1. 잔디의 필수원소ktri.or.kr/Ebook/2010edu/2010_04.pdf · 2017-03-13 · 진행되는데, 아미노화 및 암모니아화작용은 유기물 또는 부식의 단백질, 아민,

비료학 및 시비실무 _ 249

제1장 잔디의 필수원소와 기능

1. 잔디의 필수원소

잔디를 구성하는 물질 중에서 수분을 제거하고 남는 것을 건물(dry matter)이

라 하는데, 유기물과 무기성분으로 구성되어 있다. 식물체를 구성하는 유기물은

광합성에 의해 생성되며, 무기성분은 토양과 비료에서 공급받는데, 잔디 생육에

필요한 이들 성분을 필수원소라고 한다. 필수원소는 탄소(C), 수소(H), 산소(O),

질소(N), 인(P), 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 황(S), 철(Fe), 망간(Mn), 아

연(Zn), 붕소(B), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 염소(Cl)의 16개 원소이다. 필수원소

는 크게 두 그룹으로 나눌 수 있다. 첫번째 그룹은 대기 중 이산화탄소와 물로 흡

수되는 탄소(C), 수소(H) 및 산소(O)며, 두 번째 그룹은 토양과 비료에서 흡수되

는 무기성분이다. 무기성분은 잔디에 흡수되는 양을 기준으로 1차 다량원소

(primary macroelements), 2차 다량원소(secondary macroelements) 및 미량원

소(microelements)의 3개의 하위 그룹으로 나눌 수 있다. 잔디 생육에 가장 많은

양이 요구되는 1차 다량원소는 질소, 인 및 칼륨이며, 시비를 통해 주기적으로 공

급되어야 하며, 2차 다량원소는 칼슘, 마그네슘 및 황으로 요구량이 적으며 필요

할 때 비료로서 공급하면 된다. 미량원소는 철, 망간, 아연, 붕소, 구리, 몰리브덴

및 염소이며, 요구량이 극히 미량이다.

250 _ 2010 골프코스관리 단기교육 과정

잔디의 다량원소, 흡수 형태 및 체내 농도

영양원소 화학기호 흡수형태 건물중내 농도 정상범위부족증상

발생체내

이동성

다량원소(필수)

기본원소

탄소

수소

산소

1차 원소

질소

인

칼륨

2차 원소

칼슘

마그네슘

황

C

H

O

N

P

K

Ca

Mg

S

CO2

H2O

CO2, O2

NO3-, NH4

+

H2PO4-,HPO4

2-

K+

Ca2+

Mg2+

SO42-

(%)

45

6

45

2.0-6.0

0.10-1.0

1.0-3.0

0.50-1.25

0.15-0.50

0.20-0.50

(%)

-

-

-

2.8-3.5

0.20-0.55

1.5-3.0

0.50-1.25

0.15-0.50

0.20-0.50

가끔

가끔

가끔

자주

가끔

가끔

드문

가끔

가끔

+

+

+

-

+

(+)

잔디의 미량원소, 흡수 형태 및 체내 농도

영양원소 화학기호 흡수형태 건물중내 농도 정상범위부족증상

발생체내

이동성

미량원소(필수)

철

망간

아연

구리

몰리브덴

붕소

염소

Fe

Mn

Zn

Cu

Mo

B

Cl

Fe2+, Fe3+

Mn2+

Zn2+

Cu2+

MoO42-

H3BO3, H2BO3-

Cl-

(ppm)

100-500

20-500

20-70

10-50

1-8

5-50

1000-2000

(ppm)

50-100

20-100

20-55

5-20

1-4

5-60

200-400

자주

가끔

드문

드문

드문

드문

없음

-

-

(+)

(+)

(+)

(+)

+

특수원소

나트륨

규소

코발트

Na

Si

Co

Na+

Si(OH)4

Co2+


2. 필수원소의 작용 및 토양 중 행동

가. 다량원소의 작용

1) 질소(N)

가) 식물에서의 작용

잔디 체내의 질소함량은 전건물중의 약 2~6%를 차지하며 잔디에 흡수된 질소는

잔디 생육 및 기능에 관여하는 DNA, RNA, 단백질, 엽록소, 효소 등을 구성하는 원

소이며, 잔디의 생장 및 밀도, 엽색유지, 병발생, 스트레스저항 등에 관여한다. 잔디

생육시기 및 시비시기에 맞게 적절하게 시비된 질소는 잔디 엽색향상, 개체밀도 향

상 및 유지, 외형 및 품질 향상에 도움이 되지만, 시비량의 부족 및 과용, 시비시기

의 부적절함 등은 잔디 생육 및 관리에 여러 가지 문제점을 야기한다. 질소가 부족한

경우 잔디에서 몇 가지 특징적인 증상이 나는데 첫째, 하위엽에 있던 질소가 생장점

으로 재분배되므로 하위엽부터 황화현상(chlorosis)이 나타나고, 질소가 더욱 부족

하면 식물 전체가 황색을 나타낸다. 그리고 줄기와 잎은 많이 자라지 않고, 세포벽

구성 물질이 많이 축적되어 줄기는 튼튼해진다. 둘째, 질소가 부족할 경우 달러스팟

(Doller spot) 또는 레드쓰레드(Red thread) 가 발생하기 쉬우며, 마지막으로 질소

가 결핍된 잔디는 생장이 더디고, 잎과 분얼의 생성이 감소하여 개체밀도가 줄어들

게 된다. 한편, 질소를 과잉시비 할 경우 잔디가 과번무 되어 대취 축적량을 증가시

키고, 뿌리 ․ 지하경 ․ 포복경의 발육을 저해한다. 또한 생리적으로는 농도장해를 일으켜 잔디가 타게 되고, 내서성(heat tolerance) ․ 내한성(cold tolerance) 및 내건성(drought tolerance) 등이 감소하며, 병리적으로는 잔디의 세포 및 조직이 연약해져

피티움블라이트(Pythium blight), 패취병(Patch diseases), 점무늬병(Leaf spot

diseases) 등이 유발되기 쉽다. 환경적인 측면에서 과잉 시비된 질소는 암모니아 휘

산 및 탈질에 의한 대기로의 손실이 증가되고, 탈질된 N2O 가스는 온실가스로 작용

하며, 유거수 및 침투수와 함께 지하수로 용탈된 질산태질소(NO3-) 및 암모늄태질소

(NH4+)는 인산과 함께 부영양화의 원인이 된다.

나) 토양에서의 변환


① 무기화작용(Mineralization)

질소가 잔디에 흡수되기 위해서는 토양유기물(대취포함) 또는 시비된 질소원(퇴

비, 유기물, 식물체잔여물, 화학비료 등)이 무기화되어 암모늄(NH4+)과 질산(NO3

-)

의 두 가지 형태 중 하나로 변환되어야 하며, 골프코스에서는 대부분 질산의 형태로

흡수된다. 무기화작용은 아미노화작용, 암모니아화작용 및 질산화작용 등 3단계로

진행되는데, 아미노화 및 암모니아화작용은 유기물 또는 부식의 단백질, 아민, 아미

노산 등이 암모늄으로 변환되는 과정이다. 암모니아화작용의 속도와 암모니아의 생

성량은 유기물의 C/N율, pH, 토양수분 및 온도 등에 따라 차이가 있으며, 일반적으

로 C/N율이 작고 수분이 최대용수량의 60~80% 정도이고 온도가 30℃ 이상에서 촉

진된다.

② 질산화작용(Nitrification)

질산화작용은 두 단계로 진행되는데, 먼저 암모늄태질소(NH4+)가 Nitrosomonas․

Nitrosococcus 등의 암모니아산화균에 의해 아질산(NO2-)으로 변하며 그 다음 아질

산이 Nitrobacter․Nitrocystis의 아질산산화균에 의해 질산(NO3-)으로 산화되는 과정이다. 암모늄태질소와 같은 양이온은 양이온치환용량에 의해 토양에 흡착되어 이

동성이 낮지만 질산태질소(NO3-)는 음이온이기 때문에 토양교질에 흡착되지 못하여

강수량 및 관수량이 많은 경우 쉽게 용탈된다. 특히 식물이 흡수 이용할 수 있는 양

보다 과량으로 질산태질소가 토양 중에 존재하면 용탈에 의하여 유실될 수 있는 가

능성이 언제나 존재한다.

③ 암모니아 휘산작용(Ammonia volatilization)

토양 중 암모늄태질소(NH4+)가 암모니아가스(NH3)로 변환되어 대기중으로 방출

되는 것을 암모니아 휘산작용(ammonia volatilization)이라고 말한다. 암모늄태질

소가 토양에서 유리된 석회(CaCO3)성분과 결합되면 중탄산암모늄(NH4HCO3)을 형

성하는데, 중탄산암모늄은 비교적 불안정한 화합물로써 pH 7이상의 토양에서 햇

볕에 노출되면 암모니아(NH3), 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O)로 분해된다. 그래서

질소비료 시용시 석회와는 혼용하면 안 된다. 한편, 요소를 습토의 표면에 시용할

경우 우레아제에 의해 요소의 가수분해가 촉진되고, 그 토양 주위는 알칼리성이


되며, 고농도의 암모늄태질소(NH4+)와 높은 pH는 암모니아 휘산의 추진력이 된

다. 암모니아 휘산은 요소 시비 후 시비량의 최대 60%까지 발생할 수 있는데, 토

성․양이온치환용량(CEC)․pH․우레아제 활성 등의 토양특성과 온도․토양수분․풍속․상대습도와 같은 환경요인, 비료의 시용시기․시비위치 등과 밀접한 관계가 있다. 점토와 유기물함량이 많은 토양은 토양 pH를 조절하는 토양완충력이 높고, 요소 가

수분해로부터 생성되는 암모니아의 휘산을 줄여주는 반면 사토로 조성된 골프 그

린의 경우 토양완충력이 낮아 토양 pH 증가와 암모니아 휘산이 증가할 가능성이

높다.

④ 탈질작용(Denitrification)

탈질작용은 토양 질소가 아산화질소(N2O), 산화질소(NO) 또는 질소가스(N2) 등

가스형태로 손실되는 것을 말한다. 토양질소의 변환 가운데 질소가 손실되는 과정

은 산소가 부족한 환경 조건에서 미생물의 활동에 의하여 탈질작용이 일어나는 경

우다. 이 현상은 토양이 혐기적 조건(산소가 부족한 상태)이 되면 토양 혐기성균

들이 토양내 유리상태의 산소 대신에 질산화작용에 의해 생성된 NO3형의 산소를

이용하여 에너지를 얻는다. 탈질의 경로는 대략 다음과 같다.

NO3 → NO2 → NO → N2O → N2

탈질작용에 영향을 끼치는 주요 인자로는 산소의 분압과 산화환원전위, 유기물,

토양반응(pH), 수분함량, 온도, 질산의 농도, 질산원의 종류 등을 들 수 있다.

