▲[사진] 식물 흰가루병 방제를 위한 수용성규산 시용효과를 검토하고 있는 (주)새턴바이오텍 연구소장/농학박사 강양순

지난호에 이어 식물재배환경권에서 규산비료의 친환경적 기능을 토양개량 복합기능, 식물의 생리활성 증진기능 및 불량환경에 대한 내성증진기능으로 살펴본다.

■ 토양개량 복합기능
 토양개량은 모래땅에 질흙을 넣거나 산성 땅에 알칼리흙을 또는 이와 반대급부로 부족한 부분을 보충하는 수단 등 작물의 재배적성에 맞도록 토양의 성질을 개선하는 것이 일반적인데 규산도 이러한 범주에 불과한 정도로만 평가되었다.
 과거 45년간 4-5년 주기로 논토양에 사용되어온 분상 규산질비료는 무겁고 뿌리기 등의 어려움 때문에 농가로부터 외면당해 방치되는 사례가 많았고, 사용효과에 대한 인식도 낮아서 단순한 토양개량제로만 취급되어 올바른 평가를 받지 못했다. 그러나 이러한 문제점이 보완되고 월등한 효과가 인정되어 정부에서는 신청자에 한해 최근 입상규산질 비료로 대체해 4년 주기에서 3년 주기로 사용회수를 늘리고 있다.
 최근 들어 이러한 단점 개선은 물론 강력한 이온 흡착력으로 토양의 물리성과 화학성 개선과 아울러 식물의 뿌리가 활동하는 토양권내에서 일어나는 각종 불량환경에 대한 내성을 갖게 하고 장해요소들을 경감시킬 수 있도록 개발된 친환경적 수용성 규산비료가 개발되고 있다. 특히 식물의 뿌리와 토양으로부터 자연발생 되는 병원균 등 미생물의 감염과 유기산이나 가스등에 의한 뿌리호흡대사 저해 그리고 작물재배과정에서 토양에 유입되는 비료나 농약 등 화학제의 오남용에 따른 각종장해에 대한 탁월한 경감효과를 갖고 있어 토양에서 모자라거나 과잉 성분을 알맞게 조절하는 완충재의 역활로서 소위 종합적인 복합토양개량제라고 할 수 있다. 이러한 기능을 잘 발휘할 수 있는 재배기술에서의 응용은 유묘기의 육묘과정에서 효과적이고 벼와는 달리 원예작물 등 밭작물처럼 지상부보다도 뿌리부분에 규산 집적이 많은 작물의 수경재배에서 효과적이다. 그리고 포장재배에서는 모든 작물에서 질소비료를 반으로 줄여서 재배할 수 있는 친환경적 비료자원으로 알려져 있다.

■ 식물의 생리활성증진 기능
 규소는 식물체의 뿌리부분과 표피조직 등 세포간극에 주로 분포되고 세포소기관내 에너지합성기관의 RNA와 DNA 등에도 존재한다. 특히 에너지합성과정인 ATP 생성에서 P-0-P 결합이 규소 공급으로 Si-0-P 결합으로 쉽게 전환되므로 인산비료의 대체기능으로 제시되고 있다.
 규소는 식물세포의 수분 보유능력과 수분증산억제 등 수분경제면에서 물 수요량이 많은 벼재배에서 30%의 수분증산억제로 물 절약형 및 가뭄내성을 갖게 하는 친환경적 비료자원이다. 식물체의 조직에 규산체가 쌓이면 물리적 강도가 높아지면서 잎의 형태가 직립화 되거나 두꺼워져 광합성에 유리하게 작용한다. 특히 잎의 형태가 좁거나 긴 화본과식물에서 현저하고 잎이 넓거나 둥근 쌍자엽식물에서는 잎이 두꺼워진다.
 그리고 규소는 식물의 대사과정과 잎의 직립화 과정에서 생성되는 휘산질소와 엽록체 파괴 호르몬인 에틸렌의 생성과 방출을 줄임으로서 잎의 노화를 경감시켜 잎의 수명을 현저히 연장시키는 친환경적인 비료자원이다.

■ 불량환경에 대한 내성 증진 기능
 식물체의 불량환경에 대한 내성증진은 식물자체의 내성과 자연환경에서 발생되는 병충해나 기상재해 및 작물재배과정 중에 인위적으로 유발되는 각종 오염피해 등에 대한 내성을 들 수 있다. 규소는 성분 자체의 이화학적 특성과 식물체 자체에서 내성을 갖도록 하는 생화학적 특성으로 불량환경에 대한 내성증진으로 피해를 경감시킨다.
 식물자체의 내성은 건강한 식물 개체에서 볼 수 있듯이 뿌리가 건전하게 되면 지상부 생장이 왕성하여 불량환경에서도 피해가 적고 피해회복이 촉진되는 면역기능을 규산이 시용된 재배 포장에서 쉽게 볼 수 있는 일이다.
 또한 병해충방제 기능은 화학제의 독성과는 달리 식물체의 조직을 강건하게 하여 병해충의 식이선호(먹기에)를 불리하게 함으로서 병과 해충의 증식을 억제하고 피해를 경감시키는 기능을 갖고 있는 친환경적 비료자원이다. 대부분의 병해충은 서식환경이 좋아지면 토양에서 식물 뿌리로 침투하므로 뿌리에서 규소는 병해충을 저지하는 방파제 기능과 키티나제 등 병해충 저항성 관련 효소활성이 증진되므로 육묘재배와 수경재배에서 효과적이다. 대기 중에서 식물의 기공으로 침투하는 병해충에 대해서는 식물표피조직의 강화와 표피수분증산억제 및 표피 부착수분량을 줄이게 됨과 아울러 식물체내에서 분비되어 잎의 표면에 부착된 일액중 미생물의 영양이 되는 질소 등의 성분을 경감시킴으로서 병해충 서식환경을 나쁘게 함으로서 방제되는 기능을 갖게 한다.
 기상재해경감 기능은 규소의 반도체성 특성으로 고온과 저온피해에 대한 내성을 갖게 되고 세포의 수축과 팽창력 향상으로 물 과잉과 한발피해에 대한 내성도 갖게 한다.
 과잉장해 경감기능은 주로 토양에서 규소는 강력한 흡착력으로 제초제나 농약 및 비료 등 화학제와 독성 및 중금속의 과잉흡수를 막아주고 뿌리의 생리활성을 회복시켜 피해를 경감시킨다. 특히 식물생리작용에서 호흡대사와 관련되는 저해물질이나 온도, 광, 수분 등의 불량환경에 의한 피해에 경감효과가 월등하다.
 이러한 모든 불량환경에 대한 식물체의 내성반응은 식물체의 전기적 흐름을 측정함으로서 나타낼 수 있다. 규산시용으로 재배된 식물체에서는 무시용 식물체에서 보다 전기의 흐름이 안정적으로 유지되어 불량환경에 대한 내성을 쉽게 판단할 수 있다.<계속>www.sabit.co.kr