제10장. 식물생산에 관한 법칙.

Presentation on theme: "제10장. 식물생산에 관한 법칙."— Presentation transcript:

1 제10장. 식물생산에 관한 법칙

2 1. 최소양분율 ◈ 식물이 정상적인 생활을 하기 위해서는 여러 가지 종류의 무기성분이 적당한 비율로 공급
1. 최소양분율 ◈ 식물이 정상적인 생활을 하기 위해서는 여러 가지 종류의 무기성분이 적당한 비율로 공급 - 이들 성분 중 어떤 한가지 성분이 부족하면 식물의 생육은 그 부족 성분량에 의하여 지배되며 - 비교적 다량으로 공급되는 성분량에는 관계되지 않는다 - 즉, 식물의 생산량은 가장 부족되는 무기성분 량에 의하여 지배되는데, - 이와 같은 것이 Liebig(1840)가 제창한 최소양분율(law minimum nutrient)임 ◈ Wollny는 최소양분율을 보충·정정하여 식물의 생산량은 그 생육에 필요한 여러 인자(양분·수분·온도·광선 등) 중에서 공급비율이 가장 적은 인자에 의하여 지배된다 - 이를 최소율(law minimum) 이라 하며 - 이때 가장 적은 인자를 제한인자라고 한다 - 임목(광선,온도, 바람, 강우, 토양, 위치, 지위, 이산화탄소 등)에 대해서도 같은 관계가 성립

3 ◈ 이와 같은 최소율을 Dobeneck는 통을 비유하여 설명
- 생육에 관계 있는 각 인자를 각각 통의 옆 판자에 비유하여 인자의 다소를 장단으로 표시 - 이 통에 수용할 수있는 물의 용적을 수량 - 이를 Dobeneck의 최소양분통이라고 한다 - 통의 물, 즉 수량이 가장 짧은 판자(인산)의 길이에 해당하는 인자의 양에 의하여 지배

4 ◈농업개량상 (증산)이와 같은 최소율은 매우 중요
- 품종이 나쁠 때에는 재배법이나 시비법을 아무리 연구해도 어느 정도 이상의 수량은 얻지 못함(제한인자 : 품종) - 인산이 부족할 때에는 질소시비를 증시해도 효과를 얻지 못함(제한인자 :인산) ◈ 수량조사 결과 무질소구의 수량이 가장 떨어지면 이 토지는 질소가 제한 인자 - 3요소구의 수량이 적고 무비료구와의 차이가 적을 때에는 3요소 이외의 다른 요소가 제한인자

5 2. 보수점감의 법칙 ◈ Liebig(1840)가 최소양분율을 제창할 당시 그는 제한인자가 되고 있는 양분의 급여량과
수량 사이에는 비례적 관계가 성립하는 것으로 생각 ◈ 그 후 Hellriegel(1880)은 보리를 사용하여 pot시험을 한 결과 - 양분량과 수량 사이의 관계는 S자 곡선이 성립되는 것을 인정 - 이러한 경향은 독일의 Weismann(1923)에 의하여 인정 - Rothamsted 농사시험장에서 50년 이상 실시한 밀의 포장시험에서도 인정

6 - 이를 Mitscherlich의 최소율이라고 한다 ◈ 이와 같은 설에는 많은 반대자가 있어서 오랫동안 말썽이 됨
인산염의 시용량과 귀리의 수량관계에 대하여 대수곡선을 얻었으며 - 이와 같은 증수곡선을 다음식으로 표시 dy/dx=(A-y)k (10·1) - 이를 Mitscherlich의 최소율이라고 한다 ◈ 이와 같은 설에는 많은 반대자가 있어서 오랫동안 말썽이 됨 - (10·1)식은 대수곡선을 표시하는 것으로서 S자곡선을 나타내지 않는 다는 점 - 과잉의 해작용을 표시 할 수 없다는 것이 반대의 논점

7 ◈ Bondorff(1923)는 다음과 같은 식을 제시
y=cxm-kxn+α (10·2) y : 수량 x : 양분량 c, k, m, n : 상수 α: 양분이 0일 때 수량 - (10·2) 식에 있어서 cxm은 효과율, kxn은 해작용을 표시 - 이때에는 대수곡선에 비슷한 곡선이 되고, 대부분의 경우 m=1이 되지만 - m≥1의 경우에는 S자 곡선이 된다 - x가 커질 때에는 곡선이 하향할 경우가 있다 (c, k, m, n 값에 의함) ◈ 그 후 Mitscherlich 도 해작용을 표시하기 위하여 (10·1)을 정정하여 (10·3) 식을 제시 ◈ 앞에서 설명한 바와 같이 S자곡선이 되느냐 대수곡선이 되느냐 하는 것은 이론이 있으나 - 양분량의 증가에 대한 수량의 비율은 일정한 것이 아니라 양분량이 어느 정도 이상이 되면 그 증수비율은 점차로 감소하여 결국에는 양분이 증가해도 증수되지 않는 점, 즉 최고수량에 도달한다 ◈ 이와 같은 경향을 보수점감의 법칙이라고 한다

8  보수점감의 법칙은 시비량을 결정할 때 유의 해야 함
- 증수곡선을 보아서 명백한 것과 같이 시비량에는 적량이 있는데, 이 적량을 알아보기 위하여 하는 시험을 적량시험이라고 한다

9 작물별 표준시비량 설정 기본모델 수량 (kg 10a-1) 질소시비수준 (kg 10-1) 700 600 (곡가-비료가) 500
Y= X-0.50X 2 600 (곡가-비료가) 수량 (kg 10a-1) 500 400 5 10 15 20 질소시비수준 (kg 10-1) 6

10 문 제 1-2-2(문제83) 식물생산에 관한 이론 중 양분량이 어느 정도 이상이 되면 그 증수비율은 점차 감소하는 것을 무엇이라고 하는가？( ) 가. 과잉흡수의 법칙 나. 최소양분률의 법칙 다. Wolff의 법칙 라. 보수점감의 법칙 1-2-2(문제228) 식물 생산에서 최소양분율 옳게 설명한 것은？( ) 가. 식물생산은 가장 부족한 무기성분 양에 지배 나. 식물생산은 가장 나쁜 환경조건에 지배 다. 식물생산은 가장 적은 인자에 지배 가. 식물생산은 가장 필요한 인자에 지배 토양학

11 3. Wolff의 법칙 ◈ 작물이 일정량의 수확량을 생산하려면 최소량의 양분만으로는 예상한 수량을 얻지 못한다
- E.Wolff는 8년동안 귀리를 수경법에 의하여 재배한 결과를 토대로 - 건물 100g을 생산하는데 요하는 무기성분의 최소량을 정하였다 - 그런데, 그는 이들의 최소량만을 주고 귀리를 재배한 결과 계산량의 건물을 얻지 못하였고 - 이에 규산나트륨과 황산칼슘을 주었을 때 비로소 예상한 생산량을 얻었다

12 다른 성분을 충분히 주어야 한다는 것을 밝혔는데, 이를 Wollff의 법칙이라고 한다
 어떤 성분을 최소량으로 시용함으로써 기대하는 생산량을 얻기 위해서는 다른 성분을 충분히 주어야 한다는 것을 밝혔는데, 이를 Wollff의 법칙이라고 한다 - 이러한 법칙은 양분 상호간에도 어느 정도 대용할 수 있다는 것을 표시 - 이는 식물생육에 필요한 각종 무기성분은 생리작용 이외에도 물리적 작용을 하기 때문에 식물체를 지탱해 나아가는 동시에 그 무기성분의 일부를 서로 대용할 수 있다는 것을 의미

13 4. 우세의 원리 ◈ Ville(1876)은 다년간 포장시험을 통하여 작물을 재배한 결과 우세의 원리를 제창
- 작물을 재배하는데 사용해야 할 요소는 질소·인산·칼륨·석회의 4요소인데 - 이들은 각종 작물에 대하여 고르게 필요한 것이 아니라, 작물의 종류에 따라서 특히 다량을 필요로 하는 요소가 각기 다르다는 것을 알게 되었는데 - 이를 우세의 원리라고 한다  작물을 다음과 같이 분류 1) 질소를 특히 많이 필요로 하는 작물 : 곡류·목초·비트·담배 등 2) 칼륨을 특히 많이 필요로 하는 작물 : 콩과식물·포도·감자 등 3) 인산을 특히 많이 필요로 하는 작물 : 순무·옥수수·사탕수수 등

