 protease에 의해 부서져 활성독소(delta-endotoxins)를 방출.

- 환경이 나빠지면 내생포자를 형성하는데 이와 동시에 결정체인 독소단백질을 함께 생산함. 해충이 이를 먹으면 장내에 들어가 용해된 다음 소화효소에 의해 작은 단위로 분해되는데 이렇게 분해가 되어야 독소물질로 작용을 함. 분해가 되어 활성화된 독소단백질은 중장의 상피막 속으로 들어가 이온균형을 깨뜨려 중장조직의 세포를 파괴함

- 활성독소는 중장의 상피세포를 분해하고 장을 마비시킴으로써 곤충을 결국 죽게 함.

- 벌, 무당벌레, 거미, 무당벌레 등의 익충에는 안전.

- 유전자조작에 의해 작물체에 Bt유전자를 전환시킨 작물이 많음.

- 유충의 잎 가해시기에 경엽살포.

39. 뿌리분비물질

- 식물 뿌리에서 분비하는 물질은 아미노산(Glycin, Prolin, Valine, Arginine), 유기산(Acetic, Citric, Lactic, Malic, Oxalic, Propionic acid), 당류(Arabinose, Fructose, Glucose, Maltose, Sucrose), 핵산(Adenine, Guanine), 비타민(Biotin, Choline, Pyridoxin(B6), Thiamine(B1)) 등이 있음.

4-사

40. 살리사이레이트 (Salicylates)

- 페놀을 원료로 하여 그의 나토륨염에 탄산가스를 흡수시켜 산으로 분해하여 만듦.

- 유리 또는 유도체로서 여러 식물에 함유.

- 물에 약간 녹고, 방부제로서 사용되며 그 유도체 중에는 의약품에 이용되는 것이 많음.

- IAA와 cytokinin 혼용으로 개화를 촉진하지만 단독으로는 촉진 안됨.

41. 살충균

ㅇ 개발된 미생물

- 곤충 병원성 사상균으로서 Paecilomyces liliacinus, Paecilomyces marquandii, Dactylella oviparasitica, Beauveria(딱정벌레목, 나비목 감염), Aschersonia (온실가루이 감염), Metarhizium (바퀴벌레 감염), Verticillium (진딧물, 깍지벌레, 뿌리혹선충 감염), Arthrobotrys (선충포식), Dactylaria (선충포식), Diheterospora(선충기생), Meria(선충기생), Hirsutella(선충기생), Mytothecium(선충기생) 등이 개발되어 있음.

ㅇ 곰팡이

1) Beauveria bassiana : 딱정벌레목, 나비목 등에 감염

2) Metarhizium anisopliae : 바퀴벌레에 효과

3) Verticilium lacanii : 진딧물, 깍지벌레 등에 감염

4) Verticilium chlamydosporium : 뿌리혹선충 방제용

5) Aschersonia aleyrodis : 온실가루이 병원균

ㅇ 세균 

1) Bacillus thuringiensis : 모두 포자를 형성하는 간균, 그 아종에 따라 나비목, 파리와 모기 등의 쌍시목 또는 딱정벌레 등에 효과,

* 환경이 나빠지면 내생포자를 형성하는데 이와 동시에 결정체인 독소단백질을 함께 생산함. 해충이 이를 먹으면 장내에 들어가 용해된 다음 소화효소에 의해 작은 단위로 분해되는데 이렇게 분해가 되어야 독소물질로 작용을 함. 분해가 되어 활성화된 독소단백질은 중장의 상피막 속으로 들어가 이온균형을 깨뜨려 중장조직의 세포를 파괴함

2) Bacillus spaericus : 모기에 탁효

3) Bacillus popilliae : 굼벵이 병원균(백각병 유발), 대량배양 곤란

4) Bacillus lentimorbus : 굼벵이 병원균(백각병 유발), 대량배양 곤란

42. 살충성물질

- 병해충방제용 식물성물질은 대부분이 살충 또는 섭식저해 작용을 하고, 일부가 기피작용, 살균작용을 하며 제초작용을 하는 물질은 드문 편.

