2. 주요 영양장애 발생 대책

가. 질소(N)

질소는 식물체내에서 단백질, 핵산, 엽록소, 효소 등 중요한 화합물의 구성성분으로 식물의 생명유지에 아주 중요한 역할을 하고 있다. 작물은 이 질소를 주로 암모니아태 질소나 질산태 질소인 무기태 질소의 형태로 흡수하고 있다.

암모니아태 질소는 낮은 근온에서 흡수되기 쉬운 성질있다. 암모니아태 질소가 배지 중에 다량 축적되면 암모니아 가스 장해의 원인이 되며, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등 양이온의 흡수를 저해한다. 다량 흡수된 암모니아태 질소는 식물체내에서는 유독하다.

질산태 질소는 토양 배지에 흡착되지 않기 때문에 관수 등으로 유실되기 쉽다. 질산태 질소 또한 낮은 근온에서 흡수되기 어렵다.

배지에 시용된 질소비료는 그 형태에 따라 질화세균 등 미생물의 작용이나 가수분해에 의해 형태변화를 하여 주로 질산태 질소로서 작물에 흡수된다. 그러나, 요소태 질소나 암모니아태 질소로 시용된 초기 단계에서는 암모니아태 질소가 흡수의 주체라고 생각된다. 흡수된 질산태 질소는 뿌리에서 잎으로 전류되어 거기서 효소의 작용에 따라 암모니아태 질소로 바뀌어 글루타민을 거쳐, 글루타민산 그 외 아미노산 합성에 이용된다(그림  ). 암모니아태 질소로 흡수되는 경우에는 식물체내에서의 환원작용은 이루어지지 않으며, 직접 글루타민 생성이 이루어진다. 이 환원작용은 에너지를 필요로 하며, 동화산물과 온도를 필요로 하기 때문에 저온이거나 광이 부족하여 동화산물이 부족한 경우에는 질소과잉에 의한 장해발생의 원인이 된다.

(1) 질소 결핍 증상

딸기의 모주상, 육묘, 본포의 정화방 개화기에 성엽의 엽맥간의 녹색이 엷어지고, 극단으로 진전되면 엽맥간이 황화하고, 잎맥은 잘 나타나 보인다. 황화는 점차적으로 잎 전체로 넓어진다. 이 황백화 증상이 Fe, S, Ca의 결필시 나타나는 증상과 비슷하나 발생하는 부위가 서로 다르다. 질소는 식물체내에서 이동성이 좋은 원소로 노엽에 있는 질소가 신엽으로 이동되기 때문에 노엽에서 먼저 나타나고, Fe, S, Ca 등은 이동성이 나빠서 노엽의 성분이 신엽으로 이동하지 못하므로 신엽에서부터 먼저 나타난다.

또한 질소 결핍으로 수개월 경과한 딸기는 엽맥을 남겨두고 잎 가장자리부터 엽맥간이 적색화하여 전체 잎이 적홍색으로 된다.

그림 2-1. 딸기 질소결핍 발생 양상

(2) 발생 유발 조건

보통 질소 결핍은 생육 도중에 나타나는 경우가 많으며, 비료 부족이 주 원인이 되어 발생한다. 전에 심은 작물을 포함해서 유기질 자재(퇴비 등)의 시용량이 적고, 토양 속의 질소함유량이 낮은 경우에 발생하기 쉽다.

작물을 고정하기 전에 볏짚, 미숙구비 등 탄소질소율이 높은 유기물을 다량 시용하면 그 유기물 분해를 위해 미생물이 토양질소를 이용하기 때문에 작물이 질소를 이용할 수 없게 되어 일시적인 질소결핍증이 발생하는 경우가 있다.

모래～사양토의 양이온 치환용량이 작고 부식함량이 적은 토양에서는 질소가 유실되기 쉬워서 결핍증이 발생하기 쉽다.

(3) 대책

응급대책으로는 요소 0.5%액을 일주일 간격으로 몇차례 엽면살포하거나 물에 녹여 토양에 관주한다. 사질토양은 유실되기 쉬우므로 시비횟수를 늘려 여러번 나누어 시용하므로써 비료 이용률을 높인다.

토양에 줄 경우 암모니아태 질소는 토양 표면에 흡착되어 뿌리로는 바로 흡수되지 않으므로 질산태 질소가 바람직하다.

저온기에는 질산태 질소비료의 시용이 유효하다. 근본적인 대책은 하우스 재배에서 추비 중심의 계획적 시용이 필요하며, 완숙퇴비 등을 시용해서 지력을 높이는 것이 필요하다.

