[스크랩] 불루베리는 호기성 식물

블루베리가 산소를 좋아하는 이유   흔히들 블루베리는 호산소성 작물이라고부른다. 그러나 블루베리가 산소를 좋아하는 이유는 간단하지가 않다. 그중 중요한 몇가지를 이야기하자면     1.블루베리는 자신의 힘으로는 양분의 흡수가 불가능하다.  블루베리의 뿌리는 일반작물의 근모(양분과 수분을 흡수하는 뿌리)가 없고 섬유근(가는 솜뿌리)으로 되어 있어 근권의 미생물군에 의해서 양분을 흡수한다. 이 미생물을 마이코리자라고 부르는데 흔히들 공생균이라 부른다. 공생이라는 말은 주고받는다는 말로 미생물은 각종 영양소를 블루베리에게 주고 블루베리는 자신이 만들은 유기산을 미생물에게 공급해주는 기브 엔 테이크식으로 우리가 잘아는 소나무와 송이버섯과 같은 사이인 것이다. 송이는 인공으로 재배가 어려운데 불가능한 것이 아니라 송이가 자랄 수 있는 환경을 만들어 주기가 어렵기 때문인 것이지 송이 버섯은 인공으로 재배가 불가능한 것이 아니다. 일본이나 중국에서는 송이버섯을 인공으로 재배가 실제 이루어지고 있는데 중요한 것은 경제성이 낮기 때문이다, 따라서 블루베리를 성공적으로 재배할려면 공생균을 활성화시키는 기술이 필요하다.     2. 블루베리가 좋아하는 공생균의 특징   블루베리가 좋아하는 공생균은 1차적으로 곰팡이성 균으로 호기적이다. 2차적으로는 강한 산성을 좋아한다. 호기적균이라는 것은 산소가 많은 조건에서 활성화가되는 것으로 온도가 23도이하일때 활성화되는 것이다. 지온이 23도 이상이 되면 토양내의 산소가 고갈되어 블루베리가 좋아하는 미생물이 서식하기에는 부적한 것으로 곧바로 블루베리는 영양을 공급 받기가 어려워 생육이 부진하게 된다. 실제로 우리 연구진은 간단한 실험에 의해 쉽게 이해할 수 있었는데 6년생 블루베리는 하우스내 식재하여 꽃이 필무렵에 검은 비닐멀칭을 씌운 것과 씌우지 않은 군을 대조하여 실험하였는데 3월초순경 기온이 난을 때는 큰 차이가 없었지만 낮 기온이 17도 이상이 될 무렵 하우스내 지온은 25-28도가되어 멀칭을 실시한 블루베리는 개화중에 많은 생리장애현상을 받는다는 것을 알았다. 계속 멀칭을 한 군과 바로 멀칭을 벗긴 군을 비교해보니 멀칭을 벗긴군에서는 3-5일 후 바로 정상적으로 생육이 진행되는 것을 보았다. 이런 결과로해서 블루베리는 근권의 미생물과의 상관관계가 깊다는 것을 알 수 있었다. 이런 내용은 미국이나 일본의 블루베리 연구진에서도 비슷한 연구가 진행되었는데 이와 상관관계로해서 블루베리의 마이코리자균(공생균)을 선발하여 우리 농장에서 실제 연구를 하고 있는 중이다.   3. 과습하면 공생균은 활성화되지 않는다, 블루베리 재배지에는 과습하게 되면 일차적으로 통기성이 나빠 블루베리의 공생균의 활성이 부진하게되고 산소가 적은 상태에서 강한 활성을 보이는 혐기적 미생물들이 활성화하게되어 각종 유해 세균의 서식지가 된다. 그중 부패성 세균이 활성화하게되면 블루베리의 뿌리는 썩게되는데 잎이 마르고 가지가 말라 결국에는 죽게된다. 따라서 우리나라의 여름 장마철에는 블루베리의 환경에 좋지않은 영향을 주게되는데, 여름철 고온이나 과습의 대책이 블루베리 재배의 가장 어려운 과제이다, 블루베리와 공생하는 미생물( 하얀부분이 미생물입니다.)        