NTS의 토양진단 지침6

망간(Mn) ? 종자 에너지원

망간은 종자 발아와 종자 생산을 위한 에너지를 공급할 뿐 아니라 인간 세포에서 에너지 생산에 관여한다. 판매가능한 과일 무게도 망간에 영향을 받는다.

■ 핵심 역할

○ 광합성 

망간은 광합성에 크게 관여하며, 결핍 시 당도가 낮아지고, 병충해가 증가한다. 광합성에 대한 영향은 망간 결핍에 의한 엽록소 결핍 때문만이 아니다. 망간은 물의 광분해(광자가 물 분자를 수소와 산소로 분할)에 필요하다. 이 공정은 광합성의 화학과 모든 생명체의 구성요소인 당 생산을 효과적으로 촉발한다.

○ 병 억제

이것은 망간의 매우 중요한 역할이며, 망간의 가용성이 글리포세이트에 의해 손상될 때 작물이 병에 매우 민감해지는 이유 중 하나다. 병 억제의 구성요소는 4가지다: 과산화수소, 파이토알렉신, 리그닌합성, 시킴산경로

- 과산화수소는 식물, 동물 및 인체에서 자연적으로 생산되며, 그 공정은 과산화효소를 포함한다. 이 효소는 망간에 의존하는 35가지 효소 중 하나다. 과산화수소는 방어막인 세포벽을 안정화하고 강화하게 도울 뿐 아니라 천연 살균제로 작용한다.

- 파이토알렉신은 식물에서 우리 면역계의 항체와 같은 역할을 한다. 그들은 식물의 면역력의 지표이다. 새로 떠오르는 예방적인 질병관리 전략은 식물의 파이토알렉신 생산과 복원력을 증진하는 면역 유발제의 사용을 포함한다. 망간은 파리토알렉신의 생합성에 필수적인 효소의 부품이다. 우리는 글리포세이트 및 구리의 과다 시용에 의한 질병 증가의 심각한 문제를 이해하기 시작했다.

- 리그닌은 식물 줄기에서 물의 이동에 매우 중요한 세포벽 강화제다. 리그닌 합성이 저해되면, 병과 가뭄 내성에 있어 회복력이 떨어진다. 몇 가지 망간 의존 효소들이 리그닌 합성에 포함된다. 망간 결핍 식물은 특히 뿌리 썩음병에 민감하다. 밀의 장승병, 포도의 흰가루병, 감자 더뎅이병도 망간 결핍과 관계있다.

- 스킴산 경로도 망간에 의존한다. 이것은 글리포세이트에 있어서 치명적인 결점이다. 왜냐하면 이 경로는 식물과 대부분의 미생물에서 면역력을 지배하기 때문이다. 이 제초제는 모든 살아있는 것들에서 면역을 효과적으로 훼손한다. 식물은 기회감염성 병원균으로부터 보호받지 못하기 때문에 글리포세이트를 살포하면 죽는다. 토양이 멸균되어 병원균이 없으면 글리포세이트로 식물을 죽일 수 없다. 불행히도 인간은 세계에서 가장 널리 사용되는 이 화학물질의 효과에 대한 면역이 없다. 우리 소화기계에 사는 100조마리의 미생물은 시킴산 경로를 가지고 있기 때문이다. 이들 미생물이 손상될 때 그것은 무리 건강의 모든 측면에 영향을 미칠 것이다.

○ 해충에 저항

벌레는 포도당과 과당이라고 하는 두 가지 환원당을 즐겨 먹는다. Sucrose synthase(자당 합성효소)라는 망간 의존 효소는 이 두 당을 벌레들이 덜 좋아하는 자장으로 전환한다. 우리가 굴절당도계를 사용할 때 이들 환원당보다 자당을 측정하며, 이것은 해충 저항성의 지표이기도 하다. 질산태 질소와도 관련 있다. 건조 상태는 질산환원효소를 억제하여 잎에서 질산태 질소의 과다 축적으로 이끈다(이것은 몰리브덴마저 부족하다면 훨씬 더 큰 문제다). 과잉의 질산태 질소는 망간을 억제하며, 그에 따른 당의 불균형 상태에서 해충들이 파티를 한다. 사탕무의 연구에서 식물조직에 있는 망간은 글리포세이트 시용 후 4-6시간 안에 불용화 되었다. 이 식물에서는 자당이 급격히 감소하고 포도당과 과당이 증가했으며, 이윽고 해충이 증가하기 시작했다.

○ 스트레스에 저항

망간과 생물학적 스트레스(해충과 병) 사이에 강력한 연결이 있다는 것을 지적했지만, 비생물학적 스트레스와 연결도 있다. 그것은 극단적 기상과 관련된 환경적인 압박이다. 우리 몸은 보호하기 위해 과산화수소를 만든다. 우리의 가장 중요한 방어적 효소계는 글루타치온 퍼옥시다제라고 하며, 이것은 셀레늄을 필요로 한다. 식물도 비슷한 목적으로 셀레늄을 필요로 한다. 우리는 산화적 스트레스에 대응하기 위해 SOD라는 프리라디칼 제거제에 의존한다. 식물도 마찬가지다. 가뭄 스트레스, 염분과 기타 환경 쓰트레스에 대한 식물의 저항력을 늘리는 데 책임이 있는 망간 의존형 SOD가 있다. 예를 들어 겨울의 내한성은 망간 유효도와 직접 관련 있다.

잎과 줄기 표면에 있는 왁스층은 비생물적 스트레스 저항에 있어 중요한 물리적 역할을 한다. 그 층은 비 기공 수분 손실을 제한하며, 잎에 과다 열의 영향을 줄인다. 망간은 이 왁스 보호막을 위한 지방산 구조물을 생산하는 데 필요하다. 이 보호막의 약화는 열 파동에 대한 민감도를 늘린다. 2009년 한 연구에서 망간 결핍으로 보리 왁스층의 40%가 감소했다는 것을 발견했다. 그 작물은 물 손실 증가와 물 효율의 급격한 저하를 겪었다.

○ 종자 지지

모든 좋은 종자 처리는 망간을 특징으로 한다. 망간이 발아와 조기 활력에 영향을 주기 때문이다. 그러나 이 미네랄은 종자 형성과 발달에도 그만큼 중요하다. 우리들 중 많은 사람들이 과일과 견과를 포함하여 효과적으로 종자를 키우고 있으며, 만약 종자 에너지원이 부족하면 문제가 될 것이다. 종자 생산과 관련된 것은 많은 연구에서 망간이 수량 증가와 연결된 몇 가지 이유 중 하나다.