14 문 제 1-2-2(문제227) 작물재배에 있어서 우세의 원리란 무엇인가？( ) 가. 삼요소의 흡수가 특히 우세한 현상
문 제 1-2-2(문제227) 작물재배에 있어서 우세의 원리란 무엇인가？( ) 가. 삼요소의 흡수가 특히 우세한 현상 나. N, P,K, Ca, Mg의 흡수가 우세한 현상 다. 작물 종류에 따라 다량을 필요한 원소가 다른 현상 라. 작물의 특정 부위가 우세하게 자라는 현상 토양학

15 5. 과잉흡수 ◈ 작물은 많이 존재하는 양분이 있으면 생리적으로 필요 이상의 양을 흡수하는 특성이 있음
- 이를 과잉(낭비)흡수라고 함 - 이와 같은 특성은 작물이 어릴때일 수록 크다 - 벼의 못자리 시기에 있어서 조사한 자료를 보면 여분의 양분을 흡수하고 있는데 - 이것은 양분이 소비가 되는 것 이외에 그 작물이 장차 양분의 부족 시에 대치 활용 가능  많이 섭취해도 해가 적은 인산이나 칼륨질비료는 초기에 충분히 주어도 좋지만 - 질소는 해를 입기 쉬우므로 보통 벼에 대해서는 질소·인산·칼륨을 9:3:3 정도로 시비

16 6. 작물의 영양기 ◈ 작물이 생육함에 따라 점차로 무게가 증가되면 여러 가지 양분이 흡수되어
작물체를 구성하는 성분의 변화가 일어남 - 이와 같은 변화는 생육단계에 따라 작물이 요구하는 양분의 종류와 양이 달라짐을 암시 - 작물이 생육함에 따라 양분 요구의 변화에 대응할 수 있는 양분을 공급해 줌으로써 작물은 건전한 생육을 할 수 있고 많은 수확량을 거둘 수 있다 ◈ 작물이 생육하는 중 어느 시기에 어떤 양분을 공급해 줄 필요가 있는지를 명확하게 해 두는 것이 시비를 하는데 매우 중요 - 각 작물의 특성을 충분히 이해하여 둔다는 것은 시비법을 마련하는데 큰 도움이 되며 - 명확한 시비법을 마련하는 데에는 수경재배의 시험수단이 매우 유리(포장시험이 꼭 필요)

17  밀에 대한 생육 시기별 양분 요구도 시험 결과 사과나무 : 발아~개화기, 결실~조기낙과기, 생장·비대기, 착색·수확기, 휴면기

18 1) 제 1군 N, P2O5, S : 생육의 진전에 따라 흡수되며
≪다량 요소의 요구도에 따른 작물군 분류≫ 1) 제 1군 N, P2O5, S : 생육의 진전에 따라 흡수되며 - 개화기 까지 거의 흡수가 끝나고 - 등숙 과정에 들어가면 이때까지 흡수되어 줄기나 잎에 축적되었던 양분이 이삭으로 옮겨져 자실이 완성되는 요소(단백질 구성요소)이며 - 개화기 무렵까지의 양분 공급으로 충분한 수량을 올릴 수 있다 2) 제 2군 K2O, CaO : - 생육의 진전에 따라 흡수될 뿐만 아니라 개화기 이후까지도 계속해서 흡수되며 - 적어도 등숙기 까지 흡수되는 요소 - 거의 전 생육기간을 통하여 양분을 공급해 줌으로서 높읕 수량을 올릴 수 있다 3) 제 3군 MgO : 생육의 진전과 더불어 흡수되지만 - 유수형성기 까지의 흡수량은 적고, 유수형성기부터 출수기 사이에 흡수가 가장 크다

19 3황은 벼의 영양기를 말하는 것으로서 1) 못자리 말기 ≪ 벼의 건전한 생육과 3 황(黃) ≫
- 못자리시기에 질소질비료가 많아서 잎의 빛깔이 짙고 잎 끝이 꼿꼿하지 못한 것은 도열병에 걸리기 쉽고 - 이앙 후에도 활착이 좋지 않으므로 질소가 알맞게 모자른 것이 좋다 2) 유효분얼기 말기 무렵에 잎이 황색을 띠는 경우에는 무효분얼의 발육을 억제하고 유효분얼의 줄기를 강하게 해서 내도복성과 내병성을 크게 한다 - 경토(작토, 토심)가 얕고 토양이 척박한 경우에는 황색에서 녹색으로의 회복이 더디므로 줄기가 건전하지 못하고, 이삭이 작아지므로 알맞게 덧거름(추비)을 주어야 한다 3) 성숙기

20 ≪작물의 영양주기≫ ◈ 작물이 셍육 함에 따라 각종 양분에 대한 요구도가 변화되고 또한 이에 상응하여 양분의 흡수가 이루어지므로 이른바 영양주기를 생각할 수 있다 - 이러한 영양주기는 일장(日長), 온도 등과 같이 작물의 생육상을 전개하는 데 있어서 직접적인 지배력을 갖는 것은 아니다 ◈ 과거에는 작물의 생육상을 C/N율로써 전개하며 - C/N율이 화아 형성에 대하여 밀접한 관계가 있는 것으로 생각해 왔다 - 즉, 질소를 다량으로 시용하면 성숙기가 늦어지고, 소량의 질소를 시용하면 결실이(성숙) 촉진되므로 - 시비법은 이와 같은 영양주기와 연결해서 생각해야 한다고 하였으나

21 ≪작물의 영양주기≫ ◈ 최근 식물생리학의 진보에 따라 식물의 개화는 외계조건 즉, 일장과 온도는 중요한 인자이나, 영양조건이 화아형성 그 자체에 미치는 직접적인 영향은 그다지 크지 못함

22 ≪작물의 영양생장과 생식생장≫ ◈ 작물의 셍육은 영양생장과 생식생장으로 구분 - 영양생장을 계속하는 기간은 영양조건에 의하여 크게 좌우되지만 - 생식생장을 개시하는 시기는 영양조건에 거의 관계하지 않고 외계조건으로 결정 ◈ 영양생장기 : 분얼수가 증가하는 기간 - 생식생장기 : 유수(화아)형성기 이후 부터 개화기 까지

23 ◈ 질소가 소량인 조건(A) - 영양생장이 빨리 정지되므로 생식생장기로 옮겨지기 까지의 생육의 공백기가 생긴다 - 이른바 영양이 감소하는 생육경과를 나타낸다 ◈ 질소가 다량인 조건(B) - 영양생장기가 길어지고 이것이 생식생장기와 겹쳐져 영양생장을 하면서 생식생장을 하게 된다 - 이와 같은 경우에 좋은 생육을 하게된다 - 이상적인 생육경과는 최고분얼기와 유수형성기가 거의 겹치게 되어 영양생장과 생식생장이 계속해서 진행되는 것과 같은 생육경과임 (과도한 생장을 할 경우 무효분얼이 많아 수량이 감소)

24 ◈ 이상의 결과로 - 따뜻한 지방은 질소의 적당한 분시(추비)로 영양생장기를 다소 길어지게 하는 것이 좋고, - 추운지방에서는 추비를 많이 할 경우 영양생장기가 길어지게 되어 불리하게 되는 경우가 발생 ◈ 생육상 전개에 따른 벼의 양분 흡수의 양상을 보면 - 유수가 형성이 되어 유수와 마디 사이가 급속히 신장하기 시작하면 현저한 건물중 증가에 따라 식물체의 구성요소가 필요하므로 왕성한 흡수가 일어나고 - 등숙이 시작되어 동화산물이 이삭으로 향(전류)하고, 뿌리에 대한 탄수화물의 공급은 쇠퇴되어 대사에 따른 양분흡수가 감소

25 제11장. 비료요소의 형태와 특성

26 1. 비료요소의 형태와 특성 1) 질소의 비료 형태와 그 특성
◈ 질소질비료의 효과에 있어서 가장 중요한 것은 질소의 함유량과 그 비료형태이다. - 비료의 선택에 있어서 그 비료형태에 대해서도 고려해야 함 ① 유리태 질소 ◈ 공기 중의 약 4/5, 용적으로 78.1%가 질소 ◈ 고등식물은 이를 직접 이용할 수 없다 ◈ 콩과식물만은 근류균의 작용에 의해 공중질소를 이용 - 토양 중의 질소 고정균에 의하여 질소를 고정 ◈ 유리태질소의 이용 방법은 - Azotobacter의 활동을 왕성하게 해 주는 것 - 콩과식물의 재배