- 살충성분은 멀구슬나무과(님, 콰시아, 트리칠리아)와 운향과(황벽나무)에 속하는 식물에 많음.

- 살충물질 azadirachtin는 Neem(Azadirachta indica)의 종자에서 추출.

- 님은 동남아시아, 아프리카, 아메리카, 호주, 남태평양 군도 등의 아열대 및 열대지방에 많이 서식하는 광엽상록수. 독성과 어독성이 낮고, 발암성이나 돌연변이성은 없다. 일본후생성에서 내분비장애 가능물질로 분류하고 있으나 FAO, 미국, 영국 등에서는 제외되어 있음. 온실가루이, 총채벌레류, 나방류, 진딧물류, 응애류, 깍지벌레류, 잎벌레류 등에 섭식방지, 기피효과가 강하고, 탈피를 저해함으로써 기형, 산란저해 등의 효과가 있으며, 정상 교미활동를 방해하여 번식이 억제된다. 효과발현이 늦다. 경엽에 살포한다(100-500g.ai/ha).

- 살충물질quassia는 멀구슬나무과의 Quassia amara와 Aeschrion exelsa의 목재에서 추출된 것.

- Trichilia종의 목재추출물도 살충력이 강함.

- 살충물질 rotenone은 콩과식물인 derris, lonchocarpus, tephrosia 등의 뿌리를 마쇄한 분상 제제. 주로 페루에서 생산되며 물고기 잡는 데에 사용되는 물질. 전자전달계 방해작용을 하고, 독성이 강한 편이고, 특히 돼지에 고독성. 어독성도 매우 강하나 꿀벌독성은 없음. 채소, 과수류의 진딧물, 응애, 나방류, 깍지벌레, 개미, 모기류 등에 접촉형 살충효과가 있으며, 작물약해는 없다. 지효성이며 처리후 1주일 이내에 효과가 떨어지며 알카리성 농약과 혼용을 피해야 함.

- 살충물질 ryanodine은 ryania(Ryania speciosa)줄기에서 추출한 분상 물질. 최초의 천연살충물질로서 칼슘이온의 방출을 방해하는 근육독성 성분. 살충효과가 속효적으로 발현하지만, 식물체내 이행성은 없음. 독성은 낮으나 어독성이 강하다. 나방류, 총채벌레 등에 우수하며 농약혼용이 가능.

- sabadilla는 백합과식물 종자에서 추출한 물질로서 활성성분은 cevadine. 미국에 등록된 식물성물질 5종(pyrethrum, rotenone, ryania, sabadilla, neem)에 포함.

43. 생물농약 (Biotic pesticide)

- 천적곤충, 천적미생물, 길항미생물 등을 이용하여 화학농약과 같은 형태로 살포 또는 방사하여 병해충 및 잡초를 방제하는 약제.

- 생물을 소재로 한 농약으로서, 화학농약에 대응하는 농약.

- 생물농약에는 천적곤충제, 천적미생물제와 같은 해충방제용 생물농약이 있음.

- 천적미생물제에는 세균제제, 사상균제제, 바이러스제제가 있으며, 담배의 흰비단병균과 길항적으로 작용하고, 조건에 따라서 균핵을 살멸하는 작용을 하는 것도 있으므로 병해방제제로서도 이용될 수 있음.

- 곤충, 어류 등을 이용하여 잡초를 방제하는 방법도 있음.

44. 세균 (Bacteriomycota)

ㅇ 분류

- 세균은 균류의 한 문으로서 넓은 의미로는 원핵균류를 뜻하나, 좁은 의미로는 마이코플라스마문, 점액세균문, 스피로헤타문, 방선균문을 제외한 세균문만을 뜻함.

- 미세한 단세포 생물로서 세포 자체는 고등생물에 비하여 미분화 상태이며 핵막도 뚜렷하지 않아 원핵생물이라고도 함.

- 증식은 핵물질의 직접적인 2분법에 의하므로 크게 식물계의 분열생물문에 속하기도 함.

- 세균은 원시상태의 생물인 대신에 생활양식이 다양하기 때문에 지구상의 여러 곳에서 생육할 수 있음.

