농업에서의 규산의 새로운 역할

규소는 반도체 산업에서 많이 사용되는 광물질이다. 이 규소가 농업에서는 어떤 역할을 하는지 그리고 지금의 시점에서 규소가 각광을 받고 있는 것은 무엇 때문인지 짚어보고 농업에 어떻게 연결을 시켜서 농가의 수익증대에 기여할 것인지를 생각해 보자.

1. 왜 규산인가?

향후 농업현장에서는 3대 과제에 의해 좌우될 것이다.

즉,  1.연작장애해소  2.토양병해해소  3.품질향상 및 안전성 확보

규산은 " 품질향상 및 안전성 확보"라는 과제에 가장 접근되어 있을 것이다.

예전에 때만 되면 면이나 읍사무소에서 무상으로 공급해 준 규산질 비료를 사용하지 않고 논두렁에 방치해 둔 경우가 왕왕 있었는데 이젠 그 규산질 비료를 돈을 주고 사서 뿌리고 있다. 물론 논뿐 아니라 비닐하우스며 과수원 그리고 액상 상태로 살포를 하는 농가도 있다.

전에 오이 그린농법을 통해서도 소개를 했지만 박과 채소류 (오이, 호박, 메론 등) 재배 때는 반드시 규산질 비료를 300평 기준에 1∼2포를 살포할 것을 권한 적이 있고 재배에 많은 도움을 받았다는 후문도 있다. 먼저 많은 농민들이 알고 있는 벼에 대해 살펴본 후 과수, 채소에 대해서 알아보자.

규산(ＳｉＯ２)은 토양 중에 많이 함유되어 전 규산 함량으로 보면 광물질 토양의 60∼70%가 규산이다. 그러나 식물이 흡수 할 수 있는 가용성 규산은 그리 많지 않다. 산성토양이 많은 우리나라에서 알카리성 물질인 규산의 시용 효과는 인정을 받게 되었고 특히 질소질 비료를 많이 주는 경향에 있는 오늘날의 벼농사에 있어서는 반드시 규산을 주어야 하는 것으로 알려져 있다.

2. 벼 재배와 규산 비료

벼 재배에 있어 규산비료의 시용 효과는

1) 벼는 규산을 다량 흡수하며, 규산질 비료를 시비함으로써 평균 10%정도의 증수 효과가 있다. 특히 도열병 상습지대나 질소 시비량을 늘린 곳에서는 50%정도 더 증수 효과가 있다.

2) 벼농사는 질소비료가 가장 필요한 것으로 알고 있으나, 사실은 규산을 질소의 8배 이상 흡수한다. 벼 100㎏ 생산에 필요한 질소 흡수량은 1.8㎏ 인 반면, 규산 흡수량은 14.8㎏ 이나 된다.

3) 규산을 충분히 흡수한 작물의 특징

① 잎과 줄기가 빳빳해져서 도복이 잘 안 된다.

② 아래 잎까지 햇볕을 많이 받아 탄소동화작용이 왕성해진다.

③ 규산이 식물세포에 들어가 세포벽에 규산층을 형성함으로써

 도열병, 이화명충, 벼멸구 등 병충해에 대한 저항성을 높여준다.

④ 태풍에도 잘 쓰러지지 않는다.

⑤ 등숙율이 높고, 쌀알이 고르고, 밥맛이 좋아진다.

   규산과 칼리는 동조적으로 물질의 전류를 촉진시킴으로 (규산과 칼리가 서로 식물흡수를 도와준다)일조부족, 스트레스에 대한 경감효과가 커서 최근 기후변동으로 늦장마에 따른 일조 부족시 규산질비료 효과가 등숙에 유리한 역할을 할 수 있을 것이다.

⑥ 규산/질소 비율이 높아지면 증수가 된다. (질소피해방지)

⑦ 내병성 증대효과로 도열병 이외에도 뿌리썩음병, 깨씨무늬병, 세균성병해, 

   바이러스성 병해는 물론 냉해에 대한 저항성을 키워준다.

⑧ 규산 함량 60ｐｐｍ의 논에 규산질 비료를 300㎏/10ａ（300평） 사용할 때 평균 쌀이 11% 이상이나 증수된다. 도열병 상습지는 51%, 산간 고랭지는 20%나 증수된다는 보고도 있다.

위에서 살펴본 것과 같이 다른 효과보다도 밥맛이 좋은 쌀을 생산할 수 있다는 것이 오늘의 이 다변화되는 농업현실을 뚫고 나갈 수 있는 요인으로 작용할 수도 있다. 밥맛이 좋은 쌀의 왕겨를 분석해 보면 마그네슘과 규소의 농도가 다른 것에 비해 상당히 높은데 특히 규소의 함량에 밥맛이 크게 좌우된다는 보고가 있다.

3. 규산의 효과는 어떻게 해서 나타나는가?