27 1. 비료요소의 형태와 특성 ② 암모늄태 질소(특성)
◈ 암모늄태질소(NH4-N)는 질소비료의 공급원으로서 질산태질소(N03-N)와 함께 중요 ◈ 종래 식물은 암모늄을 먼저 질산태로 변화 시킨 뒤 흡수·이용하는 것으로 생각하였으나, - 대부분의 식물은 암모늄을 직접 흡수하며, - 암모늄 염류는 모두 속효성비료이다 ◈ 토양에 흡수되는 힘이 강함 - 토양 100g에 흡수되는 암모늄태 질소는 우리나라 작토의 경우 평균 217mg인데, - 10a당 12만 kg의 작토에 260.4kg이 흡착 ◈ 단백질의 생성량은 질산태 질소 보다 크며, 토양미생물에 대해서도 매우 좋은 영양물이 될 수 있다

28 ◈ 밭에서는 질산화작용을 받아 질산태로 변화되지만
- 밭 작물에서도 암모늄태를 오히려 좋아하는 작물이 있다 - 밭농사를 주로 하는 외국에서는 질산태질소를 주로 사용하지만 우리 나라와 같이 밭 농 보다는 벼 농사가 주체이고 비교적 강우가 많은 곳에서는 질산태질소 보다는 암모늄태질소가 유리한 경우가 많다 ◈ 같은 질소라고 할지라도 암모늄태질소는 질산태질소에 비해서 생육 초기에 잘 이용되며 - 분얼에 대해서 유리하고 발근에 대해서도 매우 좋은데 - 이는 암모늄태질소가 조직의 분화에 매우 좋은 질소원이 되기 때문이다 - 이에 대해 질산태질소는 분화된 조직의 신장에 유리한 질소원이고 마디 사이의 신장에 유리 ◈ 암모늄태질소는 휘발(NH3)에 의한 손실이 많으며 - 특히, 고온에서 반응이 알칼리성으로 되고 건조할 경우에는 그 손실이 더욱 커진다 - 토양에 잘 흡착되기 때문에 시비 후 시일이 경과함에 따라 불용성으로 되는 경우가 많다

29 Ammonification Aminization
4. 식물영양소의 순환과 기능 및 급원 질소 질소의 순환 용탈(Leaching) 비공생 NO3- 공생 N2 고정화 1 식물과 동물의 잔재물 토양유기물 NO NO2- 불용화반응 질산화반응 2 3 NH3 NH3 휘산 7 식물 흡수 NO3-/NH4+ NH4 고정화 2:1 점토광물 무기화반응 5 6 4 N2O NO N2 NO2 탈질화 반응 번개, 강우 콩과식물 NH R-NH2 Ammonification Aminization 그림 6-6 토양-식물-대기 계에서 질소의 순환경로 토양학 제 6장. 토양비옥도와 식물영양

30 CaCO3 + 2NH4+ → (NH4)2CO3 → 2NH3 + CO2 + H2O
휘 산  토양 표면에서 질소가 기체 형태인 암모니아(NH3)로 대기 중으로 손실 되는 현상 - 요소나 암모늄 형태의 질소비료를 시용할 경우 발생  (NH2)2CO + 2H2O  →  (NH4)2CO3  ⇄  NH4+ + NH3 + CO2 + OH- - 빈도요인: 토양 pH가 7.0 이상, 고온건조, CaCO3가 많이 존재하는 석회질 토양 2NH4+ + OH-  →  NH3 + H2O CaCO3 + 2NH4+  →  (NH4)2CO3  →  2NH3 + CO2 + H2O 토양학 제 6장. 토양비옥도와 식물영양

31 ≪암모늄태질소를 함유한 비료≫ ◈ 암모늄태질소를 함유한 비료는 황산암모늄(유안)·질산암모늄·화성비료·염화암모늄·
부숙인분뇨·완숙퇴비 등이 있는데 - 유기물을 함유하지 않은 것을 매년 시용하면 지력의 소모를 가져올 뿐만 아니라 암모늄 흡수 후에 산근이 남게 되므로 토양을 산성화 시키는 불리한 점이 있다 ◈ 황산암모늄은 질소의 3배에 해당하는 황산을 부성분으로 함유하고 있어 농업상 불리하므로 유기질의 병용으로 직접/간접적인 해를 덜어야 한다 - 일반적으로 무기질비료는 전량의 1/2~1/3로 제한하고 - 나머지는 유기질로 충당해야 하며 - 퇴비는 10a당 1,000kg 이상 병용하는 것을 원칙으로 하면 그 비효를 증진시킬 수 있다

32 ③ 질산태질소 ◈ 질산태질소(N03-N)는 암모늄태질소(NH4-N)와 함께 질소질비료의 2대 공급원이다
- 외국(구미)에서는 과거부터 대부분 질산태질소를 비료로 사용, 그 효과는 암모늄태질소 보다 우수함(밭) ◈ 밭 작물에서는 다른 형태의 질소보다 그 효과가 크지만, - 토양에 흡착되기 어렵기 때문에 강우가 많은 곳 및 논에서는 그 유실에 의한 손실이 크다횩 - 따라서 여름철에는 5회, 겨울철에는 2회 정도로 나누어 줄 필요가 있다 ◈ 논에 질산태질소를 시용하면 그 효과가 암모늄태질소를 100으로 할 경우 질산태질소는 47 정도이며 - 심할 때는 2%에 불과 할 경우도 있다

33 ≪논에서 질산태 질소의 비효가 적은 이유≫ 1) 농작물은 흡수한 질산염을 전부 단백질로 변화시키는데
필요한 양의 당분이 잎에 축적되어 있지 않기 때문에 질산염이 잎에 축적됨으로써 진한 용액으로 되어 유해작용을 나타낸다 2) 논에 있어서 질산태질소는 탈질균에 의하여 환원되므로 아질산염으로 되어 유해작용을 나타낸다 3) 질산염이 환원되어 아질산염으로 될 경우 그 일부는 유리질소로서 손실되고(탈질작용), 일부는 세균체 안에 들어가 불용성이 된다 - 이와 같은 작용은 특히 유기질이 많으 수록 한층 더 심하게 나타난다 4) 관개수를 다량으로 공급하기 때문에 토양에 흡수되기 어려운 질산염은 유실되는 경우가 많다 5) 벼의 생육은 산성(약산성)이어야만 양호한데 , 칠레초석과 같은 생리적 염기성비료로서 벼의 생육을 불리하게 한다

34 (2) 질산화작용 및 탈질작용 질산화작용: 비료나 유기물로부터 유리된 NH4+은
질산화작용(nitrification)을 통하여 NO3-로 전환  탈질작용(denitrification): 토양 내에 있는 탈질균(denitrifying bacteria)에 의하여 NO3-가 여러 가지의 질소산화물을 거쳐 최종적으로 N2까지 전환되는 반응 대기 중으로 손실 토양학 제 6장. 토양비옥도와 식물영양

35 논토양에서 쉽게 분해될 수 있는 유기물이 존재할 때에는 산소가 신속히 고갈되고 토양이 혐기적인 상태가 된다
- 산소가 부족한 조건에서는 혐기성 미생물의 밀도가 높아지며, 유기물의 혐기적 분해가 진행되고 - 이 때 산소 대신에 다른 화합물이 전자수용체로 이용되어 환원된다 - 제일 먼저 이용되는 것이 NO3이며, 논 토양에서 탈질현상이 이에 해당 토양화학

36 ◈ 이와 같은 것은 토양의 종류, 시용량, 시용법, 그 밖의 조건에 따라 일정하지 않다
◈ 질산태질소와 암모늄태질소를 병용하면 유해작용은 인정되지 않는다 - 반량씩 병용하는 것이 효과적 임 ◈ 질산태질소를 함유하는 비료는 칠레초석·질산암모늄·질산칼륨·질산칼슘 등

37 ④ 요소(CO(NH2)2·요산·마뇨산태질소
◈ 요소·요산 및 마뇨산태질소는 물에 녹으며 비교적 속효성이지만, 그대로는 식물에 유해 - 토양에 흡수되기 어려우며 - 작물에 흡수·이용되기 위해서는 토양 중의 세균의 작용을 탄산암모늄 또는 질산태로 변화되어야 함 ◈ 요산 및 마뇨산태질소는 유기태이지만 토양 부식의 재료로는 되지 않음 ◈ 요소태질소를 함유하는 비료 : 요소, 입상요소, 신선한 인뇨, 가축뇨, 구아닌, 가축분 등

