수용성 규산질 
비료의 시용효과

밭 토양 작물에 대한 
규산질비료의 효과 평가 

세계적으로 규소에 대한 효과 평가는 
온대지역권에서는 단자엽 화본과
식물인 벼에서 대부분 이루어졌고,
열대지역에서는 사탕수수에서 
미주와 서구에서는 주로 쌍자엽 
원예작물을 수경재배로 규소흡수성과 
병해저항성 연구가 많이 이루어졌다. 
우리나라에서는 쌍자엽식물에 대해서는 
거의 이루어진 것이 없다가 최근 친환경
지속농업의 필요성이 대두되면서 
원예작물에 대한 규소의 효과 연구가 
많이 이루어지고 농가에서도 이용이 
많이 늘어나고 있다. 

최근 규산연구의 특징은 벼와 사탕수수 
등 화본과에서 타작물로 확산되고 특히 
병해경감연구는 원예작물을 대상으로 
캐나다와 미국 유럽에서 많이 연구되며 
미국과 일본은 규산질비료 개발이 
활발하다. 규산질비료로 공급되는 규산은
주로 양이온과 짝을 이루고 있어 해리가 
잘되므로 토양 중 양분균형에 큰 영향을
 미친다. 

규산과 양이온과의 존재양식은 
CaSiO3, Ca2SiO4, MgSiO3, Mg2SiO4,
K2SiO3, MgCa(SiO3)2,Na2SiO3, Al2SiO5, FeSiO3, ZnSiO3, CdSiO3, RbSiO3 
등으로 결합하며 이 중 Zn, Pb, Cd은 
잘 해리되지 않고 pH가 높아지면 
그 양이 증가한다. 

일반적으로 보급되는 규산은 규산 유효화율이 높은 Wallastonite β-CaSiO3로서 가장 경제적인 소재이다. 규산시용은 토양개량효과와 병충해, 재해, 독성경감 등 불량환경 내성증진과 수분이용효율증진으로 작물생육환경이 개선되고 작물의 생리활성을 촉진시켜 증수를 가져온다. 

수용성 규산이 과수 
생육에 미치는 영향

- 규산은 인산의 역할을 일부 대신하여 뿌리의 발근, 세포조직분화, 화아분화 등을 촉진시키고 일기 변화의 악조건(저온, 고온)에서 체온조절 능력을 갖게 한다.

1) 규산 시용 포장은 침수 시 혹은 다습 시에도 뿌리를 보호하는 기능을 갖게 하여 피해를 크게 경감 시켜줄 뿐만 아니라 각종 농약해, 비료장해, 가스피해 등을 경감 시켜준다.

2) 질소의 과잉흡수를 억제하고 절간을 줄여주는 기능도 있지만 규산은 세포안에서 RNA, DNA에 관여하며 병균 등이 침입하면 자기방어 물질을 분비하여 알레로파틱 물질인 페노릭 화합물, 파토톡신 등을 생성 병원군의 침입을 저지한다.

3) 노화억제물질을 분비하여 식물을 건강하게 자라도록 해준다.

4) 규산은 인산의 흡수를 촉진하고 토양중의 불용화된 인산비료 등을 가용화시켜 식물이 흡수토록 해주며 토양 양이온의 증가와 질소, 인산, 가리, 칼슘, 고토, 붕소 등의 흡수를 촉진시킨다.

5) 염실율과 등숙율을 향상시켜 당도의 상승효과 탁월과 품질 개선이 가능하다.

6) 산성토양을 중화시키고 중금속 물질 및 잔류 농약성분을 중화시키며 연작피해 및 염류 장해를 경감시킨다.

7) 수확 후 저장 능력이 탁월하여 신선도가 오래 유지 될 뿐만 아니라 육질이 단단하고 색이 좋아 고품질 농산물 생산애 필수적이며 친환경 농업에 꼭 필요한 비료이다. 액상규산의 경우 희석농도만 정확히 지키면 매일 살포해도 과잉증상이 없는 유일한 비료이다.

규산의 작물생육 효과 1

"규산 식물"이라고도 하는 벼를 중심으로 
규산이 작물 생육에 주는 효과에 대하여 
국제적으로도 관심이 높아지고 있다. 
얼마 전 미국에서 규산을 주제로 처음으로 
국제회의가 개최되어 활발한 논의가 
이루어졌다. 
일본에서 참가한 연구자에게 회의개요를 
종합해 주도록 한 바 이하 소개한다.

