안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
질소는 식물이 생장하는 핵심 원소입니다. 콩과 식물이 질소 공급원으로 활용된 이유는 뿌리에 공생하는 뿌리혹박테리아가 공기 중의 질소를 식물이 흡수할 수 있는 형태로 바꾸어 주는 질소 고정 작용을 하기 때문입니다.
공기의 약 78%는 질소 기체지만, 3중 결합을 하고 있어, 결합력이 매우 강해 일반적인 식물은 이를 직접 흡수하여 양분으로 쓰지 못합니다. 그런데, 뿌리혹박테리아는 콩과 식물의 뿌리에 기생하고 있어 콩과 식물로부터 광합성 산물을 제공받습니다. 그 대가로 공기 중 질소를 식물이 즉시 이용할 수 있는 암모늄이온 형태로 변환하여 공급합니다. 또한, 콩과 식물이 자라는 과정에서 뿌리 분비물을 통해 질소가 배출될 뿐만 아니라, 콩과 식물의 잎이나 뿌리가 땅속에서 부패하고 분해되면서 다량의 질소가 토양에 자연스럽게 축적됩니다.
과거에는 이러한 원리를 이용해 옥수수나 벼처럼 질소를 많이 소비하는 작물 곁에 콩과 식물을 함께 심거나, 한 해씩 번갈아 심는 방식으로 화학비료 없이 토양의 지력을 유지했습니다.