질소 보급이 이뤄지지 않으면 나무 몸은 영양 부족이 되어 쇠약해지고 뿌리 노화가 촉진된다.,질소 부족과 전류 악화가 겹쳐 줄기 잎에 탄수화물이 축적되게 되면 병의 발생된다. 이 비료 절단에 의한 탄수화물의 축적과 밀접한 관계가 있으며, 병균의 분생포자 중에는 전날 광합성산물이 다량으로 흡수되고 있는 것으로 확인되고 있다. 자외선 차단 필름을 사용하는 집 재배에서도 체내 탄수화물의 축적을 초래할 수 있으며 병의 다발성과 관련이 있다.
질소 비료는 암모니아 상태, 질산 상태, 우레아 상태 및 단백질 상태를 포함하며 작물은 이러한 형태에서 사용할 수 있지만 대부분 암모니아 질소 (NH4-N) 및 NO3-N의 형태로 흡수된다. 벼의 초기 성육은 NH4-N을 선호하며, 밭작물의 경우 대부분 NO3-N을 즐겨 흡수한다. 즉, NH4-N을 논에 시용할 경우 암모니아 상태로 흡수되지만, 밭에서는 환경이 좋으면 토양에서 질산화가 이뤄져 대부분이 NO3-N 형태로 흡수되고 있다.,그러나 질산화성이 정상적으로 수행되는 토양에서 도 작물은 질산화성이 수행되기 전에 많은 NH4-N을 흡수한다. 뿌리가 질소 성분을 흡수하면 수반 이온이 잔류하고 뿌리 pH가 변한다. NH4-N을 흡수하면 pH가 높아지고 NO3-N을 흡수하면 낮아진다. pH가 7보다 작은 용액은 산성, pH가 7보다 큰 용액은 알칼리성 또는 염기성이라 한다. 수소이온농도가 높을수록 pH는 낮다.
NH4-N 및 NO3-N의 토양 pH에 대한 영향은 상반되며,이 영향은 종종 병해 발생에 상반되는 영향을 미친다. NH4-N과 NO3-N은 작물 내에서의 동화 양식도 다르다. NH4-N은 뿌리에 흡수되면 그 자리에서 α-KG(α-케토글루타르산)을 거쳐아미드 또는 아미노산으로 변한다. NO3-N은 그대로 줄기 잎으로 보내져 무기 상태로 저장된다. 즉, 작물이 질소를 필요로할 때 암모니아로 환원되어 아미드 또는 아미노산으로 변화한다. NO3-N은 다량으로 흡수되어도 그 시점에서 α-KG를 대량으로 요구하지 않는다. 병해 발생 증감에 미치는 영향은 질소의 시용량보다 오히려 형태에 따른 차이가 크며, NH4-N과 NO3-N에 의한 병해에 미치는 영향이 크다. 일반적으로 Fusarium, Rhizoctonia, Aphanomyces 및 Cerrosporella에의한 병해는 NO3-N의 적용에 의해 감소되고 NH4-N의 적용에 의해 증가한다.
1. 질소에 대하여
질소의 다시비로 인해 미소화 질소가 과다하게 축적되면 양파와 마늘, 감자, 호박 등 저장 중 세균류에 의한 부패가 많아진다. 또한 질소의 과다시비로 인해 미소화 질소가 과다하게 축적되면 규산의 흡수축적이 적어지고, 더욱 리그닌 함량이 떨어지기 때문에 벼과 식물 등의 사상균인 도열병이나 녹병의 피해가 많아진다. 도열병이나 녹병, 힌가루병 등 활물기생하는 절대기생균은 다량의 질소 시용으로 균의 생육이 왕성해진다. 미소화 질소가 없어지면 균의 생육은 불량해진다.
멸구류, 명아나방, 방귀 해충은 어린 잎을 선호하지만, 가용성 미소화 질소를 선호하므로 질소 다시용으로 인한 가용성 미소화 질소는 해충의 피해를 증가시킨다. 특히 암모니아계 질소가 많고 황이나 칼륨이 결핍되면 이러한 현상은 현저하게 나타난다.
식물체 내의 질소가 부족해 체내의 아미노산이나 단백질이 부족하면 세균류인 토마토의 반점 세균병이나 일반 작물에 있어서 반점병, 사상균인 위병, 바이러스병이 발생하기 쉽다. 질소의 시비 방법에 의해서도 병해의 발생을 막을 수 있다.예를 들어, 질산칼륨의 시비를 통해 병의 발생을 줄일 수 있다. 토양의 pH가 높을 경우에 질산칼륨이나 질산마그네슘의 시비를 통해 토양 pH를 낮추고 망간이나 규산의 흡수를 좋게 함으로써 사상균인 힌가루병의 피해를 줄일 수 있다.
