지난 호에 이어 규산시용으로 식물의 생물적 스트레스 중에서 병충해 경감원리에 대해서 알아보았고 이번호에는 물리.화학적 요인들로 발생되는 비생물적 스트레스에 대한 경감원리를 알아본다.  새턴바이오텍(주) 연구소장/농학박사 강양순

규산에 의한 화학적 스트레스 경감 원리
 기 보고된 규산의 화학적 특성에서 언급된 대로 농작물재배 환경과 식물체내에서 규산은 음이온으로서 각종 화학성분들을 강한 흡착력으로 일시 결합하여 제거하거나 불활성화 시키고 결핍 시에는 서서히 방출함으로서 과잉장해나 결핍장해를 완화 경감시킨다. 마치 숫가루나 연탄재에 타고 남은 잔소 탄소로도 같은 효력을 얻을 수 있듯이 규산은 이들보다도 훨씬 더 효과적이다. 화학적 스트레스로는 비료나 농약 및 제초제 등의 과잉장해와 식물필수원소의 과잉과 결핍 및 불균형장해 그리고 토양 중에서 천연공급 되는 독성금속장해 등을 들 수 있다.

질소비료의 과잉 및 결핍장해 경감
 질소 과잉장해는 잎이 늘어지고 조직이 연약해져서 광합성을 저하시키며 도복과 병충해를 유발시키므로 이러한 장해를 방제하기 위한 농약 등 제2의 투입이 요구되어 생산비증가는 물론 식품 및 환경오염의 주요인이 된다. 규산은 더 많은 질소를 주어도 과잉장해를 일으키지 않도록 하여 다수확재배에 필수적 역할을 하고 있다. 그러나 최근에는  비료와 농약 등 화학제의 투입을 줄이는 친환경 영농에서는 규산이 필수 수단으로 활용되고 있다. 규산으로 표준시비량의 반을 줄여도 규산은 토양중 비료성분을 흡착 저장하여 표준시비량에서 낼 수 있는 수확량을 얻을 수 있고 각종 재해나 병충해 발생에 대한 안전성은 물론 단백질함량을 낮추는 등의 품질향상까지도 보장되기 때문이다.

인산비료의 과잉과 결핍장해 경감           
 인산함량이 낮은 토양환경에서 규산은 인산의 유효도를 높이거나 대체하며 결핍되는 식물체내에서도 인산을 대체한다는 보고가 많다.  인산은 토양 중에서 비교적 안정적으로 존재하므로 결핍되기 보다는 과잉장해가 문제가 된다. 특히 하우스 재배에서나 밭 상태의 이끼류, 논농사의 초기에 괴불피해 및 바다의 조류피해 등의 주범이기도 하다.  인산시용이 과하면 토양중이나 수경액중 식물의 필수성분인 망간이나 철분의 흡수가 억제되어 식물의 잎이 황백화 되거나 괴사되는 장해증상이 대부분의 작물재배에서 나타난다. 이때 규산은 인산 흡수를 억제시킴으로서 이러한 장해를 경감시킨다.

독성금속 및 중금속들의 과잉장해
 식물체에 독성장해를 일으키는 성분들은 나트륨(Na), 게르마늄(Ge), 철(Fe), 망간(Mn), 알미늄(Al), 아연(Zn), 등의 독성금속과 수은(Hg), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 코발트(Co) 등으로서 과잉하면 독성장해로 나타나고 이들 중 부족할 때 결핍장해로 나타나게 되면 식물생육에 필수성분으로 공급해야 한다.  나트륨과 게르마늄, 코발트, 수은 및 카드뮴 등은 식물생육에서 필요도 없는 성분들로서 과잉장해만 일으키며 천연적으로나 유기질비료 및 농약 등의 인공으로 공급되어 식물에 독성을 일으키게 된다.
 규산은 식물의 필수원소도 아니면서 이러한 성분들의 과잉흡수를 직접억제하고 결핍 시에는 결핍장해를 유도하는 간접성분들의 작용을 저하시켜 과잉이나 결핍장해를 거뜬히 처리해 내어 식물체의 안전생육을 보호해 주는 해결사 성분이 되므로 농작물재배에서 친환경적 소재로 각광을 받게 되었다. 특히 제련 부산물인 광재 슬러지를 규산원으로 활용하는 문제점을 개선한 순수 규산만으로 생산된 큰손 수용성규산 제품은 더더욱 친환경 소재로 국내외에서 인기가 높다. 나트륨은 소금성분의 염소와 동시에 공급되어 과하면 염소성분이 독성장해를 일으키므로 규산공급으로 흡수된 나트륨과 염소는 식물체로의 이동을 현저히 줄여서 뿌리에만 잔류시켜 독성을 줄이게 된다.
 철이 과잉 흡수되면 철성분이 주로 하위엽에 집적되어 조직이 딱딱해지면서 녹물(갈)색 반점이 생기고 독성으로 괴사하게 되는 증상을 보인다. 이때 규산은 뿌리의 산화력으로 철을 산화시켜 뿌리 표면에 피복시킴으로서 철의 과잉흡수를 억제시킨다. 망간의 독성장해도 철의 경우와 같은 원리로 경감시킨다. 알루미늄의 독성은 산성토양에서 흔한 독성을 갖는 3가 이온으로 활성화되어 주로 뿌리장해를 일으켜 영양흡수를 억제시키는데 규산은 독성알루미늄과 결합으로 흡수를 억제시켜 장해를 경감시킨다.
 또한 식물생육에서 가장 많이 요구하는 3대 필수성분들의 식물체 불균형으로 나타나는 각종 장해들도 규산시용으로 쉽게 경감된다. ‘80년도 격심했던 냉해년에 토양과 식물체중의 규산/인산 함유율과 수량과 피해경감과는 높은 상관으로 나타났고 규산/질소비, 규산/칼리비가 높을수록 각도열병 발생 및 각종 영양생리장해가 줄어든다. 그리고 농가포장에서 발생되는 각종 재해나 화학제 오용피해에는 규산의 시용으로 해결되는 사례도 많다. 하우스재배에서의 염류집적이나 해안지역에서의 해일이나 가뭄시에 발생되는 염류장해 등에도 규산효과가 보고되었다. 농가에서 비료나 농약 및 제초제의 잘 못 사용으로 발생된 피해지에 규산시용으로 피해를 경감시킨 사례는 허다하다. 
 특히 최근 들어 환경오염이나 농산물 안전성 문제가 대두되고 있는데 규산으로 재배된 논토양이나 현미 중에는 카드뮴함량을 줄일 수 있다고 보고되었다.