흔히 생각하고 있는 것과는 반대로 곡류 작물들은 비료가 아니라 토양에서 필요한 질소 대부분을 취한다. 질소를 공급하는 능력을 결정하는 미생물 활성이 토양마다 매우 다르다. 질소 비료를 효과적으로 사용하려고 한다면 이런 차이를 반드시 고려해야 한다.

일리노이 토양질소시험법 [Illinois Soil Nitrogen Test (ISNT)]은 이런 목적 때문에 개발되었다. 이 측정법은 메이슨 단지 (Mason jar; 식품저장용 유리병)에 토양을 넣고 강한 알칼리를 가한 뒤에 가열하여 발생하는 암모니아 가스를 측정한다. 질소비료를 주었을 때 옥수수가 보여줄 수 있는 수확량 반응을 ISNT로 예측할 수 있다는 증거는 여러 연구를 통해서 제시되었으나 부정적인 평가도 있었다. 시험 값들이 잠재적으로 이용이 가능한 미생물 부분보다는 총토양질소에 대한 상수 비율만을 제시해줄 뿐이라는 우려가 제기되어왔기 때문이다.

ISNT가 측정하는 것의 화학적 특성과 ISNT가 농토에서 미생물 성장에 어떤 관계를 가지고 있는지를 규명하기 위해서 일리노이 대학교에서는 2004년부터 2006년 사이에 한 연구가 수행되었다. 다양한 측면의 접근이 이루어졌는데 순수한 유기질소화합물로 회수 시험을 하기도 했고, 26개 일리노이 농토에서 측정된 여러 가지 질소 분획을 통계적으로 분석하기도 했으며, 방사선 동위원소로 표지된 질소가 토양 질소 분획에 편입되는지 여부를 결정하는 배양 연구도 하였다.

회수 시험 결과 ISNT가 총토양질소를 추정한다는 생각은 맞지 않는 것으로 나타났다. 오히려 그 보다는 ISNT는 어떤 형태의 미생물 질소에 대해서 선택적인 것으로 확인되었다. 검출된 이런 화합물들의 비율에서 볼 때 ISNT는 기존의 산-가수분해된 분획과는 다르다. 특히, 세균의 세포벽에 있는 아미드와 아미노 당들이 검출되었으나 알파-아미노산이나 곰팡이 키틴은 검출되지 않았다. 이런 발견들을 토양 질소 분획화에서 얻은 자료를 통계 분석한 결과에 적용했을 때 ISNT는 세균 아미노당에 있는 질소를 95%, 아미드-질소를 43% 회수하는 것으로 추정되었다. 배양 연구 결과, 가수분해성 아미노당에서 보다는 ISNT에 의해서 회수되는 질소가 더 빨리 표지 되었다. 그리고 ISNT에 의해서는 곰팡이 질소보다는 세균 질소가 주로 회수된다는 것을 보여주었다.

얻어진 결과들을 종합해볼 때 ISNT는 주로 세균의 아미노산을 검출하며, ISNT로 질소 비료에 대한 옥수수의 반응을 예측할 때 이런 형태의 토양 질소를 측정한다는 점을 염두에 두어야 할 것이다. ISNT는 어떤 아미드 질소도 검출하기 때문에 세균 아미노당 질소 신호가 이런 성분이 고도로 변이가 있는 토양에서는 불분명할 수 있다.

이 연구는 미국 농무부와 일리노이의 식품농업연구위원회 [Illinois Council on Food and Agricultural Research (C-FAR)]에서 지원을 받았다.

이 연구 논문의 출처는 다음과 같다:

Kwon et al. Characterization of the Organic Nitrogen Fraction Determined by the Illinois Soil Nitrogen Test. Soil Science Society of America Journal, 2009; 73 (3): 1033 DOI: 10.2136/sssaj2008.0233

http://www.sciencedaily.com/

제공 : kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2009.06.13 10:52

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