1.다양한 효과-병해충 대책-증수에 기여

국제회의 「농업에 있어서의 규산」가 
처음으로 1999.26∼30 미국 Frolida주에서 
개최되었으며 2차 회의는 2002년9월 
일본에서 개최 되었다. 
이 회의는 규산의 농업에 미치는 기능과 
역할을 검토하는 목적으로 개최되었는데  
규산은 많은 작물에 대하여 필수 원소는 
아니지만, 그러나 규산은 작물의 
①군락구조, ②생육과 수량, ③효소활성, 
④작물의 표면구조, ⑤병해충 저항성, 
⑥미량 요소와 수분 결핍 내성, 
⑦염류과잉 저항성, 
⑧냉해 저항성-등에 대하여 고려되고 있다. 수도, 밀 등의 벼과 식물은 규산을 잘 
흡수하는 것이 알려짐으로서 "규산식물"
이라는 별칭이 있다. 그래서 수도 엽신의
 규산 함유율과 도열병 이병성과의 관계는 
종래부터 알려지고 있다. 
더욱이 벼과 이외의 작물 예컨대 외과나 
명아주과 등의 비규산 식물에도 규산은 
상기한 벼과 식물과 똑같은 작용을 하는 
것이 알려지고 있다. 규소는 지각의 
구성 성분의 약 28%, 규산으로서는 약 60%를 차지하고 토양의 주요한 무기 구성성분인 광물중에서 뼈대가 되는 성분이다. 
일본의 논에서는 벼가 흡수하는 규산의 
약 절반이 토양에서 공급되고 있다. 
흡수된 규산의 일부는 볏짚 등으로서 
논에 환원되나 수치 균형으로 보면 해마다 
토양의 규산지력은 소모되고 있다. 
또한 규산은 토양 개량자재로서 시용되고 
있으나 시용량은 감소 경향에 있다. 
진술한 바와 같이 규산은 작물에 병해충 
저항성, 수량 증가를 가져오고 그 위에 
토양의 주요한 구성성분이기 때문에 
환경부하가 적다. 
환경 보존형 농업, 지속형 농업을 생각하는 
위에서 규산의 농업에 미치는 역할을 
또 한 번 생각하는데 알맞은 회의라고 할 수 있다.  
회의는 구두발표와 포스터 발표 두 가지로 되어 있고 합계 60과제의 발표가 이루어졌다. 
구두발표에서는 개괄적인 화제제공으로서의 규산 흡수, 생육 수량에 미치는 역할, 병해충 저항성, 규산의 경제 효율 등외에 각국의 
농업상의 규산 연구의 총괄이 이루어 졌다. 
한편 포스터 발표에서는 규산의 농업 이용상의 이점 등이 보고되었다. 회의는 100명 가량 규모에서 이루어지고 미국을 중심으로 16개국이 참가했다. 일본에서의 참가는 10명으로 
발표는 총 8과제이었다. 회의 목적의 하나로 연구자간의 교류가 들어 있었다. 

2. 수도작의 열쇠- 규산에 건묘 육성국제회의 중 수도생산과 규산에 대한 보고내용은 ①규산의 수도 생산에 대한 역할, ②토양 및 식물체의 규산의 분석법, ③수도의 수량향상에 대한 규산 자재의 효과, ④수도에 대한 새로운 규산 공급 자재 였다.첫째 규산의 수도 생산에 대한 역할에 대하여는 ①광합성 능력의 향상 (단엽에 있어서 물 수지 균형의 양화, 군락에 있어서 엽신의 직립성 향상에 의한 수광태세의 개선) ②뿌리의 산화력의 향상 ③내병성의 강화 ④내도복성의 향상 이 있었으며 수도의 수량형성에 있어서 중요한 요소인 것이 보고되었다.다음에 경제적으로 효율적인 규산 자재의 시용 관리를 하기 이하여 수도의 규산 흡수량과 관련성이 높은 토양중의 유효 규산 함량에 대한 분석법의 개발이 중요하였다. 브라질 등에서 Ph가 낮은 산에 의한 추출법을 소개한데 대하여 일본은 Ph7정도의 인산 완충액에 의한 추출법을 소개했다. 수량향상에 대한 규산 자재의 시용 효과에 대하여는 각국 모두 규산 자재의 시용 시험을 실시해 그 효과가 높은 것을 인정하고 있다. 규산 자재 시용에 의하여 수도의 규산 흡수량이 증가해 수도의 광합성 능력의 향상과 도열병 등의 병해의 억제에 의해 수량이 향상하는 것이 보고되었다. 수도 생산에 대한 새로운 규산 공급자재에 대하여는 다음 세 가지를 소개되었다.하나는 인도에서 검토된 왕겨재 시용에 의한 도열병의 감연 억제에 대해서이다. 왕겨를 태운 재를 육묘 때에 시용 하는 것에 의해 모중의 균산 함량이 증가해 도열병 감연을 억제하는 것이 제시되었다. 일본에서는 두 가지 자재가 소개되었다. 그 하나는 PS(다공질 규산 칼슘수화물)로서 시용에 의하여 규산 함량이 증가해 수량 향상이나 도열병 경감에 효과가 있다고 보고했다. 또 한 가지는 규산 성분이 거의 100%인 세리카젤(Silica gel)을 수도 육묘 시에 시용하는 방법이다. Silica gel 시용에 의해 묘의 규산 함유율이 높아져서 건물중이나 발근력이 높은 건묘로 생육해 이양 후의 활착이나 초기생육이 양호해 짐으로서 묘 도열병에도 강해지는 것을 보고한바 각국의 연구자로부터 주목을 받았다. 규산의 국제회의에 참가하여 수도에 대한 규산의 연구에 대하여는 일본이 세계를 선도하고 있다고 느꼈다. 21세기에서는 환경을 악화시키지 않고 지구전체에서 100억 명의 식량을 계속적으로 생산하여야한다. 수도 생육이나 수량을 좌우하는 규산의 연구를 충실히 하는 것을 중요하다고 생각된다. 