한편 유럽의 오이 양액재배에는 비료통이 하나 더 있는데 그것이 바로 규산통이다. 양액처방에도 꼭 규소가 들어가 있다. 채소류의 재배에서는 품질의 향상과 함께 병리적 차원에서 각광을 받고 있다. 규산은 칼슘과 더불어 식물에서 과잉이 되어도 생리현상을 동반하지 않는 요소 (약간의 생육억제 효과는 있음)이면서 식물체 내에서 이동이 쉽게 일어나지 않는다. 그래서 뿌리를 통해 공급을 하려면 연속 공급이 필요해서 요즘은 차돌을 녹여서 수용성으로 만든 액상 상태의 규산을 주기적으로 (생육이 빠른 시기에는 15일에 1회, 느린 시기는 1달에 1회) 살포하고 있다.

1) 병 저항성

일단 규산이 살포가 된 잎에 병원균이 침입하면 규산은 잎 내에서 미세 이동을 하여 병원균의 주위를 둘러싸 균사가 자라는 것을 막는다. 그래서 병(흰가루병, 노균병, 반점낙엽병, 도열병, 탄저병 등)이 예방이 된다. 자체 실험의 결과 오이 등과 같은 박과류의 흰가루병은 보름동안의 억제효과가 나고 있고 농업현장에서도 이와 비슷한 결과를 본다. 일본에서도 딸기의 경우 규산의 살포로 흰가루병 억제효과가 있다는 보고도 있다.

2) 질소과잉문제 해소

질소가 과잉이 되면 병이 잘 발생되는 것은 누구나 아는 사실이지만 과수의 경우 도장지와 꽃눈의 형성 저해가 발생되고 착색이 불량해지고 채소류의 경우는 기형과의 발생이 많아지고 저장성도 약해진다. 벼에서 언급한 바와 같이 규산은 질소과잉으로 동반할 수 있는 현상(방울토마토의 이상경, 토마토류의 잎의 재분화, 착색불량 등)을 완화시키는 결과를 보았다. 특히 육묘가 좋지 않아 1화방의 착과를 놓치거나 착과가 11∼13엽에 된 토마토는 영양생장이 과잉되어 대부분 꽃 뒤에 잎을 달고 나오거나 잎맥에서 다시 잎이 터져 나오는 경우가 많은데 액상규산 10∼15일 간격으로 2∼3회 살포로 이런 현상을 아주 많이 완화시켰다.

3) 환경변화에 내성, 저장성 증대

한편 기상이변이 자주 발생하는 요즘 규소의 사용은 필수적이다. 규소는 세포막이나 세포소기관 막의 안정화와 세포물질에서 수분보유능력을 키움으로서 중금속, 독성, 재해경감 능력을 갖게 한다. 특히 산성토양에서 나오기 쉬운 사과의 적진병 (나무가 망간 독으로 줄기가 우둘두둘해 지는 현상)의 경우 규산질 비료를 봄에 나무 주위에 300평에 3포 기준으로 살포하면 가을이면 병이 거의 없어져 매끈한 줄기로 된다.

규산의 효과로 조직이  단단해짐으로 식물의 무게가 많이 나가서 증수효과는 물론 저장성이 좋아진다. 엽채류의 경우 잘 물러지지 않으며 오래 저장이 되는데 특히 부추의 경우 잘라 놓아도 더 늦게 시들어 지상에서 반응이 좋다.

규산은 식물체의 온도 조절기능으로 고온과 저온장해를 경감시키고 외부 전기적 충격을 완화시킴으로서 재해에 대한 내성을 높인다.

4) 증수효과

증수효과로는 기상과 토양 환경을 고려하여 국가별, 작물별로 보면 세계적으로 벼에서는 10∼46%의 효과가 인정되는데, 특히 미국에서 21∼46%의 가장 높은 효과를 내었다. 밀, 보리, 옥수수에서는 10∼15%의 증수를, 사탕수수에서(브라질)는 5∼13%, 땅콩은 15∼25%(중국), 오이에서는 3∼10%, 토마토에서는 82∼91%, 장미는 4∼8%의 증수를 가져왔다.

토마토에서는 작물 중에서 규산을 가장 적게 흡수하면서도 개화후 임성과 관련이 커서 수량에 결정적으로 영향을 주게 된다.

5) 주의할 점

그렇다고 규산이 만병통치는 아니다. 어린 식물이 효과가 더 크다. 시설 내 열매채소류 중 칼슘장애를 받기 쉬운 작물(특히 토마토)의 경우 규산은 증산을 일부 억제함으로 햇볕이 강한 한 여름의 경우는 가급적 사용을 피하는 것이 좋고 사용할 필요가 있을 때(장마철 등)는 칼슘을 혼용하는 것이 바람직하다. 그리고 과잉사용은 피하는게 과잉에 의한 억제효과가 있으면 아미노산 등으로 풀어줄 필요가 있다. 그리고 혹 다른 영양제와 혼용 살포 시는 먼저 규산을 물에 풀고 (ｐＨ가 높음) 다른 것을 타는 것이 좋다.

실라몰

성분: 오르토규산(H4SiO4)

사용량 : 1cc/1말

규소는 광물원소이며, 자연에서는 항상 산소분자와 결합하여 SiO2분자 형태로 존재한다.