나. 칼슘(Ca)

칼슘은 체내에 과잉되어 있는 유기산을 중화하며, 펙틴과 결합하여 존재하므로 이동이 어렵다. 세포막을 강하게 하고 뿌리의 발육을 돕는다. 칼슘은 물과 함께 흡수되어 물과 함께 전류함으로 도관부만을 이용하며, 사관부를 이용하지 않기 때문에 재전류가 행해지지 않는 것이 특징이다. 식물체내에서 물 이동의 원동력은 증산작용과 근압이다. 증산작용은 잎의 수분을 감소시켜 딸기 체내에 물을 빨아올리는 힘이며, 근압은 뿌리가 수분을 흡수하여 체내에 물을 밀어 올리는 힘이라고 말할 수 있다.

(1) 칼슘 결핍 증상

정화방의 개화 직전에 전개하지 않은 신엽의 잎 가장자리가 흑변하여 잎이 전개하더라도 정상인 잎모양이 되지 않는다. 선단부에 가까운 어린 잎의 가장자리부터 황화되기 시작하여 안쪽으로 퍼져 나온다. 또한 꽃받침이 흑갈색으로 되어 변형되고, 이상화가 발생하기도 한다. 가끔 런너 선단이 갈변하고 심하면 다 자란 잎맥 사이가 괴사한다. 뿌리는 짧고 굵어진다. 딸기 과실에서 석회 부족증상은 잘 나타나지 않으나 과실 색이 나쁘고 상품성이 없다.

그림 2-2. 딸기 칼슘 결핍 증상

(2) 발생 유발 조건

토양 중 Ca 원소 함유량이 적어서 생기는 경우, 이로인해 토양 pH 저하 원인에 의한 산성장애나 Mn 과잉에 의한 2차 장애에 의해 발생하는 경우도 있다. 해마다 충분한 석회질 비료를 시비함에도 불구하고 석회부족 증상이 나타나는 경우는 다비로 인한 토양농도의 증가, 특히  질소, 칼리, 마그네슘을 다량 시용하였을 경우에 석회가 흡수저해를 받기 때문이다. 이와 같은 원인은 온도가 높아 토양이 건조할 경우나 저온 다습으로 인한 뿌리활력 저하로 인한 경우가 많다. 공기 습도가 낮고 증산에 비해 물의 공급이 충분치 못할 경우에 발생하며, 특히 야간의 흡수작용이 억제되면 칼슘의 흡수가 억제된다.

(3) 대책

응급대책으로 염화칼슘 또는 인산제1칼슘 0.3%액을 2～3회 엽면살포하고, 토양이 건조하지 않도록 자주 조금씩 오전 관수에 신경을 쓰도록 한다. 질소나 칼리의 시용량을 줄이고, 산성토양이라면 고토석회 등 석회 자재를 시용하여 칼슘함량을 높인다. 환경 관리시 야간의 습도를 저하시키지 않기 위해서 기온을 극단적으로 상승시키지 않도록 하고, 차광관리로 급격한 생장을 억제한다.

다. 칼륨(K)

칼륨은 재 전류하기 쉬운 성분이기 때문에 흡수량이 부족하면 오래된 잎의 칼륨이 새잎이나 과실로 재 전류되어 새잎은 정상이지만 오래된 잎의 칼륨 함량이 저하되어 결필증상이 발생한다. 또한 과실의 주요 성분이기 때문에 높은 수준의 칼륨을 요구한다. 생체내에서 주로 이온상태로 존재하며, 세포의 삼투압, 단백질 합성, 당의 전류 등 체내 수분생리에 관여하고, 뿌리나 줄기를 강하게 하며 체내 이동이 쉬운 요소이다.

(1) 칼륨 결핍 증상

질소, 인산 결핍증상과 같이 아래 잎이나 오래된 잎부터 증상이 나타난다. 잎의 톱날부를 포함한 잎 가장자리가 갈색으로 되고 더욱 진행되면 엽신의 기부로부터 중앙부에 걸쳐서 엽색이 암록색으로 된다. 적엽 대상이 될 수록 오래된 잎의 톱날부가 갈색으로 되는 것은 칼륨이 새잎으로 재전류된 결과이며, 문제가 될 정도의 칼륨결핍이라고 할 수는 없다. 그러나 톱날부를 포함하여 내측의 잎가가 수mm에 걸쳐서 갈색으로 되어 그 후 엽신의 기부로부터 중앙부가 갈색으로 되면 칼륨의 흡수가 저해된 것이기 때문에 칼륨의 흡수를 촉진하지 않으면 안된다.