3.작물 보호- 환경 보전형 농업에 공헌국제회의에 참석해 작물 보호와 규산의 관점에서 종합해 본다. 병해충 관련발표는 60과제 중 18과제로서 많은 과제 중에서 가장 발표수가 많았다. 일본에서는 농수성 동북 농시 병해 생태연구실의 이시구로 실장이 일본에 있어서 수도 도열병에 대한 규산 연구에 대하여 그 역사를 발표했다. 규산에 관한 연구에서는 일본이 예로부터 세계를 선도하고 있었으나 연구성과가 그렇게 세계에 알려지지 않은 것이 유감이었다.이번 회의에 있어서의 화제의 하나는 「IPM(종합 병해충 관리)에 있어서 규산의 역할이란?」이었다. 「IPM」은 원래 종합해충관리의 의미였으나 지금에서는 병해나 잡초해 등 농작물 재배상의 유해 생물 전반에까지 포함하고 있다. 회의에서는 각국 연구자로부터 수도의 도열병, 문고병, 호마엽고병에 규산 시용 효과가 높은 것을 확인한 보고가 있으며 많은 연구자가 IPM의 하나의 수단으로서 규산 연구를 실시하고 있었다.또한 벼와 작물이외의 병해나 충해에 대한 효과도 발표되어 규산의 적응 범위는 넓어져 가고 있다. 이미 환경 보전형 농업 추진의 움직임은 일본은 물론 국제적인 커다란 흐름이며 IPM은 그 중의 주축의 하나다. 많은 발표는 농약과 같은 예리한 방제효과는 없으나 지속적으로 효과가 나타나서 규산과 농약의 병용이나 돌발적인 발생에 대하여서만이 농약을 사용하는 것에 의하여 농약 사용량의 삭감에 공헌한다고 생각되었다.이와 같이 규산에 대한 많은 견해가 보고되는 가운데에서 주목된 것은 「왜 규산이 병해충에 대하여 효과가 있느냐」의 의문에 대하여 새로운 보고가 있었다. 규산의 작용기작에 대하여는 지금까지 많은 연구자에 의한 수많은 보고가 있었으나 아직까지 주요한 요인이 확정되어 있지 않다.그 중에서 캐나다의 연구진에서 오이에 있어서 Pythium 속균에 의한 위조 증상에 대하여 규산 시용에 의하여 Phenol계의 화합물이 생성되어 이것이 저항성에 관여하고 있다는 보고가 있어서 놀랐다. 규산시용에 의하며 식물체내에서 무엇인가가 만들어져서 저항성을 나타내는 것은 종래 알려져 있지 않았던 것이며 커다란 토론을 불러일으킬 듯하다.금후 새로운 규산 자재나 시용 방법의 연구개발과 더불어 환경 보전형 농업의 관점에서 작물 보호에 대한 규산에 대하여 기대가 더욱 커질 것으로 생각되었다.