⑤ 용탈(Leaching)

용탈(leaching)이란 비료성분이 토양 단면을 통해 침투수와 함께 이동되는 것을

말하는데, 특히 질소용탈이 문제가 된다. 근권으로부터 발생하는 질소용탈은 질소

의 형태, 토성, 강우량 및 근권의 분포에 따라 다르다. 암모늄태질소와 같은 양이

온은 양이온치환용량에 의해 토양에 흡착되어 이동성이 낮지만 질산태질소(NO3-)

는 음이온이기 때문에 토양교질에 흡착되지 못하여 강수량 및 관개량이 많은 경우

쉽게 용탈된다. 특히 식물이 흡수 이용할 수 있는 양보다 과량으로 질산태질소가


토양 중에 존재하면 용탈에 의하여 유실될 수 있는 가능성이 언제나 존재한다. 양

이온치환용량과 마찬가지로 토양교질의 양(+)하전 부위에 정전기적으로 흡착되었

던 음(-)이온은 용액 중의 다른 음이온과 화학량적으로 교환되어 토양용액 중으로

방출된다. 이러한 현상을 토양에서의 음이온교환(anion exchange)이라고 하는데,

토양이 이온교환반응을 통하여 보유할 수 있는 최대의 음이온양을 건토 1kg 당 전

하량(cmolc)으로 나타낸 것을 음이온교환용량(anion exchange capacity, AEC)

이라고 한다. 일부 토양교질은 양전하를 가질 수 있으며, 이들 교질에 의한 음이

온흡착능이 큰 토양의 경우에는 질산태질소의 용탈이 크게 감소될 수 있다. 하지

만 골프코스를 포함한 대부분의 농경지 토양에서 음이온흡착현상은 무시되며, 골

프코스에 따라서는 페어웨이에 비하여 샌드그린에서 용탈 잠재력이 높다고 볼 수

있다. 그래서 양분보유력을 높이기 위해서 그린조성시 토양개량제 또는 유기물을

혼합하여 조성한다. 토양에 시용된 요소는 빠르게 가수분해되어 암모늄태질소로

변환되면 토양에 잘 흡착되므로 쉽게 용탈되지 않는다. 그러나 물에 용해된 요소

는 토양에 약하게 흡착되기 때문에 요소태로 용탈이 되는데 용탈 정도는 암모늄태

질소와 질산태질소의 중간 정도이다. 따라서 골프코스관리자는 이러한 요소의 이

동 특성을 잘 파악하여 시비 관리한다면 질소용탈 및 암모니아 휘산에 의한 질소

손실을 줄일 수 있을 것이다.

골프코스에서 질소 순환 모식도


2) 인(P)

가) 식물에서의 영향

식물체안의 인(P)은 무기태의 인산이온(H2PO4-, HPO4

2-)형태로 흡수되어 유기

화합물로 변화되어 세포 및 체구성 물질인 핵산(RNA, DNA)과 핵단백질, 인지질,

보효소, 종자 안에는 인산의 저장 형태인 피틴(phytin)으로 존재하며 또 한편 대

사중간 물질로 당질, 유기산, 아미노산등 많은 물질의 합성, 분해 과정에서 인산

과 결합된 상태에서 반응이 시작되므로 모든 대사 반응과 진행을 조절한다고 할

수 있다. 인산관여 대사계는 광인산화반응, 전분의 합성, 해당작용, 단백질 합성

및 호흡대사 등 광범위하게 인은 에너지 대사의 주체가 되는 것이다. 고에너지 인

산결합이란 ATP와 같이 그의 가수분해에서 많은 에너지를 발생하는 것으로, 이들

은 생체내에서 일어나는 반응에 필요한 에너지를 공급하게 된다. 그 밖의 몇 가지

조효소(coenzyme)가 인산화합물로 되어있다. 인산은 이러한 형태와 기능을 가지

는 만큼 매우 중요하므로 식물의 생장점인 어린잎과 뿌리의 끝부분과 같이 대사

기능이 활발한 조직에 많이 집적되어 있다. 잔디체내에서 인 농도는 0.1~1.0% 이

며, 0.2% 이하일 때 결핍증상을 보이며, 1.0% 이상일 때 과다증상이 나타난다.

인 함량은 신초와 생장점에서 가장 높고, 체내에서 이동성이 좋기 때문에 부족 증

상은 늙은 조직에서 나타난다. 인이 결핍되면 생장이 느리고 조직이 연약해지며,

오래된 잎에서 농녹색을 띤다. 인이 결핍된 식물은 당의 축적 때문에 엽신의 가장

자리를 따라 자주색으로 착색되고 오래된 잎은 희미한 청녹색을 띠며, 결국은 잎

선단이 붉게 변하고 엽신 아래로 줄무늬가 생성된다. 인 결핍은 보통 잔디 뿌리의

생육이 저해될 때, 토양온도와 산소가 감소할 때 나타난다. 뿌리는 에너지 저장의

중요 부위기 때문에 인의 적절 수준에 매우 민감하다.

나) 토양에서의 작용

인 함량은 대부분의 토양에서 0.02%~0.1% 수준이다. 식물이 흡수하는 인은 보

통 H2PO4-와 HPO4

2- 인데, 토양 용액 중에 0.003~0.5 ppm의 낮은 농도로 존재

한다. 토양 중 유효인은 잔디에 의해 흡수되거나, 미생물의 이용, 용탈, 예지물에

의한 제거, 철, 알루미늄, 망간 및 칼슘에 결합하여 불용성 결합물로 존재한다.

H2PO4-와 HPO4

2-는 반응력이 높은데, 위의 원소들과 결합하여 불용성으로 고정된


다. 이러한 결과로 잔디는 시비된 인의 적은 양을 흡수하고, 흡수효율은 대부분

10 ~40% 정도이다. 나머지는 무기물형태로 고정되거나 미생물에 이용되고 유기

형태로 부동화 된다. 인산은 토양에서의 낮은 용해성 때문에 쉽게 이동하거나 용

탈되지 않는다. 따라서 질소비료처럼 주기적인 시비는 필요하지 않다. 인산의 유

효도는 pH 6.5 부근에서 가장 높고, 산성토양에서 Al, Fe과 결합하여 바리사이트

(variscite, AlPO4․2H2O), 스트렌자이트(strengite, FePO4․2H2O) 등으로 침전하고, pH 8이상에서는 Ca2+와 결합하여 불용성의 Ca-phosphate로 변한다. 인산은 토

양에서 쉽게 고정되며, 반복적으로 시비하면 토양에 축적된다. 그러나 철과 알루

미늄이 부족한 그린의 모래토양에서는 인산의 불용성화합물이 생성되지 않는다.

토양 pH에 따른 인산의 형태

H2PO4- ↔ HPO4

- ↔ PO43-

(pH


○ 점토광물의 종류와 함량. 인의 고정은 다른 규산염 점토광물 보다 카올리나

이트 점토광물이 포함된 토양에 더 많이 고정된다. 또한 점토 함량이 증가하면 인

의 고정은 증가한다.

○ Al/Fe 산화물과 수산화물의 양. H2PO4-는 불용성 함수산화물의 표면에서

철과 알루미늄과 직접 반응할 수 있기 때문에 인의 고정은 이들 광물이 많을수록

증가하고, 이들 광물은 풍화된 산성토양에서 주로 발견된다.

○ 토양의 가용성 철, 알루미늄, 망간의 함량. 강산성 조건에서 가용성 철, 알

루미늄 및 망간의 수준은 증가한다. 비료 또는 다른 원료로 부터의 일부 가용성

인산 이온은 가용성이 낮은 철, 알루미늄 또는 망간과 결합한 형태의 인산염으로

빠르게 반응한다. 처음에는 식물이 일부 이용 가능한 무정형으로 되며, 나중에는

가용성이 낮은 결정형이 된다.

○ CaCO3의 양과 가용성 Ca의 존재. 인은 침전된 CaCO3의 표면에 흡착될 수

있고, 토양 용액에 있는 Ca와 직접 반응할 수 도 있다. 따라서 석회질토양과 토양

개량제로서 Ca를 많이 시비하거나 Ca 햠량이 많은 관개수를 사용하는 곳은 인의 고정이 높을 수 있다.

○ 이온의 영향. 인의 고정은 Ca와 Al가 많이 포화된 점토광물에서 크다. 또한

Cl-과 SO4-의 음이온이 많으면 인과 흡착할 위치에 대하여 경쟁적이기 때문에 약

간은 인의 이용성이 커진다. 폐수에 있는 옥살레이트와 시트레이트와 같은 유기

음이온은 비슷한 결과를 유발한다.

② 유기태 인

유기태에 포함된 인은 전체 토양 인의 15~80% 정도로 구성되어 있다. 그러나

무기태인보다 유기태 인의 분획에 대해서는 많이 알려지지 않은 편이다. 유기태인

화합물 중 가장 많은 부분은 이노시톨(inositol) 인산염으로 전체 유기인 중

10~50%를 차지한다. 이것은 식물 잔여물의 미생물 분해 때문으로 생각된다. 핵산

형태의 인은 식물의 잔여물과 미생물체에서 발생하는 것으로 2.5% 이하이고, 인

지질 형태의 인은 1~5% 정도이다. 나머지는 알려지지 않은 유기인 화합물이다.

무기화는 유기태인이 가용성 무기태인으로 전환되는 것이고, 무기태인이 유기태인

으로 변환되는 것을 부동화라 한다. 토양 미생물의 다양한 탈인산화효소는 식물

잔여물을 분해시켜 유기태인을 가용성 무기태인으로 무기화한다. 무기화는 다음과


같은 사항에 의해 유리해진다.

○ 잔여물에서 인 함량이 0.3% 이상일 때

○ 유기물 함량이 높은 토양

○ 미생물 활성을 자극시키는 요인

유기물의 첨가는 인의 이용성을 향상시킨다. 그 이유는 인의 고정을 제한하는

가용성 철과 알루미늄 이온과의 반응, 일부 유기 화합물이 함수산화물의 표면

에서의 반응과 인의 고정을 방해하는 규산염 점토광물과의 반응 때문이다.

