질소의 흡수 및 생리적 기작

질소의 흡수 및 생리적 기작

 

 

 

 

 

질소는 세포원형질의 기본물질인 단백질과 세포핵의 주성분인 핵산의 주요한 구성원소로서, 작물의 생장을 좌우하고 수량에 크게 영향을 미치는 중요한 양분이다.
질소는 논에서는 암모니아의 형태로 뿌리에 흡수된다. 흡수된 암모니아(NH₂)는 식물체 내에서 광합성이나 호흡작용에 의하여 생성된 중간대사물질(α-ketoglutarate, oxaloacetic acid와 같은 유기산)과 결합하여 글루타민산과 같은 아미노산이 된다. 이것은 다시 각종 아미노산으로 재구성되어 단백질이나 핵산 등의 질소화합물로 합성된다. 따라서 질소는 엽면적을 크게 확대시킴과 동시에 단위 엽면적당 광합성을 왕성하게 하고, 탄수화물을 축적하여 건물중을 증대시킨다.

 

질소는 식물체내에서 단백질, 핵산, 엽록소, 효소 등 중요한 화합물의 구성성분으로 식물의 생명유지에 아주 중요한 역할을 하고 있다. 작물은 이 질소를 주로 암모니아태 질소나 질산태 질소인 무기태 질소의 형태로 흡수하고 있다.

 

암모니아태 질소는 낮은 근온에서 흡수되기 쉬운 성질있다. 암모니아태 질소가 배지 중에 다량 축적되면 암모니아 가스 장해의 원인이 되며, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 등 양이온의 흡수를 저해한다. 다량 흡수된 암모니아태 질소는 식물체내에서는 유독하다.

 

질산태 질소는 토양 배지에 흡착되지 않기 때문에 관수 등으로 유실되기 쉽다. 질산태 질소 또한 낮은 근온에서 흡수되기 어렵다.

 

배지에 시용된 질소비료는 그 형태에 따라 질화세균 등 미생물의 작용이나 가수분해에 의해 형태변화를 하여 주로 질산태 질소로서 작물에 흡수된다. 그러나, 요소태 질소나 암모니아태 질소로 시용된 초기 단계에서는 암모니아태 질소가 흡수의 주체라고 생각된다. 흡수된 질산태 질소는 뿌리에서 잎으로 전류되어 거기서 효소의 작용에 따라 암모니아태 질소로 바뀌어 글루타민을 거쳐, 글루타민산 그 외 아미노산 합성에 이용된다. 암모니아태 질소로 흡수되는 경우에는 식물체내에서의 환원작용은 이루어지지 않으며, 직접 글루타민 생성이 이루어진다. 이 환원작용은 에너지를 필요로 하며, 동화산물과 온도를 필요로 하기 때문에 저온이거나 광이 부족하여 동화산물이 부족한 경우에는 질소과잉에 의한 장해발생의 원인이 된다.