4. 확대되는 이용법- 원예작물 병해도 억제.식물생육에 불가결하여 결핍하면 생육이 억제되고 또는 정지되는 원소를 필수원소라 한다. 질소나 인산, 칼리와 같은 다량 원소로부터 미량원소까지의 13성분이 필수원소로서 인정되고 있다. 규산은 벼와 같은 특정한 작물에는 중요한 원소이나 모든 작물에 대하여 필수가 아니기 때문에 필수원소에 가장 가까운 유용원소의 한가지로 본다. 이 규산에 대하여 세계의 연구자들의 논의가 집중되고 있다. 규산을 충분히 흡수시킨 작물이 생육, 수량은 말할 것도 없이 병해충 저항성, 조직이 기계적 강도(도복 내성) 광합성능의 향상, 냉해 내성이나 환경 스트레스 내성 등 필수원소에서는 볼 수 없는 효과가 기대되기 때문이다.일본에서는 수도에 대한 시용 효과가 널리 알려지고 있으나 원예작물들에 대한 효과들에 대하여는 일부의 연구자간의 지식에 끝이고 있다. 여기에서는 국제회의에서의 보고도 포함해 원예 분야 에서의 최근의 연구사례를 소개코자 한다.규산의 사용 효과로서 가장 주목되는 것이 오이의 흰가루병이다. 캐나다의 라바루대학의 멘지스 등은 오이의 유식물을 규산의 여러 가지 농도하에서 재배해 흰 가루병 포자를 접종하는 시험을 실시했다. 그 결과 규산을 첨가한 오이에서는 잎의 colony 수와 병반 면적이 현저히 저하하여 100ppm 이상의 규산 농도에서 높은 발병 억제효과를 나타냈다. 또한 동 대학의 츄리후 등은 오이의 Pythium 속균에 대하여도 고사주율이나 뿌리 썩음 증상을 억제해 수량저하를 방지하는 효과를 발표했다. 오이이외에도 멜론, 스키니, 장미 등에서 규산첨가에 의해 흰가루병 발병을 경감하는 것을 나타내고 있다. 이와 같이 규산의 시용은 병해의 억제 효과의 점에서도 주목되고 있다. 수도를 제외하고 규산 사용이 가장 발전되고 있는 유럽의 현장을 소개하면 이미 규산을 첨가한 몇 종류의 액체비료가 시판되고 있어서 오이 생산자의 60% 이상, 장미 생산자의 30% 이상이 사용하고 있다고 알려져 있다.그 효용에는 작물의 활력 증진과 흰가루병의 방제가 알려지고 있다. 동년 11월 3일부터 화란에서 개최된 알스켈담 원예전시회에서는 구체적인 자재나 이용 방법이 소개되어 주목받고있다. 이와 같이 규산을 작물의 활력 증진 뿐만 아니라 병해방제에는 새로운 관점에서의 이용법을 종합방제의 하나의 요소로서 환경과 조화가 이루어진 환경 보전형 농업의 추진상에도 극히 유용한 자재라 할 수 있다.이번 국제회의에서는 발표된 Silica gel의 농업이용과 효과에 대하여 참가자의 관심이 매우 컸다. 규산 이외의 성분을 함유하지 않고 용해도가 높고 일정한 농도 범위에 도달하면 녹기 어렵게 되는 것 때문에 작물에 대하여 손실없이 규산이 공급될 수 있는 지속적인 자재로서 주목되어진 듯 하다. [출처:일본농업신문 기사 자료 중에서]

토양과 규산

◆수용성 규산염이란한국에스컴(주) 수용성 규산염은 (주)한국에스캄 신용(申勇) 박사가 오랜 연구끝에 개발한 '획기적인 광물질'로서 관련업계에서는 하나같이 "상식을 깬 놀라운 발명이다"고 극찬할 정도로 기존의 마인드를 뒤바꾸어 놓은 일종의 미네랄이다. 쉽게 말하자면 천연광물인 규석(차돌)에서 주요 성분인 규소를 액체 상태로 용출시켜 크리스탈 형태로 생산한 다음 다시 물에 녹도록 만든, 그야 말로 '돌을 물에 녹게 만든 신기술'이다.본래의 순수한 규소는 Si이지만 복잡한 공정과 절차를 거쳐 물에 100% 녹는 규산염(SiO2, SiO3)을 국내 처음으로 개발해 낸 것이다.이처럼 각고의 노력 끝에 수용성 규산염을 개발해 낸 것은 물에 녹지 않는 불용성인 경우 소위 '그림의 떡'처럼 제역할과 기능을 발휘하지 못하는 등 효용성이 적어 식물과 사람이 용이하게 흡수 또는 활용할 수 있도록 하기 위해서다.수용성 규산염의 가장 큰 특성은 강알칼리성인 데다 물을 맑게 하는 자정능력이 탁월하다는 점이다. 옛 선인들이 '빨래판 돌은 차돌이 최고'라고 한 것은 규소 또는 규산염의 이같은 특성 때문이다. 또 원적외선을 방사하는 특성이 있으며 농약성분을 흡착·분해·중화시키는 효능이 있다. 또한 필수 미량원소를 함유하고 있으며 유익 미생물을 활성화시키는 역할까지 하고 있다. 이러한 모든 특성은 곧 친환경 농법과 웰빙 산업의 주재료가 갖춰야할 주요 특성 및 기능과 맥을 같이한다고 할 수 있다. 

규산은 인산의 역할을 일부 대신하여 뿌리의 발근, 세포조직분화, 화아분화, 등을 촉진시켜주고 일기 변화의 악조건(저온, 고온)에서 체온 조절 능력을 갖게 해준다. 규산 시용 포장은 침수 시 혹은 다습 시에도 뿌리를 보호하는 기능을 갖게하여 피해를 크게 경감 시켜줄 뿐만 아니라 각종 농약해, 비료장해, 가스 피해 등을 경감시켜준다. 질소의 과잉흡수를 억제하고 절간을 줄여주는 기능도 있지만 규산은 세포안에서 RNA, DNA에 관여하며 병균 등이 침입하면 자기방어 물질을 분비하여 알레로파틱 물질인 페노릭화합물, 파토톡신 등을 생성 병원군의 침입을 저지한다. 