블루베리의 양분 흡수는 블루베리가 독립적으로 흡수하기 보다는 권근에 잇는 미생물과 공생하면서 토양 중의 질소나 인 등 무기성분의 흡수를 조장하는 역활을 한다. 이 공생균은 마이코리자라고 불리어 지는데 블루베리 재배의 최대의 포인트는 이 마이코리자균의 활성에 최대한 기술적인 노력이 필요하다. 마이코리자는 공생균으로서 송이버섯에서 볼 수 있는데 미생물이 식물체와 공생관계에 있다는 것은 인간이 가축을 키우며 사는 것과 흡사한 것으로 서로 주고 받는 기브엔 테이크식이다. 블루베리는 과수이나 뿌리는 아주 미세한 풀뿌리로 되어 있기 때문에 양분이나 수분의 흡수가 불균형한 상태로 되어 있다. 그렇기 때문에 항상 뿌리 근권에는 양수분이 흡수하기 쉬운 조건을 만들어 주는 것이 필연적인 사항이다.     블루베리 뿌리에 공생하는 미생물            토양 사상균의 생태학적 그리고 경재학적 중요한 특징의 하나는 사상균과 뿌리간에 이로운 공생관계를 형성한다는 것이다. 이 군집은 사상균 뿌리라는 뜻을 가진 균근균(마이코리자)라 불리어진다. 균근균은 병원성 사상균이 감염하는 것과 비슷한 과정으로 균사가 뿌리를 침입하면서 형성된다. 자연 생태계의 많은 식물은 균근균과 상호관계를 형성하고 있다. 이와 마찬가지로 블루베리의 근권에서도 균근균이 공생하고 있는데 블루베리의 균근균도 블루베리의 근권에서 블루베리와 짝을 이루면서 상호관의 생존에 필수적인 영양교환이 이루어진다. 유기물 분해와 관련된 다른 종속 영양생물과 결합하는 대신에 균근균은 당을 직접 블루베리의 부리세포로부터 얻는다. 블루베리 족에서는 5-10% 전도의 광합성 산물의 손실이 있지만 블루베리도 균근균으로부터 중요한 영양소를 공급받는다. 균근균 균사는 감염된 뿌리로부터 5-15cm까지 자라 블루베리의 부리털이 도달하지 못하는 곳까지 뻗는다. 이러한 근권 확장은 균근균에 감염되지않은 블루베리 근권보다 약 10배 이상의 양수분의 흡수 효율을 높인다. 즉 균근균은 인 유효도가 낮은 양분과 토양용액에 저농도로 존재하는 양분을 블루베리가 쉽게 흡수할 수 있도록 도와준다. 또한 균근균은 과도한 양의 염과 독성 금속이온의 흡수를 억제해주며 항생물질 생성 및 뿌리 표피 변환작용을 촉진하여 블루베리가 다른 병원균과 경합할 수 있도록 역활을 한다. 균근균에는 외생균근균과 내생균근균이 있는데 송이버섯은 소나무의 외생균근균이며, 블루베리에 공생하는 균근균은 내생균근균으로 균사가 블루베리의 뿌리세포 안쪽까지 뻗어가는 내생균근균에 속한다. 내생균근균으로 중요한 것은 vesicular arbuscslar maycorrhize(VAM)이라 불리는 종이다. VAM이 형성되면 균사는 블루베리 피층의 뿌리 세포벽을 뚫고 들어가 뿌리 세포안에서 고도로 분화된 나무가지 모양의 구조인 수지상체를 형성한다. 이들 구조는 토양양분을 블루베리 몸체에 전달하고 블루베리로부터는 당과 같은 광합성 산물을 공급받는다. 이때 낭상체라는 구조도 형성하는데 이 낭상체는 균근균에 있어서 저장 조직의 역활을 한다. 내생균근균은 지구상에서 가장 보편적이며 널리 퍼져 있는 그룹이다. 