▲ 규산에 의한 병충해 경감원리

지난 호에는 토양과 식물체내의 규산함유량에 대한 분석원리를 알아보았고 이번호에는 규산시용으로 식물의 생물적 스트레스로서 병충해 경감원리에 대해서 알아본다.
(주)새턴바이오텍 연구소장/농학박사 강양순

식물에 대한 환경스트레스
 식물이 생육 중에 받는 환경스트레스는 식물에 자극을 주어 발육장해나 품질을 불량하게 하며 극단적으로 식물체를 치사시키는 요인으로  생물적 스트레스와 비 생물적 스트레스로 나누어 볼 수 있다. 생물적 스트레스는 병충해를 유발하는 미생물과 작물재배에 직간접으로 피해를 일으키는 고등 동식물 등 생물에 의해서 일어난다. 그리고 비생물적 스트레스는 지구의 자력, 방사선, 방전, 뇌성, 소음, 분진, 물 및 기상 등 물리적 요인으로나 영양장해와 독성장해 등 화학적 요인 등을 들 수 있다.

규산에 의한 병충해 경감원리

병충해가 발생되려면 병원균과 해충이 좋아하는 기주식물의 품종이나 생육상태 및 이들의 서식환경 등의 요인이 적합해야 하므로 이러한 발생요인을 불리하게 하는 것이 병충해방제 원리가 될 것이다. 규산시용은 농약의 화학적 독성으로 병원균을 사멸시키고 해충의 신경계를 마비시켜 죽이거나 병해충저항성물질을 합성하는 작물의 품종개발 등의 원리와는 달리 병과 해충에 대한 식물세포의 물리적 및 생리생화학적 내성 갖게 하거나 작물재배 환경개선 등으로 병해충의 서식환경을 억제함으로서 식물체가 저항성을 갖게 하여 피해를 경감시키는 것이다.

▲ 잎사귀의 수공(물구멍)으로 배출된 물구슬은 병원균의 양분이 된다

식물체 규산집적으로 병원균과 해충의 식물체 침투 물리적 방제 
 작물재배에서 병충해 발생은 질소비료의 과잉이나 광 부족으로 뿌리나 잎의 세포조직이 연약하고 엉성하게 자라서 물리적으로 병원균의 조직내 침투와 해충의 식이선호성이 용이하게 되는 경우가 많다. 이러한 재배조건에서도 규산이 식물체에 흡수되어 조직에 규산이 집적되면 식물체는 물리적으로 강건해지고 세포와 세포 사이로 침투되는 병원균의 통로를 차단하게 되어 병해저항성을 갖게 된다. 모든 작물에서 줄기나 잎과 열매 등의 지상부 조직을 통해서 침투하는 공기전염 병원균에 대해서 규산은 효과적이고 벼의 잎이나 이삭에 발병이 잘되는 도열병이나 갈반병, 줄기썩음병, 모든 작물의 잎에서 발병되는 흰가루병(백분병)에서 규산의 효과가 현저하게 나타난다. 오이의 흰가루병에서 규산은 병원균사의 목 부위에 집적되어 균사의 발육과 증식을 억제시키는 현상이 전자현미경에서 포착됐다.(2000, 이등).

규산으로 식물체 배출물의 병원균 발육환경 억제
 식물체 뿌리에서 빨아 올린 수분과 무기성분 및 대사과정에서 발생된 대사산물들은 식물의 줄기나 잎에 분포되어 있는 표피조직이나 잎의 양면에 분포된 기공(숨구멍) 및 잎의 주연(변두리)이나 선단에 위치된 수공(물구멍)을 통해서 증산작용이나 일액 및 일비현상으로 분비된다. 이러한 분비물들은 병원균의 발육에 수분과 양분 및 보온효과를 제공하게 되는데 규산은 이러한 조건이 형성되지 않도록 작용하여 피해를 경감시킨다.  
 식물조직을 통해서 방출된 수분은 햇빛과 통풍이 잘되는 낮 동안에는 물만 휘발되고 배출된 물속에 함유되어 있던 무기성분만 염으로 남아 있는 것을 흔히 볼 수 있다. 밤 동안에는 식물체 뿌리의 압력으로 빨아올려서 배출된 일액이나 일비액 등으로 이슬이 맺혀서 병원균사가 잘 발육할 수 있는 습윤 상태가 유지된다. 특히 벼 이삭의 목 부위에 발생되는 목도열병(이삭도열병)이나 이삭가지에 발생되는 지경도열병은 이삭목이나 이삭가지 부위에 작은 물구멍이 있어서 이 구멍으로 물이 흘러나와 습윤상태가 유지되어 발병이 쉽게 일어난다.
 
규산시용에 의한 병해충 서식환경 억제           
 작물재배에서 과밀하거나 과번무하여 잎이 늘어지고 통풍이 잘 안 되거나 햇빛이 차단되는 등의 환경이 되면 병원균이나 해충의 발육환경을 유리하게 만들게 된다. 과밀하게 파종되면 종자에 부착된 병원균의 이동속도가 빠르게 되고 거기다가 생육을 촉진시키는 질소성분까지 과하게 되면 식물체 뿌리발육은 약해지고 지상부 생육은 웃자라게 되며 잎은 넓어지고 두께는 얇아져서 늘어지는 등의 과번무로 연약한 생장을 하게 된다. 잎이 늘어지면 식물생장을 억제하는 에틸렌홀몬의 발생 증가로 엽록소는 파괴되고 하위엽들은 엽의 노화가 촉진되어 곧 말라죽게 되며 상위엽으로 빠르게 진전하게 된다. 게다가 햇빛이 차단되고 통풍까지 잘 안 되는 상태로 재배 관리되면 식물체는 연약하여 병에 대한 내성은 떨어지게 되고 해충의 서식조건이 좋아지게 된다. 대부분의 작물에서 병해충의 서식은 햇빛을 받는 식물체의 부위 보다는 어두운 하층부에서 양호하기 때문이다.
 규산은 이러한 병해충의 서식환경을 개선시킴으로서 병해를 막아준다. 즉 규산은 종자표피에 부착 기생되는 각종 세균의 오염을 줄여줌으로서 육묘과정에서나 초기 과밀생육에서 병원균과 해충의 이동속도와 증식을 경감시켜준다. 과밀하거나 다비재배에서도 식물체의 잎을 직립화시키므로 광선 투과를 좋게 함은 물론 에틸렌홀몬 생성을 억제시킴으로서 엽의 노화를 억제시켜주고 통풍을 양호하게 하여 식물체의 조직을 강건하게 만들고 습윤 조건을 막아서 병해 발생환경을 경감시켜준다. www.sabit.co.kr