ㅇ 크기

- 세균의 크기는 작은 것은 0.2um정도에서 큰 것은 80um에 이르고 있음.

- 보통 간균은 지름 0.5um, 길이 1.0~2.0um의 것이 흔함.

- 자연계에서 철산화로 에너지를 얻는 철세균, 황을 이용하여 에너지를 얻는 황세균 등은 비교적 큰 것에 해당되고, 마이코플라스마 등은 작은 것에 해당됨.

45. 수소결합 (Hydrogen bond)

- 2개의 원자 사이에 수소원자가 들어감으로써 생기는 약한 화학결합으로서 예를 들면 물의 결정인 얼음에서는 물분자 H2O가 단독으로 존재하여 결정격자를 만드는 것이 아니라, 1개의 물분자를 볼 때, 그 안의 산소원자를 중심으로 하여 4개의 물분자가 정사면체꼴로 둘러싸고, 이것이 무한히 연결된 결정으로 되어 있음.

- 이 경우 O－H로 나타낸 부분은 보통의 화학결합이지만, H…O의 부분 또는 그것을 포함하는 O－H…O와 같은 결합을 수소결합이라 함.

- 수소결합은 여러 가지 물질에 중요한 영향을 미치고 있음. 앞의 얼음의 경우에는 수소결합에 의하여 생긴 그물코 구조로 해서 상당한 공간이 생김. 얼음을 가열할 때 녹는점에서 어느 정도의 융해열이 필요한 것은 이 수소결합을 절단하기 위한 것이며, 물은 수소결합이 어느 정도 절단된 상태이므로 1개의 물분자를 둘러싸는 다른 물분자의 수가 증가하여, 물분자 사이의 틈이 작아짐. 따라서 얼음보다도 물이 밀도가 큰 것이 됨.

46. 수용성아미노산 (Water soluble amino acid)

ㅇ 특성

- 식물세포의 본체인 원형질은 물(75%), 탄수화물(20%), 단백질(15%), 무기물(2%), 기타(지질, 핵산 등1%)로 구성.

- 원형질을 구성하는 물질 중 단백질은 C, H, O, N과 S가 포함된 고분자 화합물로서, 수많은 아미노산이 서로 연결되어 있음.

- 아미노산은 약20종이 있는데, 기본 구조는 탄소 한 원자에 아미노기(-NH2)와 칼복실기(-COOH)가 결합되어 있고, 여기에 다시 한 원자의 수소와 곁가지가 결합된 화합물(R-CH-NH2-COOH). 여기서 R는 아미노산의 종류에 따라서 다르며, R부분에 의해서 아미노산이 약20종으로 나누어짐.

ㅇ 기능

- 토양에는 무기태보다 유기태질소가 훨씬 많지만 작물은 주로 무기태 흡수.

- 유기태질소는 미생물에 의해 암모니아로 분해되어 흡수되지만, 아미노산과 아미드는 그대로 흡수가 가능함.

- 흡수가 빨라 뿌리활착, 지하부 및 지상부 생장촉진, 일조부족시 생육촉진, 품질향상 등에 효과가 기대됨.

- 아미노산은 식물에 의해 그대로 흡수가 가능하지만 미생물도 쉽게 이용하므로 유용미생물 번식에도 유리함 (식물과 미생물 사이에 아미노산 경합 가능성은 있음).

- 유용균 활성화에 의한 염류집적감소, 가스발생 경감, 내병성 강화, 생리장해 예방, 빠른 스트레스 회복이 가능함.

- 요소태질소의 경우 urease의 작용으로 가수분해되어 암모니아로 변화되어야 식물체내 유기화합물과 결합할 수 있으나 아미노산은 그대로 이용가능 (체내 질산축적이 방지됨).

- 각각의 아미노산이 작용하여 직접 효과발현은 어려울 것으로 생각되지만 잎에서 곧바로 흡수될 경우 각종 생리장해의 예방과 회복이 기대되고 맛, 비대, 당도 증가 등의 품질향상도 기대 가능.

