토양 속 세균은 식물의 보약

토양 속 세균은 식물의 보약 

부지깽이도 꽂아만 두면 움을 틔운다는, 생명력이 넘치는 계절이다. 요샌 무슨 재주로, 나무 심는 기술이 그리도 발달하였을까.
옛날부터 까다롭기로 유명한 소나무, 그것도 아파트 2~3층짜리 낙락장송(落落長松)을 거침없이 옮겨 심고 있으니 말이다.!
몽탕몽탕 큰 뿌리 다 잘라 버리고 조막만한 뿌리덩어리 하나 달랑 매달고 있는 그 큰 소나무를 살려내다니, 지독하게 끈질긴 나무들이어서 그런가. 아니다. 아마도 잘 듣는 발근촉진제(發根促進劑)가 개발된 덕분이리라. 그런데 보통은 큰 나무를 옮기고 나서 막걸리를 챙겨놨다가 그득 뿌려준다. 사람은 몸에 탈이 나면 술을 금하는데 병원성 세균들이 덩달아 알코올을 먹고 세차게 번식하여 병을 덧나게 하기에 못 마시게 한다. 세균도 즐기는 술을 잘만 쓰면 나무에 그만한 영양제도 없을 터이다.
토양 세균들이 막걸리를 섭취하고 무럭무럭 살찌면 식물의 뿌리 건강에 말할 수 없이 중요한 역할을 한다. 옮기느라 다치거나 마구잡이로 잘려 곪은 뿌리를 낫게 해주는 일도 이들 토양 미생물의 몫이다. 이렇게 세상에서 고마운 세균이 대부분이고 해로운 것은 몇 안 되니 세균을 너무 얄밉다고 미워하거나 업신여기지 말아야 한다.
건흙(걸고 기름진 흙)에는 여러 종류의 토양 미생물이 살아서 뿌리를 튼튼하게 한다. 토양 미생물은 물에 녹지 않는 불용성(不溶性)인 무기영양소를 잘 풀리게 하여 흡수를 거들어 준다. 식물의 뿌리도 토양 미생물을 도와주는데 여러 가지 달콤한 유기영양소를 토양 미생물에 제공하기 때문에 뿌리 근방에는 다른 흙보다 50%나 더 많은 토양 세균이 득실득실 꾄다고 한다. 식물과 토양 미생물들은 서로 ‘주고받기(共生)’하니, 기막힌 상생(相生)이다.
식물과 세균의 공생 이야기로는 콩과식물과 뿌리혹세균(근류혹박테리아)가 이름났고, 아주 많이 밝혀졌다. 뿌리혹세균에는 두 종류가 있어서 보통 토양 세균처럼 뿌리 겉에 사는 놈이 있는가 하면 숫제 뿌리 안에 들어가 사는 놈들도 있다. 알고 보면 식물이 스스로 뿌리에 작은 구멍을 내놓고 그리로 세균을 불러들인다. 콩과식물은 뿌리 안에 든 것들을 위해 거기에 큰 집을 지어주니 그것이 혹처럼 보이고, 그래서 그것을 ‘뿌리혹’이라 하고 또 그 안에 사는 세균을 ‘뿌리혹세균’이라 한다.
그 세균들은 식물이 이용하지 못하는, 공기 중에 지천으로 떠 있는 질소(전체 공기의 80%를 차지함)를 빨아들여 사뭇 다른 질소비료를 만든다. 우리가 곡식에 뿌리는 질소비료는 공장에서 애써 돈 들여 공중에 떠다니는 질소를 비료로 바꾼 것이니 뿌리혹세균이야말로 아주 작은 질소공장이요, 콩과식물의 뿌리는 커다란 비료공장인 셈이다.
그래서 콩과식물은 질소 성분이 적은 척박한 땅에서도 잘 자란다. 콩, 팥, 아까시나무, 자귀나무, 칡, 등나무 등이 콩과식물이다. 어떻게 유독 콩과식물만 이런 공생을 하게 됐을까? 하여튼 세상에 졸개 없는 독불장군(獨不將軍) 없다. 모름지기 서로 돕고 살지어다.  | 글 : 권오길 (강원대학교 명예 교수)

