무기양분과 필수원소

1. 무기양분

무기양분은 식물체 내에서 아래와 같이 여러 가지 기능을 가지고 있다

• 식물조직의 구성성분 : Ca(세포벽), Mg(엽록소), N과 S(단백질), P(인지질과 핵산)
• 효소의 활성제 : Mg, Fe, Mo, Mn 등 대부분의 미량원소
• 삼투압 조절제 : K(특히 기공), Na(내염성 식물)
• 완충제 : P, 유기산완충제( Ca, Mg, K)
• 막의 투과성 조절제 : Ca

2. 필수 원소

  식물체 내에서는 60여 종의 원소가 감지되나, 이들이 모두 식물 생장에 반드시 필요한 것은 아니다. 필수 원소가 되기 위해서는 먼저 그 원소 없이는 식물이 삶을 유지할 수 없어야 하며, 둘째로는 해당 원소가 조직의 필수적인 구성 성분이어야 한다. 필수 원소를 확인하기 위해서는 일반적으로 물속에서 뿌리를 자라게 하고, 고도로 정제된 무기 화합물을 수용액으로 만들어 공급하는 수경재배법을 사용하여 해당 원소를 제외한 뒤, 식물의 반응을 관찰하여 필수 여부를 판단한다.

  현재까지 알려진 필수 원소는 17종이며, 이들은 대량원소와 미량 원소로 나뉜다. 대량 원소는 식물조직 내에서 건중량의 0.1% 이상을 차지하며, 미량 원소는 0.1% 미만으로 함유된다. 예를 들어, 니켈은 1980년대에 17종 중 최종적으로 필수 원소로 입증되었다.

  다음으로 나열되는 원소들은 일부 식물에게 필수적이거나 생장을 촉진하지만, 17종의 필수 원소에 속하지는 않는다. 화본과 식물은 일반적으로 규소를 많이 함유하며, 예를 들어 벼는 건중량의 16%까지 규소를 가지고 있다. 규소는 세포벽을 강화하고 내병성과 내건성을 향상시키며, 알루미늄의 독성을 감소시켜 주고 건강을 증진시켜 생장을 촉진한다. 따라서, 단자엽식물에서는 필수 원소로 간주된다.

  나트륨은 염분이 풍부한 토양에서 자라는 식물에서 삼투압을 유지하는 데 필수적이며, C-4 식물도 나트륨이 필요하다. 코발트는 질소를 고정하는 미생물과 식물에서 필수 원소이면서 동물이 필요로 하는 비타민의 구성 성분이기도 한다. 셀레늄은 인간에게 필수적이며, 식물에서는 내병성과 초식 동물의 피해를 방지하는 데 도움이 된다. 또한, 인간에게 필수적인 요오드는 식물에는 필요하지 않는다.

  대량 원소 중에서는 탄소, 산소, 수소는 이산화탄소와 물을 통해 흡수되므로 무기양분에 포함되지 않는다. 그다음으로 많은 것은 질소(N), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 인(P), 마그네슘(Mg)인데, 칼슘과 마그네슘은 극단적인 산성 토양이 아닌 경우 결핍 증상이 드물며, 나머지 세 가지인 질소, 칼륨, 인은 농작물과 수목에서 가장 필수적으로 요구되는 원소로서 비료의 중요한 성분으로 취급된다.

 

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)