규소는 모든 곳에 존재하며, 지구 지각면의 28%를 차지하고 있다. 대부분의 경지는 진흙이나 모래흙으로 구성되어 있다.

규소의 기능

생리학적 영향

신진대사에 영향

물리적인 기능

생리학적 영향

규소는 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 기타 미네랄 등의 필수 영양소의 운반과 소화작용에서 조절 기능으로 매우 중요한 기능을 가지고 있다.

규소는 알루미늄을 유지시키고 나중에 배출되지 않도록 막는 역할을 하는 유일한 원소이다.

신진대사에 영향

규소는 미네랄 순환과 소화를 조절 기능으로 매우 중요한 양향을 끼친다.

물리적인 기능

전자현미경으로 규소 탐지

식물의 조직이 두꺼워진 것은 규소 덕분이다.

물리적인 보호막

규소의 작용범위

씨 – 저항력 증대 발아왕성

열매 – 저항력 증대, 견실함, 수분함량 증가

잎 – 저항력 증대, 잎의 정립, 빛 흡수

줄기 – 저항력 증대, 순환계통 증진

뿌리 – 저항력 증대, 성장 촉진, 흡수력 증진

규소의 효과

규소는 줄기 두께 뿐만 아니라 뿌리 성장도 개선한다.

규소는 수분증발을 감소시킨다. 식물생장에 있어서 Na의 이동은 부분적으로 수분증발의 영향을 받으므로 규소는 Na의 이동을 때로는 50% 정도까지 감소시킨다.

규소는 수분관리를 최적화한다.

규소는 생물적, 비생물적인 스트레스에 대한 선천적인 저항력을 증가시킨다.

규소는 작물의 생산량과 품질을 개선시킨다.

미네랄부작용

인결핍 부작용

규소는 식물내 인의 순환율을 향상시킨다. 인은 질병 저항력을 증가시킨다.

망간 및 철분 과잉 부작용

규소는 인의 효용면에서 부정적인 효과를 내는 2가지 원소의 흡수를 감소시킨다.

인과다 부작용

규소는 인의 흡수를 감소시킨다. 과다한 경우, 인은 식물생장을 억제한다.

염분과다 부작용

식물생장에 있어서 Na의 순환은 부분적으로 증발과 관련이 있다. 규소가 증발을 감소시키므로, 식물생장에 있어서 Na의 순환도 역시 감소한다(때로는 50%정도까지)

망간과다부작용

Mn의 초과정도에 따라 식물생장과 뿌리 성장을 상당히 억제할 것이다.규소는 Mn의 흡수를 감소시킨다.

질소과다부작용

N의 과다는 잎의 정립과 빛 흡수를 감소시키고 배아 질병 등의 질병에 대한 감염성을 증가시킨다. 규소는 잎의 정립과 빛 흡수를 증가시키며 배아질병의 발생을 감소시킨다.

염도의 효과

염도는 아마 사실상 가장 중요한 환경요인으로 여겨져 왔다. 흙의 고염분은 흙의 입자구조를 파괴시킬지도 모른다.

작물 성장과 발달면에서 염도의 직접적인 효과

광합성을 감소시키는 엽록체의 파괴

빛 흡수를 줄이는 잎 크기의 감소

염분의 부작용

식물 영양소인Si를 잘 활용하면 염분 독성에 대한 내성을 증가시킬 수 있다.

액체 상태의 활성Si를 사용하면 작물 생산량과 품질에 악영향없이 염분을 함유한 관개용수를 사용할 수 있게 된다.

흙에 피해를 주는 염분에 Si를 적용하면 식물 생산성에 큰 효과를 가져다 준다.

규소는 잎의 상피와 표피에 축적되며 균류, 박테리아 및 곤충의 공격에 대한 선천적인 저항성을 증가시킨다.

규소는 잎을 통한 증발을 감소시키고 식물내 수분 관리를 최적화한다.

염형태 – 용해도는 매우 한정되어 있다. 염형태의 규소는 식물이 거의 또는 전혀 흡수되지 못한다.

비결정질 형태 – 수화작용보다 용해도가 더 클 때, 이 형태는 더 약해진다. 규소가 식물에 흡수될 때 이 형태이다.

용해할 수 있는 형태 – 규산, 규소가 식물에 흡수될 때, 이 형태이다.

규소의 활용성

규소비료는 전세계적으로 연구되고 있다.

“농업분야에서 규소”에 대한 국제회의가 미국과 일본에서 개최되었다. 세번째 회의는 2004년에 러시아에서 개최되었다.

식물사용가능한 형태의 규소인 규산은 사용될 수 없다.

규소는 농업분야에서 잊혀진 원소이다.

규산, 가용형태

ROAM CHEMIE 는 100% 식물에 사용 가능한 안정된 규산 화합물 공식을 개발해왔다.

SILAMOL 실라몰​

오직 하나뿐인 안정된 액체 규산화합물 공식

단기간내 식물에 완벽히 흡수된다.

잎과 뿌리 구조를 통해 적용 가능

일반 비료와 방지제와 함께 혼합되어 적용이 가능하다.