지난호에는 토양 중에서 규산의 행동이 토양의 근권내에서 식물이 필요로 하는 비료성분을 합리적으로 관리하는 창고역할에 있었다면 이번호에는 규산의 식물재배에서 필수성과 토양에서 식물체로의 흡수 및 식물체내에서의 이동에 관해서 살펴보고자 한다.
                                          (주)새턴바이오텍 연구소장 / 농학박사 강양순

 규소의 필수성
 규산은 기초 광물을 형성하는 요소로서 산소에 이어 지각의 28%를 차지하는 성분이다.     Alexander가 1804년에 1,000여개 식물에 대한 규산함량을 측정 평가한 이후로  Sommer(1926)는 규소가 벼 생육에서 “농학적 필수원소”임을 최초로 제시하여 많은 학자들의 지지를 받았다. 반면에 일부 학자들은 규소의 필수성 평가에 대한 미흡한 점을 지적하고 있다. 그것은 공기, 물, 용기 등 시험재료에 의한 규소 오염으로 무규소 식물체 재배가 어렵고, 독성금속 이온의 농도 등 부적합한 수경액 조성과 규소가 작물의 생리적·생화학 과정에 관여되는 증명이 불분명한 점을 들고 있다. 또한 Arnon(1951)에 의해서 제안된 필수성 분류는 보호된 환경에서 수경재배 조건으로 평가되었기 때문에 불량환경이 동반되는 자연포장에서의 효과와는 잘 일치되지 않는 면이 있으므로 비료 효과 평가와는 다소 다르다고 할 수 있다. 러시아의 생화학자 Alyoshin(1986)은 규소가 벼 식물체내에서 에너지 생성조직 부위인 종자 aleurone 층(피티층)과 광합성 주체 부위인 엽록체 및 호흡대사를 일으키는 미토콘드리아에 많이 분포된다는 사실에 주목하였고 특히 엽록체에서는 광인산화반응, 미토콘드리아에서는 산화적 인산화, Aleurone에서는 발아에너지로서 ATP 생성에 참여하는 인산의 기능을 대체하는 등의 생리생화학적 기능을 제시하였다.
 이 처럼 규산의 식물에서 필수성에 대한 논란은 있지만 실용적으로 보아 자연포장상태에서 시용효과가 명확하고, 특히 불량환경에 대한 내성 증대효과가 매우 크므로 비료개발로서 각광을 받고 모든 식물에서 공통적으로 활용되고 있다. 세계적으로 식물계에서 규소의 효과평가는 온대지역에서는 단자엽 화본과 식물인 벼에서 대부분 이루어졌고, 열대지역에서는 사탕수수에서, 미주와 서구에서는 주로 쌍자엽인 원예작물을 수경재배하면서 규소의 흡수성과 병해저항성 연구 등이 많이 연구되고 실용화 되고 있다. 우리나라에서는 쌍자엽 식물에 대해서는 거의 연구를 하지 못하다가  최근 친환경 지속농업의 필요성이 대두되면서 밭작물이나 원예작물에 대한 규소 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 농가에서도 모든 작물에서 두루 효과가 인정되고 있어 이용이 증가되고 있으나 이에 대한 규산질비료의 효과 검토는 아직 미흡한 실정에 있다.

규산의 흡수
 식물의 뿌리가 토양용액으로부터 규산을 흡수하기에는 뿌리의 왕성한 호흡에 의한 대사에너지가 필요한 대사적 흡수가 지배적이다. 이는 대부분의 토양중 비료가 되는 무기성분의 흡수가 에너지 공급 없이도 흡수 가능한 비대사적으로 흡수가 가능한데 비하면 식물 뿌리의 활력이 왕성해야 만 규산흡수가 가능함을 알 수 있다. 가역적으로 규산흡수가 많은 뿌리는 활력이 높아져서 규산흡수를 촉진시키는 반응을 갖게 되므로 규산의 충분한 공급이 필요하다. 이러한 현상은 규산을 함유한 수경액에 뿌리를 자른 식물체를 담구면 규산 흡수는 거의 안 되지만 다른 성분은 흡수가 이루어짐을 알 수 있다.
 식물의 뿌리에 호흡을 저해시키는 산소 차단이나, 저온처리, 및 호흡대사 저해제 처리 등 불량환경에서는 규산 흡수가 현저히 떨어지므로 충분한 규산의 공급이 필요한 것이다. 또한 대부분의 성분들도 흡수가 억제되는데 규산 공급으로 뿌리의 활력을 촉진시켜 주면 다른 성분들의 흡수저해를 막아준다.
 식물의 뿌리에서 흡수되는 무기성분들은 뿌리의 크기와 흡수부위에 따라 상이한데 규산은 뿌리털이나 어린뿌리에서 보다는 늙은 뿌리에서 흡수가 잘 이루어지고 뿌리부위별로는 뿌리의 맨 끝 부분인 근관(뿌리골무)부근에서 많은 성분이 흡수되지만 규산은 뿌리의 중간부위에서 흡수가 잘되는 특성을 갖고 있다. 또한 뿌리 조직의 세포간극이 커지면 흡수가 많아지고 특히 지상부 줄기나 잎에 세포간극이 적은 시기인 육묘기 뿌리에 규산의 집적이 많아진다. 이러한 뿌리의 규산흡수 특성으로 보아 규산공급으로 종자뿌리와 원뿌리 및 뿌리주간의 강건한 생육 및 활력을 유지시켜줌으로서 특히 육묘재배에서 각종 생리장해나 기상재해 및 병충해 등의 불량환경에 내성을 갖게 된다.