- 토양과 잎에서 아미노산의 직접 흡수가 가능하므로 내한, 내서, 불량조건에서도 건전생육.

- Methionine, alanine, threonine, tryptophan은 살균효과도 있다고 하나 실용성은 의문시됨.

- Glycine는 질소와 가리의 흡수를 촉진하고, Aspartic acid, serine은 인산과 가리의 흡수를 촉진하는 효과가 있다고 함.

ㅇ 수용성 아미노산

- 성상 : 수용성 분상(국내에서는 미원, 제일제당, 일신케미칼에서 머리카락 추출로 생산)

- 성분 : 아미노산52.01, 수분3.00, Ammonium chloride 44.99%, 중금속10ppm이하.

- 제조 : 머리털 단백질을 Hydrochloride acid로 용해, Ammonium carbinate로 중화, Activated carbon으로 탈색, 여과, 건조, 선별 순으로 제조.

- 함량 : Aspartate 3.67, Alanine 2.20, Phenylalnine 1.85, Valine 3.26, Tyrosine 1.06, Glutamate 9.69, Glycine 2.33, Serine 4.72, Threonine 3.70, Leucine 2.87, Isoleucine 1.76, Lysine 2.22, Histidine 0.90, Arginine 5.35, Methionine 0.20, Proline 3.63, Cystine 2.55, Hydroptoline 0.05 (총18종 52.01%).

47. 슈도모나스 (Pseudomonas)

- 진정세균류 슈도모나스과의 한 속으로서 토양, 담수, 바닷물 속에 서식. 150종에 이르는 많은 종을 포함하는 속.

- 세포는 단모 또는 속모를 가지고 운동하는 것, 비운동성인 간균으로 흔히 형광성을 가지거나 녹색, 청색, 보라색, 황색 등의 색소를 내는 것, 또 불용성인 선홍색, 황색 색소를 가진 것도 있음.

- 그람음성균이며 토양, 담수, 바닷물 속에 널리 분포.

- 호기성이지만 탈질소작용이나 질산호흡을 하는 것은 무산소적으로도 생장하며 질소고정 않음.

- 지방족 탄화수소, 페놀류, 테르펜, 스테로이드 등 광범위한 유기물을 분해 이용할 수 있음.

- 녹농균(P. aeruginosa), 형광균(P. fluorescens) 등이 여기에 속함.

- 균주에는 P. cepacia. P. putida, P. fluorescens 등이 있음.

- 균체 끝부분에 편모가 있는 간상세균으로서 근권 정착율이 높은 편.

- 슈도모나스균은 sideropore(Fe수송체) 생산으로 뿌리표면의 철분과 결합하여 유해세균의 방해. 저온에서 생장이 가능한 균주가 많고, 균주중에는 독성물질(HCN 등)을 생산하는 균주가 있으므로 안전성에 유의해야 함.

- 용균효소(chitinase)분비로 병원균 세포벽을 용해하고, 항생물질(pyrrolnitrin, pyoluteorin, phenazines)분비로 병원균을 억제.

- 채소류의 묘잘록병이나 시들음병 등을 억제. 사상균에 높은 활성을 나타냄. 시금치 시들음병, 토마토 시들음병, 채소류 모잘록병 등을 억제.

48. 스트렙토마이세스 (Streptomyces)

- 균주로서 S. griseoviridis, S. lydicus, S. hygroscopicus, S. aureus, S. cacaoi, S. lividans 등이 있음.

- 곰팡이 모양의 세균으로서 균사가 발달한 방사상 세균.

- 토양정착성이 뛰어나고 포자 형성으로 제제화가 용이하고, 독성물질을 생산하는 균주가 있으므로 안전에 유의해야 함.

- 방향성물질(geosmin)을 분비하여 독특한 흙냄새가 나게 하고 색소를 분비.

- 항생물질(geldanamycin)을 빠른 속도로 생산하며, 효소(chitinase) 및 생장억제물질을 분비.

- 사상균(Fusarium. Rizoctonia등)의 키틴을 용해하여 병원균을 억제.

