한국대학교육협의회 부설 한국교양기초교육원
서울특별시 금천구 서부샛길 606 대성디폴리스A 23층 Tel. 02-6919-3952 E-mail. konige@kcue.or.kr
저작권 관련 주의 사항
본 저작물을 내려받는다는 것은 아래 사항들에 동의하시는 것을 의미합니다.
1. 본 자료는 강의하시는 교육자를 위해 ㈜바이오사이언스 출판에서 제공하는 것으로, 실제 강의가 이루어지는 대학 강의실에서만 사용될 수 있으며, 일반 사설 학원이나 온 라인 수업 등의 목적으로 사용될 수 없습니다.
2. 본 출판사의 허락 없이는 어떠한 경우에도 본 저작물의 수정, 편집, 전송, 배포 등은 불가합니다.
3. 본 저작물은 핵심 생명과학(ISBN:9788992709996, 장수철, 김응빈, 이준행 공저, ㈜ 바이오사이언스 출판)의 강의보조자료입니다.
4. 본 저작물은 저작권법에 의해 보호되고 있으며, 무단 도용 및 불법복제 및 전송으로 인해 저작권 침해 시 법적 책임이 따를 수 있습니다.
32장 식물의 영양과 토양
식물은 무기영양소를 토양으로부터 얻는다.
▶ 식물은 물과 무기질을 토양에서 얻는다.
▶ 식물 유기물질의 대부분은 공기 중 이산화탄소에서 유래 한 탄소화합물이다.
▶ 필수원소란 식물이 생존과 번식에 필요한 화학원소이다.
32.1 식물의 생존에는 꼭 필요한
몇몇 화학원소가 있다
식물 생장에는 19개의 필수원소를 필요로 한다.
▶ 대개 수경재배를 통해 필수원소를 찾아낼 수 있다.
▶ 식물이 다량으로(mg 수준) 필요로 하는 10개는 다량영
양소로서 탄소, 수소, 산소, 질소, 포타슘, 칼슘, 마그네슘, 인, 황, 실리콘 등이 있다.
▶ 9개는 미량영양소로서 염소, 철, 붕소, 망간, 나트륨, 아 연, 구리, 니켈, 몰리브덴이 있다. 미량영양소는 식물이 소량(microgram 수준 이하)을 필요로 한다.
무기질 결핍증상이란 필수원소 중 하나 이상이 결핍될 때 나타나는 생리적 현상이다.
▶ 뿌리계와 어린싹계는 환경으로부터 필요한 물질을 받아 들이기 위해 분지를 한다.
▶ 증상은 결핍된 영양소의 기능에 따라 나타난다.
▶ 마그네슘처럼 이동성이 큰 영양소가 결핍되면 보통 어린 기관보다는 성숙된 기관에서 먼저 증상이 나타난다.
▶ 철분 등 이동성이 작은 영양소가 결핍되면 이와 반대이 다.
▶ 다량원소의 결핍은 흔하게 일어나는데, 특히 질소, 인, 포타슘의 결핍은 매우 흔하다.
유전자 조작을 통해 식물영양 상태가 개선된 식 물을 만들 수 있다.
▶ 시트르산을 과도하게 만드는 식물은 알루미늄 독성에 내 성을 띠고 식물 내 알코올탈수소효소의 함량을 증가시켜 홍수에 대한 저항성을 띠도록 할 수 있다.
▶ 일부 영양소의 결핍증을 미리 경고하는 식물을 만들 수 도 있다.
토양은 다양한 크기의 토양입자로 구성된다.
▶ 생물체들이 분비하는 산은 암석을 분해하고, 암석의 틈 새에서 자라는 식물 뿌리는 기계적으로 암석을 부수어 부 식질과 함께 표토를 구성한다.
▶ 부식질은 암석에서 유래한 입자, 살아 있는 생물체, 부분 적으로 썩은 유기물질의 혼합물이다.
▶ 양토는 가장 비옥한 토양으로 모래와 중간 크기의 미사, 진흙이 같은 양으로 들어 있다.
32.2 토질은 식물의 분포와 생장을
결정한다
토양은 무기염류, 유기질, 공기 및 물로 구성되 어 있다.
▶ 토양은 식물을 고착시키고 필수적인 무기물을 제공해 준 다.
