요소 비료

NH₃가 NO₃로 바뀔 수 있는 충분한 시간을 갖도록 시비한다. 암모니아를 흡수하고도 병이 안나는 것은 벼과 밖에 없다. → 흡수 즉시 아르기닌으로 변환한다. NH₃가 3kg/10a 이하일 경우 10~15일 소요된다. 그 이상일 경우 기하급수적으로 많은 시간이 필요하다. H₂O의 분자량은 18이고 NH₃의 분자량은 17이므로 흡수가 빠르다. 물분자 5~18개가 합처져 물을 형성하는데 물에 NH₃가 흡착된다.

 

요소는 식물의 뿌리에서 흡수되거나 arginase에 의한 arginine대사로부터 생성되는 대사물질이다. 농업에서 요소는 질소비료로 많이 쓰인다. 요소의 질소는 식물에 직접 들어가거나 토양의 미생물에 의한 요소분해 후 ammonium이나 nitrate 형태로 유입된다. 식물의 요소 흡수와 작물의 생산에 요소비료로 사용되는 것은 전 세계적으로 절반 이상의 질소비료가 요소의 형태로 작물에 공급되지만 아직 효율성은 명확하게 밝혀지지 않았다. 질소의 작물 생산에 효율적 사용은 일반적으로 50% 이하이며, 지하수의 오염과 산화질소를 배출하여 온실가스와 같이 오존층에 해를 끼친다.

요소비료의 개선을 위한 생명 공학적 개발은 작물의 질소이용성을 증가시키는 중요한 과제이다. 요소는 토양에서 암모니아와 질산염으로 변환하는데 직접 요소비료로 사용할 가능성이 있으나 식물에 의해 분해되는지는 상대적으로 과소평가 되어 있다. 식물의 요소비료 이용에 흡수와 대사의 기능을 평가하는데 식물의 요소영양의 역효과를 이해해야 하는 것은 앞으로 연구를 계속해야 할 분야이다.

 

암모니아가스 발생

질소비료를 과다 시용하거나, 석회질과 고토질비료 같은 알칼리성 비료와 혼용하면 토양이 알칼리화 되어 시용질소가 휘산되며 암모니아가스가 발생 된다. 미숙된 퇴비나 계분과 같은 유기물질올 시용하면 부숙되는 과정에서 발생하기도 한다. 따라서 질소질비료와 유기물질의 과다사용은 암모니아가스 발생을 초래하여 작물에 피해를 주기도 하는데 질소비료 중 가스 발생량은 요소가 유안보다 약 2배 정도 높으며, 계분은 퇴비보다 질소함량이 높기 때문에 암모니아가스 발생량이 더 많다. 이것은 유기물이 부숙하는 과정에서 산소의 요구도가 높으나 공급이 충분하지 못하여 유기물의 시용량이 증가함에 따라 산소의 부족은 가중되어 암모니아가스 발생이 증가한다.

 

아질산가스 발생

토양에 시용된 유기물은 미생물에 의해 분해되어 암모니아가 유리 된다. 유기물로부터 얻어진 암모니아와 토양 중에 시용된 암모니아는 밭 토양 중에 있는 아질산균에 의하여 아질산으로 변화되고 아질산은 다시 질산균에 의하여 질산으로 된다.

유기물 시용량이 많을 경우에 아질산을 질산으로 변화시키는 질산균의 작용이 미치지 못하여 아질산은 토양에 쌓이게 된다. 토양이 중성이면 아질산은 가스화 되지 않으나, 토양이 산성이거나 질산의 축적으로 산성화되어 토양의 pH가 5.0 하가 되면 아질산가스가 발생된다. 그리고 질산은 질산환원균에 의하여 아질산으로 되는 경우도 있으며, 온도가 상승하면 질산가스가 많이 발생된다.

아질산가스 발생은 요소가 유안보다 높고, 유기물질 중 퇴비가 계분보다 가스발생이 많으며, 유기물의 시용량이 많을수록 가스 발생량은 증가한다. 아질산가스 발생은 계분이 퇴비보다 유기물함량이 낮고 질소함량이 높기 때문에 계분의 분해 속도가 퇴비보다 10일 정도 빠르며, 토양시용 후 60~70일경 가스발생량이 가장 많다.