2. 희박한 인산염
인산이 과다해지면 토양 속의 알루미늄이 불활성화되고 감자 방선균 피해가 증대되는 경우가 있다. 토양 콜로이드(점토 광물)의 표면은 음 또는 양의 전하를 가지고 있기 때문에, 그 전하와 반대 부호를 갖는 양이온 또는 음이온의 흡착이 발생한다. 이러한 흡착 이온을 가진 점토 광물이 다른 이온을 함유한 용액과 접촉하면 흡착 이온과 용액의 이종 이온 사이에서 교환 반응이 즉각적으로 발생한다.이 현상을 이온 교환이라고 한다. 이온 교환 반응에 의해 용액에서 방출되는 양이온 또는 음이온의 양을 측정하면 반응에 관여하는 점토 광물의 양 또는 음의 전하량을 추정할 수 있다. 양이온 교환 용량((Caion Exchangeable Capacity: CEC)과 음이온 교환 용량(Anion Exchangeable Capacity: AEC)을 각각 양이온 교환 용량으로 함유한다. AEC라고 한다.
보통 100g당 밀리당량수(meq, 당량은 이온의 가수에 몰수를 곱한 것)로 표현된다. 즉, 과도한 인산은 토양 용액에서 인산 이온이 방출되면 양이온 사이에서 교환 반응이 즉각적으로 일어나고 토양 콜로이드 (점토 광물) 표면의 양전하가 감소한다. 이와 같은 상태로 이루어지면 토양에 양전하에 의해 흡착되는 휴면포자가 토양에서 떨어져 뿌리의 음전하에 끌려가 뿌리 표면에 흡착하여 발아해 뿌리에 침입하고 뿌리류병으로 발병한다. 또한 십자화과의 뿌리류병(Plasmo de Ophola)은 과도한 인산이 토양 콜로이드의 양전하를 감소시키기 때문에 휴면포자가 토양에 흡착되기 어렵기 때문에 아십자화과의 배추 등의 뿌리에 흡착되어 뿌리류병으로 발병한다. 또한, 유효 인산염이 130mg / 100gsoil 이상이 되면 양파와 마늘과 같은 건부병이 잦아진다. 반대로 인산이 결핍되면 가용성 미소화 질소가 증대되고 사상균에 의한 여러 질병이 발생한다. 예를 들어 벼과에 있는 붉은 녹병이나 오이의 탄저병, 일반 작물의 힌가루병 등이 발생한다.
3. 칼륨에 대한다.
칼륨은 각 작물의 생육 적정시비량까지는 세균류에 의한 반점세균병과 사상균류에 의한 힌가루병, 흑반병, 균핵병, 잎마엽마름병, 벼과의 밀과 목초류 등의 적병에는 예방효과가 있다. 하지만 생육 적정시비량 이상시비해도 그 이상의 효과는 인정되지 않는다. 팜오일을 채취하는 진딧물의 위축병은 칼륨시비로 인해 피해가 줄어든다.
콩에서 생기는 흑점병은 칼륨을 다량으로 시비함으로써 질병 예방이 가능하며, 각 작물의 뿌리썩은 선충이나 뿌리류 선충은 칼륨 결핍에서는 피해가 증대된다. 뿌리류 선충은 칼륨이 토양에 충분히 존재하면 뿌리류 선충의 수가 많아도 피해는 적다.
해충은 칼륨이 결핍된 토양에서 더 큰 피해를 입는다. 특히 칼륨이 결핍된 토양에 암모니아 질소와 마그네슘의 과다 투여는 피해를 증가시킨다. 즉, 암모니아태 질소나 마그네슘의 과다로 칼륨이 결핍되면 해충의 피해는 더 크다. 또한 칼륨이 생육에 적정한 시비량으로도 토양에 질소나 마그네슘이 과도하고, O.R.P가 낮아 산결토양이라 칼륨이 흡수하지 못하게 되므로 역시 해충의 피해를 증대시킨다.
4. 칼슘에 대한다.
칼슘이 결핍되면 토마토 궤양병이나 청고병 등, 감자 등 가지과의 연부병 등 세균성 질병의 발생이 많아진다. 토마토의 청고병과 같은 병해에 저항성 품종은 칼슘의 흡수가 많다. 이러한 세균성 질병은 칼슘의 흡수 증가로 인해 손상을 줄인다. 이 점은 칼슘 흡수가 증가함에 따라 펙틴의 분해 효소 활성이 감소하기 때문이다. 펙틴의 분해 효소 활성이 감소하면 병해로 인한 세포 파괴를 막을 수 있기 때문에 병해에 강하다. 사상균류에서 발생하는, 리조크토니아균의 뿌리부병이나 양파의 흑곰팡이병, 상추의 회색곰팡이병은 각피층의 칼슘 함량 저하가 원인이다.