- 널리 사용되는 방선균으로서 입고병 등을 경감.

49. 시스테인 (derivative of L-Cysteine)

- L-Cysteine의 유도체 (N-acetyl thiazolidin-4-carboxylic acid : derivative of L-Cysteine 5%)

- 제품Ergostim의 주성분으로서 과수류, 채소류 등의 스트레스 조건(온도, 저온, 건조, 상해, 양분결핍, 이상생장, 이식후 활착, 농약살포 등)에서 살포하여 발근촉진, 맹아촉진, 낙화방지, 낙과방지, 착과촉진, 착색촉진, 당도촉진, 색택 증진, 균일과 증진, 포도의 당분촉진, 수확후 중량감소, 수확기연장, 생육촉진, 수량증진, 품질향상 효과. (비타민folic acid의 효과로 아미노산 활성이 증진됨). 지베렐린과 혼용시 상승효과.

- 기작 : 조직내 proline함량을 높여 각종 스트레스에 대한 저항성을 증진. SH기에 의해서 각종 효소작용과 대사작용의 활성을 증진.

- Ergostim의 성분 : L-Cysteine 1%, 질소15%(요소7.5%, 암모니아3.75%, 질산3.75%), MgO 1%, 킬레이트철 0.5%, 붕소0.1% 등

- Cysteine과는 달리 변화되지 않고 그대로 전류됨.

- Cysteine : HS.CH2.CH.(NH2).COOH

- 황 함유 알파-아미노산의 일종. 티오세린(thioserine)에 해당됨. 불안정한 화합물. 공기에 의해 산화되어 시스틴이 됨.

- 과개미산으로서 산화되면 시스테인산이 됨.

- 시스테인의 SH기는 생물활성(특히 효소의 활성중심)과 밀접한 관계를 가지고 있음.

50. 식물호르몬 (Plant hormone)

ㅇ 식물호르몬

- 식물체 내에서 합성되어 합성된 장소와는 다른 장소에 이동하여 식물의 각종 생리작용을 조절하는 미량 물질.

- 호르몬은 식물에 의해서 합성되어야 하므로 K+, Ca++와 같은 무기이온은 호르몬이 아니고, 합성되었거나 다른 유기체에 의해 합성되는 유기생장조절물질(organic growth regilator)은 호르몬이 아님.

- 식물호르몬은 크게 (1)오옥신, (2)지베렐린, (3)사이토키닌, (4)압시스산, (5)에틸렌의 5개 군으로 분류됨.

- 이들은 서로 비슷한 작용도 있고, 그 기능이 분명하지 않은 것도 있으며, 합성된 장소 이외의 곳에 운반되어 기능을 나타낸다는 것도 불확실한 경우가 많음.

- 식물체 내의 어떤 조직이나 기관에서 생성되어 체내의 다른 부분으로 이행하여(비타민과 다른 점) 극히 낮은 농도에서(비료와 다른 점, 일반적으로 1uM이하) 각 기관의 생장과 분화에 비가역적(효소와 다른 점)으로 작용하는 화학물질.

- 특성비교

구분	에너지 생성	체내 합성	체내 이동성	극미량 효과
효소	X	O	X	X
비타민	X	O	O	X
비료	O	X	O	X
호르몬	X	O	O	O

ㅇ 식물조절물질

- 매우 낮은 양으로 식물에 처리했을 때 식물의 생장과 발육을 조절하거나 직접적인 영향을 주는 유기합성물질.

- 식물생장조정제는 (1)오옥신, (2)지베렐린, (3)사이토키닌, (4)압시스산, (5)에틸렌의 5개 군 이외에도 (6)Brassinosteroids, (7)Salicylates, (8)Jasmonates, (9)Polyamines, (10)Triacontanols, (11)생장억제제 등 있음.

ㅇ 옥신

- 일반적으로 식물 생장호르몬이라고 불리는 물질들의 총칭으로서 여러 가지가 알려져 있으며, 식물의 생장을 촉진 또는 억제하는 물질로서, 대표적인 것이 인돌아세트산(IAA).