38 ≪요 소 (CO(NH2)2 ≫ ◈ 요소비료는 세계적으로 가장 널리 사용되는 비료 - 1916년 Dupont사가 합성법을 개발하여 제조 ◈ 주요특성 - 요소 제조상의 문제는 부렛(H2N.Co.NH. Co.NH.Co.NH2)의 생성이다 · 이것은 토양 중 분해가 어렵고 식물에 유해하므로 뷰렛의 생성을 작게 하여야 함 - 흡습성을 줄이기 위해 입상으로 제조 - 생리적으로 중성비료이며, 물에 녹여 엽면시비가 가능 - 요소 그대로 토양에 흡수되기 어렵고 암모니아태/ 질산태질소로 변한 후 흡수

39 ⑤ 시안아미드태질소 ◈ 탄소와 화합한 질소화합물로서 화학적으로는 유기태에 속함 ◈ 물에 잘 녹아서 비교적 빠른 시일 안에 변화되어 비효를 나타내지만 그 자체로는 작물에 유해하다 ◈ 토양 중에서는 요소로 된 뒤 다시 탄산암모늄으로 변화되어 흡수한다 - 시용할 때에는 특히 주의를 요함 ◈ 시안아미드태질소는 석회질소(CaCN2)가 대표적

40 ⑥ 유기태질소 ◈ 유기태질소(단백태질소)의 대부분은 단백질 - 단백질은 동식물체의 구성 성분 중 가장 복잡하고 그 종류도 많고 성질도 다양 - 단백질은 그대로 흡수이용 되지 못하고 지효성 이므로 토양 중의 세균의 작용에 의하여 암모늄태질소/질산태질소로 변한 후 흡수 이용 ◈ 유기태질소를 함유하는 비료는 어비류·깻묵류·골분·인분·가축분·녹비 및 쌀겨 등 동식물질 질소비료

41 문 제 3-1-1(398). 질소비료 중 세계적으로 가장 널리 사용되는 질소비료로 생리적 중성이며, 질소농도가 가장 높은 비료는 무엇인가？( ) 가.황산암모늄 나. 요소 다. 질산암모늄 라. 염화암모늄 3-1-1(309). 시안(Cyanamide)태 질소를 함유하는 대표적 비료는 다음 중 무엇인가？( ) 가. 요소 나. 칠레초석 다. 석회질소 라. 황산암모늄 3-1-1(422). 요소비료의 화학식은 다음 중 무엇인가？( ) 가. CO(NH4) 나. CO(NH3) 다. CO(NH2) 라. CO(N 토양학

42 2. 인산의 비료형태와 그 특성 ◈ 인의 방사성동위원소 P32를 사용한 여러 가지 인산염의 수용액을 뽕잎에 살포하여
인산의 엽면 흡수를 측정한 결과에 의하면 - 인산2암모늄(NH4H2PO4)의 흡수가 가장 좋았고, 인산2칼륨 (KH2PO4), 인산2나트륨 (NaH2PO4)의 순이며 - 과인산석회 (Ca(H2PO4)2)는 훨씬 못하였다 - 또한 밀의 어린 식물에 인산2칼륨을 엽면 살포 할 경우 포도당 또는 과당을 첨가하면 인산의 흡수가 촉진된다고 함 ◈ 엽면흡수와 뿌리에 의한 토양 중 인산의 흡수는 다르지만, P32는 보통 인산과 다름 없이 흡수되는 것으로서 어느 것이나 물에 잘 녹는 형태이어야만 한다

43 ◈ 비료로서 사용하는 인산은 크게 무기태인산과 유기태인산으로 구분
① 무기태인산 -가용성인산 ·수용성인산(인산1칼슘, 인산2암모늄) : 과린산석회, 중과린산석회 , 인산암모늄 ·구용성인산(인산2칼슘) : 침전인산석회, 골분의 일부, 용성인비, 용과린 (인산4칼슘 ) : 토머스인비(5Ca0·P2O5SiO2) ♣ 용과린 - 불용성인산(인산3칼슘, 인산철, 인산알루미늄) : 인광석, 회류, 골분, 구아닌 ② 유기태인산 - 식물성인산 (lecithin, phytin, nuclein태 인산) : 쌀겨, 깻묵 - 동물성인산(lecithin태 인산, 인산3칼슘) : 골분 ,어비

44 ◈ 인산3칼슘은 조암광물·인광석·골분 등에 함유
1) 인산3칼슘 : Ca3(PO4)2 ◈ 인산3칼슘은 조암광물·인광석·골분 등에 함유 ◈ 물과 시트릭산암모늄에는 녹지 않고 강염산에 녹는 인산이므로 비료학상 불용성인산이라고 함 - 토양 중에는 식물의 뿌리의 작용, 그 밖의 작용에 의하여 천천히 녹아 식물에 흡수되지만 그 양은 매우 적다 - 이 비료의 물에 대한 용해도는 1/500,000에 불과 하므로 불가급태인산이라고도 함

45 2) 인산2칼슘 : CaHPO4 ◈ 인산2칼슘은 침전인산칼슘의 주성분임
- 물에 녹기 어렵고, 그 용해도는1/7,500로서 인산3칼슘 보다는 잘 녹는다 - 특히 시트릭산 또는 시트릭암모늄에 잘 녹으므로 구용성인산이라고 하며 ※ 구용성인산과 수용성인산을 합하여 가용성인산이라고 함 - 이와 같은 인산은 식물에 유효한 것으로 인정되며, - 가용성인산의 70% 이상은 반드시 수용성이어야 함

46 ◈ 인산1칼슘은 과린산석회의 주성분으로서 수용성인산이다
3) 인산1칼슘 : Ca(H2PO4)2 ◈ 인산1칼슘은 과린산석회의 주성분으로서 수용성인산이다 - 물에 대한 용해도는 1/200로서 식물에 빨리 흡수이용 된다 ◈ 과린산석회를 오랫동안 방치하면 그 수용성이 차차 감소하게 되는데 - 이는 인산에 의하여 공존하는 인산3칼슘·철·알루미늄 등과 작용하여 각각 인산2칼슘·인산철·인산알루미늄이 되기 때문이다 - 토양 중에서도 같은 변화가 일어 나는데, 될 수 있는 한 물과의 접촉을 잘 시켜 인산2칼슘의 생성을 방지하여야 함 - 논 흙에서는 물의 양이 많기 때문에 인산1칼슘의 분해작용이 일어나지 않지만 - 밭 흙에서는 인산1칼슘에 대한 물의 양이 적기 때문에 인산1칼슘의 분해작용이 일어나므로 과인산석회의 전량을 고르게 살포하고 토양과 잘 혼합하여야 함

47 ◈ 인산4칼슘은 토머스인비의 주성분으로서 물에 녹지 않고 시트릭산암모늄에 녹는 인산이다
4) 인산4칼슘 : Ca4(HPO4)2 ◈ 인산4칼슘은 토머스인비의 주성분으로서 물에 녹지 않고 시트릭산암모늄에 녹는 인산이다 - 탄산 및 시트릭산을 함유하는 물에도 잘 녹는다(2%) - 따라서 토양 중에서는 식물의 뿌리에서 분비되는 산에 의하여 녹아서 식물에 흡수이용 된다 ◈ 인산4칼슘은 무기태의 인산질비료 중 단 하나의 염기성 비료임 ★ 인산알루미늄 ◈ 인산알루미늄은 물애 잘 녹지 않으나, pH3.5~7.0 사이에서 최저 용해도를 나타내고 - 이보다 산성 또는 알칼리성에는 용해도가 증가한다 ◈ 논 흙에서는 상당히 흡수·이용되므로 답인산이라고도 함, 밭 흙에서는 비효가 낮다

48 문 제 3-1-1(85). 인산질비료에서 가용성인산 내 수용성성인산 함유율은 어느 정도이어야 하는가？( )
문 제 3-1-1(85). 인산질비료에서 가용성인산 내 수용성성인산 함유율은 어느 정도이어야 하는가？( ) 가. 30% 이상 나. 50% 이상 다. 60% 이상 라. 70% 이상 3-1-1(31). 인산의 비료형태 중 과인산석회의 주성분으로 수용성인 것은 다음 중 무엇인가？( ) 가. 인산1칼슘 나. 인산2칼슘 다. 인산3칼슘 라. 인산4칼슘 73. 다음은 인산의 흡수율이 낮은 이유를 설명한 것이다. 잘못 설명한 것은 무엇인가？( ) 가. 식물이 많이 필요로 하지 않기 때문에 나. 음이온으로 흡수해야 하기 때문에 다. 토양에 잘 고정되기 때문에 라. 토양에서 유실이 가장 많기 때문에

