엽면살포의 중요성
작물은 뿌리에서 뿐만 아니라 엽면에서도 비료성분을 흡수할 수 있다. 이러한 특성에 근거하여 작물의 생육에 필요한 영양성분을 인위적으로 작물의 잎을 통하여 흡수할 수 있도록 뿌려주는 방법을 엽면살포(또는 엽면시비)라고 한다.
녹색잎은 기공(氣孔 : 대체로 1㎟ 당 20~400개 정도 분포함)을 통해서 광합성작용과 호흡작용을 하면서 동시에 탄산가스를 흡수하고 산소를 배출하게 된다. 기공에서 흡수하는 물질은 이들 기체 외에도 보통 뿌리에서 흡수되는 양분이나 다른 무기물과 유기물을 포함한다. 이때 흡수된 물질은 정상적인 생육을 위해 식물체 내에서 이용된다.
엽면시비는 1844년 그리스(Gris)가 잎에 철을 시용하여 철결핍 증상을 회복시킨 이래 학계에 처음 알려지게 되었다. 농업생산을 위한 실질적인 이용은 1920년경 화와이에서 파인애플에 흔히 발생하는 위황병에 대하여 2~8%의 황화철수용액(FeSO₄·7H₂O)을 살포하여 효과를 본 것이 시초이다.
1933년에는 미국 캘리포니아에서 감귤류 재배시 발생한 구리, 망간 등 미량요소의 결핍증을 엽면살포로 치유한 바 있다. 또한 1939년에는 아논(Arnon)등이 고등식물의 필수 무기성분중에 몰리브덴이 포함된다는 사실을 최초로 확인하였다. 이때 몰리브덴이 뿌리뿐만 아니라 잎에서도 흡수 된다는 사실이 과학적으로 증명되었다.
1940년 미국에서는 요소의 엽면살포가 성공리에 실시되어 엽면흡수 기작에 관한 연구를 촉진시켰고 방사성 동위원소의 이용으로 엽면흡수에 미치는 각종 요인의 영향에 관한 연구를 크게 발전시켰다.1950년대 들어서 이에 관한 연구는 더욱 발전하였다. 우리나라에서는 6.25사변 이후 요소의 공업적 생산이 시작되면서 요소를 중심으로 한 엽면살포가 시작되었다.
최근에 들어 요소의 엽면시비에 의한 식물의 생육상태 개선은 일반화된 기술이다. 엽면시비는 보통 널리 이용되는 토양시비에 비하여 사용 및 흡수되는 양에 여러 가지 제약요소가 많다. 특히 다량요소의 경우에는 기술적인 문제점이 있다.
그러나 엽면시비는 논토양에서 황화수소(H₂S)의 발생 등으로 인하여 뿌리의 양분 흡수기능이 크게 손상 받았을 경우 토양시비에 비하여 오히려 효율적으로 양분을 보급하는 매우 효과적인 시비법이다. 또한 미량요소의 경우는 한번 혹은 2~3회의 살포로 식물이 요구하는 양분을 충족시킬 수 있으므로 그 실용성이 매우 높다.
그러나 엽면시비는 어디까지나 응급대책이며 토양시비의 보조수단임을 잊지 말아야 한다. 그러나 비닐피복과 비닐하우스 등을 이용한 시설원예에서는 엽변시비 기술이 널리 활용되고 있으므로 올바른 엽면시비법과 이에 관련된 사항을 알아보는 것이 중요하다고 하겠다.
2. 엽면흡수 기구(기작)
현재까지 밝혀진 엽면흡수는 첫째 기공을 통한 확산, 둘째 잎의 표피세포에 발달한 미세통로를 통한 투과, 셋째 표피세포층의 전기적 인력 등의 복합된 작용이라고 알려져 있다. 여기서 엽면 즉 잎의 표피세포 바깥쪽은 불투과성이라고 생각되는 큐티클층(cuticula)으로 형성되어 있다.
※ 확산 : 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 물질이 이동하는 현상
※ 삼투 : 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매(물)가 이동하는 현상
그런데 중요한 문제는 엽면에서 물질이 흡수된다고 예상할 때 큐티클 층에서 물질의 투과가 가능한가 하는 점이다. 잎의 기공수는 표면보다 뒷면에 많이 분포되어 있기 때문에 엽면흡수는 뒷면에서 빠르게 진행된다. 이 사실로 볼 때 엽면흡수는 기공을 통해서 이루어진다고 볼 수 있다. 그렇지만 기공이 전혀 없는 잎의 표면에서도 흡수가 가능하다.