열대에서 한대 까지 거의 100여종의 균근균이 이러한 형태를 이룬다. 블루베리 이외의 옥수수, 목화, 밀, 감자, 콩, 사탕수수 같은 대부분 곡물류와 거의 모든 채소 식물 그리고 사과 ,포도,귤나무와 같은 과수류도 내생균근균을 형성한다고 알려져 있다. 철축류나 단풍나무, 삼나무, 커피, 고무나무 등도 내생균근균을 형성한다. 블루베리는 철축류로서 내생균근균을 형성한다고 알려져 있다. 내생균근균을 형성하지 않는 작물에는 양배추, 겨자, 브록콜리, 사탕무우, 근대, 시금치 등으로 알려져 있다. 내생균근균에 의한 양분 흡수 효과는 척박하거나 비료의 투입이 제한된 곳에서 그 효과가 증진된다. 경운은 내생균근균의 균사망을 교란하기 때문에 최소 경운이 내생균근균의 효과를 높이는 방법이기도 하다. 피복 작물과 작물의 윤환도 내생균근균의 효과를 높인다는 보고가 있다. 대부분의 토양환경에는 자연적인 감염이 이루어지기 때문에 유효 균근균의 접종에 의한 효과는 일반적으로 낮지만 토양 훈증 혹은 숙주식물의 제거 등에 의해 토착내생균근균의 밀도가 낮은 곳에서는 높은 접종효과를 얻을 수 있다.     1.균근균   균근(마이코라이자)이란 곰팡이와 공생 관계를 영위하고 있는 뿌리라는 뜻이며  균근균이란 공생하고 있는 곰팡이를 말한다. 전에 식물이 수중에서 육지로 상륙할 때 육지에는 바위와 자갈, 모래 뿐이었고  양분의 축적도 적고 뿌리가 종행으로 뻗을 수 있는 상태가 아니었다.  그러한 상황하에서 식물을 도운 것이 곰팡이라고 생각되고 있다. 곰팡이는 건조에도 강하므로 뿌리에 공생하여 뿌리에서 균사를 종횡으로 늘려  토양에 산재하고 있는 인 등의 양분과 물을 모아 뿌리에 공급한다.  곰팡이도 유기물이 결핍된 세계에서는 뿌리로부터 유기물을 받을 수 밖에 없다.  이리하여 곰팡이와 식물이 상호 의존하면서 함께 진화해 왔다고 생각된다. 균근에는 여러 가지 유형이 있다. 하나는 외생균근이다. 이것은 주로 담자균과 자낭균이라는 고등한 곰팡이가 수목의 뿌리에 공생한 것이다. 이 가운데는 송이버섯 등과 같이 버섯을 만드는 것도 있다. 균사는 뿌리 바깥쪽에 몸을 감고 토양 속으로 신장하는 한편 뿌리 내부에도 침입하는데 피층의 세포 간극에만 들어가고 세포 안으로는 들어가지 않는다 . 균근으로 된뿌리는 엄지손가락과 같이 굵고 짧아지는데 종행으로 자란 균사가 세근 역할을 대신한다.   그림 4. 균근균의 유형   두 번째 유형은 내생균근이다. 난과, 철쭉과(블루베리), 용담과의 뿌리에 담자균과 자낭균이라는 고등한 곰팡이가 공생한 것이다.  균사가 뿌리의 표면을 감지는 않는다.  균사는 피층 세포 안에 들어가고 코일형을 하고 있으며 때로는 바깥쪽으로 연결된 균사가 잘려 코일형의 균사가 세포 안에 공생하는 경우도 있다. 어느 균근균이나 균사를 몇 센치 늘려 뿌리가 흡수할 수 없는 떨어진 장소의  인을 뿌리에 공급하고 메마른 땅에서 식물 생육을 왕성하게 한다.   2.VA균근균   세 번째는 VA균근균이다.  VA균근균은 조균류라는 하등한 곰팡이 종류이다. 수생식물의 뿌리에는 공생할 수 없으나 십자화과, 여뀌과, 명아주과,  금방동사니과의 식물을 제외한 거의 모든 야생 초본식물과 수목에 공생하고 있다. 