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규산의 작물생육 효과

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2015-01-10 08:59:19

다음에 내용들은 일본을 비롯하여 선진국 농업관련 연구 기관에서 진행하고 있는 규산 관련 자료 요약이며, 당사의 연구는 자체적인 실험과 그동안 신물질 개발을 위하여 많은 투자를 한 결과 이들 국가에서 추진하고자 하는 목표 보다 몇년(최소 5년) 앞서있는 새로운 기술을 보유하고 있으며 이미 2개 항목(특허 1 : 맥반석과 규석을 이용한 토양의 ph 개선제 제법, 특허 2 : 맥반석과 규석을 이용한 식물의 썩음병 예방 및 성장 촉진제의 제조 방법)에 대해선 특허를 획득하였으며 추가로 1개 항목의 제품 물질 제조 방법에 대해 특허를 추가로 출원 중에 있습니다.

"규산 식물"이라고도 하는 벼를 중심으로 규산이 작물 생육에 주는 효과에 대하여 국제적으로도 관심이 높아지고 있다. 얼마 전 미국에서 규산을 주제로 처음으로 국제회의가 개최되어 활발한 논의가 이루어졌다. 일본에서 참가한 연구자에게 회의개요를 종합해 주도록 한 바 이하 소개한다.

1.다양한 효과-병해충 대책-증수에 기여
국제회의 「농업에 있어서의 규산」가 처음으로 1999.26∼30 미국 Frolida주에서 개최되었으며 2차 회의는 2002년9월 일본에서 개최 되었다. 이 회의는 규산의 농업에 미치는 기능과 역할을 검토하는 목적으로 개최되었는데 규산은 많은 작물에 대하여 필수 원소는 아니지만, 그러나 규산은 작물의 ①군락구조, ②생육과 수량, ③효소활성, ④작물의 표면구조, ⑤병해충 저항성, ⑥미량 요소와 수분 결핍 내성, ⑦염류과잉 저항성, ⑧냉해 저항성-등에 대하여 고려되고 있다. 수도, 밀 등의 벼과 식물은 규산을 잘 흡수하는 것이 알려지므로서 "규산식물"이라는 별칭이 있다. 그래서 수도 엽신의 규산 함유율과 도열병 이병성과의 관계는 종래부터 알려지고 있다. 더욱이 벼과 이외의 작물 예컨대 외과나 명아주과 등의 비규산 식물에도 규산은 상기한 벼과 식물과 똑같은 작용을 하는 것이 알려지고 있다. 규소는 지각의 구성 성분의 약 28%, 규산으로서는 약 60%를 차지하고 토양의 주요한 무기 구성성분인 광물중에서 뼈대가 되는 성분이다. 일본의 논에서는 벼가 흡수하는 규산의 약 절반이 토양에서 공급되고 있다.

흡수된 규산의 일부는 볏짚 등으로서 논에 환원되나 수치 균형으로 보면 해마다 토양의 규산지력은 소모되고 있다. 또한 규산은 토양 개량자재로서 시용되고 있으나 시용량은 감소 경향에 있다. 진술한 바와 같이 규산은 작물에 병해충 저항성, 수량 증가를 가져오고 그 위에 토양의 주요한 구성성분이기 때문에 환경부하가 적다. 환경 보존형 농업, 지속형 농업을 생각하는 위에서 규산의 농업에 미치는 역할을 또 한번 생각하는데 알맞은 회의라고 할 수 있다.

회의는 구두발표와 포스터 발표 두가지로 되어 있고 합계 60과제의 발표가 이루어졌다. 구두발표에서는 개괄적인 화제제공으로서의 규산 흡수, 생육 수량에 미치는 역할, 병해충 저항성, 규산의 경제 효율 등외에 각국의 농업상의 규산 연구의 총괄이 이루어 졌다. 한편 포스터 발표에서는 규산의 농업 이용상의 이점 등이 보고되었다. 회의는 100명 가량 규모에서 이루어지고 미국을 중심으로 16개국이 참가했다. 일본에서의 참가는 10명으로 발표는 총 8과제이었다. 회의 목적의 하나로 연구자간의 교류가 들어 있었다.