土壤中的細菌是植物的補藥

只要插上火棍就會發芽，是充滿生命力的季節。 最近有什麼本領，植樹技術那麼發達呢？
因爲從以前開始就以挑剔著稱的松樹，而且是公寓2~3層的落落長鬆正在毫無顧忌地移栽着！
把稀里嘩啦的大根都砍掉，只留下一個小塊的根，救活那棵大松樹，難道是因爲這些樹太頑強了嗎？ 不是的。這可能是因爲開發了能聽得懂的髮根促進劑。 但是一般情況下，搬完大樹後，都會帶上米酒撒滿。 人如果身體出現問題,就禁止飲酒,但病原性細菌會跟着喝酒精,繁殖得厲害,使病情加重,不能飲用。 如果喜歡喝細菌的酒，樹上沒有比這更好的營養劑了。
如果土壤細菌攝取米酒並茁壯發胖，對植物的根部健康起着舉足輕重的作用。 這些土壤微生物的職責是，在轉移過程中受傷或被胡亂砍掉，使爛根得以根治。 世界上值得感謝的細菌佔絕大部分，有害的爲數不多，不要因爲太討厭細菌而厭惡或輕視細菌。
在乾土(粘稠的泥土)中存活着多種土壤微生物,使根部變得結實。 土壤微生物能使不溶於水中的無機營養素解凍，有助於吸收。 植物的根部也幫助土壤微生物,因爲向土壤微生物提供各種甜蜜的有機營養素,所以根部附近比其他泥土多50%的土壤細菌會滋生。 植物和土壤微生物相互"共生"，真是不可思議的相生。
在植物和細菌的共生故事中，大豆果植物和根瘤細菌（肌瘤細菌）被人們所熟知，而且被廣泛地揭露。 根瘤細菌有兩種，有像土壤細菌一樣生活在根表面的，也有進入根部生活的傢伙。 瞭解後發現,植物會自行在根部挖出小洞,然後將細菌引向那裏。 豆果植物爲了根內的東西,在那裏建造了大房子,看起來像瘤子,所以把它叫做"根瘤",生活在其中的細菌也被稱爲"根瘤細菌"
這些細菌吸收了植物無法利用的空氣中漂浮的氮氣(佔空氣總量的80%),製造出截然不同的氮肥。 我們給莊稼撒的氮肥是工廠費盡心思把漂浮在空中的氮肥變成肥料的，根瘤菌纔是非常小的氮肥廠，豆果植物的根算是巨大的肥料廠。
因此，豆果植物在氮成分較少的貧瘠土地上也能茁壯成長。 大豆、紅豆、刺槐、葛藤等是大豆科植物。 唯獨豆科植物如此共生？ 總之，世界上沒有一個沒有卒子的獨不將軍。 一定要互相幫助。 | 文章:權五吉（江原大學名譽教授）

 

식물과 미생물의 공생

 

■ 세균과 곰팡이

여러분! 세균과 곰팡이를 생각하면 무엇이 가장 먼저 떠오르나요? 콜레라처럼 병을 일으키는 병원균? 음식을 상하게 하는 곰팡이? 아마 더럽고 위험하고 안 좋은 것들이라는 생각이 먼저 들지도 모릅니다. 그러나 세균과 곰팡이는 지구 상에서 없어서는 안 되는 중요한 생명체들입니다. 우리 몸 안에도 다양한 세균들이 살고 있습니다. 몸 속 대장에는 4,000종, 입 안에는 1,300종, 코 안에는 900종 등 10,000종이 넘는 세균들이 몸 안에 살고 있습니다. 이 세균 중에는 유산균처럼 우리 몸에 유익한 세균들이 나쁜 세균보다 더 많습니다.