3) 칼륨(K)

칼륨은 대부분의 식물에서 가장 많이 흡수하는 성분의 하나이지만 다른 필수원

소와는 달리 세포를 구성하고 있는 물질이나 생리적으로 중요한 유기화합물의 구

성성분이 아니며 식물체내에서도 K+로 존재하거나 또는 이온화하기 쉬운 유기산

염으로 존재한다. 식물체내에서의 칼륨의 생리적 역할은 효소의 활성화, 단백질합

성, 광합성과 그 산물의 수송, 삼투조절 등으로 알려져 있다. 칼륨은 엽색, 밀도

또는 생장 측면에서 시각적 반응에 현저하게 관여하는 필수원소는 아니다. 그러나

칼륨은 저온, 열, 건조, 병, 마모 등과 같은 스트레스 저항성 감소를 유발하는 질

소 과잉시비의 부정적인 효과를 보완하며, 식물의 수분유지, 세포의 팽압, 기공의

개폐에 직접적으로 관여한다. 식물체내 칼륨 농도가 증가하면 세포벽은 두꺼워지

며 조직의 함수량은 감소하며 식물은 기공 열림 조절 때문에 더 부풀게 된다. 두

꺼워진 세포벽은 병저항성을 증가시키고, 건조가 심할 경우 기공개폐를 완만히 조

절하여 증산량을 줄여 내건성을 높인다. 또한 식물의 내한성은 인산과 칼륨의 비

율에 의해 영향을 받는데 인산과 칼륨의 비가 1:2 일 때 잔디의 내한성이 증가된

다. 잔디체내 칼륨의 농도는 1.5~3.0%가 충분한 수준이며, 임계수준은 인산의 약

4배, 질소와는 거의 같다. 칼륨의 결핍은 운모류가 적은 토양, 점토가 적고 모래

가 많은 토양, 용탈이 일어나기 쉬운 pH 4~6인 토양에서 일어날 수 있으며, 칼륨

농도가 1% 이하나 3% 이상일 때 결핍이 발생한다. 그러나 대부분 식물은 필요 이

상으로 많이 흡수하는데 그래서 과잉흡수(luxury consumption)라고 한다. 식물체

내에서 칼륨과 마그네슘, 칼슘과는 길항관계에 있다. 칼륨이 증가하면 마그네슘

결핍증상이 먼저 나타나고, 칼륨이 더 증가하면 칼슘 결핍이 나타난다. 결핍증상


은 오래된 잎의 엽맥에 황화현상이 나타나고 잎 끝이 말리고 타며, 결국은 잎 전

체가 황색으로 되며 가장자리는 괴사한다. 칼륨은 식물체내에서 이동성이 좋기 때

문에 결핍이 발생하면 오래된 잎에서 어린 분열조직으로 이동한다.

4) 칼슘(Ca)

칼슘은 Ca2+의 형태로 흡수되며, 잔디체내의 함량은 0.5~1.25%로 질소와 칼륨

다음으로 많이 존재한다. 칼슘은 세포벽의 구성성분으로 중층(middle lamella)에

있는 펙틴과 결합하여 세포를 서로 결합하는 역할을 하므로 세포분열과 생장에 중

요하다. 칼슘의 생리적 기능은 다음과 같다.

① 세포벽 강화

② 세포분열 향상

③ 식물생장 향상

④ 단백질 합성 향상

⑤ 탄수화물 이동 향상

⑥ 세포내 유독물질 중화

⑦ 뿌리 발육 및 생장 향상

칼슘의 부족은 대부분 양이온치환용량이 작은 모래토양, 강산성 토양(pH 5이

하) 또는 나트륨으로 포화된 토양에서 발생하기 쉽다. 칼슘은 토양에서 잘 이동되

지 않고 식물체내에서도 대부분이 지방산이나 유기산과 염을 형성하기 때문에 잘

이동되지 않고 결핍증상은 어린잎에서 먼저 발생한다. 생장점 부분이 황화 혹은

백갈색화 되고 잎이 말려 올라가며 심한 경우는 하엽까지 황화 또는 회백색의 반

점이 나타나고 고사하게 된다. 뿌리는 짧고 굵으며 끝이 죽는다. 칼슘을 시용하면

토양 pH가 상승하므로 몰리브덴은 용해도가 증가하지만 산성에서 용해도가 큰

철, 망간 등 다른 미량원소는 용해도가 감소한다. 또 칼슘 시용량이 많으면 길항

작용에 의하여 마그네슘의 흡수가 억제된다.

5) 마그네슘(Mg)

마그네슘은 Mg2+ 형태로 흡수되며 잔디 건물중에 0.15~0.5% 함유되어 있다.

마그네슘은 엽록소의 구성성분이고 인산의 전위, 탄수화물, 지방, 핵산 등의 합성


반응을 촉진하는 효소의 활성제로 작용한다. 마그네슘이 결핍되면 광합성이 저하

하여 식물의 생장이 저해되고, 오래된 잎에 있던 마그네슘이 생장점이나 어린잎으

로 이행한다. 그러므로 오래된 잎은 엽록소가 파괴되어 황백화(chlorosis)하거나

조직이 갈변괴사(necrosis) 한다. 마그네슘의 결핍은 양이온치환용량(CEC)이 낮은

산성의 샌드그린 또는 토양 pH가 매우 높을 때 발생하며, 특히 다량의 질소시비

를 하거나 예초가 빈번하게 행해질 때 발생하기 쉽다. 높은 수준의 칼슘과 칼륨은

마그네슘 흡수를 저해시킨다. 특히 마그네슘과 칼륨에는 심한 길항작용이 있어서

칼륨의 함유량이 적은 곳에 마그네슘을 시용하면 칼륨의 결핍이 생기고 반대로 칼

륨의 시용량이 많은 토양은 마그네슘 결핍을 나타내기 쉽기 때문에 칼륨의 비효를

높이기 위해서는 반드시 마그네슘과 병용해야 한다.

6) 황(S)

황은 토양에서는 SO42- 형태로 흡수되고 공기 중에 있는 SO2는 기공을 통하여

흡수되기도 하며, 잔디 건물중에 0.2~0.5% 함유되어 있다. 황은 주로 단백질을

이루고 있는 시스테인과 메티오닌에 많이 함유되어 있을 뿐만 아니라 페레독신,

비오틴(비타민 H), 티아민, 글루타티온 등의 구성분이다. 황은 잔디체내에서 재분

배가 쉽지 않기 때문에 결핍증은 어린잎에서 먼저 일어나며, 단백질합성이 저해되

므로 잎 전체가 황백화한다. 토양 중 황은 대체로 부족하지 않기 때문에 토양 pH

조절의 목적이 아니고서는 일반적으로 황을 비료로 공급하지 않는다. 배수가 불량

한 토양에 다량의 황이 공급되면 토양 환원작용에 의해 황화수소(H2S)를 형성하

고, 토양 중에 철이 부족하면 이 황화수소가 뿌리에 있는 효소의 철과 결합하므로

효소가 기능을 발휘하지 못하여 뿌리가 썩는다.


토양의 pH와 양분의 유효도

나. 미량원소의 작용

1) 철(Fe)

철은 시토크롬(cytochrome)류, 카탈라제(catalase), 페록시다제(peroxidase)등

헴(heme)계 효소와 엽록체 안에 또 다른 철단백 형태인 페레독신(ferredoxin)이란

물질에 존재하여 전자수송의 역할을 하면서 산화 환원을 일으키며 2가(Fe2+) 또는

3가(Fe3+)이온의 형태로 흡수되고, 식물체 내에서는 대부분(80%이상)엽록체에 피

토페리틴(phytoferritin)이란 물질로 존재하여 광합성 작용에 필요한 색소체 발달

에 요구되는 철을 공급해 주고 있다. 철은 망간과 더불어 엽록소의 구성 성분은

아니나 엽록소의 생합성 과정에 필요한 원소이므로 부족하면 잎에 독특한 황화현

상이 나타난다. 철의 결핍으로 엽록소의 생성이 감소되는 것은 마그네슘의 결핍증

과 같으나 철은 이동성이 좋지 않은 편이므로 마그네슘과 달리 어린잎 쪽에서 나

타난다. 새잎의 엽맥간 황화현상이 진전되면 점차 백색으로 된 다음 빨리 죽는다.

철은 토양중에 많이 존재하고 있어 별로 문제되지 않으나 식물로의 흡수가 억제되

거나 체내의 이동, 특히 뿌리에서 지상부로의 이행이 방해되는 경우 결핍증이 발

현된다. 또 철이 결핍되면 세포질보다 엽록체내에 있는 리보솜의 수가 감소하여


엽록소함량에 필요한 단백질을 충분히 공급하지 못하므로 엽록소함량이 감소한다.

철은 일반적으로 토양중에서 부족하지 않으나 토양조건에 따라서 용해도가 낮기

때문에 결핍증상이 일어나는데 염기성토양에서는 불용화되고 산성토양에서는 인산

과 고정되어 흡수가 저해된다. 그러나 극단적인 산성토양이나 배수가 불량하여 산

소가 부족한 토양에서는 철이 환원되어 용해도가 커지므로 철 독성이 일어나기도

한다. 잔디에서 철 황화현상은 토양산도가 높거나 사토(모래)에서 촉진된다. 또한

황화현상은 높은 수준의 망간, 구리 및 금속이온들의 불균형을 생성하는 이온들에

의해 촉진되며, 과도한 인 또는 몰리브덴에 의해 촉진되기도 한다. 철 황화현상이

석회질토양에서 발생하면, 토양산도를 낮추어 철의 용해도를 높이는 것 보다 철

시비가 더 효과적일 수 있고, 비석회질토양에 석회를 과다 시용했을 때 황, 황산

알루미늄과 같은 산성화 물질의 사용, 철 시비뿐만 아니라 질소비료 시용에 따른

토양산도의 저하는 황화현상을 감소시키기 위한 적절한 방법이 된다.

2) 망간(Mn)

망간은 Mn2+ 형태로 흡수되며 잔디체내에 20~500ppm 정도 함유되어 있다.

일반적으로 망간은 효소의 구성분은 아니면서 마그네슘과 같이 여러 가지 효소를

활성화시킨다. 망간이 결핍되면 엽록소함량과 광합성능력이 현저하게 감소한다.

망간은 철과 같이 산성토양이나 산소가 없는 환원토양 또는 배수불량 토양에서 용

해도가 커지고, 염기성토양이나 집중적인 용탈이 일어나는 토양 및 유기물함량이

높은 토양에서 망간 결핍이 일어난다. 잔디조직에 철 함량이 높으면 망간 결핍이

일어날 수 있다.

3) 아연(Zn)

아연은 Zn2+로 흡수되어 이온이나 또는 유기물과 결합된 형태로 물관을 통하여

이동되며, 식물체내에서는 산화되거나 환원되지 않는다. 아연은 광합성에 관련된

carbonic anhydrase의 구성분이고, RNA와 DNA polymerase 등 여러 효소의 활

성제로 작용하므로 탄수화물대사. 광합성, 단백질합성에 필수적인 무기성분이다.

아연은 인돌초산(IAA)의 전구물질인 트립토판의 합성에 필요하므로 부족하면 IAA

의 농도가 낮아 줄기의 생육이 억제되고, 잎의 크기가 작아지며, 황백화현상이 일


어난다. 아연 결핍증은 토양 pH가 높거나 인산시용량이 많을 때 일어나기 쉽다.

알칼리성 토양에서는 CaCO3에 흡착되어 용해도가 떨러지므로 아연 결핍증이 일어

나기 쉬우며, 인산비료의 시용량이 많으면 인산이 토양 중에서 철, 알루미늄,

CaCO3 등과 결합하여 불용성이 되므로 아연이 결핍되기 쉽다. 아연 함량이 높은

토양은 석회를 시용하여 토양 pH를 올려 주면 용해도가 낮아져서 피해를 피할 수

있다.