2. 수도작의 열쇠- 규산에 건묘 육성
국제회의 중 수도생산과 규산에 대한 보고내용은 ①규산의 수도 생산에 대한 역할, ②토양 및 식물체의 규산의 분석법, ③수도의 수량향상에 대한 규산 자재의 효과, ④수도에 대한 새로운 규산 공급 자재 - 였다.
첫째 규산의 수도 생산에 대한 역할에 대하여는 ①광합성 능력의 향상 (단엽에 있어서 물 수지 균형의 양화, 군락에 있어서 엽신의 직립성 향상에 의한 수광태세의 개선) ②뿌리의 산화력의 향상 ③내병성의 강화 ④내도복성의 향상 - 이 있었으며 수도의 수량형성에 있어서 중요한 요소인 것이 보고되었다.

다음에 경제적으로 효율적인 규산 자재의 시용 관리를 하기 이하여 수도의 규산 흡수량과 관련성이 높은 토양중의 유효 규산 함량에 대한 분석법의 개발이 중요하였다. 브라질 등에서 Ph가 낮은 산에 의한 추출법을 소개한데 대하여 일본은 Ph7정도의 인산 완충액에 의한 추출법을 소개했다.

수량향상에 대한 규산 자재의 시용 효과에 대하여는 각국 모두 규산 자재의 시용 시험을 실시해 그 효과가 높은 것을 인정하고 있다. 규산 자재 시용에 의하여 수도의 규산 흡수량이 증가해 수도의 광합성 능력의 향상과 도열병 등의 병해의 억제에 의해 수량이 향상하는 것이 보고되었다. 수도 생산에 대한 새로운 규산 공급자재에 대하여는 다음 세 가지를 소개되었다.

하나는 인도에서 검토된 왕겨재 시용에 의한 도열병의 감연 억제에 대해서이다. 왕겨를 태운 재를 육묘 때에 시용 하는 것에 의해 모중의 균산 함량이 증가해 도열병 감연을 억제하는 것이 제시되었다.

일본에서는 두가지 자재가 소개되었다. 그 하나는 PS(다공질 규산 칼슘수화물)로서 시용에 의하여 규산 함량이 증가해 수량 향상이나 도열병 경감에 효과가 있다고 보고했다. 또 한가지는 규산 성분이 거의 100%인 세리카젤(Silica gel)을 수도 육묘 시에 시용하는 방법이다. Silica gel 시용에 의해 묘의 규산 함유율이 높아져서 건물중이나 발근력이 높은 건묘로 생육해 이양 후의 활착이나 초기생육이 양호해 짐으로서 묘 도열병에도 강해지는 것을 보고한바 각국의 연구자로부터 주목을 받았다.

규산의 국제회의에 참가하여 수도에 대한 규산의 연구에 대하여는 일본이 세계를 선도하고 있다고 느꼈다. 21세기에서는 환경을 악화시키지 않고 지구전체에서 100억 명의 식량을 계속적으로 생산하여야한다. 수도 생육이나 수량을 좌우하는 규산의 연구를 충실히 하는 것을 중요하다고 생각된다.

3.작물 보호- 환경 보전형 농업에 공헌
국제회의에 참석해 작물 보호와 규산의 관점에서 종합해 본다. 병해충 관련발표는 60과제 중 18과제로서 많은 과제 중에서 가장 발표수가 많았다. 일본에서는 농수성 동북 농시 병해 생태연구실의 이시구로 실장이 일본에 있어서 수도 도열병에 대한 규산 연구에 대하여 그 역사를 발표했다. 규산에 관한 연구에서는 일본이 예로부터 세계를 선도하고 있었으나 연구성과가 그렇게 세계에 알려지지 않은 것이 유감이었다.

이번 회의에 있어서의 화제의 하나는 「 IPM(종합 병해충 관리)에 있어서 규산의 역할이란?」이었다. 「IPM」은 원래 종합해충관리의 의미였으나 지금에서는 병해나 잡초해등 농작물 재배상의 유해 생물 전반에까지 포함하고 있다. 회의에서는 각국 연구자로부터 수도의 도열병, 문고병, 호마엽고병에 규산 시용 효과가 높은 것을 확인한 보고가 있으며 많은 연구자가 IPM의 하나의 수단으로서 규산 연구를 실시하고 있었다.

또한 벼와 작물이외의 병해나 충해에 대한 효과도 발표되어 규산의 적응 범위는 넓어져 가고 있다. 이미 환경 보전형 농업 추진의 움직임은 일본은 물론 국제적인 커다란 흐름이며 IPM은 그 중의 주축의 하나다. 많은 발표는 농약과 같은 예리한 방제효과는 없으나 지속적으로 효과가 나타나서 규산과 농약의 병용이나 돌발적인 발생에 대하여서만이 농약을 사용하는 것에 의하여 농약 사용량의 삭감에 공헌한다고 생각되었다.