또한 노화억제물질을 분비하여 식물을 건강하게 자라도록 해주는 데 특히 참외에서는 7-10일 간격으로 엽면 시비하고, 15일 간격으로 관주하면 흰가루병을 경감시킨다. 흰가루 병원균이 침투하면 세포 간극이나 잎표면에 모용으로 규산 집적이 많아지고 특히 병원균을 둘러싸서 물리적으로 생장조건을 불리하게 함으로써 균사생장을 억제시키고 발육을 저해시킴으로서 방해되며 동시에 페놀성물질 등 균사저해 물질을 생성하여 경감시킨다.
흰가루병인 경우에는 엽면 살포로 효과가 크다. 규산은 인산의 흡수를 촉진하고 토양중의 불용화된 인산비료 등을 가용화시켜 식물이 흡수토록 해주며 토양 양이온의 증가와 질소, 인산, 가리, 칼슘, 고토, 붕소 등의 흡수를 촉진시킨다. 수확 후 저장 능력이 탁월하여 신선도가 오래 유지될 뿐만 아니라 육질이 단단하고 색이 좋아 고품질 농산물 생산에 필수적이며 친환경 농업에 꼭 필요한 자연에서 얻어지는 친환경 비료이다. 액상규산의 경우 희석농도만 정확히 지키면 매일 살포해도 과잉증상이 없는 유일한 비료이다. 

◆기존 규산질 비료와의 차이점벼를 포함한 각종 작물의 생육에 규산 성분이 필수적이라는 사실은 1920년대 미 캘리포니아 대학에서 처음 발견했으나 국내에는 1957년에서야 규산질 비료가 공급되기 시작했다. 규산질 비료는 과거 천연규회석을 채광, 분쇄한 규회석 분말과 제철 과정에서 생기는 제철고로 슬래그를 이용한 규산질 비료가 있으나, 천연 규회석 분말비료는 자원고갈로 80년대 후반부터 공급이 중단됐다.에스캄 연구소 자료에 의하면 현재 공급되고 있는 규산질 비료는 모두 제철 슬래그를 원료로 하여 만든 가용성 규산질 비료로 분말과 입상 등 두 가지로 나뉘어 있지만 거의 '불용성 물질'로 식물이 흡수할 수 있는 성분은 연간 0.002% 정도밖에 되지 않고, 나머지는 토양에 그대로 집적되기 때문에 일정 기간내에 연속적으로 다량 살포해야 하는 문제점이 있다.반면 수용성 규산염은 토양에 100% 흡착돼 농작물 등 모든 식물의 영양화에 필수 요소로 이어지는 장점이 있다. 또한 기존의 규산질 비료는 사용자인 농민에게 운반 및 시비면에서 엄청난 부담을 준 데다 유해물질과 이물질이 많아서 실효성마저 크게 떨어졌으며, 시비 시기도 첫갈이 할 때만 가능해 엽면 시비에 의한 조절 기능이 없어 결핍 현상에 대처할 수 없었다. 그러나 이번에 개발된 수용성 규산염은 이같은 제 문제점들을 간단히 해결, 농민들로부터 선풍적인 인기를 끌고 있다. 


◆작물에 대한 역할과 기능(장점) 
▲규산을 충분히 흡수한 작물의 특징잎과 줄기가 빳빳해져 잘 쓰러지지 않기 때문에 식물체의 아랫잎까지 햇빛을 많이 받게돼 탄소동화작용이 왕성해진다. 
1. 규산 성분이 식물체내에 들어가 세포벽에 규산층(큐티큘라층)을 형성, 세포를 강화함으로써 도열병과 이화명충, 벼멸구 등의 병충해에 대한 저항력을 높여준다. 
2. 내병성 증대로 뿌리썩음병과 깨씨무늬병, 세균성 병해, 바이러스성 병해는 물론 냉해에 대한 저항성까지 높여준다. 
3. 생장촉진은 물론 토양개량과 비료효과를 콘트롤해 질소과잉과 인산흡수 장해 등을 막아 준다. 
4. 식물체의 신선도를 유지시켜 저장성을 높여주며 과일 등의 당도를 크게 높여주는 효과가 있다. 