4) 구리(Cu)

구리는 토양에서 대부분이 구리-유기물 복합체로 존재한다. 토양중에 극소량의

농도로 있는 경우를 제외하고는 식물에 독성이 매우 크다. 구리는 광합성에 관련

하며, 여러 산화효소의 구성분이다. 또 구리는 phenolase의 구성분인데, 이 효소

는 리그닌과 알칼로이드의 합성, 상처부위의 갈변, 병균포자의 발아와 균사의 생

장을 억제하는 물질인 피토알렉신(phytoalexin)의 생성에 관계한다. 구리가 결핍

되면 생장이 억제되고, 어린잎이 비틀리며, 정단분열조직이 괴사하는 증상을 보인

다. 구리가 과잉이면 엽록체의 파괴로 황백화현상이 발생하고, 뿌리의 생장이 억

제되는 증상을 보인다.

5) 몰리브덴(Mo)

몰리브덴은 잔디의 필수원소 중에서 가장 적게 필요한 성분이다. 몰리브덴은

다른 미량원소와는 달리 pH가 낮은 토양에서는 Fe와 결합하여 불용태가 되며,

pH가 올라가면 용해도가 증가한다. 몰리브덴은 질산환원효소와 아질산환원효소의

구성분으로 결핍되면 체내에 질산 함량이 증가되고 단백질함량이 감소된다. 몰리

브덴 결핍은 토양 pH가 낮고 활성철이 많을 때 일어나기 쉬우며, 몰리브덴을 엽

면시비하면 결핍증상이 없어진다.

6) 붕소(B)

붕소는 세포벽의 목질화와 관계되거나 세포내 다른 물질과 결합하고 있으며,

효소의 구성분은 아니다. 붕소는 당의 대사에 관여하여 헤미셀룰로오스, 펙틴, 리


그닌 등 세포벽 구성물질의 합성을 촉진한다. 붕소가 결핍되면 끝눈이나 어린잎이

탈색되거나 죽는데, 이는 흡수 후 생장점으로 재분배가 잘 안 되기 때문이며, 성

숙엽의 경우에는 엽맥사이와 가장자리가 황백화하거나 괴사한다. 또 절간신장이

억제되어 총생화(rosette)되고, 잎자루와 줄기가 굵어진다. 일반적으로 잔디에서

붕소 결핍증은 드물며, 붕소와 칼슘 함량이 높은 건조지역의 토양 또는 붕소함량

이 높은 관개수 사용에서 붕소 독성이 나타나기 쉽다.

7) 염소(Cl)

염소는 토양과 식물체에서 Cl-로 존재하며, 흡수된 후 이동이 잘될 뿐만 아니라

부족할 경우 하위엽에서 어린잎으로 재분배도 잘된다. 염소는 잔디의 요구량이 적

고, 빗물 ․ 비료 ․ 공기 등에서 공급되므로 부족한 일이 적고, 오히려 과잉의 해가 문제된다. 염소의 생리적 작용은 광합성에 관련하며, 기공개폐에도 관계한다.

8) 기타 특수원소

모든 식물에서 필수원소는 아니지만 생장을 촉진하거나. 어떤 특수한 식물이나

특수한 조건에서만 필수적이거나 생육을 촉진하는 원소를 특수원소 또는 부수원소

(beneficial mineral elements)라고 한다. 그러나 식물의 요구량이 극히 적을 때

에는 필수원소와 특수원소를 구분하기 어렵다.

규소(Si)는 지각에서 두 번째로 많은 무기원소이며, 토양 중에서 규산(silicic

acid, H2SiO3) 또는 규산염(silicate, K2SiO3)의 형태로 존재한다. 흡수된 규산은

잎의 표피 각피층 아래에 규산 겔층 및 규산-셀룰로오스 혼합층을 만들어 병원균

과 해충의 침입을 방지하고, 각피증산을 줄이고 잎을 직립으로 하여 수광태세를

좋게 한다. 또 규소는 물관에 집적되어 증산이 심할 때 받는 압력에 견디게 하고

뿌리의 표피세포에서는 토양 해충과 병균의 침입을 막는다. 또 줄기와 뿌리의 통

기조직을 발달하게 하여 뿌리에 산소공급을 좋게 한다.


원소명 역할 결핍발생 독성 또는 과잉발생 결핍증상

질소

○ 원형질의 주성분

○ 경엽 및 뿌리신장

○ 잎의 녹색화

질소부족은 사토와 관련

○ 강우 및 관수에 의해

용탈 발생

○ 유기물함량이 낮음

○ 배수불량 및 답압에

의한 환원상태에서

탈질

질소 과잉 시비에

의한 피해

○ 염으로서 직접적인

해작용

○ 과잉생장 및

조직의 연화

○ 황화현상

○ 생장 감소 및 밀도

저하

○ 달라스팟, 녹병 등의

발생

인산

○ 원형질의 구성성분

○ 당류와 결합하여

호흡작용에 관여

○ 뿌리의 신장과

분얼 향상

○ CEC가 낮은 사토에서

발생

○ pH 5.5 이하에서 철,

알루미늄 망간에 고정

○ pH 7.5-8.5에서

칼슘에 의한 고정

○ 점토함량이 많은 토양

○ 토양온도가 낮을때

흡수감소

○ 잔디조성시 부족 발생

과잉시비에 의한 양상

○ 과잉시비는 철

부족 발생

○ 잡초 발생 촉진

○ 생육 불량

○ 생육 감소

○ 엽색이 짙은 녹색을

띄다가 자주색으로

변함

○ 밀도 저하

칼륨

○ 탄수화물의 합성,

이동, 축적에 관여

○ 단백질 합성에

관여

○ 증산작용 조절 및

수분생리에 관여

○ 내병성 향상

○ 세포내 삼투압조절

○ 강우량 많거나 용탈이

심한 곳에 발생

○ 사토 또는 CEC가 낮은

토양

○ 칼슘, 마그네슘이

풍부한 토양

○ 질소시비가 많을 때

○ 염 스트레스 유발

○ 마그네슘, 칼슘

망간의 흡수 억제

○ 비해 유발

○ 오래된 잎의

엽맥간에 노란색

으로 변하다가 잎

끝이 고사

○ 잎 가장자리에 엽소

현산

○ 답압피해 및 위조

발생

칼슘

○ 체내 유기산 중화

○ 세포막의 주성분

및 내병성 향상

○ 뿌리 발육 향상

○ CEC 낮은

산성토양에서 발생

○ 실질적인 결핍은 신초

조직보다 뿌리에서

일어날 가능성이 큼

○ 마그네슘, 칼륨,

망간 또는 철 결핍

유발

○ 새로운 잎에서

영양장애 발생

○ 잎끝과 가장자리가

마르다가 죽음

○ 생장이 저해되고,

뿌리가 변색

마그

네슘

○ 엽록소의 구성성분

○ 인산 이동에 도움

○ 지방, 핵산 합성의

촉진

○ 산성토양에서 결핍

발생

○ CEC 낮은 사토

○ 나트륨, 칼슘 또는 칼륨

과잉 때

○ 칼륨, 망간,

칼슘의 결핍 유발

○ 엽맥간 황화현상

발생

잔디에 대한 필수원소의 결핍 및 과잉증상 요약



황

○ 단백질의 구성성분

○ 엽록소 합성에

관여

○ 유기물 함량이 낮은

토양

○ CEC 낮은 사토

○ 강우량이 많고 용탈이

심한 곳

○ 질소시비량이 많을 때

○ 엽소 가능성

○ 토양의 산성화

○ 환원상태에서

블랙레이어 생성

○ 신초생장 감소

○ 새로운 잎의 잎

끝이 노란색으로

변함

철

○ 엽록소 생성에

관여

○ 호흡작용에

조효소로 작용

○ 대부분 토양 pH 7.5

이상에서 발생

○ 뿌리발육이 빈약하고,

대취 축적이 많고, 저온

및 습한 토양에서 발생

○ 인산함량이 많은 토양

○ 중탄산, 칼슘, 망간, 인

등의 함량이 많은

관개수 사용

○ 유기물 함량이 낮은

토양

○ 과량의 엽면시비는

엽색을 검게 함

○ 망간 결핍 유발

○ 산성이고 배수불량

토양에서 독성

유발

○ 새로운 잎의 엽맥간

황화현상

○ 잎이 가늘고

연약해짐

○ 반점이 나타나기도

함

○ 결국 오래된 잎에

황화현상

망간

○ 산화환원작용의

촉매

○ 엽록소 합성에

관여

○ pH가 높거나

석회질토양에서 발생

○ 구리, 아연, 철의

함량이 높을 때

○ CEC가 낮고 용탈이

심한 토양

○ pH 4.8 이하

산성토양에서

뿌리에 독성 유발

○ 환원토양에서 과잉

발생

○ 과잉시 칼슘, 철,

마그네슘 결핍

유발

○ 지상부 생장 감소

○ 새 잎에 담녹색의

반점

○ 잎 끝이 회색 또는

흰색으로 변하고

조직이 연약해짐

아연

○ 산화환원효소의

작용

○ 단백질과 전분의

합성

○ 염기성토양에서 자주

발생

○ 철, 구리, 망간, 인

또는 질소의 함량이

높을 때 발생

○ 토양수분함량이 높을

때 발생

○ 과잉시 철 또는

마그네슘 결핍에

의해 황화형상

유발

○ 조직의 연화와 함께

황화현상

○ 잎 가장자리가

말리거나 주름짐

○ 대부분 어린 잎에

나타남

구리

○ 광합성에 관련

○ 산화환원효소에

관여

○ 유기질토양에서

발생(구리-유기물복합

체)

○ 용탈이 심한 사토

○ 철, 망간, 아연, 철

함량이 높거나 pH 높은

토양

○ 오수슬러지 및

가축분뇨 시용시

독성 발생

○ 어린 잎의

가장자리에

황화현상

○ 잎 끝이 시들고

말라 죽음



붕소

○ 세포벽 구성물질의

합성 촉진

○ 세포 분열과

화분의 수정을

돕는다

○ pH가 높은 사토에서

발생

○ 칼슘이 많으면 붕소의

이용을 제한

○ 붕소는 관개수에

의해 부족증상

보다 독성이 많이

발생

○ 일부 퇴비의 시용

○ 어린 잎끝에

황화현상

○ 잎이 비틀리고,

총생화 됨

○ 뿌리발육이

저해되고 두꺼워짐

몰리브

덴

○ 질산태질소를

환원하고 단백질

합성

○ 근류균의 생육을

도움

○ 산성인 사토에 발생

○ 철, 알루미늄 산화물이

많은 토양

○ 구리, 망간, 철, 황

함량이 많으면

몰리브덴 흡수를 억제

○ pH가 높은

토양에서 독성

발생

○ 질소의 황화현상과

유사

○ 생육저해

○ 엽맥간 황화현상

염소

○ 광합성 및

기공개폐에 관여

○ 질산태질소 및 황산

함량이 높을 경우 흡수

억제

○ 잔디 조직에

직접적인 해를

끼치는 많은 염을

구성

○ 토양 염도를

증가시켜 물

이용성을 감소

○ 잔디에 대해 뚜렷한

증상이 없음

다. 잔디의 무기양분 흡수

1) 뿌리에 의한 흡수

토양 중의 양분은 단독 이온 또는 다른 원소와 결합한 이온의 형태로 식물 뿌

리의 생장점에 가까운 젊은 세포로부터 흡수된다. 뿌리에 의한 무기양분의 흡수경

로는 대체로 다음과 같이 3가지 단계로 나눌 수 있다.