토양내 포자에서 발아한 균사는 외생균근균과 달리 뿌리 표면을 감싸는 일 없이  뿌리에 침입하여 피층의 세포간극에 침입한다.  균사의 일단은 피층세포의 세포벽을 안쪽으로 밀고 들어가 균사의 선단을 나무 가지처럼  분지시킨 수지상체(Arbuscule)를 만든다. 수지상체의 균사는 들어간 세포벽의 바깥쪽에 있으므로 내생균근균은 아니다.  균사의 다른 끝은 세포간극에서 부풀어 낭상(소포)체(Vesicle)를 형성한다. 낭상체와 수지상체를 형성하는 특징을 가지므로 영어의  머리문자를 따서 VA균근균이라고 한다. 뿌리 표면에서 다수의 균사가 토양으로 7-8센치 신장하고 뿌리 1센치당 균사의 총연장은 1미터나 된다. 뿌리 주위에 형선된 인산의 결핍 지대를 가로질러 뿌리에서 떨어진 장소에 저농도로 존재하는 가급태 인산을 다수의 균사가 모아 온다.  균사 가운데를 통하여 운반된 인산은 수지상체에서 식물에 양도되고  식물에서 당 등의 유기물을 받는다. 균사 가운데 모인 유기물은 지방 덩어리가 되는데 균사의 양분 축적이 충분히 되면 낭상체를 만들어 그가운데 지방을 축적한다. VA균근균은 대부분의 농작물에 공생할 수 있다. 특히 가급태 인산 레벨이 낮은 토양에서는 VA균근균이 공생하고 있는  경우와 하지 않은 경우에 작물 생육이 2배 이상이나 차이나는 것도 진기한 일은 아니다. 단 주의할 것은 VA균근균이 수집할 수 있는 인산은 가급태 인산,  즉 식물 뿌리 자체에서도 흡수할 수 있는 인산이고 난용화된 인산은  VA균근균이 수집할 수 없다는 점이다. 그 때문에 VA균근균이 작용하는데는 어느 정도 가급태 인산이 토양에 존재하지 않으면 안된다. 그러나 예를 들면 100그람 토양당 50미리그람 이상 가급태 인산이 축적된 토양에서는  VA균근균의 작용도 억제되어 버린다. 가급태 인산이 충분히 존재하는 토양에서는 뿌리에서도 충분히 인산을 흡수할 수 있으므로 VA균근균이 수집한 인산은 식물 생육을 촉진하지 않는다. 오히려 유기물을 균이 취하는 만큼 수량이 저하된다. 모든 균근균에 공통된 것이지만 가급태 인산이 적은 토양에서는 균근균에 의한 생육 촉진이 현저해진다.   그림 5. VA근균에 의한 토양중 가용인산의 흡수 3. VA균근균의 이용   VA균근균을 대량 배양할 수 있으면 근류균과 마찬가지로 인공접종하여  인산 비료를 대폭 절감할 수 있게 된다. 표면 살균한 VA균근균의 포자를 한천 배지에 올리면 쉽게 발아하여 균사를 신장한다.  그런데 바로 생장을 중지하여 버려 배지에서 포자가 만들어지지 않아 균사 대량 배양도 아직 성공하지 못하고 있다.  그래서 목초를 포트에서 재배하고 표면 살균하여 병원균을 제외한 VA균근균의 포자를 접종하고 2개월 정도 재배한 후 그 뿌리와 토양을 풀어 전체를 접종원으로 하는 방법이있다. 그러나 포장에 접종하려면 헥타당 5000분의 1 아르 포트로 최저 800개의  접종원을 만들어야 하기 때문에 사실상 불가능하다. 현재 미국에서는 수목의 묘상에서 이용하기 시작하는데 병해 예방을 위하여 소독한 토양에 VA균근균을 접종하여 비료 코스트를 절감하고 있다. 