49 문 제 인산의 비료형태 중 Ca3(PO4)2 는 다음 중 어디에 속하는가？( )
문 제 인산의 비료형태 중 Ca3(PO4)2 는 다음 중 어디에 속하는가？( ) 가. 인산1칼슘 나. 인산2칼슘 다. 인산3칼슘 라. 인산4칼슘 인산의 비료형태 중 CaHPO4 는 다음 중 어디에 속하는가？( ) 인산의 비료형태 중 Ca(H2PO4)2 는 다음 중 어디에 속하는가？( ) 인산의 비료형태 중 Ca4(HPO4)2 는 다음 중 어디에 속하는가？( )

50 6) 식물성인산 ◈ 식물성비료 중에 함유되어 있는 인산의 형태는 phytin·nuclein 및 레시틴(lecitin)이 주
- 그 밖에도 소량의 무기태의 인산염을 함유하고 있는데, 이것은 인산3칼슘의 형태이며 그 양은 매우 적다 ◈ phytin은 식물의 종자 속에 다량으로 함유되어 있으므로 쌀겨 중의 인산태는 주로 phytin태 인산이다 - phytin은 phytin의 분해효소인 phytase의 작용에 의하여 인산과 inosite로 분해된다 - 또한 토양 중에서는 철이나 알루미늄 또는 칼슘 등과 화합하여 불용성의 화합물로 된다 - 그러므로 phytin태 인산을 가진 비료는 물을 가하여 20~30℃로 수일간 방치하면 phytase의 작용에 의하여 인산이 생성되어 유효태인산과 같은 효과를 나타낸다

51 ◈ nuclein은 세포핵의 주성분으로서 1~2개의 단백질과 결합하여 핵단백질을 형성한다
- 이것이 가수분해를 받으면 단백질분자 이외에도 퓨린(purine)염기·크산틴·아데닌· 구아닌·피리딘유도체, 그 밖의 소량의 탄수화물을 형성한다 - 인산으로서는 비효가 매우 낮다 ◈ 레시틴(lecitin)은 인지질의 일종으로서 인과 알코올 또는 불포화지방산속과의 에스테르이다 - 식물체내에서는 유지를 다량으로 함유하는 부분과 단백질이나 당분을 다량으로 함유하는 부분에 존재하며 그 효과는 수용성인산과 거의 같다

52 7) 동물성인산 ◈ 동물성인산이 가장 많이 들어 있는 것은 뼈 등임 - 뼈는 약 30%의 유기물과 70%의 무기물로 구성, 무기물의 대부분은 인산3칼슘임 - 따라서 동물성인산은 인광석과 같이 비료학상으로 불용성인산이다 ◈ 30%인 유기물은 골소인데, 이것은 18%의 질소를 함유 - 뼈가 토양 중에서 분해되면 골소와 그 밖의 유기물은 이산화탄소와 유기산을 생성하고 암모늄으로 되는데 - 70%인 인산3칼슘은 이에 녹아서 용해성으로 된다

53 ≪인산질비료의 종류별 특성≫ ② 구용성인산 (인산2석회 : CaHPO4, 인산2마그네슘 등)
- 비료 : 과린산석회(과섯), 중과린산석회(중과석) - 비효 : 속효성 - 성질 : 물에 잘 녹는다. 토양에 흡수 고정됨 . 인산1석회가 주체로 작물에 흡수 이용됨 ② 구용성인산 (인산2석회 : CaHPO4, 인산2마그네슘 등) - 비료 : 용성인비 - 비효 : 완효성 - 성질 : 물에 녹지는 않지만 구연산에는 녹음. 작물의 뿌리로부터 분비되는 근산이나 토양 중의 탄산에 녹아 작물의 뿌리에 흡수됨

54 ★가용성인산 (인산1석회, 인산2석회, 유리인산 등)
- 비료 : 과석, 중과석, 용성인비 - 비효 : 속효성(일부 완효성) - 성질 : 물 및 구연산(시트릭)암모니아 용액에 녹음 토양 중 작물로 부터 근산 등에 녹아 흡수됨에 잘 녹는다. ③ 불용성인산(인산3석회) : Ca3(PO4)2 - 비료 : 인광석, 회류, 골분 - 비효 : 대단히 늦음 - 성질 : 물에도 근산에도 녹기가 어렵고, 그대로는 작물에 흡수되지 않음 ④ 유기태인산( 피틴태인산, 레시친태인산, 뉴크레인태인산) - 비료 : 미강박, 어박, 유박 - 비효 : 늦음 - 성질 : 토양 중에서 서서히 분해되어 작물에 흡수 이용됨

55 ≪생산 중인 인산질비료의 특성≫ ① 과린산석회(과석) ② 중과린산석회(중과석)
- 제 조 : 인광석을 황산으로 처리하여 인공적으로 제조된 최초의 비료 - 공정규격 : 가용성인산 16%, 수용성인산13% 이상 - 특 성 : 물에 잘 녹는다. 토양에 흡수 고정됨 . 황산근 함유 인산1석회가 주체로 작물에 흡수 이용됨 ② 중과린산석회(중과석) - 제 조 : 인광석에 인산용액을 반응시켜 제조하며, 과석에 비하여 황산칼슘이 부산물로 생기지 않는다 인산성분이 높다(44~48%). 과석과 달리 황산근이 없는 비료 인광석을 인산으로 처리 또는 과석에 인산을 더 넣어 만듬 - 공정규격 : 가용성인산 30%, 수용성인산28% 이상 - 특 성 : 잿빛의 알맹이와 가루로 되어 있고, 인산함량이 높다 황산근이 없어 황에 의한 효과나 피해가 없다

56 ③ 용성인비 - 제 조 : 인광석에 염기성 암석인 사문암을 첨가하여 전기로에서 용융시킨 후 급냉·분쇄한 후 입상화
- 제 조 : 인광석에 염기성 암석인 사문암을 첨가하여 전기로에서 용융시킨 후 급냉·분쇄한 후 입상화 - 공정규격 : 구용성인산 19%, 구용성 고토 12%, 알칼리분 40% 이상 - 특 성 : 알칼리성 비료로 18~20%의 시트릭산 용해성인 인산을 함유 구용성인산이 주성분으로 물에 녹기 어렵고 토양중의 탄산 등에 의하여 녹아 작물에 이용(지효성 비료) 황산근을 갖지 않음

57 ◈ 용성인비(용인)는 일명 용성고토비료라고도 하며, MgO(고토)를 상당량 함유
(1) 성 질 ◈ 용성인비의 빛깔은 원료인 광석의 종류에 따라 회백색.흑갈색.자갈색.녹색 등인데 - 우리나라의 제품은 대체로 회백색을 띠고 있다. ◈ 주성분은 MgCaP2O9·3CaSlO2 라고 추정되며, - 부성분으로 작물의 필수원소와 미량원소도 등 각종 성분을 다량으로 함유

58 ◈ 용성인비는 알칼리성이며, 물에 녹았을 때의 반응은 pH 8~8.5가 되므로 - 황산암모늄과 같이 암모늄을 포함하는 비료와의 혼합은 피하는 것이 좋으며, - 흡습성이 없으며, 습기나 열에 변질되지도 않는다.

59 ② 수용성인산은 토양 중에서 철·알루미늄과의 결합으로 불용화되어 비효가 감소하는 데
(2) 비 효 (용성인비의 장점) ① 용성인비는 황산근이 없는 비료로서 노후화답에서도 벼 뿌리를 썩이는 경우가 없다. ② 수용성인산은 토양 중에서 철·알루미늄과의 결합으로 불용화되어 비효가 감소하는 데 - 용성인비 중의 인산은 구용성이므로 철·알류미늄과의 결합이 약해 유효한 상태로 토양 중에 오래 간직 ③ 연용할수록 지력을 놓일 수 있다. - 매년 시용할수록 각종 유효성분을 축적하여 지력을 높여 다수확에 적합한 토양을 조성 ④ 용성인비의 부성분은 거의 전부가 작물의 필수원소로서 타 비종에 비하여 효과가 다양 - CaO, MgO는 토양의산성을 중화시키고 엽록소의 주성분이 되며, - SiO2 는 작물의 세포조직을 튼튼하게 하여 도복 및 병충해에 강하게 하고 - 철·구리·망간·코발트 등은 미량이지만 작물에 반드시 필요한 성분들이다. ⑤ 벼에 있어서 중과인산석회를 시용했을 때보다 7-17%의 증수효과가 있다.

60 문 제 ① 속효성이다. ② 황산근이 없는 비료로서 노후화답에서도 벼 뿌리를 썩이는 경우가 없다.
문 제 4-1-1(문제473 인산질 비료 중 용성인비의 장점이 아닌 것은? ( ) ① 속효성이다. ② 황산근이 없는 비료로서 노후화답에서도 벼 뿌리를 썩이는 경우가 없다. ③ 연용 할수록 지력이 높아진다. ④ 부성분은 거의 전부가 작물의 필수원로로서 타 비료에 비하여 효과가 다양하다.