○ 무기양분이 뿌리의 표면에 공급되는 것으로서 이 단계는 주로 토양용액 중

에서의 확산에 의한다.

○ 뿌리의 세포원형질을 무기양분이 투과하는 것으로서 이 단계는 원형질막의

투과성과 관계된다.

○ 염류나 이온이 세포내에 축적되는 것으로서 이 단계에서는 세포 중 액포내

의 무기양분 농도가 높아진다.


가) 토양에서 뿌리로의 양분 이동

식물이 이용 가능한 양분들은 토양용액 중 이온, 점토와 유기물에 흡착되어 있

는 양이온 및 음이온, 가용성 무기물에 포함된 양분, 유기물 분해에 의해 방출된

이온, 유기물-킬레이트 복합체의 이온, 시비된 비료의 이온 등을 포함한다. 양분

흡수가 일어나기 위해서는, 먼저 식물이 이용 가능한 양분들이 뿌리표면에 접촉되

어야 하는데 여기에는 3단계의 과정이 있다. 첫째, 뿌리의 가로채기(접촉), 둘째,

토양용액 내 이온의 집단류 이동, 셋째, 토양용액에서 이온 확산 등이다. 뿌리의

발육과 신장은 토양내에서 표면적을 넓힘으로써 새로운 뿌리가 토양공극의 토양용

액에 더 많이 접촉하고, 점토 또는 유기물 표면에 많이 접촉하여 양분의 이용성을

크게 증가시킨다. 좋은 토양비옥도 프로그램을 유지시키는 위해서는 뿌리의 발육

과 생육력(건강도)을 최대로 향상시키는 것이 필요하다. 뿌리털은 주근과 측근에

접촉되어 있는 유효 토양 부피를 극적으로 증가시키고, 추가적으로 뿌리표면의 균

근은 접촉 부피를 증가시킨다. 특히 균근은 인산 함량이 매우 낮은 토양에 인산흡

수를 증가시킨다. 뿌리에서 삼출되는 탄수화물 및 기타 화합물은 균근을 향상시킬

뿐만 아니라 토양무기물로부터 양분의 용해와 이온 킬레이트화를 증가시킬 수 있

다. 토양용액은 대공극(침투, 침출, 배수 등), 소공극(보유수) 및 입자 주의의 수막

(모세관 이동)을 통해 이동하며 양분들은 토양용액을 따라 뿌리표면으로 이동 할

수 있다. 소공극과 모세관에서 물의 집단류 이동은 물의 증발산 손실에 의해 증가

된다. 그러나 뿌리의 흡수속도는 증산에 의한 물의 손실속도에 의해 달라지기 때

문에, 물의 이동은 점점 더 느려지고, 따라서 양분흡수에 대한 집단류의 영향은

줄어든다. 토양용액내 양분의 확산은 뿌리 주변의 짧은 거리(1cm 이하)에서 농도

구배에 의해 일어난다. 뿌리흡수가 일어나면, 일반적으로 농도구배는 용액내 이온

으로부터 뿌리로의 확산이 발생하며 또한 양분의 확산은 비료입자 주위의 고농도

지역에서 저농도 지역으로 일어난다. 확산은 토양온도가 매 10℃ 증가할 때 마다

약 2배 증가하며, 토양이 건조하면 확산은 제한된다.

나) 뿌리 흡수기작

잔디뿌리가 토양용액 또는 콜로이드 표면으로부터 양분을 흡수하는 데는 몇 가

지 과정이 있다. 특히, 뿌리세포의 세포막을 통한 양분이동은 복잡하다.

뿌리 표피 및 피층세포의 세포간극은 양분이 단순확산(막의 통과 없이 고농도


에서 저농도로 분자의 이동)에 의해 뿌리안으로 들어갈 수 있도록 공간을 만들어

준다. 이 공간을 겉보기자유공간(apparent free space)이라 한다. 이 자유공간은

세포간극과 뿌리 및 지상부조직의 세포벽 외부 모두를 포함하는 세포공간의 일부

분이다. 세포벽은 카르복실기(R-COO-)를 포함하기 때문에 자유공간에 들어오는

일부 양이온 특히 Ca2+와 같은 양이온은 정전기적으로 이들 음으로 하전된 곳에

끌리고 자유확산으로부터 제한된다. 그러나 대부분의 이온들은 내피에 있는 카스

파리대에 도달하기 까지는 확산에 의해 토양용액으로부터 자유공간으로 이동할 수

있다. 카스파리대는 세포간극을 물리적으로 막는 소수성 지방과 알코올을 포함한

다. 양분이 물관부에 도달하여 지상부로 운반되기 위해서는 세포 원형질막을 통과

해야 한다. 자유공간 안으로 단순확산에 의해 흡수된 양분은 대사에너지원이 요구

되지 않는다.

원형질막은 핵(세포의 가운데에 위치하고 유전자를 조절)과 세포질(원형질을 구

성하는 세포핵 및 막으로 둘러싸인 미소기관을 제외한 세포 구성성분)로 구성된

원형질을 둘러싸고 있다. 원형질막은 세포 원형질과 물리적으로 경계를 이루고 있

으며 세포안으로 들어오는 물질을 선택적으로 투과하고 조절한다. 양분은 뿌리의

세포 원형질막을 통해 들어와야 하기 때문에 양분흡수는 막운송기작에 크게 영향

을 받는다. 막운송에는 기본적으로 단순확산, 촉진확산 및 능동수송 등 세가지 방

법이 있는데, 뿌리 및 지상부 세포에서 그 기능을 같이 한다.

세포막의 구조는 유동모자이크 모델(fluid mosaic model)에 의해 설명된다. 유

동 모자이크막을 구성하는 인지질과 당지질 분자들은 극성이 있어 친수성을 띤 부

분은 밖을 향해 정렬하고 소수성을 띤 지방산 사슬이나 탄화수소 사슬은 안쪽을 향

해 정렬하여 2중막으로 배열된다. 2중막을 형성하는 인지질층은 막을 구성하는 단

백질에 대한 용매 작용과 투과성을 조절하는 역할을 하며 지질 중 일부는 특정 막

단백질과 특별한 상호 작용을 하여 그 기능에 영향을 준다. 막을 구성하는 단백질

또한 친수성과 소수성을 모두 갖는다. 막을 구성하는 단백질은 연속적인 2중의 지

질막 사이에 끼여 있는데 단백질 분자의 극성 부분은 막의 표면으로 돌출되어 있고

비극성 부분은 소수성을 띤 막의 내부에 매몰되어 있다. 막 단백질이 지질막에 위

치하는 형태는 다양하여 지질막을 관통하고 있거나 분자 전체가 막 내부에 매몰되

어 있는 것도 있고 일부만 밖으로 돌출되어 있는 것도 있다. 단백질의 돌출된 부분

표면에는 작은 당 사슬들이 뻗쳐 있다. 이러한 분자 배치에 의해 막 단백질은 이온


이나 저분자 물질을 통과시킨다. 세포는 막을 통한 물질이동을 이용하여 세포내 조

성(composition)과 pH를 알맞게 유지시키며 세포의 부피를 조절한다.

세포막을 통한 수송 방법은 에너지 이용 여부에 따라서 크게 두 가지로 분류된

다. 에너지를 이용하지 않는 방법으로 단순확산과 촉진확산이 있고, 에너지를 이

용하는 수송방법에는 능동수송이 있다. 단순확산(simple diffusion)은 농도가 높

은 곳에서 낮은 곳으로 분자들이 이동하는 현상으로 세포의 내부와 외부의 농도

기울기에 비례한다. 세포질막은 단백질이 박혀 있는 지방질 덩어리로 생각할 수

있다. 그 결과 이중막은 대부분의 극성 분자는 투과하지 못하고, 유동적이지만 실

질적으로 안정적이다. 대부분의 양분들은 극성을 띠며 막 확산을 통해 원형질막을

투과하지 못하지만 산소나 탄화수소 같은 비극성 화합물은 막에 잘 녹아 쉽게 투

과할 수 있다. 또, 물이나 탄산가스 같은 극성 화합물은 막에 잘 녹지 않지만, 크

기가 작고 이온화되지 않으면 비교적 쉽게 인지말막을 투과할 수 있다. 따라서 큰

분자의 이동은 그 분자가 지방질 내에서 어느 정도의 용해도를 갖고 있는가와 관

련이 있으며 하전된 분자와 극성 분자는 지방질에 대한 용해도가 아주 작으므로

막을 지나가기 어렵다.

촉진확산(facilitated diffusion)은 운반체(carrier protein)를 통해 이루어지는

데, 에너지를 소모하지 않지만 단순확산보다는 확산속도가 빠르므로 촉진확산이라

고 한다. 운반체는 단백질로 이루어져 있으며 세포막에 존재한다. 운반체단백질은

특정 분자와만 결합하는데 이 결합은 가역적으로 이루어지며 운반체의 구조적 변

화를 통해 그 결합된 분자를 세포의 내부로 방출한다. 반대로 어떤 분자가 세포

내에 과잉으로 존재하게 되면 운반체가 이를 외부로 배출하기도 한다. 그러므로

촉진확산에서 분자의 확산속도는 운반체의 농도에 비례하여 선형적으로 증가하다

가 포화 최대수준에 도달하게 된다.

능동수송(active transport)은 촉진확산과 마찬가지로 막에 존재하는 운반체단

백질들에 의해 일어나는데 이것을 흔히 이온펌프(ion pump)라고도 한다. 하지만

농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이루어진다는 점에서 촉진확산과는 다르며 반드

시 에너지가 공급되어야 한다. 능동수송에 의한 물질의 이동속도는 빠르다. 이때

사용되는 에너지원은 양자 기전력, pH 기울기, 다른 능동수송시스템이나 ATP 가

수분해에 의한 기전력으로부터 유도되는 부차적 기울기 등이다.


무기양분의 흡수과정

2) 양분의 엽면흡수

작물이 뿌리에서 뿐만 아니라 엽면에서도 필요한 성분을 흡수할 수 있다는 것

은 미량원소의 엽면살포 등으로 오래 전부터 알려진 사실인데, 현재는 비료요소에

대해서도 많이 실시되고 있다. 잎에서 양분이 흡수되는 작용은 아직 확실하게 밝

혀지지 않고 있는데, 확산작용에 의하여 이루어지고 있는 것이 아닌가 생각된다.