인공 접종을 하면 인산 비료는 70% 절감할 수 있다고 한다. 또 VA균근균에 의해 뿌리의 신장이 촉진되어 뿌리 자체에 의한  비료의 흡수 효율도 향상되어 질소나 칼리 비료도 30% 절감할 수 있다고 한다. 채소 육묘에도 응용할 수 있을 것이다. VA균근균을 접종하여 토양 병해를 억제할 수 없을까 하는 생각도 있다.  수목에 공생하는 외생균근균에서는 성공한 예가 있다. 외생균근균의 경우는 뿌리의 표면을 균이 감싸서 병원균의 침입에 대해서 물리적 장벽이 되거나, 균근 주위에 길항균을 포함한 다량의 미생물이 집적하는 등, 성공적인 사례도 많다. 그러나 VA균근균의 경우는 뿌리 표면을 균사가 감싸거나 미생물을 다량으로 집적시키는 것은 아니다. VA균근균에 의한 병해 억제는 성공적인 사례도 있지만 역으로 조장하는 사례도 있다. 기본적으로는 가급태 인산이 적은 토양에서 VA균근균이 인산 흡수를 촉진하여  뿌리 생육을 촉진 하므로써 식물을 건전하게 생육시켜 병해가 경감된다고 볼 수 있다. 현 단계에서는 병해억제에 대해서 VA균근균에 과도한 기대를 갖는 것은 위험할 것이다. VA균근균의 작용을 높이는 방법으로서 목탄의 이용이 있다.  VA균근균은 양분이 축적되지 않는 토양(담수토양을 제외한)에서는 토착되어 있다. 여기에 파쇄된 목탄을 시용하면 유기물을 뿌리에서 받으면서 유기물이 없는 목탄의 구멍을 거처로 하여 균사를 더욱 멀리 신장시키므로 인산의 수집, 나아가 질소 고정도 증진된다.   4.근류균 근류균은 콩과 식물의 뿌리에 공생하여 공중 질소가스를 암모니아태 질소로 고정하는 세균이다. 인공 배지에서 대량 배양하여 인공 접종이 이루어지고 있는 것에서 알 수 있듯이 먹이가 되는 유기물이 있으면 뿌리가 없어도 단독으로 생활할 수 있고  뿌리에 공생하여 생활할 수 있다. 질소 가스를 고정하는 것은 뿌리에 공생하고 있을 때이고 단독생활할 때에는 질소 가스를 고정하지 않는다. 콩과 작물의 근모에 근류균이 부착하면 뿌리가 구부러지고 신장하여 엷어진뿌리의 표면으로부터 균이 안으로 침입한다.  균의 침입에 대응하여 근모에는 감염사라고 불리는 셀룰로즈제의 가는 관이 만들어 진다. 균이 증식하면서 그 가운데를 통하여 피층 세포 안으로 침입한다. 침입을 받은 피층 세포는 바로 분열을 개시하여 부풀어 오르고 수 밀리에서 큰 것은 1센치나 된다. 혹 모양의 균류가 만들어 진다. 뿌리혹 가운데의 근류균은 보통의 것과는 달리 외측의 단단한 세포벽을 갖지 않고 일찍 증식능력을 잃는다. 이 상태의 근류균을 박테로이드라고 한다. 뿌리혹과 중심주의 사이는 관으로 연결되어 있다. 중심주에서 보내온 광합성 산물인 당을 에너지원으로하여 박테로이드는 질소가스를 암모니움 이온으로 바꾸고 이것을 글루타민산으로 변환하여 중심주로 보낸다.  이리하여 근류균은 식물에서 당을 받고 식물은 질소화합물을 받아 양자 모두 득을 얻는 공생관계가 이루어진다. 근류균에는 몇 가지의 종이 있고 감염할 수 있는 콩과식물의 종류가 한정되어 있다. 한 종류의 근류균이 어떤 콩과 작물에나 유효한 것은 아니다. 통상 파종후 1개월 까지는 뿌리혹가 아직 작고 뿌리혹에 의한 질소 가스의 고정도 적다. 