그림 2-3. 딸기 칼륨 결핍 발생 양상

(2) 발생 유발 조건

사토 등과 같이 토양 중 칼리 함량이 낮은 경우이거나 적당하더라도 칼슘이나 마그네슘이 다량 존재하는 토양에서는 칼륨의 흡수가 현저히 억제되어 결핍이 발생된다. 저지온, 저일조, 과습 등으로 칼리의 흡수가 저해되는 경에도 결핍증이 발생한다.

(3) 대책

응급대책으로는 제1인산칼리 0.3%액을 엽면살포하고, 토양에 관주해도 빠르게 흡수되므로 6～7kg/10a정도 시용한다. 사질토양에서는 1회의 시용량을 줄이고 소량씩 자주 시용하는 것이 유리하다. 착과기 이후는 칼륨의 흡수량이 많아지기 때문에 착과기로부터 배양액의 칼륨 조성농도를 높여 두는 것이 좋다. 특히 촉성재배의 수확 후반기(4월 이후)에는 질소보다 칼륨의 요구도가 많아지므로 칼륨의 추비량을 늘린다. 산성토양일 경우 웃거름으로 염화칼리를 주고, 중성에 가까우면 황산칼리를 약하게 자주 시용한다.

또한 석회와 마그네슘 함량이 적은 토양에서 칼륨 결핍이 발생하여 일시에 많은 양의 칼륨을 시용하면 오히려 마그네슘 결핍증이 발생한다. 칼륨은 퇴구비나 생짚을 시용해서 지력을 높이면 토양에 칼륨이 축적되어 작물이 필요한 시기에 적당량이 흡수될 수 있도록 하는 것이 이상적이다.

라. 인산(P)

질소와 마찬가지로 인은 생체 내에서 중요한 역할을 하며, 핵산, 핵단백질, 인지질의 구성성분이 된다. 또한 생체 내에서는 이동이 쉬어 생장이 왕성한 부위에 집중된다. 생육 초기일수록 그 필요성이 높아지고, 식물체의 신장, 개화, 결실에 있어서 큰 역할을 차지한다.  인산의 흡수는 온도에 의해 좌우된다. 저온에서는 그 흡수속도가 극도로 저하하지만, 시용량을 늘리면 흡수저하를 방지할 수 있다.

(1) 인산 결핍 증상

일반적으로 녹색을 띤 상태에서 생장이 멈추고, 곧바로 아래 잎이 황화 되지만 질소 결피증 만큼 선명하지는 않다. 비교적 어린 시기에 잎이 짙은 녹색이 되어 연약해 지고 작아진다. 과실의 성숙이 눈에 띄게 지연된다. 생육 초기(특히 육묘기) 저온에 발생하기 쉽고, 생육이 열등하고, 잎의 소형화, 연화, 짙은 녹색화가 특징이다. 결핍이 진행되면 하위엽의 고사, 낙엽이 보인다. 심한 경우에는 거의 생장을 하지 않으며, 엽면적과 엽수 확보에 불리하게 작용하여 개화 결실이 나빠지고, 과실 품질이 저하된다.

그림 2-4. 딸기 인산 결핍 발생 양상

(2) 발생 유발 조건

일반적으로 화산회토와 같은 인산 흡수력이 높은 토양이나 인산이 매우 낮은 야산 개간지 토양에서 나타나기 쉽다. 지온에 따라서 그 훕수가 좌우된다. 저온에서는 흡수가 눈에 띄게 적어진다. 육묘배토에서 산흙 등을 사용하고, 충분한 인산을 시용하지 않은 때에 발생한다. 토양의 인산함량이 결핍된 경우는 물론이고, 알루미늄을 다량 포함한 토양이나 철, 알루미늄이 활성화 된 산성토양에서는 인산 흡수가 낮아져 결핍이 일어난다. 이것은 인산이 알루미늄이나 철과 결합되어 난용성 화합물이 되기 때문이다. 또한 겨울철에 지온이 낮으면 인산 흡수가 억제되어 결핍이 유발되기도 한다.

(3) 대책

응급대책으로는 제1인산칼리 또는 제1인산칼슘 0.3～0.5%액을 엽면살포하는 것이 신속한 효과를 볼 수 있으나 근본적으로는 산성토양 개량 및 인산함량을 높이는 등 토양개선을 한다. 퇴비와 혼용하여 인산이 토양에 고정되는 비율을 줄이거나 뿌리에 인산비료가 닿도록 시비위치에 신경 쓸 필요가 있다.