▲규산은 벼농사에 특히 보약이다규산은 식물의 정상 발육을 유지하는데 필수원소는 아니지만 벼에서만큼은 광합성 및 시비효율 증대, 물질전류 촉진, 병충해 경감, 기상장해 경감 등의 작용으로 수확량을 월등히 높여주고 나아가 엽신녹화억제 등의 작용으로 쌀의 질까지 향상시켜 준다.이같은 효능은 마치 사람에게도 보약이 필수요소는 아니지만 그 효과가 매우 큰 것처럼 벼농사에서도 규산이 보약이라 할 만큼 큰 효과를 낼 수 있을 뿐만 아니라 그 자체가 독성이 없고 오히려 각종 유해성분을 중화하는 기능까지 갖고 있다.그렇다고 규산이 벼에만 좋은 것은 결코 아니다. 보리, 고구마, 감자, 토마토, 딸기, 무, 배추, 당근, 땅콩, 오이, 수박, 참깨, 인삼, 호박, 대파, 마늘, 생강, 배, 사과, 복숭아, 포도, 감, 귤, 잔디, 화훼 등 밭작물과 과수, 원예작물을 막론하고 탁월한 효능을 발휘한다. 


농사의 기본은 토양을 만드는 것에 두어야 한다. 
그 다음은 유기물과 무기물의 보충이 중요하다. 하지만 현재 유기물(퇴비) 시장의 과다경쟁과 퇴비 재료의 한계성, 축산농가의 기업화 및 대형화로 가축을 일괄 사육으로 전환하면서 농가의 인력감소와 여러 가지 질병 발생 등으로 인하여 항생제, 치료제, 예방약품 등의 과다 사용으로 축산 분뇨가 좋은 유기물이 아닌 항생제로 오염된 악성물질로 변하고 있다.이러한 축산분뇨들이 미 발효된 상태로 토양으로 들어 왔을 때 토착미생물들의 생존을 위협하고 미생물 등의 번식과 식물 생육을 저해하는 것과 동시에 토양에 유기물을 넣었을 때 식물들이 흡수하지 못하고 응고된 유기물로 변하게 된다.이런 악순환이 계속 되면서 과수원 및 시설재배지와 더불어 전국의 농토가 병들어 가고 있는 것이다. 이러한 관점에서 볼 때 지력 유지 체계 또는 토지의 자연력회복의 확립은 현대 농업 기술에 있어서 중요한 과제가 되고 있다.지력 또는 토지의 자연력이라는 것은 토양 중의 식물 영양소와 비료성분 등 식물의 영양분을 유효하게 하는 토양의 기능을 말한다. 토양중에는 미생물의 중요한 활동은 비효를 계속 안정되게 하고 화학물질 등 유독 물질을 분해시키는 작용을 한다.이러한 미생물 활동의 에너지원으로서 좋은 토양개량제와 양질의 유기질비료 사용은 지력 회복 및 유지를 위하여 필수적인 것이다. 그동안 산업화와 농업기술의 발달은 전문화, 집약방식이라는 형태로 특정작물만의 집중재배, 연작제도의 도입, 경영의 전문화 등을 추구하였다. 

이에 따라 토양개량제와 유기질비료가 부족하게 되고 화학비료와 함께 제초제, 살충제, 살균제 등 화학물질을 대량 투입하게 되어 이로 인한 땅의 황폐화는 불을 보듯 자명한 결과였던 것이다. 이런 재료의 부족은 비효체감 경향이 생겼고 이어 생산성의 감소, 기후 변동에 대한 저항력의 약화와 함께 여러 가지 환경오염 문제를 야기 시키고 있는 것이다. 

이에 황폐된 산성토양을 약알칼리성화로 이원화가 필수인데, 수용성운모(MICA)미네랄 제품의 효과가 크다고 할수 있는 것입니다.

벼·밭작물·과수·원예작물에 탁월한 효능생명의 돌, 살아있는 돌 '규석'이 차세대 친환경 농법과 웰빙 산업의 주요 화두로 떠오르고 있다.차돌이라는 이름으로 더 잘 알려진 규석을 이용해 '수용성 규산염'이라는 획기적인 물질을 개발해냄으로써 최근 거센 바람이 불고 있는 친환경 유기농법과 웰빙 산업의 미래를 한층 더 밝게 해주고 있는 업체가 있다. '차돌에는 이끼가 끼지 않는다'는 이색 슬로건을 내걸고 친환경 농법과 웰빙 산업의 새로운 선도주자로 나선 한국아에스캄(주)은 한국 최초이자 세계에서 네 번째로 발명특허(특허 제0415594)한 천연규석 광물질 조성물 '수용성 규산염'으로 만든 각종 농업용 자재와 생활용품 등을 출시, 웰빙 시대에 맞춰 새로운 돌풍을 일으키고 있다. 