이 때문에 콩과 작물의 초기 생육을 확보하는데는 소량의 질소비료(대두라면 10아르에서 2-3킬로 정도의 질소)가 필요하다. 대두의 경우 개화기가 끝날 무렵부터 뿌리혹 활성이 급속하게 저하하는 경우가 많다. 이 시기는 자실형성에 아직 질소가 필요한 시기이다. 생육 후기에 토양으로부터의 질소 공급이 충분하다면 문제없으나  질소 비옥도가 낮은 토양에서는 후기 추비의 효과가 높다.   5.근류균의 활용   콩과 식물의 뿌리에 공생하는 근류균을 활용하는데는 몇 가지의 포인트가 있다. 첫째는 뿌리혹에 의한 질소가스의 고정에는 다량의 산소가 필요하다.  이것은 뿌리혹이 붙은 대두의 뿌리는 다량의 산소를 흡수하는데 뿌리혹을 제외하면 산소의 흡수량이 적다는 사실에서도 알 수 있다. 논에서는 물빠짐이 나쁘거나 지하수위가 높거나 하여 물 때문에 통기성이 억제된다. 이러한 토양에서는 통기성이 제한되어 뿌리혹 활성이나 나아가서는  대두의 수량이 제한되어 버린다. 초지에서도 소가 밟아 단단해진 길에서부터 클로버가 사라진다는 이야기를 듣는데 이것도 통기성의 저하가 원인이라 할 수 있다. 콩과작물의 뿌리를 파보면 알 수 있듯이 뿌리혹은 의외로 얕은 부분에만 붙어 있는데 이것은 산소 공급이 제한 요인이라는 것을 나타낸다. 둘째는 무기태 질소농도가 높으면 뿌리혹 활성이 저하된다는 점이다.  벼과와 콩과의 혼파 초지에 질소 비료를 다량 시용하면 벼과 목초의 생육이 촉진되어 키가 낮은 콩과는 광을 받지 못하고 콩과의 뿌리혹 활성도 질소 때문에 억제되어 점점 벼과가 우점한다.  전환답에서는 논시대에 축적된 토양 유기물의 분해가 촉진되어 토양에서 무기태 질소가 공급된다. 이 경우 조금씩 방출되므로 토양중의 무기태 질소 농도는 뿌리혹 활성을 억제할 정도로 높지 않다. 그 때문에 배수와 통기가 좋은 전환답에서는 대두 뿌리혹에 의한 질소 고정량은  1작에 10아르당 20킬로나 되어 보통 밭의 배나 된다. 셋째로 인산을 충분히 시용해야 한다. 뿌리혹의 질소고정에는 인산이 불가결하다. 인산 레벨이 낮은 토양에서 VA균근균을 활용하여 인산공급능력을 높이면 인산의 흡수증가량에 비례하여 질소 고정량도 높아진다. 벼과와 콩과의 혼파조지에서 인산을 충분히 시용하지 않으면 콩과가 소실되는 것은  인산 부족에 의한 뿌리혹 활성의 저하에 기인한다. 넷째로 인공접종할 때 토착근류균과의 경쟁에 이기는 것이다.  콩과작물의 기재배지에는 토착 근류균이 있다. 이것은 질소 고정량은 낮지만 토양중에서의 생활에 적응된 근류균이다. 최근에는 전처럼 접종효과가 나타나지 않게 되었다고 하는데 그 주된 원인은 접종균보다도 토착균이 뿌리에 감염되어 버리기 때문이라고 생각되고 있다. 우량 균주가 많아지도록 접종하는 연구가 필요하다.   근권 미생물의 특징과 종류 1   ▶근권 미생물의 특징 ▶유근균과 무근균 ▶근권의 pH변동과 미생물 ▶뿌리에 공생하는 미생물 ▷균근균 ▷VA균근균 ▷VA균근균의 이용 ▷근류균 ▷근류균의 활용   근권 미생물의 특징   근권 미생물의 구성은 비근권 토양과는 조금 다르다. 우선 세균과 곰팡이 균사의 양을 비교 해 보자 .