식물의 생명 우지에 필수적인 질소 고정은 어떤 방식으로 이루어지나요?
공기 중의 질소분자를 질소홥협물로 전환하는 질소 고정은 자연상에서는 어떤 방식으로 이루어지나요?
칠소 고정이 부족해진자면 지구상의 식물에는 어떤 문제점이 발생할 수 있나요?
질소 고정은 주로 뿌리혹박테리아 같은 공생 미생물이 식물 뿌리와 결합하여 공기 중 질소를 암모니아 형태로 전환시키는 방식으로 이루어지며, 벼락이나 화산활동, 일부 자유 생활 세균에 의해서도 자연적으로 진행됩니다. 질소 고정이 부족해지면 식물은 단백질과 핵산 합성에 필요한 질소를 공급받지 못해 성장이 저해되고 생산성이 떨어져 생태계 전체의 먹이사슬에도 부정적 영향을 끼칩니다.
질소를 고정하는 생물학적 방법으로는 질소고정세균에 의한 것입니다.
공기 중의 질소를 암모니아로 변환하는 세균이나 고균이 존재합니다. 이러한 세균은 토양이나 물속에 살며, 식물과 공생하기도 하고 독립적으로 생활하기도 하는데, 특히, 콩과 식물의 뿌리에 공생하는 뿌리혹박테리아는 질소 고정에 중요한 역할을 합니다.
그리고 비생물학적으로도 질소는 고정됩니다.
대표적인 방법이 번개입니다. 번개가 칠 때 대기 중의 질소와 산소가 반응하여 질소 산화물을 생성합니다. 이러한 질소 산화물은 빗물에 녹아 토양으로 이동하며, 식물의 영양분으로 사용되는 것입니다.
또한 태양의 자외선이나 복사 에너지도 질소 고정에 관여하는데, 이러한 에너지는 대기 중의 질소 분자를 활성화시켜 다른 화합물과 반응하도록 하는 것입니다.
질소 고정이 부족해질 경우 식물에 발생하는 가장 큰 문제점은 생장이 늦어진다는 점입니다. 즉, 질소가 부족하면 식물의 잎이 노랗게 변하고, 생장이 멈추거나 저하될 수 있는 것입니다. 또한 농작물의 경우 질소 부족은 수확량 감소로 이어지게 되며, 질소 부족은 식물 생태계 전체의 불균형을 초래할 수도 있습니다