칼슘,마그네슘의 생리적역할
칼슘(Ca)
가. 칼슘의 역할
칼슘은 비료의 역할보다는 토양 중화제로서의 역할에 더 큰 비중을 두어왔다. 토양에서의 역할은 산성토양에서 생기기 쉬운 망간의 활성화, 마그네슘, 인산의 불용화를 방지한다. 칼슘은 유익한 토양 미생물의 활동을 촉진시켜 토양의 입단구조를 양호하게 하여 토양의 이화학성을 개량하는 효과가 매우 크다.
식물체에서는 각종 효소의 활성을 향상시키고 단백질의 합성에 관여하며, 세포막에서 다른 이온의 선택적 흡수를 조절한다. 또한 세포막의 펙틴 화합물과 결합하여 세포벽의 견고성을 유지하는 역할을 한다. 에틸렌의 발생을 적게 하고, 과실의 저장 중 호흡을 억제시켜 저장력을 향상시킨다.
나. 칼슘의 흡수와 이동
식물체의 칼슘의 흡수는 토양 용액 중 칼슘의 절대 농도보다는 다른 양이온성 무기염류의 농도에 의하여 그 흡수량이 좌우될 때가 많다. 즉 암모늄 이온은 칼슘 흡수를 저해하고 칼리, 마그네슘, 나트륨 이온의 순으로 칼슘의 흡수를 억제한다. 한편 질산과 인산 같은 음이온은 칼슘의 흡수를 촉진시킨다.
칼슘은 다른 원소와 달리 수동적 흡수에 의존하므로 잎의 증산작용이 활발할 때에 흡수속도가 빠르며, 또한 뿌리의 표피가 갈변된 이후에는 칼슘의 흡수가 거의 불가능하여 주로 새 뿌리에서 칼슘이 흡수된다. 토양 중에 충분한 칼슘이 분포하더라도 토양이 너무 건조하면 뿌리가 흡수하지 못하므로 적당한 토양수분이 공급되어야 한다.
뿌리로부터 흡수된 칼슘은 목질부 도관까지 이동되면 원줄기와 연결된 도관을 통하여 가지, 잎, 과실로 이동하는데 식물체 내에서의 이동성이 매우 적어 식물체 각 기관에서의 분포가 균일하지 않다. 일반적으로 칼슘은 성엽에 많이 축적되고, 과실 내의 집적은 매우 적으며, 수체의 상단부로 갈수록 함량이 낮다.
다. 칼슘의 과 ・ 부족에 의하여 나타나는 생리장해
1) 칼슘의 결핍
전형적인 칼슘의 결핍증상은 잎의 선단이 황백화되고, 신초생장이 정지되며 차차 갈변 고사한다. 칼슘은 세포벽의 구성 물질로 부족하면 세포벽이 쉽게 붕괴되므로 분질화되고 저장력이 저하된다.
2) 칼슘의 과다
석회질 비료를 일시에 과다 시용하면 토양 pH의 상승으로 다른 비료 요소(붕소, 철 등)의 불용화에 따른 결핍증상이 나타난다. 특히 칼리와의 길항작용으로 칼리결핍을 초래할 염려가 있다.
3) 방지대책
결실수에서 석회질 비료는 생육 초기에 토양에 시용해야 하고, 이 시기에 적당한 토양조건 및 기상조건이 과실의 칼슘 함량에 중요한 영향을 끼친다. 과도한 영양생장은 과실과 신초생장의 경합으로 과실 내 칼슘의 함량을 감소시킨다. 가뭄은 토양의 칼슘의 이동을 제한시키고 뿌리의 흡수를 억제하므로 관수를 통한 토양수분의 유지가 필요하다.
칼슘의 흡수부족과 이동의 불균형으로 과실에 생리장해가 우려되면 염화칼슘 0.3∼0.4% 액을 결핍증상이 나타나는 부위를 중심으로 엽면살포를 한다.
마그네슘 (Mg)
가. 마그네슘의 역할
마그네슘은 엽록소를 구성하는 필수원소이며, 칼슘과 더불어 세포벽 중층의 결합염기에 중요한 역할을 한다. 인산 대사나 탄수화물 대사에 관계하는 효소의 활성도를 높여준다. 토양 중에서는 칼슘과 함께 토양산성의 교정능력이 있다.
나. 마그네슘의 흡수와 이동
마그네슘의 공급은 석회암 토양에서는 가급태 마그네슘이 대부분으로 충분하나, 강한 산성 토양에서는 결핍되기 쉽다. 흡수된 마그네슘은 칼슘과 마찬가지로 도관부 증산류를 타고 위쪽으로 이동하며, 체관부에서도 어느정도 이동이 가능하다. 적당량의 칼리는 마그네슘이 과실과 저장조직으로 이동하는 것을 돕는다.
다. 마그네슘의 결핍에 의하여 나타나는 생리장해
1) 마그네슘의 결핍
마그네슘은 생장이 왕성한 유목이나 근권 환경이 불량하여 흡수가 저해될 때, 특히 과실비대가 왕성한 7월 이후에 나타나기 쉬우며, 착과부위의 잎이나 발육지 기부의 잎에서 많이 발생한다. 심한 경우에는 칼리의 결핍증같이 잎가장자리가 타는 현상이 나타날 수도 있지만 보통 엽맥 사이의 엽록소가 파괴되어 황백화한다. 증상이 경미할 때는 과실에 피해가 없으나, 심하면 조기낙엽으로 인하여 과실비대가 부진하고 단맛이 감소하여 품질이 떨어진다.
식물체가 이용하는 치환성 마그네슘의 함량은 주로 산성화가 진행됨에 따라 용탈되어 감소되고, 또한 칼리질 비료의 시용이 지나치게 많으면 길항작용에 의하여 마그네슘이 결핍된다.
2) 방지대책
마그네슘 결핍을 방지하기 위해서는 토양 산성화를 방지하고 칼리질 비료의 과다 시용을 피한다. 고토석회, 황산마그네슘, 농용석회 등을 토양에 시용하며 토양 물리성을 개량하여 주고 유기물을 충분히 넣어 준다. 응급조치로 황산마그네슘 2% 액을 수관 살포한다.