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미생물이야기 고등식물의 성장에 대하여 토양미생물은 직접, 간접으로 좋은 영향을 끼치는 경우가 많다.
2013-08-14 11:40:51
이엠생명과학연구원

작물에 유익한 작용

고등식물의 성장에 대하여 토양미생물은 직접, 간접으로 좋은 영향을 끼치는 경우가 많다.  그 가운데 중요한 것은 유기물의 분해, 무기성분의 변환, 유리질소의 고정작용, 균근의 형성, 유해물질의 제거 등과 같은 작용으로 토양성분이나 물질을 식물에게 유익한 형태로 변화시키는 것이다.

 

1) 근권활동

식물의 뿌리는 여러 가지 많은 유기물질을 밖으로 분비하거나 근관(根冠) 및 세근(細根)이 탈락되어 새로운 유기물이 되며 이러한 물질은 다른 생물의 먹이가 되어 뿌리 가까이에 강력한 생물학적 활동의 영역 즉 근권(根圈)을 형성한다.  근권 안에는 여러 종류의 생물이 살며 세균에게 가장 이로운 환경이고 그의 집락(集落)은 뿌리를 감싸 연속적인 막을 형성하게 된다.

이러한 미생물의 활동은 뿌리의 양분흡수를 촉진하거나 뿌리의 신장생장을 촉진하며 뿌리의 효소활성을 높이는 효과를 보인다.

 

2) 유기물의 분해

미생물에 의한 유기물의 분해는 불필요한 유기물의 집적을 방지하거나 무기화작용에 의하여 유리되는 양분이 식물에게 이용될 수 있는 것이다.  또한 점성의 분해중간물은 토양입단의 안정성을 높이며 저항성 부식물의 양을 늘리게 된다.

유기물의 분해에서 생기는 유기 및 무기산(질산, 황산, 탄산)은 석회석과 같은 암석이나 인산, 철, 망간과 같은 유효도를 높이게 된다.

 

3) 무기물의 변화

토양 중에 암모늄화합물과 질산염이 생기는 것은 단백질과 다른 질소화합물에서 유래된 것이며, 여러 단계의 생화학적인 반응에 의한 것이다.

암모니아와 질산은 식물에게 흡수, 이용되는 양분이기 때문에 절대 필요한 것이다.  황산염의 생성도 유기황화합물이 생화학적인 분해, 변환작용으로 이루어지며, 작물에게 흡수된다.  황에 대한 식물과 미생물 사이의 경쟁은 질소의 경우보다는 심하지 않기 때문에 경쟁에 의한 황결핍현상은 잘 일어나지 않는다.

또 다른 무기성분의 변화는 토양환경의 변화와 미생물의 활동으로 화학적 형태가 바뀌는 것이다. Fe과  Mn은 배수가 잘 되고 산화적 상태에 있게 되면 자양성 미생물에 의하여 산화되어 약한 산성 내지 중성 가까운 pH에서는 용해도가 매우 낮아 Fe, Mn의 과잉에 의한 독성이 나타나지 않게 된다.

 

4) 균근

육지에서 자라는 대부분의 식물뿌리는 사상균 특히 담자균류가 착생하여 공생관계를 맺어 균근(菌根, mycorrhizae)이라는 특수한 형태를 형성한다.  균의 포자가 발아되면 균사는 세근에 침입하여 세근의 안팎 양쪽에서 자라며, 주근(主根)이나 긴 뿌리에는 침입하지 않는 것이 보통이다.  뿌리밖에 있는 균사는 물과 양분의 흡수에 대하여 뿌리의 연장과 같은 기능을 갖게 된다.

 

5) 질소의 고정

유리상태인 분자질소는 대기 중에 풍부하지만 직접 고등식물이 이용할 수 없으며, 암모니아와 같은 화합한 형태가 되어야만 양분이 된다.  이 과정을 분자질소의 고정작용이라 하며 자연계에서의 물질의 순환이나 식물에 대한 질소의 공급 또는 토양비옥도의 향상을 위하여 매우 중요한 현상이다.

유리질소를 고정할 수 있는 생물군은 광범위한 하등식물군이며, 이는 생활양식에 따라서 다른 식물과 공생적으로 생활하는 것과 단독으로 생활하며 고정하는 두 가지로 구분되나 대부분 중요한 질소의 고정균은 공생적이고 일정한 숙주식물과 함께 살아간다.  숙주식물은 세균에게 영양을 공급하는 대신 고정된 질소를 이용하게 된다.  숙주식물이 되는 것은 대부분의 두과식물과 비두과식물의 일부로서 그 범위가 매우 넓다.

조류는 대개 수생생태계(水生生態系)에 있어서 비공생적으로 질소를 고정할 수 있는 종류이며, 보통 토양 중에서는 조류에 의한 질소의 고정이 큰 몫을 차지하지는 못한다.




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