또한 수확 후 사과의 황부병으로 인한 저장 중 부패는 수확 전 칼슘의 시용효과가 매우 높으며, 이러한 병해는 모두 칼슘의 증시용을 통해 펙틴의 분해효소 활성을 저해함으로써 방지하는 것이다. 콩의 균핵병도 동일하며 칼슘의 시용으로 생리장애도 감소한다. 고농도의 칼슘 시용효과를 통해 토마토의 위축병을 방지할 수 있고, 피망의 백실병은 칼슘의 증비효과와 적성범위 내의 높은 pH의 효과로 방지할 수 있다.
배추뿌리류병은 칼슘의 증비효과와 적성범위 내의 pH의 효과로 인해 토양콜로이드의 양전하를 증가시키고 휴면포자를 토양에 강하게 흡착되기 때문에 포자가 뿌리 쪽에 쉽게 부착되지 않기 때문에 방지할 수 있다. 그러나 감자 더댕이병은 직접적으로 칼슘의 증가로 인한 원인이 아니라 간접적으로 칼슘의 증가로 인한 토양의 pH 상승이 토양의 알루미늄을 불활성화시켜 방선균에 의한 병이 발생하는 것으로 생각된다. 또한 토양의 pH 상승은 가용성 암모니아태 질소를 증가시키고 미량요소의 흡수를 불용화시키기 때문에 양분균형이 무너져 토양병해 발생이 많아진다.
5. 염소의 균질성
염소가 부족하더라도 보리의 뿌리부병이나 밀의 입고병이나 붉은 녹병이 증가한다.
6. 망간에 대하여
망간은 적정한 양이 토양에 존재하면 망간의 제균 작용이 작용하여 병해 발생을 억제한다. 그러나 망간이 부족하면 비트의 바이러스병이나 사상균에 의한 감자의 더댕이병, 밀의 입고병이 발생한다. 토양 병해와 관련된 섬유질 균은 망간을 불용화시키기 때문에 작물은 망간 부족으로 리그닌이 감소하고 병해에 약해져 피해가 증가한다. 오이 등 힌가루병도 망간이 부족하면 발생한다. 이런 경우 MnCl2의 0.0025M의 잎면 살포로 피해를 줄일 수 있다. 토양의 선충류도 망간이 부족하면 피해가 커진다. 정상적인 망간농도의 토양에서는 선충의 영향은 거의 받지 않는다. 예로 보리의 시스트 선충 등은 양으로 망간이 부족하면 피해가 커진다.
망간과 다른 양이온(마그네슘, 칼슘, 칼륨, 철, 아연 등)과의 흡수 사이에는 항관계가 있다.그 러나 그 메커니즘은 마그네슘 이온과 칼슘 이온, 칼륨 이온, 철 이온 및 아연 이온의 농도에 따라 다르며 단순한 항 작용이 아니다. 즉, 마그네슘이나 칼슘, 칼륨, 철, 아연과 같은 양이온이 고농도로 존재하면 망간 흡수는 억제된다. 반대로, 고농도 망간 이온은 이러한 양이온의 흡수를 억제하지만 식물의 종류에 따라 그 영향은 상당한 차이가 있다. 마그네슘과 칼슘, 칼륨, 철, 아연 등 양이온과 망간이온의 균형이 잡혀 있는 토양은 하등식물인 미생물의 균형도 잡히기 때문에 균끼리의 전국시대가 일어나지 않고 정균작용이 강하게 일하는 셈이다.
7. 구리가 부족하면 특히 세균성 밀의 줄기 갈변병이나 입고병이 발생한다. 이런 구리가 결핍된 토양에서는 정밀한 토양 분석을 실시해 가급적 구리의 필요량을 내지 않으면 시비량은 판단할 수 없다. 이런 경우는 너무 많이 쓰여 구리의 과잉해를 낼 우려가 있기 때문에 토양시용보다 엽면 살포가 효과적이다. 구리가 상습적으로 결핍된 토양에서는 정밀한 토양 분석을 수행하고 가급적인 구리의 필요량을 알면 E.D.T.A.Cu 또는 CuSO4 + CaSO4 혼합물의 토양 적용이 매우 효과적이다. 구리는 리그닌(식물의 몸을 튼튼하게 만드는)의 합성에 필요한 미량 요소다. 섬유상 균에 의한 오이 같은 종류의 힌가루병은 구리가 부족할 때 자주 나타난다. 오이의 힌가루병은 0.0025M의 CuSO4의 잎면 살포가 효과적이고 저항성도 유 도한다.