규산에 의한 화학적 스트레스 경감 원리 
기 보고된 규산의 화학적 특성에서 언급된 대로 농작물재배 환경과 식물체내에서 규산은 음이온으로서 각종 화학성분들을 강한 흡착력으로 일시 결합하여 제거하거나 불활성화 시키고 결핍 시에는 서서히 방출함으로서 과잉장해나 결핍장해를 완화 경감시킨다. 마치 숫가루나 연탄재에 타고 남은 잔소 탄소로도 같은 효력을 얻을 수 있듯이 규산은 이들보다도 훨씬 더 효과적이다. 화학적 스트레스로는 비료나 농약 및 제초제 등의 과잉장해와 식물필수원소의 과잉과 결핍 및 불균형장해 그리고 토양 중에서 천연공급 되는 독성금속장해 등을 들 수 있다. 


질소비료의 과잉 및 결핍장해 경감 
질소 과잉장해는 잎이 늘어지고 조직이 연약해져서 광합성을 저하시키며 도복과 병충해를 유발시키므로 이러한 장해를 방제하기 위한 농약 등 제2의 투입이 요구되어 생산비증가는 물론 식품 및 환경오염의 주요인이 된다. 규산은 더 많은 질소를 주어도 과잉장해를 일으키지 않도록 하여 다수확재배에 필수적 역할을 하고 있다. 그러나 최근에는  비료와 농약 등 화학제의 투입을 줄이는 친환경 영농에서는 규산이 필수 수단으로 활용되고 있다. 
규산으로 표준시비량의 반을 줄여도 규산은 토양중 비료성분을 흡착 저장하여 표준시비량에서 낼 수 있는 수확량을 얻을 수 있고 각종 재해나 병충해 발생에 대한 안전성은 물론 단백질함량을 낮추는 등의 품질향상까지도 보장되기 때문이다. 


인산비료의 과잉과 결핍장해 경감   
인산함량이 낮은 토양환경에서 규산은 인산의 유효도를 높이거나 대체하며 결핍되는 식물체내에서도 인산을 대체한다는 보고가 많다.  인산은 토양 중에서 비교적 안정적으로 존재하므로 결핍되기 보다는 과잉장해가 문제가 된다. 특히 하우스 재배에서나 밭 상태의 이끼류, 논농사의 초기에 괴불피해 및 바다의 조류피해 등의 주범이기도 하다. 
  
인산시용이 과하면 토양중이나 수경액중 식물의 필수성분인 망간이나 철분의 흡수가 억제되어 식물의 잎이 황백화 되거나 괴사되는 장해증상이 대부분의 작물재배에서 나타난다. 이때 규산은 인산 흡수를 억제시킴으로서 이러한 장해를 경감시킨다. 


독성금속 및 중금속들의 과잉장해 
식물체에 독성장해를 일으키는 성분들은 나트륨(Na), 게르마늄(Ge), 철(Fe), 망간(Mn), 알미늄(Al), 아연(Zn), 등의 독성금속과 수은(Hg), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 코발트(Co) 등으로서 과잉하면 독성장해로 나타나고 이들 중 부족할 때 결핍장해로 나타나게 되면 식물생육에 필수성분으로 공급해야 한다.  나트륨과 게르마늄, 코발트, 수은 및 카드뮴 등은 식물생육에서 필요도 없는 성분들로서 과잉장해만 일으키며 천연적으로나 유기질비료 및 농약 등의 인공으로 공급되어 식물에 독성을 일으키게 된다. 

 규산은 식물의 필수원소도 아니면서 이러한 성분들의 과잉흡수를 직접억제하고 결핍 시에는 결핍장해를 유도하는 간접성분들의 작용을 저하시켜 과잉이나 결핍장해를 거뜬히 처리해 내어 식물체의 안전생육을 보호해 주는 해결사 성분이 되므로 농작물재배에서 친환경적 소재로 각광을 받게 되었다. 

특히 제련 부산물인 광재 슬러지를 규산원으로 활용하는 문제점을 개선한 순수 규산만으로 생산된 (주)엠바이콤 수용성규산 제품은 더더욱 친환경 소재로 국내외에서 인기가 높다. 나트륨은 소금성분의 염소와 동시에 공급되어 과하면 염소성분이 독성장해를 일으키므로 규산공급으로 흡수된 나트륨과 염소는 식물체로의 이동을 현저히 줄여서 뿌리에만 잔류시켜 독성을 줄이게 된다. 

 철이 과잉 흡수되면 철성분이 주로 하위엽에 집적되어 조직이 딱딱해지면서 녹물(갈)색 반점이 생기고 독성으로 괴사하게 되는 증상을 보인다. 이때 규산은 뿌리의 산화력으로 철을 산화시켜 뿌리 표면에 피복시킴으로서 철의 과잉흡수를 억제시킨다. 망간의 독성장해도 철의 경우와 같은 원리로 경감시킨다. 알루미늄의 독성은 산성토양에서 흔한 독성을 갖는 3가 이온으로 활성화되어 주로 뿌리장해를 일으켜 영양흡수를 억제시키는데 규산은 독성알루미늄과 결합으로 흡수를 억제시켜 장해를 경감시킨다. 