옆면에 살포된 양분의 흡수량은 잎의 상태, 작물의 생육시기, 생리상태, 기상조건,

양분의 종류, 농도 등에 따라 달라진다. 엽면에서 흡수되는 속도는 살포 후 24시

간내에 약 50%가 흡수되며, 대체로 살포 후 3~5일 동안에는 엽록소가 증가하여

잎이 진한 녹색으로 된다. 흡수량은 잎의 표면보다 이면에서 많고, 젊은 잎에서는

이면에서의 흡수 차가 크지만, 늙은 잎에서는 크지 않다.

요소의 엽면살포시 잎의 흡수시간 (쿡크, 1950)

흡수시간요소흡수율(%)

이면/표면표면 이면

2 4 42.1 10.5

8 12.1 55.2 4.6

24 18.8 77.9 4.1

72 49.0 84.5 1.7


요소가 다른 형태의 질소질비료에 비해서 엽면살포에 적합한 이유는 다음과 같다.

○ 단백질의 구성분인 NH2와 CO2로 되어 있으며, 이용된 후 부성분을 남기지

않는다.

○ 요소는 분자체적이 작아서 엽면의 세포를 투과하는 데 용이하다.

○ 단백질을 만드는 데에는 요소의 형태가 적합하다.

골프코스 엽면시비는 다음과 같은 상황에 적용한다.

○ 잔디가 심한 스트레스에 처해졌을 때, 질소, 칼륨, 철 및 망간과 같은 양분

을 최적 수준으로 유지시키기 위해

○ 그린에 소량다회의 질소시비 프로그램을 운영하고자 할 때

○ 칼륨, 질소 및 마그네슘 등과 같이 강우량이 많은 사질토양에서 용탈 가능

성이 높을 때

○ 잔디 뿌리가 빈약하거나 생육이 불량할 때; 한지형잔디의 경우 고온스트레

스에 노출되어 뿌리발육이 저하되거나 재생력이 떨어졌을 때

○ 계절적 영향으로 일시적인 양분결핍 발생; 이른 봄 벤트그래스에 인산 결핍

발생, 봄철 저온에 의해 한국잔디의 철 결핍발생 시 엽면시비 효과 기대

3) 양분 상호간의 관계

토양근권에는 많은 종류의 이온들이 공존하는데, 이들 이온들이 상대이온의 흡

수를 억제하는 작용을 길항작용(antagonism)이라고 한다. 이와는 반대로 어떤 이

온의 작용이 다른 이온에 의하여 흡수를 촉진하는 경우가 있는데, 이와 같은 현상

을 상조작용(상승작용, synergism)이라고 하며, 이온들간에는 그 작용하는 양상이

매우 다양하다. 마그네슘(Mg2+)의 흡수는 칼륨(K+)에 의하여 억제되고, 칼슘(Ca2+)

에 의해서는 더욱더 억제된다. 칼슘의 존재는 칼륨의 흡수를 증가시키지만, 고농

도의 칼슘의 존재는 반대로 칼륨의 흡수를 저하시킨다.

칼륨의 흡수는 마그네슘의 흡수를 증가시키고, 질소가 증가하면 칼슘과 마그네

슘의 흡수가 많아진다. 이온들간의 길항작용 및 상조작용은 대체로 다음과 같다.


ⓛ 길항작용

칼륨(K) → 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)

칼슘(Ca) → 마그네슘(Mg), 칼륨(K)

마그네슘(Mg) → 칼륨(K)

규산(Si) → 칼슘(Ca)

암모늄(NH4) → 가리(K)

철(Fe) ↔ 망간(Mn)(상호길항성)

철(Fe) → 암모늄(NH4)

인산(P) → 황산 (SO4)

칼슘(Ca) → 아연(Zn)

염소(Cl) → 붕소(B)

철(Fe), 망간(Mn), 암모늄(NH4), 황산(SO4) → 몰리브덴(Mo)

구리(Cu) → 철(Fe)

② 상조작용

칼륨(K) → 망간(Mn), 철(Fe)

인산(P) → 몰리브덴(Mo)

질소(N) → 마그네슘(Mg)

마그네슘(Mg) → 인산(P)

규산(Si) → 마그네슘(Mg)

칼슘(Ca) → 칼륨(K)

마그네슘(Mg) → 칼슘(Ca)


제2장 비료와 시비

비료라 함은 식물에 영양을 주거나 식물의 재배를 돕기 위하여 흙에서 화학적

변화를 가져오게 할 목적으로 토지에 베풀어지는 물질과 식물에 영양을 줄 것을

목적으로 식물에 베풀어지는 물질을 말한다. 시비는 식물 생육을 위하여 토양에

비료를 시용하는 것을 말한다.

1. 비료의 종류와 분류

비료공정규격(’07. 4. 20 현재)에서 비료를 보통비료와 부산물비료로 크게 구분

한다. 보통비료는 주성분을 기준으로 12개, 83종이며 부산물비료는 15종으로 비료

의 총 종류 수는 98종이다.

가. 비료의 종류

1) 보통비료

① 무기질 질소질비료 16종

② 무기질 인산질비료 5종

③ 무기질 가리질비료 4종

④ 복합비료 12종

⑤ 유기질비료 18종

⑥ 석회질비료 7종

⑦ 규산질비료 5종

⑧ 고토비료 4종

⑨ 미량원소비료 4종

⑩ 규인비료

⑪ 규인가리비료

⑫ 기타비료 6종


2) 부산물비료

퇴비, 아미노산부산발효비료, 가축분뇨발효비료, 토양미생물제제비료 등 15종

나. 비료의 분류

1) 형태적 분류

○ 입상비료 : 직경 1mm 이상으로 조립된 비료(요소, 복비 등)

○ 분상비료 : 분말로 된 비료(용성인비, 석회질, 규산질 등)

○ 사상비료 : 모래와 비숫한 비료(용성인비 사상, 규산질 사상)

○ 고형비료 : 2종 이상의 비료에 이탄을 가한 직경 3mm 이상의 것(산림용

복비 등)

○ 액상비료 : 수용액, 현탁액의 비료(제4종 복합비료)

2) 주성분에 의한 분류

○ 단 비 : 비료3요소 중 1성분만 포함한 비료

(요소, 유안, 용성인비, 황산가리, 염화가리)

○ 복합비료 : 비료3요소 중 2성분 이상이 포함된 비료

(21-17-17, 22-12-12, 11-6-6, 21-12-11, 18-0-18 등)

○ BB비료 : 비료성분을 단순 배합한 비료 (고BB, 고특BB, 저BB, 저특BB)

○ 질소질비료 : 요소, 유안, 석회질소 등

○ 인산질비료 : 용성인비, 과석, 용과린 등

○ 가리질비료 : 염화가리, 황산가리, 황산가리고토 등

○ 미량요소비료 : 망간, 붕소, 철, 아연 등 미량성분을 포함한 것

3) 비료반응에 의한 분류

○ 생리적 산성비료 : 유안, 염안, 황산가리, 염화가리


○ 생리적 중성비료 : 요소, 초안, 과석, 질산암모늄

○ 생리적 알카리성(염기성)비료 : 용성인비, 석회질소, 질산석회, 규산질,

석회질비료

4) 비료의 효과에 의한 분류

○ 속효성 비료 : 비효가 빠르게 나타나는 비료 (요소, 복비 등)

○ 완효성 비료 : 양분이 서서히 녹아 나와 작물에 이용되는 비료 (피복요소

CDU, IBDU 등)

○ 지효성 비료 : 비효가 어느 시기가 지나서 늦게 나타나는 비료 (퇴비, 구

비 등)

5) 비료 공정규격에 의한 분류

가) 보통비료

○ 무기질 질소비료

황산암모늄(유안), 요소, 염화암모늄, 부산염화암모늄, 질산암모늄, 석회

질소, 암모니아수 비료, 질산석회, 질황안, 질안석회, 피복 요소, 씨디유

비료, 아이비디유비료

○ 무기질 인산비료

과린산석회(과석), 중과린산석회(중과석), 토마스인비, 용성인비, 용과린

○ 무기질 가리비료

황산가리, 입상황산가리, 염화가리, 황산가리고토

○ 복합비료

제1종복합비료, 제2종복합비료, 제3종복합비료, 제4종복합비료 (엽면시비

용, 양액재배용 또는 관주용, 화초용), 피복 복합비료, 씨디유 복합비료,

피복요소 복합비료, 아이비디유 복합비료, 포름요소복합비료

○ 석회질비료

소석회, 석회석, 석회고토, 부산소석회, 부산석회, 패화석, 생석회

○ 규산질비료


규산질비료, 규회석비료1호, 규회석비료2호, 광재규산질비료, 경량콘크리

트 규산질비료

○ 고토비료

황산고토비료, 가공황산 고토비료, 고토붕소비료

○ 미량요소비료

붕산비료, 붕사비료, 황산아연비료, 미량요소복합비료

○ 규인비료 : 규인비료

○ 규인가리비료 : 규인가리비료

○ 기타비료

제오라이트, 벤토나이트, 액상석회, 수용성 분상석회

○ 유기질비료

어박(어분포함), 골분, 잠용유박, 대두박, 채종유박, 면실유박, 깻 묵, 낙

화생유박, 아주까리 유박, 기타 식물성 유박, 미강 유박, 혼합 유박, 계

분가공비료, 아미노산발효 부산비료(박), 혼합유기질비료, 증제피혁분, 맥

주오니

나) 부산물비료

퇴비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부엽토, 아미노산 발효 부산비료(액), 건계분, 건

조축산 폐기물, 부숙왕겨 및 톱밥, 토양미생물제제(미생물효소) 및 토양활성제제

비료.

2. 비료의 성질

가. 비료의 반응

비료의 반응에는 비료 그 자체의 화학적 반응과 토양에 시용한 후 분해되어 식

물에 의하여 흡수된 뒤에 나타나는 생리적 반응이 있다.

1) 화학적 반응


화학적 반응이란 비료의 수용액 고유의 반응을 말하며, 그 반응이 산성이냐 또

는 염기성이냐에 따라 구별하는데, 식물에 대하여 중요한 것은 아니다. 황산암모

늄이나 황산칼륨은 화학적 중성비료이지만 식물은 황산보다도 암모늄 또는 칼륨을

다량으로 흡수하기 때문에 토양 중에 남는 것은 산성반응이 된다.

2) 생리적 반응

생리적 반응이란 비료 자체의 반응이 아니라 토양 중에서 식물 뿌리의 흡수작

용 또는 미생물의 작용을 받은 뒤에 나타나는 반응을 말한다.

예를 들어 황산암모늄과 같은 질소질비료는 식물에 의하여 암모늄이 흡수되면

남아 있는 황산기로 인하여 토양은 산성을 띠게 된다.