61 ④ 용과린 - 제 조 : 국내에서 개발한 비료로 과린산석회와 용성인비를 혼합하여 조립한 회백색의 알맹이로 구성 - 공정규격 : 구용성인산 17%, 구용성 고토 2.5% 이상 - 특 성 : ·비료의 반응은 약산성이며 습기를 빨아 들이는 성질이 적고 토양에 대한 흡착이 적어 인산의 비효를 증진 ·알칼리성 비료로 18~20%의 시트릭산 용해성인 인산을 함유 ·속효성(수용성)과 완효성의 인산 성분을 함께 포함하고 있어 작물의 생육초기부터 후기 까지 비효가 지속

62 ⑤ 토마스인비 - 제 조 : 철광석에서 철을 만들때 토마스 제강법에서 부산물로 산출되는 광재를 분쇄하여 제조한 비료 - 공정규격 : 구용성인산 16% 이상 - 특 성 : 석회가 다량으로 들어 있는 알칼리 비료 밭에는 효과가 적으나 부식이 많은 논에서는 과석 보다 효과

63 3. 칼륨의 비료형태와 그 특성 1) 무기태칼륨 수용성칼륨 : 탄산칼륨·나뭇재·황산염·황산칼륨·질산칼륨·염화칼륨 등
불용성칼륨 : 규산염·회류의 일부·시멘트찌꺼기 등 ◈ 비료로서 사용되는 것은 수용성칼륨 의 탄산칼륨·황산칼륨·질산칼륨·염화칼륨 등 - 어느 것이나 물에 잘 녹는 수용성이기 때문에 작물에 대한 효과가 빨리 나타난다 ◈ 이들 화합물은 결합하고 있는 산근의 종류에 따라 그 효과에 차이가 난다 - 탄산칼륨은 약산과 결합하고 있기 때문에 토양을 알칼리성으로 기울게 하지만 - 염화칼륨은 칼륨이 흡수된 후에 염류를 토양 중에 남게 하므로, 이것은 토양 중 의 칼슘, 마그네슘등과 화합하여 각각 염화칼슘 (CaCl2), 및 염화마그네슘(MgCl2) 염을 만든다 · 이와 같이 하여 생성된 염은 물에 잘 녹기 때문애 배수와 함께 유실된다 · 따라서 토양 중의 칼슘 및 마그네슘의 유실을 가져오므로 토양을 산성화 시키는 원인이 된다 ◈ 규산염 중의 규산칼륨은 교질상으로 녹으므로 속효성 이지만 광석과 같은 복규산염으로 되어 있는 것은 그 효과가 매우 늦게 나타난다

64 2) 유기태칼륨 ◈ 유기태칼륨 비료는 쌀겨·녹비·퇴비 등임 - 동식물체에 함유되어 있는 칼륨은 대개가 수용성이기 때문에 속효성임 · 지방산과 결합하고 있는 칼륨도 역시 수용성이므로 속효성 이지만 · 단백질과 화합하고 있는 칼륨은 물에 잘 녹지 않기 때문에 지효성임

65 4. 석회(칼슘)의 비료 형태와 그 특성 ◈ 석회질비료에는 생석회·소석회·탄산석회 등이 있으며,
그 밖에도 규소와 석회물질을 다량으로 함유한 규회석비료(규산질비료) 가 있다 - 석회석의 대부분은 태백산지역에 매장되어 있으며 - 석회질비료로 이용 가능한 품질의 것은 3,500억t 정도 ◈ 석회(칼슘)는 식물의 영양원으로서도 필요하지만 주로 토양의 물리·화학적 성질을 개선하는데 그 효과가 매우 크다 ◈ 석회는 그 사용 목적에 따라 알맞은 형태를 선택 - 토양 산성의 중화에는 생석회/소석회, - 토양염기의 보급에는 탄산석회(탄산칼슘)/석회암분말을 사용 - 알칼리성 토양의 개량에는 황산석회(황산칼슘)가 알맞다 ◈ 칼슘성분을 함유하는 각종 비료에 의하여 공급되는 양이온의 공급비율은 Ca0:MgO:K20 가 3:1:0.6~1.1로서 양이온이 균형 있게 시용

66 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과
1) 생 석 회 : CaO ◈ 생석회는 물과 작용하면 소화되어 수산화칼슘(소석회·수산화석회)으로 변화 - 그러므로 생석회를 개방한 채 방치하면 공기 중의 습기를 흡수하여 소석회로 되고, 다시 이산화탄소(CO2)를 흡수하여 풍화석회로 된다 CaO + H2O =Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O CaO + CO2 = CaCO3 ◈ 생석회는 그 보관에 주의를 요함 - 생석회의 시용이 탄산석회나 소석회를 시용한 결과를 초래하면 않됨 - 석회의 본질에는 변화가 없기 때문에 수화된 석회나 풍화석회로 된 것은 생석회 보다 시용량을 늘려 주어야 함 ◈ 생석회는 토양산성의 중화와 토양의 물리적 성질을 개량하는데 매우 유효 - 생석회는 Ca0 및 MgO가 최소량으로 80% 이상 함유(비료공정규격) =k〔H2O〕 =k〔H2O〕 라는 는 호흡작용의 생리적 기능은 ADP와 무기인산으로 부터 ATP를 합성 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과 이온의 흡수와 이동은 ATP/유사화합물(UTP, CTP, GTP)에 의존 ◈ ATP는 아데닌, 리보오스 및 3개의 인산기로 구성 - 인산기는 고에너지결합이 (~)로 표시되는 결합으로 가수분해 될 때 32kJ/mol ATP의 에너지를 방출 - ATP는 호흡작용,해당작용 및 광합성작용 중에 합성

67 2) 소 석 회 : Ca(OH)2 ◈ 석회석을 가열하여 생석회로 만든 다음 수화·분해시켜 제조한 것을 소석회이라고 함
- 일반적으로 비료용 석회로 가장 많이 이용 - 소석회는 성분이 다양 ◈ 소석회는 Ca0 및 MgO가 최소량으로 60% 이상 함유(비료공정규격)

68 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과
3) 탄산석회 : CaCO3 ◈ 탄산석회(탄산칼슘)로서 사용되는 석회석분말은 - 석회암의 자연풍화산물인 분말을 살물로 공급하는 것과 - 석회석을 분쇄·포장하여 공급하는 것이 있다 ◈ 풍화석회는 2 종류가 있는데 MgO의 함량이 높은 백운석 풍화산물과 해안의 패사퇴적물로 구분 - 백운석 풍화물 : MgO의 함량이 매우 높고(15~20%) 대부분이 강원도에서 생산 - 패사는 MgO의 함량이 매우 낮고(1~3%) 해안지방에서 생산 ◈ 석회석분말은 비료공정규격에 의하면 - 석회석 원석 또는 분쇄품에 한하고 알칼리분을 최소량 45% 함유 - 분말도는 10 mesh체에 98% 이상 통과해야 하고 28mesh의 체에 60% 이상 통과 4) 황산석회 : CaSO4 ◈ 황산석회(황산칼슘 ,CaSO4)는 석고라고도 함 - 탄산염이 원인이 되는 알칼리성토양의 개량에 적합 - 과인산석회 중에는 30~40%의 황산석회가 함유 =k〔H2O〕 =k〔H2O〕 라는 는 호흡작용의 생리적 기능은 ADP와 무기인산으로 부터 ATP를 합성 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과 이온의 흡수와 이동은 ATP/유사화합물(UTP, CTP, GTP)에 의존 ◈ ATP는 아데닌, 리보오스 및 3개의 인산기로 구성 - 인산기는 고에너지결합이 (~)로 표시되는 결합으로 가수분해 될 때 32kJ/mol ATP의 에너지를 방출 - ATP는 호흡작용,해당작용 및 광합성작용 중에 합성

69 5. 규산질비료의 비료 형태와 그 특성 ◈ 규산을 주 성분으로 하는 비료로서 규산 외에 석회, 고토, 망간, 산화철 등의 성분을 함유 ◈ 수도작에는 대량으로 필요한 성분으로 질소에 비해 8배 이상 흡수 이용 1) 규산질비료 ◈ 철광석+코크스+석회석+사문석 등 제철 시 부산물로 나오는 고로 광재 중 - 서냉광재를 분쇄한 회색 또는 흑갈색의 분상 규산질 비료와 - 급냉광재를 이용한 사상 담황색 또는 담회색의 규산질 비료가 있음 ◈ 화학적·생리적으로 알칼리성, 습기를 빨아 들이지 않아 취급이 편함 2) 규회석비료 ◈ 천연자원인 규회석을 분쇄하여 제조 - Ca0와 규산 함량이 각 50:50 비율로 함유