8. 아연이 결핍되면 밀 등 벼과 식물의 뿌리부병이 발생한다. 아연의 효과는 생육적량까지이므로 정밀한 토양분석을 실시해 가급적 아연의 필요량을 깨뜨리지 않으면 시비량은 판단할 수 없다. 양액 재배에 따른 상추의 빅베인병 등에서 양액의 Zn 농도를 2ppm으로 관리하면 발생을 억제할 수 있다. 이처럼 양액재배 상추나 크레손의 경우 작물 필요량 이상의 Zn 시용으로 피해를 감소시킬 수 있다. 아연이 결핍된 잎 표면에 당분이 용해되어 끈적인다. 섬유질 균에의 한 힌가루병은 잎 표면에 용출된 당분과 미소화 질소에 쌓이기 때문에 질소가 과다하고 아연이 결핍된 작물은 우돈코병이 발생하면 멈추지 않는다.
9. 붕소가 결핍되면 시아니딘 함량이 부족하므로 밀 등 벼과 식물이나 오이를 시작으로 하는 채소류의 힌가루병 등 병원균의 감염과 증식이 빨라진다. 이 경우 H3BO3의 0.005M 잎 표면 살포는 피해를 줄일 수 있습니다. 배추 뿌리류병은 토양양액의 B 농도가 30ppm 이상이 되면 뿌리혹병균(플라스모데오포라)의 유주자낭의 생육을 저해하기 때문에 십자화과와 같은 소소를 다량 요구하는 작물은 소소를 사용해 질병을 억제할 수 있다.
10. 규산 부족이 되면 특히 벼과 식물은 질병 발생이 많아진다. 벼과의 식물 정도는 아니지만 일반 작물도 규산 부족이 되면 여러 가지 질병이 발생한다. 벼과 식물에서 발생하는 세균에 의한 잎집갈변병은 줄기잎의 규산(SiO2) 함량이 6% 이상으로 방지할 수 있다. 사상균에 의한 도열병이나 문마름병, 후마엽마름병, 소립균핵병은 2K규산칼륨의 잎면 살포는 약제 살포와 비슷한 정도의 효과를 발휘한다. 또한 가급적인 규산이 부족한 토양에서는 K2O·nSiO2를 시용해도 효과가 있다. 특히, 소립균 핵병은 2K규산칼륨의 토양시용을 통해 식물체 내 가용성 질소 함량이나 미소화 질소 함량이 감소하기 때문에 질병 피해는 줄여준다.
적정량의 규산을 함유한 토양은 건전한 작물을 키운다. 규산 함량이 높은 작물은 항균제인 플라보노이드류의 람네틴을 다량으로 생산하기 때문에 내병성이 증가한다. 수경 재배 오이의 뿌리 부패는 SiO2의 1.7mM (SiO2로 100ppm)의 적용으로 질병을 억제할 수 있다. 마스크 멜론의 우돈코 질병은 17mM이다. 2K 규산칼리움의 잎 표면 살포에 의해 균을 완전히 억제할 수 있다. 고농도 딸기의 우돈코병은 SiO2의 1.7mM(SiO2로 100ppm) 함유된 배양액을 주면 완전히 억제될 수 있으며, 장미와 포도도 유사한 것을 알 수 있다.
또한 가급적인 규산이 부족한 토양에서는 K2O·nSiO2를 시용해도 효과가 있다. 특히, 소립균 핵병은 2K규산칼륨의 토양시용을 통해 식물체 내 가용성 질소 함량이나 미소화 질소 함량이 감소하기 때문에 질병 피해는 줄여준다. 적정량의 규산을 함유한 토양은 건전한 작물을 키운다. 규산 함량이 높은 작물은 항균제인 플라보노이드류의 람네틴을 다량으로 생산하기 때문에 내병성이 증가한다.
오이의 우동코병이나 만균병, 갈반병 등은 2K규산칼륨의 잎면 살포 또는 2K규산칼륨의 토양시용에도 효과가 있다. 수경 재배 오이의 뿌리 부패는 SiO2의 1.7mM (SiO2로 100ppm)의 적용으로 질병을 억제할 수 있습니다. 마스크 멜론의 힌가루 질병은 17mM입니다. 2K 규산칼리움의 잎 표면 살포에 의해 균을 완전히 억제할 수 있다.
또한 해충에 대해서도 규산 부족은 식물체 내의 가용성 질소 함량이나 미소화 질소 함량이 많아지므로 피해가 많아진다. 진딧물 등은 2K규산칼륨의 1% 용액의 잎면 살포로 상당히 방제할 수 있으며, 감자 방선균에 의한 솔카병은 가급태의 규산 증가로 피해는 확대된다. 규산과 규산 함량이 높은 토양의 공급 상태의 관개수인 규산은 활성 알루미늄(Al3+)을 불활성화시키기 때문에 피해를 증가시킨다.
출처: 강의자 安部淸悟 일본 P.C.센터 소장, 통역 崔元凱진주산업대명예교수(농박)