우리 몸에 있는 세균들처럼 식물들도 세균과 곰팡이와 공생 관계를 형성하며 살고 있습니다. 세균과 곰팡이가 식물과 함께 살아가며 어떤 도움을 주고받는지 알아봅시다.

 

■ 뿌리혹박테리아 - 식물 공생 세균 

사진에서 콩과 식물의 뿌리를 보면, 뿌리 주변에 동글동글한 혹이 달려 있는 걸 볼 수 있습니다. 이 혹은 식물이 병들어서 생긴 혹이 아니라, 뿌리혹박테리아 세균이 뿌리에 공생하면서 만든 구조물입니다. 혹 안에서 뿌리혹박테리아는 공기 중의 질소를 고정하여, 식물이 이용할 수 있는 형태로 바꾸어 식물에게 제공합니다.

▲ 콩과 식물 뿌리의 뿌리혹(출처: 에듀넷)

우리가 식물을 잘 기르기 위해 뿌리는 비료에는 질소 성분의 무기 영양소가 가장 많이 포함되어 있는데, 뿌리혹박테리아는 이런 비료의 역할을 대신해서 질소를 식물에게 제공해 주는 역할을 합니다. 이처럼 뿌리혹박테리아는 농부들에게 경제적 이익을 줄 뿐만 아니라, 과도한 비료 사용으로 인해 토양이 오염되는 것을 막아 주는 역할도 합니다. 그럼 뿌리혹박테리아가 식물로부터 얻는 것은 무엇일까요? 뿌리혹박테리아는 스스로 양분을 만들 수 없습니다. 생명을 유지하기 위해서는 양분이 필요한데, 식물은 이 세균에게 탄수화물과 같은 유기 양분을 공급해 줍니다. 식물과 뿌리혹박테리아는 이러한 공생 관계를 형성하여, 서로 이익을 주고받으며 어울려 살고 있는 것입니다.

▲ 뿌리혹박테리아의 역할(출처: 에듀넷)

그럼 콩과식물은 토양 속의 많은 세균 중에 어떻게 뿌리혹박테리아를 뿌리로 불러들일까요? 식물 뿌리와 뿌리혹박테리아는 서로를 인식할 수 있는 특정 화학 물질을 내보냅니다. 뿌리에서 뿌리혹박테리아를 끌어들이기 위한 화학 신호를 내보내면, 세균은 이에 응답하여 대응하는 화학 신호를 내보내 서로를 인식하게 됩니다. 식물과 세균이 마치 생각이 있는 것처럼 서로를 알아보는 게 신기하지요?

 

■ 균근균 - 식물 공생 곰팡이 

식물 뿌리와 공생하는 미생물은 세균 밖에 없을까요? 식물 뿌리에 공생하며, 식물에게 도움을 주는 곰팡이들도 있는데, 이러한 곰팡이를 균근균(mycorrhizae)이라고 합니다.

창녕 우포늪에 가보면 갈대, 창포, 부들 등 습지식물들을 많이 볼 수 있습니다. 그런데 습지식물들은 어떻게 물속에서 살 수 있을까요? 또한 물속에 있으면서도 뿌리가 썩지 않는 이유는 무엇일까요?

뿌리가 썩지 않는 이유는 습지 식물이 뿌리를 통해 지속적으로 산소를 내뿜기 때문입니다. 또한 물 속에는 식물이 살아가는 데 필요한 무기 양분이 매우 부족한데, 이때 식물 뿌리에 공생하고 있는 균근균이 질소와 인과 같은 양분을 흡수하여 식물에게 공급해 줌으로써 식물이 건강하게 살아가도록 도움을 줍니다. 이러한 습지 식물뿐만 아니라, 지구에 있는 식물의 80% 이상이 균근균에 감염되어 공생 관계를 형성하며 살아가고 있습니다. 이러한 공생 곰팡이가 없었다면, 지구에는 육상 식물이 거의 없었을지도 모릅니다. / [자료출처: 에듀넷]

▲ 우포늪의 습지 식물(출처: 에듀넷)