이는 기체로 가득 차있는 기공의 내측 호흡공에 엽면살포된 수용액이 잎의 표면장력 때문에 들어가는 것으로 밝혀졌다. 그런데 호흡공에 접해 있는 세포의 표면은 내부가 큐티클층으로 덮여 있으므로 결국 큐티클층에서 물질투과가 문제된다. 큐티클층은 균일하고 연속적인 큐틴(cutin)이라는 물질로 구성되어 있는데 모두 구멍이 없는 막으로 이루어져 있음이 광학 또는 전자현미경으로 확인되었다.
큐틴의 화학구조는 표면에 수산기(-OH)를 가지는 지방산의 중합물로 구성되어 있다. 이 중합물의 분자간 공극은 물분자와 같은 크기의 물질을 통과시킬 수 있다. 그러므로 이 공극이 수산기와 카르복실기(-COOH)와 같은 친수성기가 있기 때문에 물과 용질의 투과가 가능하다고 생각된다.
또한 큐티클층은 음전기를 띄고 있어 양이온의 훕스루르 촉진시킨다. 큐티클층은 1차 및 2차세포벽을 거쳐서 표피세포의 원형질막에 도달하게 된다. 큐티클층을 투과한 물질은 세포벽에 침투하는데 이는뿌리에서 흡수하는 현상과 같다고 볼 수 있다.
3. 엽면흡수에 영향을 주는 요인
엽면흡수에 소요되는 에너지는 엽육세포의 광합성과 호흡작용에 의해서 쉽게 얻어진다. 녹색잎에 빛을 쪼이면 엽면흡수를 촉진시키는 사례가 많으나 산소를 결핍케 하여 호흡을 억제시키면 엽면흡수가 저하된다. 세포내 당이나 유기산의 농도가 높은 경우에는 엽면흡수가 빠르다. 특히 질소나 인산흡수의 경우에는 아미노화나 에스테르화의 기질로 변하여 대사작용을 촉진하므로 흡수는 더욱 촉진된다.
1) 잎의 상태 및 살포액 입자의 크기
엽면흡수는 잎의 생리작용이 왕성할 때 활발하므로 가지나 줄기의 윗부분에 가까운 잎에서 흡수율이 높다. 어린잎은 성엽보다 흡수가 빠르고 엽면으로 부터의 손실도 어린잎 보다 성엽에서 많다. 잎의 뒷면에 살포한 경우는 살포직후의 흡수율이 높다.
요소를 엽면살포시 잎내의 질소농도가 극히 낮으면 잎의 생리작용도 왕성하지 않고 잎도 경화되어 엽면흡수가 좋지 않다. 작물이 양분을 흡수하는 것은 뿌리가 주역을 담당하고 있지만 잎, 과일 또는 줄기에서도 상당한 양의 양분흡수가 이루어지고 있는 것이다. 가장 활동이 큰 모세근의 양분흡수율을 100으로 볼 때 새잎은 97.3, 과일은 70.8, 오래된 잎은 67.3, 줄기는 32.8, 노화한 뿌리는 10의 비율로 양분을 흡수하고 있다.
잎으로부터의 양분흡수는 잎의 뒷면에 있는 1㎤당 80,000여개나 되는 기공을 통해서 이루어지고 있기 때문에 효소나 영양제의 엽면살포는 안개 같이 미세한 분말로 잎의 뒷면에 고루 뿌리되 소나기식으로 주어서는 큰 효과를 기대할 수 없음을 명심해야한다. 왜냐하면 살수기 같은 강하고 굵은 물줄기로 엽면시비를 하면 작물은 자기 보호를 위해 기공을 닫아버리기 때문이다.
2) 살포액의 pH(산도) 및 환경조건
엽면흡수에 적당한 산도(pH)는 작물의 종류에 따라 다르다. 대체로 중성인 경우보다도 미산성의 살포액이 알맞다. 그리고 하루중 엽면살포에 가장 적당한 시기는 해가 뜬 후 40~70분에 아침 이슬이 마르면서 작물체의 기공이 열리는 오전 시간이다. 즉, 바람이 없는 날 하루 중 생육에 가장 적합한 온도와 햇빛, 그리고 습도가 약간 높은 시기에 실시하는 것이 좋다. 일반적으로 작물의 생육기간 중 2~4회 실시하는 것이 적당하다. 햇별이 강하게 내리쪼일 때, 그리고 고온기와 수광량이 적을 때는 피해주는 것이 좋다.