이와 같이 규산에 대한 많은 견해가 보고되는 가운데에서 주목된 것은 「왜 규산이 병해충에 대하여 효과가 있느냐」의 의문에 대하여 새로운 보고가 있었다. 규산의 작용기작에 대하여는 지금까지 많은 연구자에 의한 수많은 보고가 있었으나 아직까지 주요한 요인이 확정되어 있지 않다.

그 중에서 캐나다의 연구진에서 오이에 있어서 Pythium 속균에 의한 위조 증상에 대하여 규산 시용에 의하여 Phenol계의 화합물이 생성되어 이것이 저항성에 관여하고 있다는 보고가 있어서 놀랐다. 규산시용에 의하며 식물체내에서 무엇인가가 만들어져서 저항성을 나타내는 것은 종래 알려져 있지 않았던 것이며 커다란 토론을 불러일으킬 듯하다.
금후 새로운 규산 자재나 시용 방법의 연구개발과 더불어 환경 보전형농업의 관점에서 작물 보호에 대한 규산에 대하여 기대가 더욱 커질 것으로 생각되었다.

4. 확대되는 이용법- 원예작물 병해도 억제.
식물생육에 불가결하여 결핍하면 생육이 억제되고 또는 정지되는 원소를 필수원소라 한다. 질소나 인산, 칼리와 같은 다량 원소로부터 미량원소까지의 13성분이 필수원소로서 인정되고 있다. 규산은 벼와 같은 특정한 작물에는 중요한 원소이나 모든 작물에 대하여 필수가 아니기 때문에 필수원소에 가장 가까운 유용원소의 한가지로 본다. 이 규산에 대하여 세계의 연구자들의 논의가 집중되고 있다. 규산을 충분히 흡수시킨 작물이 생육, 수량은 말할 것도 없이 병해충 저항성, 조직이 기계적 강도(도복 내성) 광합성능의 향상, 냉해 내성이나 환경 스트레스 내성 등 필수원소에서는 볼 수 없는 효과가 기대되기 때문이다.

일본에서는 수도에 대한 시용 효과가 널리 알려지고 있으나 원예작물들에 대한 효과들에 대하여는 일부의 연구자간의 지식에 끝이고 있다. 여기에서는 국제회의에서의 보고도 포함해 원예분야에서의 최근의 연구사례를 소개코자 한다.

규산의 사용 효과로서 가장 주목되는 것이 오이의 흰가루병이다. 캐나다의 라바루대학의 멘지스 등은 오이의 유식물을 규산의 여러 가지 농도하에서 재배해 흰 가루병 포자를 접종하는 시험을 실시했다. 그 결과 규산을 첨가한 오이에서는 잎의 colony 수와 병반 면적이 현저히 저하하여 100ppm 이상의 규산 농도에서 높은 발병 억제효과를 나타냈다.

또한 동 대학의 츄리후 등은 오이의 Pythium 속균에 대하여도 고사주율이나 뿌리 썩음 증상을 억제해 수량저하를 방지하는 효과를 발표했다. 오이이외에도 멜론, 스키니, 장미 등에서 규산첨가에 의해 흰가루병 발병을 경감하는 것을 나타내고 있다. 이와 같이 규산의 시용은 병해의 억제 효과의 점에서도 주목되고 있다. 수도를 제외하고 규산 사용이 가장 발전되고 있는 유럽의 현장을 소개하면 이미 규산을 첨가한 몇 종류의 액체비료가 시판되고 있어서 오이 생산자의 60% 이상, 장미 생산자의 30% 이상이 사용하고 있다고 알려져 있다.

그 효용에는 작물의 활력 증진과 흰가루병의 방제가 알려지고 있다. 동년 11월 3일부터 화란에서 개최된 알스켈담 원예전시회에서는 구체적인 자재나 이용 방법이 소개되어 주목받고있다. 이와 같이 규산을 작물의 활력 증진 뿐만 아니라 병해방제에는 새로운 관점에서의 이용법을 종합방제의 하나의 요소로서 환경과 조화가 이루어진 환경 보전형 농업의 추진상에도 극히 유용한 자재라 할 수 있다.

이번 국제회의에서는 발표된 Silica gel의 농업이용과 효과에 대하여 참가자의 관심이 매우 컸다. 규산 이외의 성분을 함유하지 않고 용해도가 높고 일정한 농도 범위에 도달하면 녹기 어렵게 되는 것 때문에 작물에 대하여 손실없이 규산이 공급될 수 있는 지속적인 자재로서 주목되어진 듯 하다.

출처:일본농업신문 기사 자료 중에서