결실기 칼슘과 붕소의 역할을 이해하려면 나무의 잎과 그에 인접해 있는 과일을 잘 관찰함으로써 이해할 수 있다. 칼슘결핍증의 문제점이 가장 심각하기에는 딸기·참외·토마토 등 과일채소와 사과·포도 등 과수류의 예에서 쉽게 볼 수 있다.
칼슘의 중요한 작용 중의 하나는 식물의 잎에서 일어나는 호흡대사작용을 감소시키는 작용이다. 식물이 정상적인 탄소동화작용 즉 광합성작용에서 이산화탄소(탄산가스)를 흡입하고 산소를 배출하며 당 분류를 포함한 녹말(전분)을 생산한다. 이러한 생산활동이 계속되어 세포 내에 저장할 수 있는 최고치 즉 한계량에 달하면 당분과 녹말이 분해되며 이러한 분해로 생긴 이산화탄소를 도리어 밖으로 배출하게 되는데, 이러한 과정을 호흡대사작용이라 하며 칼슘은 이러한 호흡대사작용을 억제하여 당분과 녹말의 손실을 막아준다.
붕소는 잎에 저장된 당분과 녹말이 과일 내부로 이동되는 현상을 촉진한다. 칼슘과 붕소의 결핍으로 인한 피해는 과일의 성숙기 또는 작물의 완숙기에 잘 관찰되는데, 예를 들면 토마토나 고추의 개화기에 꽃이 썩는 현상, 샐러리 줄기의 내부가 동공화하는 현상, 당근뿌리 내부에 코르크처럼 바람이 드는 현상, 사과 과육의 함몰현상 등이 칼슘과 붕소의 결핍으로 인해 나타나는 현상이며, 이들 모두가 식물의 과일 종자 등이 맺어지는 결실부위와 영양소가 집결되는 저장부위 등에서 관찰되는 현상이다.
위의 설명에서 알 수 있듯이, 칼슘은 식물의 잎에 당분과 녹말의 저장량을 많게 하고 붕소는 당분과 녹말을 과일 내로 이동시켜 주는 매우 중요한 역할을 한다. 그러면 붕소는 충분하고 칼슘만 결핍상태일 때는 어떤 일이 일어날까? 칼슘부족으로 인해 잎에는 저장된 당분과 녹말이 없거나 모자라서 과일로 이동되는 당분과 녹말도 적어서 충실한 과일이 열지 않게 되며, 할 일이 없어진 붕소는 오히려 식물에 해로운 악영향을 미치게 된다. 반대로 칼슘은 충분한데 붕소가 결핍되면 어떻게 될까? 이 때에는 비록 많은 양의 당분과 녹말이 있기는 해도 과일로 이동되지 못하므로 결과는 마찬가지로 불충실한 과일이 될 수밖에 없다.
칼슘과 붕소는 식물체 내에서 스스로 이동성이 없는 비이동성이다. 따라서 좋은 효과를 얻기 위해서는 한번에 대량으로 사용하기보다는 소량씩 여러 번에 나누어 잎에 적용하는 것이 좋다. 실험결과 이들의 식물의 잎 보유량은 칼슘과 붕소를 200 : 1 이상 50 : 1 정도가 이상적입니다만 실제 사용하는 칼슘 + 붕소제 제품의 비율은 6 : 1 또는 10 : 1 정도가 적당하다는 견해가 지배적이다.
토양을 분석해 보면 칼슘의 함양이 충분한데도 작물에는 칼슘부족 증상이 자주 나타난다는 질문을 자주 받는다. 그렇기 때문에 석회나 패화석을 토양에 공급해도 용해성이 낮기 때문에 토양의 뿌리발근과 지상부 세포막 강화를 위해서는 칼슘과 소량의 붕소를 뿌리와 지상부에 계속 잔류 되도록 공급시켜야 한다는 점이다. 식물이 성장함에 따라 칼슘은 끊임없이 공급되어야 한다. 칼슘은 식물 내부에 축적되지 않으며 흡수된 뒤에는 식물의 상단부로 이동되며 가지 부분에서 잎의 선단부로 이동되어 진다.
건조기에는 낮에 뜨겁고 건조한 탓으로 토양으로부터 습기는 더욱 빨리 증발하며 야간에도 공기 중 습도가 낮으므로 야간에 식물에서 수분이 증발하는 증산작용도 더욱 가속화된다. 이러한 증산작용은 식물의 선단부에서 활발히 진행되며 아울러 선단부에 모여 있던 칼슘이 수분과 함께 빠져나가게 된다. 이로 인해 토양으로부터 흡수하는 칼슘의 양이 충분하더라도 건조기에는 식물 내에 칼슘의 결핍현상이 나타난다.
다음으로, 식물의 아랫부분에서도 칼슘이 선단부로 이동되는 양이 더욱 많아져 아랫부분의 잎에서도 칼슘결핍 현상이 나타나며 선단부 보다 오히려 하단부 잎에서 이러한 현상은 더욱 두드러지게 나타난다. 칼슘은 선단부로 이동하므로 식물 내부에 칼슘의 분포는 식물체 전체로 볼 때는 균일하지 않다. 공기 중에 습도가 높으면 건조기에 비해 식물의 야간 증산작용은 덜 활발히 진행되고 칼슘의 유실량도 적어져 꼭대기에 모였던 칼슘이 식물체 내부 전체로 재이동되게 된다. 야간에 습도가 낮고 증산작용이 계속되는 한 지속적으로 식물의 하부 잎과 과일에는 칼슘의 결핍현상이 나타난다. 비록 식물의 하부 잎이지만 잎과 과일에 결핍현상이 나타남을 고려할 때 칼슘은 토양에 주는 것보다는 잎에 적용하는 것이 유리하며, 실제로 미국에서의 실험결과를 보면 텍사스주 루복시 소재 텍사스연구소에서 목화를 대상으로 한 실험에서 잎에 칼슘을 적용하여 20%의 증산효과를 가져왔으며, 실험경작지 토양의 칼슘함량은 미국의 다른 지역들과 같은 수준으로 결코 부족한 함량이 아니었다.
용해성이 낮은 석회나 패화석을 토양에 공급하였더라도 지속적인 뿌리발근과 토양의 염기 장해극복을 위해서는 용해성이 높은 칼슘을 뿌리에 공급해줌과 동시에 지상부의 내병성 증진을 위한 세포막강화와 과일의 품질을 높이려면 붕소가 함께 들어있는 칼슘+붕소제(캡)을 7~14일 간격으로 엽면시비 해주어야 한다.
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