비근권 토양에서는 곰팡이 균사 중량이 세균의 중량보다도 3~4배나 많은데, 뿌리 표면이나 근권 토양에서는 역으로 세균의 중량이 곰팡이 균사의 중량과 같거나 많다. 뿌리에서는 저분자 유기물이 공급되므로, 저분자 유기물을 이용하여 증식속도가 빠른 세균이 근권에서 우점하기 때문이다. 이것은 연작하지 않을 경우 2개월 동안에 일어나는 현상이다. 연작을 하게 되면 전작에서 집적된 비근권 토양의 곰팡이 밀도가 높아 처음부터 근권의 곰팡이 균사중량이 세균중량을 넘는 일이 많아진다.  연작하지 않는 경우에도 2~3개월 이상 되면 곰팡이가 뿌리에 침입하여 양분을 직접 수탈하고 현저하게 증식하므로 곰팡이 균사량 쪽이 많아진다.  뿌리 표면과 근권 토양의 세균 구성에는 다음 과 같은 특징이 보인다.   그림 1. 근권과 비근권 미생물의 특징   ①뿌리 표면과 근권 토양에는 그람 음성의 간균이 많고 비근권 토양에는 그람 양성의 구균이 많다. 그람 양성이라는 것은 그람(사람 이름) 염색이라는 특수한 방법으로 세균을 염색할 때 착색하는 것이고 음성이란 착색하지 않는 것이다. 이것은 세균의 세포벽 구성의 차이를 반영하고 있는데 그람 양성 세균은 건조에 강하고 음성 세균은 약하다. 즉 건조하기 쉬운 비근권 토양에는 양성 세균, 상대적으로 물이 있는 근권에는 음성 세균이 많다. ②뿌리 표면과 근권 토양에는 아미노산을 요구하는 세균이 많다.  그렇다고 아미노산이 없으면 전혀 증식할 수 없다는 의미는 아니고 당과 무기물만으로도 증식할 수 있다. 그러나 아미노산이 있으면 생육이 현저하게 촉진되는 세균이 많다. 이것은 뿌리에서 공급되는 아미노산을 이용하여 빠르게 증식할 수 있는 세균이 집적되어 있다는 것을 의미하고 있다. 곰팡이의 경우는 뿌리 표면과 근권 토양만이 아니라 뿌리에 침입할 수 있는 것이 곧 집적된다. 뿌리를 구성하고 있는 고분자 다당류를 분해할 수 있고 뿌리의 항균물질에 내성이있는 곰팡이다. 이것은 병원균만은 아니며 비병원성의 곰팡이도 생육 후반에는 뿌리에 침입한다.  그들 중에는 비타민과 아미노산을 다량으로 함유하는 효모 엑기스를 첨가하면  증식이 촉진되는 경우가 많다.   유균근(有菌根)과 무균근(無菌根)   지금 까지 이야기한 근권 미생물은 뿌리 내부에서 공생과 기생을 하는 특수한 것을 제외한 미생물에 대한 이야기이다. 이러한 근권 미생물은 뿌리에서 유기물이 공급되기 때문에 뿌리 표면과  뿌리의 주위에 모이게 된다. 이러한 미생물은 뿌리에 대해서 어떠한 영향을 주고 있는 것일까. 인공적으로 무균 상태로 만든 모래나 토양에서 재배한 식물은 필요한 양분의 공급과 다른 조건을 인공적으로 잘 유지 해주면, 살균하지 않는 유균 배지에서 생육한 뿌리보다도 뿌리의 양, 길이, 분기가 많아진다. 즉 근권에 미생물이 집적하면 뿌리의 생육이 저하하는 것이다. 이 원인은 유균 상태에서는 뿌리에서의 유기물 방출량이 무균 상태에 비해  2배로 증가하며 작물이 광합성으로 동화한 탄소의 12~40%가 뿌리에서 소실되어 버리기 때문이다.  균이 뿌리에서 유기물을 빨아먹는 것과 비슷한 이야기다. 유균에서는 무시겔과 다른 분비물의 양이 증가하여 작물로 보면 여분의 광합성 산물을 잃고 생육량이 저하하게 된다.  