(NH4)2SO4 ↔ 2NH4+ + SO4

2-

NH4+ +4O2 = 2NO3- +2H2O + 4H

+

비료의 반응별 분류

반응 화학적 반응 생리적 반응

산성황산암모늄(유안), 염화암모늄,

인산암모늄, 과석, 중과석유안, 염화암모늄, 황산가리, 염화가리

중성요소, 질산석회, 염화가리,

질산나트륨(칠레초석), 질산암모늄요소, 질산암모늄, 인산암모늄, 과석

염기성생석회, 소석회, 탄산석회, 석회질소,

용성인비석회질소, 용성인비, 질산나트륨

나. 염류지수

일반화학비료는 가용성 염이어서 농도가 높으면 생육배지의 삼투압이 높아져 피

해가 발생한다. 비료는 종류에 따라서 물에 녹는 정도가 다르고 피해정도가 다르다.

비료의 염류지수(salt index)는 비료가 첨가될 때 토양용액에 생성되는 삼투압을 나


비료 성분함량(%) 염류지수 성분당 염류지수

질소

질산나트륨

요소

질산칼륨

황산암모늄

질산암모늄

암모니아

유기질

16

46

13

21

34

82

5

100

75

74

69

104

47

3.5

6.06

1.62

5.34

3.25

3.06

0.57

0.70

인

과인산석회

MAP

DAP

20

52

46

8

26.7

29.2

0.40

0.41

0.46

칼리

염화칼리

황산칼리

질산칼리

60

50

44

114

46

74

1.90

0.92

1.58

타내는 것으로 질산나트륨이 토양용액의 삼투압을 증가시키는 정도를 상대비교한

것이다. 질산나트륨(NaNO3)의 염류지수는 100이다. 비종에 따라서 염류지수가 다르

며 지수가 높을수록 토양용액의 삼투압이 높아져 염류장해를 일으키게 된다. 염류지

수가 높은 것이라도 시용 후 관수한다면 비료성분이 희석되어 안전하다.

비료의 염류지수

3. 비료의 성분 함량

화학비료의 경우 화학식을 알면 계산에 의해서 비료성분의 함량을 계산할 수

있다.

유안(황산암모늄, 황안)의 화학식 (NH4)2SO4

원자량 N=14, H=1, S=32, O=16

분자량=(1N+4H)x2+1S+4O)=(14+4x1)x2+32+4x16 = 132.


즉 유안 1 분자(132g) 중에는 2개의 질소원자(2x14=28g)가 들어 있다.

따라서 질소의 함량(%N)을 계산하면

N = (28/132) x 100 = 21.2%

복합비료의 주요 성분함량 표시

복합비료의 3요소 성분함량 표시는 N-P2O5-K2O 순서대로 수치를 기재한다.

예로서 21-17-17인 복합비료라면 이 비료 100kg 중에는 질소(N), 인산(P2O5),

가리(K2O)가 각각21, 17, 17 kg가 함유되어 있다는 것을 표시한다. 이 비료의

인산(P2O5)을 인(P)으로서의 함량을, 가리(K2O)를 칼륨(K)으로서의 함량을 알고자

한다면 환산이 필요하다. P와 P2O5의 화학식량은 각각 31과 142이고, K와 K2O의

화학식량은 각각 39와 94이기 때문이다. 이들 사이의 환산계수를 구할 때

P2O5에는 2개의 P, K2O에도 2개의 K가 있음을 주의해야 한다. 그러나 예로서

고토 MgO(화학식량 40)와 마그네슘 Mg(화학식량 24)은 Mg의 원자비가

1:1이므로 환산계수는 화학식량의 비로서 계산된다.

P/P2O5의 환산계수 : 2P/P2O5=(2x31)/{(2x31)+5x16)}=62/142=0.44

K/(K2O)의 환산계수 : 2K/K2O=(2x39)/{(2x39)+16)}=78/94=0.83

Mg/MgO의 환산계수 : Mg/MgO=24/40=0.6

따라서 21-17-17인 복비의 질소(N), 인(P), 칼륨(K) 함량은 다음과 같이

환산된다.

% P2O5 x 0.44 = % P, % K2O x 0.83 = % K

N : P2O5 : K2O → N : P : K

21 17 17 → 21 : 7 : 14


4. 비료의 종류 및 특성

가. 질소질비료

1) 속효성비료

가) 황산암모늄(유안)

황산암모늄(ammonium sulfate)의 분자식은 (NH4)2SO4로 표시되고, 질소함량

은 21%이다. 황산암모늄은 속효성이며, 시용 후 3~4일에 엽색이 진한 녹색으로

된다. 생리적 산성비료이므로 연용하면 토양이 점차 산성으로 변하기 때문에 적량

의 석회를 병용할 필요가 있는데, 황산암모늄 100kg에 대하여 석회 120~150kg

정도이다. 황산암모늄을 염기성비료인 석회질소 및 생석회와 혼합하면 암모니아가

휘산하므로 배합을 피하며, 시비 후 반드시 살수를 해야 비효를 높이고 휘산을 방

지할 수 있다.

나) 요소

요소(urea)의 분자식은 CO(NH2)2 이며, 질소함량은 46%로 대체로 황산암모늄

의 2.2배이다. 요소는 토양 중에서 신속히 분해되어 (NH4)2CO3로 되어 비효를 나

타내기도 하고, 또 그대로 작물에 흡수, 이용되기도 한다. 요소의 분해에 의한 암

모니아는 황산암모늄이나 염화암모늄과 같은 암모니아보다는 토양에 잘 흡수되어

비효의 지속성이 크다. 요소를 다량 시용하면 토양용액의 삼투압이 높아져 작물

종자의 발아를 해치거나 뿌리를 상하게 하는 경우가 있고, 겨울에는 요소의 분해

가 늦기 때문에 요소의 해작용이 오래 계속되므로 주의해야 한다. 요소는 연용해

도 토양을 산성화시키는 일이 없으며, 분해에 의하여 생성된 암모니아는 토양에

잘 흡수되므로 황산암모늄보다 비효의 지속성이 크며, 황산근이 없으므로 노후화

답(오래된 페어웨이 또는 티)에도 황산암모늄보다 우수하다. 요소는 뿌리의 활력

이 저하될 때, 잔디의 질을 좋게 할 경우, 농약과 함께 살포할 경우 등 엽면시비

를 하면 효과가 크다.


다) 질산암모늄

질산암모늄(ammonium nitrate)의 분자식은 NH4NO3 이며, 질소함량은 34% 전

후이다. 생리적 중성비료로서 시용한 것은 전부 작물에 흡수되므로 토양을 나쁘게

변화시키지는 않는다. 그러나 질산태질소는 쉽게 용탈되므로 다량 시용하면 질소

의 손실이 커진다. 물기가 있는 잎에 직접 닿으면 비해를 일으키므로 시비 후 충

분히 관수를 하거나, 액비로 주는 것이 안전하다.

2) 완효성비료

완효성비료의 제조방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫번째는 속효성비

료의 입자표면에 물의 접촉을 차단할 수 있는 난용성물질을 피복하는 물리적 방법

이고, 두번째는 합성비료로서 비료물질 혹은 비료성분을 함유한 물질을 화학적으

로 반응시켜 물에 난용성인 염이나 토양미생물에 쉽게 분해되지 않는 난분해성물

질로 제조하는 방법이다.

가) 피복비료

속효성비료의 입자표면에 물에 잘 녹지 않는 물질을 피복하여 양분의 용출을

조절할 수 있는 비료이며, 피복의 목적은 수용성인 비료입자의 물에 대한 침투를

제한하거나 억제하여 비료의 용출률을 조절하는 데 있다.

① SCU(sulfur coated urea)

SUC는 요소에 유황을 피복한 것으로 질소의 함유량은 피복량에 따라 다르며

일반적으로 32-38% 이다. 제품으로는 SCU, Lesco, Hi-Tech 등이 있다.

② 수지피복비료

가용성질소비료에 polyurethane, polyolefin, alkyd resin 등의 물질로 피복하

여 용출기간을 조절한다. 시판되는 제품으로는 Osmocote, Sierra, Agriform,

Procote, Scottkote, Meister 등이 있으며 SCU보다 코팅막이 얇으며, 보통 40%

N으로 질소 함유량이 높다.


나) 합성비료

화학적인 방법에 의해 합성된 완효성비료는 Urea-Formaldehydes(UF, MU)을 비

롯하여 CDU, IBDU, Guanylurea 등이 있다. 이들 비료에 대한 개발은 1910년부터

시작되었으나 1955년 미국에서 처음 실질적으로 산업화하여 생산하기 시작했다.

① Urea-Formaldehydes(UF, MU)

요소와 Formaldehydes를 반응시켜 만든 제품에는 Ureaform과 Methylene

ureas(MU)가 있다. 요소와 Formaldehyde를 반응시키면 Ureaformaldehydes의

여러 종류의 축합반응 물질이 생성되는데 이것은 비료의 조절제에서 완효성비료에

이르기까지 여러방면에 사용되며 완효성 질소화합물로 사용된 것은 오랜 역사를

갖고 있다. 일반적으로 UF비료들은 제조할 때에 몰비(U/F)에 의해 다양한 용해도

를 보이는데 몰비가 증가하면 수용성 성분의 양이 증가하고 반대로 감소하면 분자

량과 불용성이 증가한다. 이 밖에 반응중 pH, 반응온도, 반응시간 등이 관여하며

반응은 요소와 Formaldehyde가 축합반응하여 미반응 요소, Methylol urea,

Methylene diurea, Dimethylene triurea, Trimethylene tetraurea가 생성되는

데 반응이 알카리상태에서 촉매로 이루어지면 최초의 반응산물로 수용성인

Monomethylol urea와 Dimethylol urea가 되며 산성물질의 첨가시는 미반응 요

소, Methylol urea, Methylene diurea 등의 혼합물이 생성된다. 이 비료의 질소

함량은 38-41%로 Methylene ureas의 함량에 따라 다르다. 색깔은 백색분말이고

보통 저장조건하에서는 안전하지만 수분이 있고 온도가 높으면 중합이 일어나서

용해도가 낮아지고 유리요소를 함유하기 때문에 흡습성이 있다. 분해속도는 용액

의 pH에 영향을 받으며 산성에서는 빨리 분해되고 토양 콜로이드와 접촉하면 그

속도가 더 빨라진다.

Ureaform(UF)은 요소와 Formaldehyde(U/F)를 1.3/1의 비율로 만든 제품으로

Nitroform, Gramform 등이 있다. 질소함유량은 38%으로서 질소성분 중 물에 불

용성인 성분이 71%이고, 질소의 용출은 미생물분해 의존형이므로 온도와 수분이

중요한 인자가 된다. UF는 첫 시비시 질소이용율이 낮기 때문에 속효성비료와 함

께 시비해야 하며, 지속적인 시비를 해야 시비효율을 높일 수 있다.

MU는 U/F몰비가 대략 1.9/1로서 질소성분이 40%이며, 질소성분 중 물에 불용


성인 질소성분이 약 35%이다. 제품으로는 Nutralene, Scott MU40, METH-EX

40, Pro-turf 등이 있다.

② IBDU(Isobutylidene Diurea)

IBDU는 일본에서 벼재배용으로 개발하였다. 요소와 Aldehyde 종류의 물질과

축합반응산물이며 가수분해형 완효성비료이다. IBDU는 흰색의 결정체분말로 질소

함량이 이론상 32.18%이나 상품으로는 31%이고, 분자량이174, 용융점 205℃이다.