3) 보조제의 첨가
살포액이 어떻게 엽면에 부착되는가에 따라서 엽면흡수의 효율은 크게 달라진다. 작물의 종류에 따라서는 살포액이 부착하기 곤란한 것과 고르지 않은 경우가 있다. 그러므로 표면활성제를 주제로 한 보조제를 첨가하면 엽면흡수가 매우 좋다. 그러나 표면 활성제의 가용으로 확전성이 너무 과하면 살포액의 부착량이 감소되는 경우도 있다. 그러므로 보조제는 작물의 종류에 따라서 선택하고 적당한 분량을 첨가하는 것이 좋다.
4) 살포액의 농도
엽면살포 농도의 허용한계는 일반적으로 뿌리흡수의 경우보다도 훨씬 높고 수분증발로 농축 건조된 상태하에서도 흡수된다. 피해가 나타나지 않는 한도 내에서는 살포액의 농도가 높을 때에 흡수가 빠르다. 그러나 엽면흡수는 건조가 심한 상태보다는 높은 습도 조건하에서 양호하다. 단, 살포농도가 너무 높으면 역삼투압 현상으로 잎이 타버리는 현상이 발생하므로 적정한 희석비율을 준수하도록 유의한다.
5) 농약과의 혼용 가부 확인
농약과의 혼용은 병해충 방제와 식물영양 개선을 위해 노동력을 절감할 수 있는 좋은 방법이지만 약해를 받는 일이 없도록 세심한 주의를 기울여야 한다. 일부 비료는 알칼리성 물질과 혼용을 금하는 것이 있다.
두 가지 이상의 자재(비료,농약)를 섞어 희석할 때는 먼저 각각의 성질을 파악하되 같은 성질의 것은 혼용해도 되나, 산성과 알칼리성의 물질은 절대 혼용하지 않아야 한다.
올바른 혼용 절차 : 비료 'A' + 비료 'B'
비료 'A'를 비료 'B'와 혼용하려면, 'A'와 'B'를 각각 물에 따로 녹인 다음 두가지 용액을 한 그릇에 부어 고르게 저어 섞은 다음 살포한다. 두 가지를 배합한 다음에는 즉시 사용해야 한다
4. 엽면시비의 필요성
1) 미량요소 결핍의 해소
작물에 미량요소 결핍이 나타났을 경우 그 결핍요소를 토양에 주는 것 보다는 엽면살포하는 것이 효과가 빠르고 시용량도 적게 들어 경제적이다.
그 예로 망간,아연,철 등의 결핍증이 나타난 추락답의 벼와 감귤에 대하여 요소를 엽면살포한 결과 효율적인 효과를 거두었다.
2) 영양상태의 신속한 회복이 필요할 때
엽면살포는 토양시비의 경우보다 흡수가 빠르므로 동상해, 풍수해, 병해충 등의 해를 받아 생육이 나쁠 때 요소를 엽면시비 하면 효과가 있다.
3) 뿌리의 흡수 능력이 약해졌을 때
뿌리가 병해충, 습해, 환원성 유해물질 등에 의하여 해를 받았을 경우 뿌리의 피해가 심하지 않으면 엽면살포에 의해서 생육이 좋아지고 피해가 어느 정도 회복된다.
4) 토양시비가 곤란하거나 특수 목적이 있을 때
수박, 참외 등과 같이 덩굴이 지상에 포복, 만연하여 웃거름 시용이 곤란한 경우 또는 품질향상 등의 특수목적을 위하여 엽면시비를 실시한다.
5. 엽면살포액 희석량 산출 공식
[물의 량 (cc 또는 그램) X 희석농도 (%/100) = 녹여야 할 비료량 (g)]
문) 물 20L(한말)에 요소 0.5%액을 만들어 엽면살포 하려면?
답) 물 20L는 20.000cc(g)이므로 0.5%액을 만들 경우
- 물(= 20,000g) X 농도 (= 0.5/100) = 비료 (100g)
- 물 = 20,000g, 농도 = 0.5%, 요소비료 100g
※ 물 20L에 대한 엽면살포 1%액은 요소 200g입니다 (0.2% = 요소 40g)
※ 희석배수에 따른 약량계산 공식 = 물의 량 ÷ 희석배수 = 약량
※ 약량에 따른 물량계산 공식 = 약량 ÷ 희석배수 = 물의 량
[물의 양]을 [희석배수]로 나누면 [타는 양]이 됩니다.
(단, 물의 양을 ml나 cc로 바꿔 계산해야 합니다.)
- 수량 측정 환산단위 : kg = 리터, g = cc 또는 ml
- 물 1kg = 1리터, 물 1cc = 1ml, 물 1kg = 1,000g, 물 1리터 = 1,000ml
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