유균 상태에서는 지상부의 중량도 저하한다. 그러나 지상부 중량은 뿌리 중량만큼은 저하하지 않는다. 즉 유균 상태에서는 뿌리가 지탱하는 지상부의 중량은 무균 상태보다도 상대적으로는 증가한다. 이러한 현상을 보면 일반적으로 근권 미생물은 작물체의 유기물을 뺏는데  빼앗은 유기물을 사용하여 뿌리의 활성을 다소는 높이고 있다고 볼 수 있다. 그 방법은 근권 미생물에 의한 양분의 가급화와 생리활성물질의 생성 등이 있다. 그림 2. 무균 식물과 유균식물의 차이   한편 무균의 식물은 자연계에 존재하지 않고 인공적으로 만든 것인데 항상 미생물에 오염될 위험을 갖고 있다. 무균 식물에 소량의 병원균을 접종하면 거의 전부가 병에 걸려 버린다. 그런데 동시에 소량의 비병원성 미생물을 접종하면 병원균과 병원균 사이에서 먹이와 살 장소를 둘러싸고 경쟁이 일어나는데,  재빨리 증식하여 대세를 장악한 비병원균이 소수의 병원균을 배제하기 때문이다. 아주 흔한 비병원성 미생물도 병의 발생을 억제하는 효과를 갖고 있다. 그렇지만 병원균 수준이 높아지면 결국 흔한 비병원균으로는 병원균 억제를 할 수 없게 된다.   근권의 pH변동과 미생물   근권에서는 뿌리가 양분, 물, 산소를 흡수하는 한편 유기물과 이산화탄소를 방출하며, 뿌리에 집적된 미생물이 물질 대사를 하고 있다. 이러한 작용들이 종합적으로 일어나고 있기 때문에 근권의 환경 조건은 비근권과는 다르다. 그 하나가 근권의 pH(수소 이온 농도)이다. 뿌리는 스스로 유기산을 분비하고 있는데 그 양은 작물의 종류에 따라 다르다. 분비량이 많은 작물에는 블루베리,철쭉류,대두가 있다.  반대로 적은 작물로서는 소맥, 그레인 소르검, 상추, 호박, 자소가 있다.  중간 작물로서는 양배추, 시금치, 배추, 가지, 오이, 토마토, 옥수수 등이 있다. 유기산의 분비량이 많은 작물일수록 뿌리 표면의 pH가 낮다. 뿌리 표면의 pH는 시비에 따라서도 변하는데 질산태 비료와 암모니아태 비료에서는  뿌리 표면의 pH가 달라지게 된다.  예를 들면 pH 6.4의 토양에서 재배한 소맥 근권 토양의 pH는 6.8로 토양보다도 0.4정도 높다.  이 토양에 10아르당 성분량 16.8킬로의 암모니아태 비료(유안)을 시용하면 근권 토양의 pH가 6.1로 저하하며 질산태 비료(질산 칼슘)을 시용하면 근권 토양의 pH가 6.9로 상승했다는 보고가 있다 . 암모니아태인가 질산태인가에 따라 시용한 근권 토양 pH가 1에 가까운 차가 생겼다.   그림 3. 질소비료의 형태에 따른 근권 pH의 차이   pH가 1 단위 다르면 수소이온 농도는 10배 다르므로 미생물의 활동에 상당한 차이가 난다. 병원균에서는 발병하는 방식에 차이가 생긴다 . 산성 토양에서 맹위를 떨치는 병원균, 예를 들면 오이·멜론·수박의 덩굴쪼김병, 라이족토니아병과 균핵병 등은 암모니아태 비료를 시용하면 병이 격화되며 질산태 비료에서는 다소 경감된다. 한편 알칼리성 토양에서 맹위를 떨치는 소맥입고병, 감자 더뎅이병, 담배 흑근병 등은 반대로 질산태 비료에서 발병이 격화되고 암모니아태 비료에서 다소 경감된다

출처 : 함양블루베리

글쓴이 : 도야 원글보기

메모 :