- 식물 조직의 생장을 촉진하는 것인데, 조직의 종류에 따라 유효농도가 달라 줄기 끝의 생장을 촉진하는 농도는 뿌리의 생장을 반대로 억제함.

- 많은 옥신의 화학구조가 밝혀져 있으므로 이 구조를 이용하여 현재 각종 제초제가 인공합성되고 있으며 그중 하나가 2,4-D(2,4-dichlorophenoxy acetic acid).

- 옥신은 이 밖에도 과실의 성숙을 촉진하고, 정단우세 현상을 유지. 정단우세는 제일 끝가지의 생장을 촉진하고 그 밑의 가지의 생장을 억제하는 현상으로서 식물의 끝가지 끝을 잘라내면 바로 그 아래 가지가 제일 빨리 자라게 됨.

- 옥신은 낙엽과 낙과도 방지하므로 여름에 옥신이 활발하게 합성되고 있을 동안은 낙엽이나 낙과가 잘 일어나지 않으나, 가을이 되어 그 합성량이 줄어들면 낙엽과 낙과가 일어남.

- 식물 생장촉진, 발근촉진, 낙과억제 등의 작용을 함.

- 생장을 촉진하는 기구는 세포벽의 신장을 용이하게 해서 세포 하나하나를 크게 생장시키기 때문.

ㅇ 지베렐린

- 가지의 생장을 촉진시키고 또 발아를 촉진. 이런 점에서는 옥신과 그 작용이 비슷하지만 화학구조가 옥신과는 많이 달라 따로 분류하고 있음.

- 작용 : 줄기 생장촉진, 꽃눈 형성, 발아촉진, 단위결실 등.

- 옥신과의 차이 : 옥신은 극성이 있어서 식물체 내에서 위에서 아래로 이동. 지베렐린은 식물체 속에서 방향에 관계없이 어느쪽으로도 이동하기 때문에 굴성과 관계 없음.

ㅇ 사이토키닌

- 카이네틴(kinetin)과 그외 유사물질의 총칭으로서 주 기능은 옥신과 협력하여 세포분열을 촉진하고 조직의 분화를 촉진.

- 조직배양시 옥신만 넣어주면 세포분열이 안 일어남.

- 기타 기능은 부분적인 노화를 지연시키며, 저온, 바이러스 감염 등에 저항성 증대.

ㅇ 압시스산

- 낙엽산이라고 하며, 늙은 잎과 뿌리 끝에서 합성됨.

- 낙엽을 촉진하고, 휴면아의 생성을 촉진하여 추운 겨울을 식물이 지낼 수 있도록 함.

- 압시스산(abscisic acid)은 식물의 성장 중에 일어나는 여러 과정을 억제하는 식물호르몬으로서 에이비에이(ABA)라고 줄여서 말하기도 함.

- ABA는 탄소가 15개인 세스키테르펜의 일종으로서, 휴면 중의 종자, 나무눈, 알뿌리 등에 많이 들어 있으며, 보통 발아되면서 함량이 감소하며, 잎의 기공을 닫히게 하는 작용을 함.

- 식물이 수분이 결핍되면 ABA가 많이 합성되고 기공이 닫혀 식물의 수분을 보호하며, 식물이 여러 종류의 스트레스를 받을 때 식물체 내에서 ABA의 함량이 증가되어, 스트레스에 대한 식물의 반응을 조절.

ㅇ 에틸렌

- 과실의 빛깔을 선명하게 하는 작용이 있음. 에세폰(ethephone)은 분해가 되면서 또는 식물체 내에서 에칠렌을 발산시키는 물질. 기체상태인 에칠렌은 농업에서 그 실용적 가치가 거의 없음.

- 따라서 에칠렌을 발산시키는 물질류를 탐색하여 왔으며, 이 중에서 에세폰은 현재까지의 억제제 중 가장 성공적이었던 식물생장 조절물질.

- 에세폰은 현재 다양한 경우에 이용되고 있는데 목화과실의 열개촉진, 파인애플의 개화유발, 과실의 성숙촉진, 화본과 식물류의 경엽신장 억제 등이 대표적인 예임