70 6. 유기물의 효과 ◈ 무기질 비료만을 매년 시용하면 지력이 점차로 감퇴되어 척박한 토양으로 변화
- 그 큰 원인 중의 하나는 토양 중의 부식이 소모되기 때문임 ◈ 시용되는 유기물은 퇴비·구비·녹비·동물의 유체·깻묵류·쌀겨 등 - 최근에는 생짚·이탈리안라이글라스·호밀 등을 많이 시용 - 논에는 다소 미숙한 유기물, 밭에는 완숙한 유기물을 시용

71 5.5 토양유기물의 분획 그림 5-26 토양유기물의 분획

72 〈유기물의 시용 효과 (부식의 생물․화학․물리학적 효과)〉
1) 생물학적 효과 ◈ 부식으로 생육제한인자(growth factor), 식물성장촉진제 (plant growth-promoting regulator) 공급 (호르몬·비타민·아미노산 ) ◈ 유용한 토양미생물의 에너지원이 되어 미생물의 번성을 돕는다. - 구비의 시용으로 질소의 고정, 암모니아화성작용 등의 유리한 작용을 증진시킨다

73 2) 화학적 효과 ◈ 부식은 토양의 양이온치환능력(CEC)을 증가 - 점토의 CEC : 10~150 cmolc/kg
양분을 오랫동안 가급태로 유지하여 그 이용하여 증진 ※ 토양 중 양분 및 수분을 흡수·저장하여 이것을 천천히 작물에 공급하므로 손실을 감소 ◈ 부식은 그 자체에 질소·인산 및 칼리 등 양분을 함유하고 있으므로 점차 분해되어 직접적인 효과가 크다 ◈ 분해에 의하여 생성되는 탄산과 유기산으로 토양 중의 양분을 가급태로 한다. - 탄산은 분해 최종생성물의 이산화탄소가 물과 작용하여 생성되고 - 유기산은 유기물이 분해될 때 생성되는 중간 산물이다

74 - 유기물은 R-COO-와 R-COOH+를 함유 - 강산이 토양에 들어갈 때 R-COO-가 H+과 결합하여 R-COOH로 되고
5. 토양유기물 ◈ pH의 변화에 완충작용 - 유기물은 R-COO-와 R-COOH+를 함유 - 강산이 토양에 들어갈 때 R-COO-가 H+과 결합하여 R-COOH로 되고 - 강알칼리가 들어갈 때 R-NH3+가 OH와 결합하여 R-NH2+H2O로 되어 토양의 pH의 급격한 변화를 감소 ◈ 부식은 Al3+ ·Cu2+ ·Pb2+ 등과 chelate 화합물을 형성하거나 독성 유기화합물 흡착하여 독성을 감소 ◈ 인산을 퇴비와 함께 시용하면 유기물이 분해될 때 생성되는 유기산의 작용에 의하여 인산의 가용화가 증대되어 효과가 증대

75 (3) 물리적 효과 - 입단화 증진 → 용적밀도 ↓ → 토양 공극 ↑ → 토양의 통기성과 배수성을 향상
5. 토양유기물 (3) 물리적 효과 - 입단화 증진 → 용적밀도 ↓ → 토양 공극 ↑ → 토양의 통기성과 배수성을 향상 ·유기물에 함유/미생물의 합성에 의하여 생긴 다당류 입자는 토양입자를 결합시켜 토양을 입단화 ·유기물이 분해될 때 증식되는 사상균의 균사는 토양의 입단화 증진에 도움이 되는 결합체 역할 - 토양의 보수력 증가 - 부식은 검은색. 빛을 잘 흡수하여 지온을 상승 - 토양을 부드럽게 하여 뿌리의 신장과 만연을 돕는다

76 ▣ 입단(떼알)구조 : 작은 토양입자들이 서로 응집되어 뭉쳐진 덩어리 형태의 토양(떼알구조)
▣ 입단(떼알)구조 : 작은 토양입자들이 서로 응집되어 뭉쳐진 덩어리 형태의 토양(떼알구조) - 입단은 여러 가지 물리·화학적 및 생물학적 현상에 의하여 생성 - 농경지에서 끊임없이 입단의 생성과 붕괴 - 입단은 토양의 물리적 구조를 변화시켜 수분 보유력과 통기성을 향상 - 식물의 생육과 미생물의 성장에 좋은 영향 토양학

77 문 제 20. 부식의 효과가 아닌 것은？( ) ① 지온을 상승시킨다 ② 양이온치환용량을 증가시킨다 ③ 공극률을 증가시킨다
문 제 20. 부식의 효과가 아닌 것은？( ) ① 지온을 상승시킨다 ② 양이온치환용량을 증가시킨다 ③ 공극률을 증가시킨다 ④ 인산의 고정을 증가시킨다 32. 퇴비의 유익한 점에 관한 설명이다. 틀린 것은？( ) ① 탄질율이 낮아져 토양에 들어가더라도 질소기아를 일으키지 않는다 ② 퇴비화 과정 중 발생되는 고열은 잡초의 씨앗 및 병원성 미생물을 죽인다 ③ 토양중의 양분의 용탈이 촉진된다 ④ 퇴비화 과정 중 농약이나 식물독성 물질이 분해될 수 있다 토양학

78 유기물 자원별 입단 증가율 구 분 퇴 비 돈 분 볏 짚 녹 비 헤어리벳치 채종유박 유기물증가율 127 155 128 110
구  분 퇴  비 돈  분 볏 짚 녹  비 헤어리벳치 채종유박 유기물증가율 127 155 128 110 162 입단증가율 121 138 120 185 연용 년차 - 3 4 2

79 유기물 자원별 내수성 입단 변화

80

81 제12장. 비료의 반응

82 1. 수소이온농도의 개념 ◈ 물은 약전해질로서 미량이나마 수소이온(H+)과 수산이온 (OH-)으로 해리되어
H2O ↔ H+ + OH- 로 된다 ◈ 그러므로, 평형상태에 도달하면 질량작용의 법칙(화학반응의 속도는 그 반응에 관여하는 그 순간에서의 농도곱(적)에 비례 함)에 따라 전리된 수소이온농도〔H+〕와 수산이온농도 〔OH-〕, 전리되지 않은 물 농도〔H2O〕사이에는 다음과 같은 관계가 성립 k= 또는, 〔H+〕〔OH-〕=k〔H2O〕 식에서 〔H+〕,〔OH-〕,〔H2O〕: 평형상태에 도달했을 때의 각각 의 농도를 mol로 표시 k : 평형상수 ◈ 그러나, 물의 전해도는 아주 적은 것이기 때문에 전리된다고 해도 물의 농도 변화가 없다고 보아도 무방. 따라서 〔H2O〕는 상수로 볼수 있으므로 〔H+〕〔OH-〕=kw (식에서 kw : 물의 해리상수 또는 이온곱)

83 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과
◈ 물의 전리상수는 여러 가지 실험결과로 22℃에서 10-14이라는 값을 나타내고 있다 - 따라서 22℃에서는 〔H+〕〔OH-〕=10-14이다 - 물은 전리될 때 같은 양의 〔H+〕와〔OH-〕를 생성한다 - 따라서 〔H+〕와〔OH-〕를 서로 대입하면 다음과 같이 된다 ◈ 순수한 물은 중성이기 때문에 중성반응일 경우에는 H+와 OH-은 같은 양이 존재하므로 1l 중 10-7g 당량이다 =k〔H2O〕 =k〔H2O〕 라는 는 호흡작용의 생리적 기능은 ADP와 무기인산으로 부터 ATP를 합성 - 생체분자를 합성하는데 에너지를 필요로 하는 모든 생화학적 과정과 이온의 흡수와 이동은 ATP/유사화합물(UTP, CTP, GTP)에 의존 ◈ ATP는 아데닌, 리보오스 및 3개의 인산기로 구성 - 인산기는 고에너지결합이 (~)로 표시되는 결합으로 가수분해 될 때 32kJ/mol ATP의 에너지를 방출 - ATP는 호흡작용,해당작용 및 광합성작용 중에 합성