▶ 무기물을 구성하는 무기양이온이 수소이온을 대체하여 토양입자로부터 벗어난 후 토양용액으로 들어가는 양이 온교환현상을 일으킨다.
▶ 유기물은 토양의 물 보유능력을 증가시킨다. 토양의 공 기는 호흡에 사용되는 산소를 토양미생물에게 제공한다.
▶ 토양수분은 식물과 기타 생물체에 물과 용해된 무기물을 제공한다.
지속적인 농업을 위해서 토양을 보존하여야 한 다.
▶ 농업은 토양의 무기질 함량을 낮추고 물을 소비하여 토 양 유실을 가속화한다.
▶ 토양보존을 위한 목표는 이러한 위험들을 최소한으로 줄 이는 데에 있다.
▶ 지속적 농업이란 토양관리에서 자원 보존적이며 환경 친 화적이고 경제적인 경작방법을 사용하는 농업을 말한다.
▶ 이를 위해서 관개 개선, 비료의 선택, 토양 pH의 조정, 토양침식의 조절, 토양압착 막기 등 다양한 시도를 한다.
▶ 식물정화란 생물학적이고 자연보존적인 기술로서 오염물 질을 식물에 축적시켜 토양을 회복시키는 경제적인 방법 이다.
식물의 뿌리와 결합된 지하권에는 유용한 세균 이 서식한다.
▶ 지하권에는 식물의 분비물을 이용하는 여러 종의 리조박 테리아(Rhizobacteria)가 존재한다.
▶ 이 세균 중 일부는 식물의 생장을 촉진한다.
32.3 영양 흡수를 위해 식물은
다른 생물체와 상호관계를 갖는다
질소는 식물의 생장에 가장 큰 영향을 미치는 무기물이다.
▶ 질소고정을 통해 대기 중의 질소가스로부터 암모니아가 만들어져 토양에 축적된다.
▶ 질소고정세균은 공기 중의 질소가스를 암모니아로 전환 시켜 식물이 유기합성을 위한 질소원을 흡수할 수 있도록 한다.
▶ 질소고정효소는 질소가스에 수소이온과 전자를 첨가하 여 암모니아로 환원시키는 전 과정을 촉매한다.
▶ 뿌리혹의 발달은 Rhizobium 세균과 식물의 뿌리세포 사 이의 화학적 소통으로 이루어진다. 뿌리혹의 세균은 세포 소낭 내에 박테로이드 형태로 존재하고 식물로부터 당분 을 얻는 대신 식물에게 고정된 질소를 제공한다.
질소는 여러 형태로 전환된다.
▶ 암모니아화 세균: 유기물질, 부식질을 암모니아로 전환 시킴
▶ 질산화세균: 암모늄이온을 질산염으로 산화시키며 에너 지를 얻음, 질산염은 식물이 질소원으로 사용함
▶ 탈질산화세균: 질산염을 무기호흡의 최종전자 수용체로 이동하여 질소분자로 환원시켜 대기 중으로 돌려보냄
농업에서 공생적 질소고정으로 인한 효과를 증 가시키기 위해 윤작을 한다.
균근은 뿌리와 공생관계를 가지고 있다.
▶ 균근은 균사를 통해 물과 무기물을 공급하고 식물은 광 합성 산물을 제공한다.
▶ 외생균근은 보통 두껍고 짧으며 가지가 많다. 균사가 확 장되어 표면적을 충분히 제공하기 때문에 해당 식물은 뿌 리털을 형성하지 않는다.
▶ 내생균근은 균류와 식물 사이에 영양소 전달에 중요한 역 할을 하는 작은 가지 모양의 분지상을 이룬다.
▶ 균근이 없으면 식물에 결핍증이 생길 수 있고 생태적 안 정성이 흔들릴 수 있다.
다른 생물을 이용하여 영양을 섭취하는 식물
▶ 착생식물은 살아 있는 다른 식물의 줄기에 몸체를 고정시 켜 자란다.
▶ 기생식물은 살아 있는 숙주식물로부터 당과 무기질을 흡 수하는데, 일부 기생식물은 광합성을 하기도 한다.
▶ 식충식물은 광합성을 하지만 곤충이나 다른 동물을 죽여 서 소화시킴으로써 질소와 일부 무기물을 얻는다.