IBDU의 용해도는 실온에서 0.2~0.3g/100ml이고 물에서 쉽게 가수분해되어 요소

와 Isobutylaldehyde로 되는데 pH가 낮고 온도가 높을 때는 더 빠르게 분해된다.

질소용출의 최적 pH는 5-8사이이며, UF와 MU 같은 온도에 의존하는 미생물분해

형 완효성비료보다 저온에서 용출속도가 빠르고, 토양수분이 높고, 입자가 작을수

록 더 빨리 용해한다. 토양 염도와 산도에 미치는 영향은 적은 편이지만, 28g/㎡

이상의 과시비를 하면 잔디 엽의 암모니아 가스 흡수에 의한 일시적인 황화현상이

발생하기도 한다. IBDU는 시비 후 잔디에 반응을 보이기 전까지 2-3주간의 지연

기간이 있기 때문에 초기효과가 낮을 수 있다. 따라서 이런 사항을 고려하여 속효

성비료와 적절히 혼용해서 시비 할 필요가 있다. 그러나 처음 시비할 경우 UF와

MU보다는 질소이용율이 높다. 또한 IBDU는 MU비료와 비교하여 가을철 또는 겨

울철 시비에 적당하다.

③ CDU(Crotonylidene Diurea)

요소와 Crotonaldehyde의 반응에서 얻어지며 Crotonaldehyde 대신에 Aldol를

사용해도 같은 물질이 생성되는데 이 반응에서는 촉매제로 산이 필수적이다. 그러

나 최근에는 요소와 Acetaldehyde를 반응하여 CDU를 얻을 수 있다. CDU는 흰색

분말로 질소함량이 32%이고, 용해도는 0.06g/100ml (20℃), 용융점이 259~26

0℃이며 적은 양의 불순물이 함유되어 있다.

이 비료의 가수분해는 pH와 온도에 영향을 크게 받는데, 알카리토양 보다 산성

토양에서 좀 더 빠르게 용출되며, pH값이 1.0 내려가면 분해속도는 10배로 증가

하고 20 ~30℃부근에서 온도가 10℃상승하면 약 3배가 더 녹으며 미생물과 입자

의 크기에 따라서도 좌우된다.


④ 질산화 억제제

골프코스에 표층 시비된 요소비료는 암모늄으로 분해되고 이어 질산으로 변화한다.

생성된 질산은 토양에 흡착되는 힘이 약하기 때문에 관수, 강우 등에 의해 아래로 용탈

되고 심토의 환원층에서 질소가스로 변환되어 탈질되기 쉽다. 또 시용된 질소의 일부는

암모니아가스로 휘산되거나 토양 표면에서 유거되어 손실되기도 한다. 따라서 질소시비

후 요소 또는 암모늄 형태에서 질산으로 변환되는 시간을 지연시키기 위한 여러 물질이

있는데 대표적인 것이 질산화억제제와 가수분해 억제제이다. 질산화억제제

(nitrification inhibitors)는 아질산균인 Nitrosomonas의 활성을 억제하여 암모늄

(NH4+)에서 아질산(NO2

-)으로 변환되는 질산화반응을 지연시켜 용탈 또는 탈질에 의한

질소손실을 줄일 수 있다. 질산화억제제의 종류는 N-Serve(nitrapyrin), Didin

(DCD,dicyandiamide), TU, Magnesium Ammonium Phosphate, Guanyl Urea,

Sulfate (GUS), Guanyl Urea Phosphate(GUP), Triazines(Urea Pyrolyzates) 등이

있다. 가수분해억제제(urease inhibitors)는 요소를 암모늄으로 전환하는 요소 분해효소

인 우레아제(urease)의 활성을 느리게 함으로써 암모니아휘산에 의한 질소의 손실을 줄

여준다. 대표적인 물질로는 NBPT(n-butyl thiophosphoric triamide)와 PPD(phenyl

phosphorodiamidate) 등이 있다. 잔디는 일반적으로 암모늄보다 질산을 더 잘 흡수 이

용하므로 암모니아가 과다하면 일시적으로 해를 입을 수 있다. 따라서 질산화억제제와

가수분해억제제 함유 비료의 시용은 토양, 관리 상태, 시용시기를 잘 고려하여야 한다.

완효성비료의 종류별 특성비교

SCU 피복요소 UF MU IBDU 유기질

N(%) 39 40-42 38 40 31 2-10

용출기간 12-16주 8-16주 2년 8-12주 12-16주 8-52주

용출기작 피복분해 삼투작용 미생물분해형 미생물분해형 가수분해 미생물분해형

용출요구 수분 수분 수분, 온도 수분, 온도 수분 수분, 온도

최적반응계절 사계절 여름 여름 여름 봄, 가을 여름

초기반응 중간 느림 중간-느림 중간 중간-느림 느림

물 용해도 낮음 낮음 중간-낮음 중간 중간-낮음 낮음

엽소 가능성 낮음 낮음 낮음 낮음 낮음 낮음

토양온도

의존성낮음 중간 높음 중간 낮음 높음


나. 인산질비료

1) 과인산 석회(과석)

과인산석회의 주성분은 인산1칼슘과 황산칼슘(석고)이고, 수용성인산(P2O5)이

16% 내외이며, 일부는 인산2칼슘과 인산철로서 이들은 물에 녹지 않고 시트르산

암모늄용액에 녹는데, 이것과 수용성인산을 합한 것을 가용성인산(유효인산)이라

고 한다. 과인산석회는 황산암모늄(유안), 황산칼륨 및 유기질비료와는 배합해도

상관없으나, 석회질소, 석회 등의 염기성비료와 배합하면 수용성인산의 일부가 불

용성으로 변한다. 염화물과 배합하면 흡습성이 증가하며, 질산암모늄과 혼합하면

질산태질소의 손실이 커지고 흡습성이 더욱 증가되기 때문에 이와 같은 배합은 피

해야 한다. 과인산석회 중 인산의 대부분은 수용성이며, 일반토양에서의 인산질비

료 중 비효가 가장 크다.

2) 중과인산석회(중과석)

중과인산석회의 유효인산은 40~48%이나 실제 제품은 46% 이다. 불순물로 황

산칼슘이 다소 함유되어 있으나, 황산근이 없고 인산함량이 높으며 인산은 거의

전부가 수용성인데, 그 비효나 시용법은 과인산석회와 비슷하다. 퇴구비, 황산칼

륨, 염화칼륨, 인분뇨, 염화암모늄 등과는 혼합해도 좋으나, 나뭇재, 석회, 석회질

소, 요소 등과 혼합해서는 안된다. 질산태질소비료인 칠레초석이나 질산암모늄,

질산칼륨암모늄과는 혼합 후에 바로 사용하면 무방하다.

3) 인산암모늄

인산암모늄은 음이온, 양이온 모두가 비료요소로 되어 있는 중성비료로 질소

21.2%, 인산 53.8%로 질소:인산의 비가 1:2.5 이다. 성분이 농후하므로 고르게

살포해야 하며, 석회질비료와는 혼합을 피한다.

4) 용성인비

용성인비는 일명 용성고토인비라고도 하며, 구용성인산은 18~20%, 구용성고토

는 10% 이상 함유되어 있다. 부성분으로 작물의 필수원소와 미량원소 등 각종 성


분을 다량으로 함유하고 있어 종합 무기성분 비료라고 할 수 있다. 용성인비는 알

칼리성이며, 물에 녹았을 때의 반응은 pH 8~8.5가 되므로 황산암모늄과 같이 암

모늄을 포함하는 비료와의 혼합은 피하는 것이 좋으며, 혼합할 때는 시용 후 바로

복토해야 한다. 용성인비 중의 인산은 구용성이므로 철, 알루미늄과의 결합이 약

해 비효가 지속되고, 석회와 고토는 토양의 산성을 중화시키고, 엽록소의 주성분

으로 작용하며, 규산은 세포조직을 튼튼하게 하여 내병성을 증가시킨다.

5) 용과린

용과린은 지효성인 용성인비와 속효성인 과인산석회를 혼합, 조립한 인산질비

료이다. 비료의 반응은 중성에 가까우며 흡습성이 적고 토양에 대한 흡착이 적어

인산의 비효를 증진시킨다. 요소, 염화암모늄, 염화칼륨, 유기질비료와 혼용해도

좋으나 석회질비료와는 혼용하지 않는 것이 좋다.

다. 칼리질비료

1) 염화칼륨(KCl)

시판되는 염화칼륨의 K2O 함량은 60% 이고, 성분은 모두 수용성이며, 백색의

결정으로 외관은 황산암모늄과 비슷하나 짠맛이 있고 냄새가 없다. 염화칼륨 자체

는 중성이지만 토양에 시용하면 칼륨이 흡수되고 염소가 잔류하므로 생리적 산성

비료이다. 토양에 시용하면 토양에 습기를 증가시켜 작물의 한해(旱害)를 방지하

며, 토양 중의 불용성칼슘과 작용하여 칼슘을 유실시키므로 석회질비료를 보충해

야 한다. 염화칼륨은 토질의 악화시킬 염려가 있으므로 소량씩 시용하고 연용하지

말며, 흡습성이 강하므로 다른 비료와 배합했을 때에는 곧 시용하며, 장기간 저장

하지 말아야 한다. 염화칼륨은 사토에서 보다 점토에서 효과가 크다.

2) 황산칼륨(K2SO4)

황산칼륨의 K2O 함량은 48~50% 이다. 각종 비료 중에서 가장 흡습성이 작

고 중성이며, 각종 비료와의 배합이 가능한 생리적 산성비료이다. 황산칼륨은 대


체로 작물 뿌리의 발육을 도우므로 작물생육을 왕성하게 하며, 염소를 싫어하는

작물에 대한 효과가 크다. 생리적 산성비료이므로 염기성비료를 시용하거나 석회

로 중화시키는 동시에 유기물을 시용하여 황산근의 잔류에 의한 산성화를 방지해

야 한다.

라. 석회질비료

1) 생석회

생석회는 석회석을 태워 이산화탄소를 휘발시켜 만든 것으로서 분자식은 CaO

이며, 유효석회 80% 이상이 공정규격으로 되어 있다. 강알칼리성이므로 토양에

시용하면 강렬한 반응으로 산성의 중화, 유기물의 분해, 잠재지력의 활용 등 그

효과가 매우 크다. 식재된 잔디밭의 사용은 어렵고 신설골프장 건설때 시용하면

매우 효과적이다.

2) 소석회

소석회는 생석회에 물을 가하여 소화시킨 것으로서 보통 비료용 석회라고 하며,

분자량은 Ca(OH)2 이며, 유효석회 6

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1. 잔디의 필수원소ktri.or.kr/Ebook/2010edu/2010_04.pdf · 2017-03-13 · 진행되는데, 아미노화 및 암모니아화작용은 유기물 또는 부식의 단백질, 아민,