84 ◈ 지금 물에 어느 물질이 녹아 있을 때 H+ 이 해리되어 H+의 양이 증가하면 산성을 나타낸다
- 그러나,〔H+〕와〔OH-〕의 이온곱은 항상 일정한 양으로 10-14(22℃)이기 때문에 H+량이 증가하면 OH- 양은 감소한다 - 〔H+〕가 10-7 보다 크면 〔OH-〕는 그 보다 작게 된다 - 가령, 〔H+〕가 10-6 이면 〔OH-〕는 10-8 이 된다 - 반대로 〔OH-〕는 10-6 이면 〔H+〕가 10-8 이 된다 ◈ 이들 각각 1l 중의 g당량의 수를 수소이온농도 또는 수소지수라고 한다 - 이것을 표시하는 데에는 일반적으로 수소이온농도의 역수의 상용대수를 써서 pH로 표시한다

85 중성 용액의 pH는 7 이고, 산성용액의 pH는 7 이하이며

86 문 제 2-1-5(234). pH의 정확한 정의는？( ) 가. 수소(H+)이온농도의 역수의 상용대수
문 제 2-1-5(234). pH의 정확한 정의는？( ) 가. 수소(H+)이온농도의 역수의 상용대수 나. OH-이온농도의 역수의 상용대수 다. 물 1 L(리터) 중의 수소이온농도 라. 물 1 L(리터)의 전리상수 토양학

87 2. 비료의 반응 1) 화학적 반응 ◈ 화학적 반응이란 비료의 수용액 고유의 반응 - 그 반응이 산성/염기성이냐에 따라 구별
- 이러한 구별은 식물에 대하여 중요한 구별이 되지 못한다 - 화학적으로 중성인 비료라도 시용 후 식물의 흡수작용을 받으면 그 반응은 변화된다 - 황산암모늄/황산칼륨은 화학적으로 중성비료이지만 식물은 황산보다도 암모늄을 다량으로 흡수하기 때문에 토양 중에 남는 것은 산성반응으로 된다 ◈ 비료의 수용액 그 자체의 액성이 산성·염기성·중성이냐에 따라 산성비료·염기성 비료·중성비료라고 한다 - 과인산석회는 산성비료, 나뭇재는 염기성비료, 칠레초석과 같은 비료는 중성비료 ◈ 식물이 뿌리로부터 양분을 흡수하는 것은 그 양분이 가용성이어야 함 - 무기질비료/ 유기질비료는 시용 후 식물에 흡수될 때가지 분해에 따르는 반응이 다르다

88 2) 생리적 반응 생리적 반응이란 비료 자체의 반응이 아니라
토양 중에서 식물 뿌리의 흡수작용 또는 미생물의 작용을 받은 후의 반응 (1) 생리적 염기성 비료 ◈ 칠레초석은 화학적 중성비료이지만 토양수에 녹으면 질산기는 식물에 흡수되고, 토양 중에 남아있는 나트륨은 수산이온과 결합하여 수산화나트륨(NaOH)이 되므로 토양은 알칼리성을 띠게 돤다 ◈ 수산화 나트륨은 토양 중에 남고 - 질산(HN03)은 식물에 흡수된다 - 토양 중에 남아 있는 수산화나트륨은 다시 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 탄산나트륨이 된다 - 이와 같이 식물에 흡수된 후 알칼리성을 나타내는 비료를 생리적 염기성비료라고 한다

89 (2) 생리적 산성 비료 ◈ 황산암모늄과(화학적 중성비료) 같은 질소질비료는 식물에 의하여 암모늄이 흡수되면 남아 있는 황산기로 인하여 토양은 산성을 띠게 돤다 - 여기서, 2NH4+은 식물에 흡수되고, SO42-은 토양 중에 남게된다 - 또한 암모늄태질소(NH4+-N )를 시용했을 때에는 다음과 같은 질산화과정에서 H+이 생성되므로 토양이 산성화된다 ◈ 질소질비료의 종류에 따라 H+의 생성량이 다소 다르므로 산성화 정도도 달라진다 - 특히, 다량의 암모늄태질소 시용으로 NO3-의 생성량이 많아져 이것과 염기가 결합하여 세탈 되면 토양은 더욱더 산성화 된다

90 1) 질산암모늄 NH4NO3 ↔ NH4+ + NO3- NH O2 ↔ NO3-+ H2O + 2H + 2) 염화암모늄 NH4Cl ↔ NH4+ + Cl- NH O2 ↔ NO3-+ H2O + 2H+ 3) 황산암모늄 (NH4)2SO4 ↔ 2NH4+ + SO42- 2NH4 + 4O2 ↔ 2NO3-+ 2H2O + 4H + 4) 요소 (NH2)2CO + 2H2O = (NH4+) 2CO3 (NH4)2CO3 ↔ 2NH4+ + CO32- 2NH O2 ↔ 2NO3-+ 2H2O + 4H + 2H + + CO2 ↔ H2CO3 H2CO3 ↔ H2O + CO3

91 (3) 생리적 중성 비료 ◈ 석회질소(칼슘시안아미드) 다음과 같이 분해 - 석회질소는 이와 같이 암모늄태질소로 되어 다시 질산태질소로 될 때 4개의 H+이 생성되나, - 이것은 CO32-과 H+과 결합하여 중화되므로 토양은 중성을 띠게된다 ◈ 무기질비료의 용액이 해리되었을 때 생성된 이온 중 어떤 이온을 다량으로 흡수하는가에 대해서는 그 이온의 종류에 따라 다르며, - 양이온 중에서 가장 흡수가 잘 되는 것은 NH4+, K+ , Ca2+ 등이고, - 음이온은 NO3-, PO43-등이다

92 ◈ 주요비료별 반응 ① 화학적 반응 - 산성비료 : 과인산석회, 중과인산석회, 황산암모늄 등 - 중성비료 : 염화암모늄, 요소, 질산암모늄, 황산칼륨, 염화칼륨, 콩갯묵, 어박 등 - 염기성비료 : 석회질소, 용성인비, 토머스인비, 나뭇재 등 ② 생리적 반응 - 산성비료, : 황산암모늄, 질산암모늄, 황산칼륨, 염화칼륨 등 - 중성비료 : 요소, 과인산석회, 중과인산석회, 석회질소 등 - 염기성 비료 : 칠레초석, 용성인비, 토머스인비, 나뭇재, 퇴구비 등

93 문 제 12. 다음 중 비료의 반응에 관한 설명 중 잘못된 것은？( )
문 제 12. 다음 중 비료의 반응에 관한 설명 중 잘못된 것은？( ) 가. 비료의 생리적 반응이란 비료 자체의 반응이 아니라 토양 중에서 식물 뿌리의 흡수작용 또는 미생물의 작용을 받은 뒤에 나타나는 반응을 말한다 나. 비료의 화학적 반응이란 비료 자체의 수용액의 고유 반응을 말한다 다. 화학적으로 중성인 비료는 시용 후 식물의 흡수작용을 받아도 그 반응은 변화되지 않는다 라. 식물이 뿌리로부터 양분을 흡수하는 것은 그 양분이 가용성이어야 한다 토양학

94 문 제 2-1-1(256). 다음 중 화학적 산성비료에 속하는 것은？( )
문 제 2-1-1(256). 다음 중 화학적 산성비료에 속하는 것은？( ) 가. 과인산석회 나. 염화칼리 다. 소석회 라. 용성인비 2-1-1(37). 다음 중 화학적 산성비료이며 생리적 중성비료에 속하는 것은 무엇인가？( ) 가. 염화암모늄 나. 과인산석회 다. 용성인비 라. 석회질소 토양학

95 3) 유기질비료의 반응 ◈ 유기질비료는 그 화학적 조성이 복잡하며,
- 토양 중에서 일단 분해되어 가용성으로 변화된 후 비료로서 식물에 흡수·이용되기 때문에 유기질 비료는 그 성질에 따라 분해의 경로를 달리하며 - 또한 그 분해 산물의 종류 및 양에 의하여 반응의 차이가 있다 ◈ 유기물이 분해될 경우 옥살산(수산)·젖산·초산·포름산(개미산) 등의 유기산을 생성하므로 산성 - 유기염기·탄산암모늄과 같은 알칼리성 물질도 생성 ◈ 탄수화물 또는 지방이 풍부한 유기물은 유기산을 생성하므로 산성 - 단백질과 그 밖의 질소화합물을 가진 유기물은 탄산암모늄을 생성하여 알칼리성을 나타낸다 ◈ 여러 가지 유기질비료 100g을 사양토와 혼합하여 그 반응을 본 결과 ① 혈분 : 분해 처음부터 알칼리성 ② 탈지혈분 : 분해 처음부터 알칼리성 ③ 콩깻묵 : 분해 처음 수일 간은 산성, 그 후 알칼리성 ④ 퇴비 : 중성