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현대 작물의 인산 취득과 이용률 증강

전문가 제언: ?전문가 제언?

○ 인(P)은 세계적으로 작물생육을 제한하는 주요인자 중의 하나이다. 식물에서 P 효율은 취득이나 이용의 증진으로 높일 수 있다. 특히 집약적 경작방법에서 P 효율 증강을 위해서는 어느 것이 더 중요한가?

○ P 유효도는 토양 프로파일에 따라 불균일하게 분포되어 있다. 대부분 현대 작물 경작 종은 P가 풍부한 표층에서 P 취득을 더 많이 할 수 있는 뿌리구조와 형태학적 특성을 갖고 다층화된 토양에 잘 적응하는 품종을 목표로 하여 전통적 육종법으로 선발되었다. 반대로 대부분 작물은 비교적 효율적인 P 흡수력을 갖고 있지만 P 전류와 재유동화는 낮다. 고로 P 이용률(PUE)은 작물 P 효율 개선에 상당한 장애가 된다.

○ 근계(根系)의 조절에는 추가적인 탄소 투입이 필요하여, 작물은 다수확을 위해 P 취득 수요에 상응하는 탄수화물을 희생한다. 콩 변형 연구에서, PUE 증강은 집약적 경작방법으로 재배되는 현대 작물에서 P 효율 증가를 위한 잠재적인 유력한 전략이 될 것으로 생각된다. 그러나 PUE 증가와 관련된 많은 기전에도 불구하고, 식물에서 상호 연결된 생화학적 경로의 복잡성 때문에 유전자조작 방법에 의한 PUE 증가의 성공적인 사례는 거의 없다.

○ 대사와 발육에서 중요한 역할을 하는 P는 식물체에 일정 함량이 필요하므로, PUE 증진보다는 취득효율을 높이는 방법이 유력할 것 같다. GMO의 위험성은 아직도 논쟁중이지만, 사료작물에의 P 취득효율을 높일 수 있는 유전자 도입은 유망할 것으로 생각된다. 또한 식물 육종에 P 효율성에 관한 기초연구가 활용될 수 되도록 생리학자와 육종가의 밀접한 공동연구도 필요할 것으로 생각된다.

○ 우리나라의 경우, 타성적으로 인산비료를 계속 시용하여 토양 유효인산 함량이 매우 높은 포지가 많을 뿐더러, 수질 부영양화의 원인이 되고 있다. 연초 재배에서, 인산이 15% 함유된 복합비료를 1981년까지 10 수년 시용한 결과, 토양 유효인산 함량이 상당히 높아져, 그 후 함유율을 낮추었으며, 2002년부터는 인산성분이 없는 복합비료를, 2005년부터는 인산성분이 5% 함유된 복합비료를 보급하고 있다.

저자: Xiurong Wang et al.
자료유형: 학술정보