또한 식물생육에서 가장 많이 요구하는 3대 필수성분들의 식물체 불균형으로 나타나는 각종 장해들도 규산시용으로 쉽게 경감된다. ‘80년도 격심했던 냉해년에 토양과 식물체중의 규산/인산 함유율과 수량과 피해경감과는 높은 상관으로 나타났고 규산/질소비, 규산/칼리비가 높을수록 각도열병 발생 및 각종 영양생리장해가 줄어든다. 그리고 농가포장에서 발생되는 각종 재해나 화학제 오용피해에는 규산의 시용으로 해결되는 사례도 많다. 
하우스재배에서의 염류집적이나 해안지역에서의 해일이나 가뭄시에 발생되는 염류장해 등에도 규산효과가 보고되었다. 농가에서 비료나 농약 및 제초제의 잘 못 사용으로 발생된 피해지에 규산시용으로 피해를 경감시킨 사례는 허다하다.  

 특히 최근 들어 환경오염이나 농산물 안전성 문제가 대두되고 있는데 규산으로 재배된 논토양이나 현미 중에는 카드뮴함량을 줄일 수 있다고 보고되었다.

토양개량제 규산?
○ 규산은 완효성으로 토양속의 산을 서서히 중화하는 효과가 오래 지속되며 질소의 과잉 흡수를 억제하고 인산의 비효를 높여주는 특성이 있다.○ 규산은 사질토, 부식토, 냉수지, 천수답, 도열병 상습지, 경지정리지구 등의 논에 특히 효과가 있으며 밭작물중 밭벼, 보리, 옥수수, 잔디, 목초, 대나무 등 벼과작물과 오이, 수박, 호박, 메론 등의 박과식물도 규산을 많이 흡수한다. 즉, 이들 작물에 규산을 사용하면 벼에서와 같은 효과가 있다.○ 규산은 과잉장해가 없는 유일한 비료 성분이다. 특히 규산을 주면 질소량을 늘려 증수가 되고 다비시 문제가 되는 병충해나 도복도 경감되어 안전생산이 가능하다.(벼는 규산을 질소의 8배나 흡수하며 자란다.)○ 벼농사를 짓는 데 질소비료가 가장 많이 필요한 것으로 알기 쉽지만 벼는 규산을 질소의 8배 이상 흡수하며 자란다. 벼 100㎏생산에 질소 흡수량은 1.8㎏인데 규산 흡수량은 14.8㎏이나 된다. 이것으로 벼에 규산이 얼마나 중요한 것을 알 수 있다.우리나라 논의 97.2%가 규산이 절대 부족한 논이다.논토양의 규산질 함량은 130~180ppm이 적당한데 우리나라 논의 규산함량은 평균 72ppm으로 97.2%의 논이 규산이 부족한 실정이다.○ 특히, 최근 규산질비료 사용을 소홀히 한 결과 80~88년 88ppm이던 논의 규산함량이 95년에는 72ppm으로 낮아져 쌀 증산과 미질에 심각한 문제점으로 대두되어 97년부터 정부가 농민에게 토양개량를 무상으로 지원하게 되었다.(규산성분은 병충해를 줄이고 쌀맛을 아주 좋게 한다.)○ 규산을 논에 주면 벼 잎과 줄기가 빳빳하게 자라므로 햇빛을 아래잎까지 고루 받고 바람이 잘 통하여 도열병 병반수를 56.3%줄이고 이화명충 벼멸구 등 병충해에 버티는 힘이 강하므로 병충해 피해가훨씬 적게된다. 
즉 농약을 적게준 안전한 쌀의 생산이 가능하다.○ 또한 10a당 113~225㎏의 규산을 줄 경우 줄기의 강도가 3~4배 강해져 바람에 쓰러지지 않아 익음비율과 천알무게가 높아져 쌀의 품질(맛)이 아주 좋아진다.○ 또한 쌀의 맛(점질성등)은 고토/가리의 비율에 의거 좌우되는데 쌀의 옛날만큼 떨어지는 것은 가리성분은 많은데 고토 함유비료(규산질)를 사용하지 않기 때문이다. 앞으로 미국 캘리포니아 쌀과 미질경쟁을 하려면 시비개선이 필수적이다.(규산질준 논에 질소비료를 더 주니까 쌀이 52%나 증수되었다.)○ 규산을 사용해서 튼튼하게 직립형태로 자란 벼는 질소(요소)비료를 많이 주어도 햇빛을 잘 받고 병충해나 도복에 강하기 때문에 규산을 150㎏을 주고 질소시비량을 7.3㎏→11.3㎏(성분량)늘려주니까 규산을 주지 않은 논보다 쌀이 52% 증수됐다는 연구 결과도 나와 있다.○ 보통 규산함량 60ppm인 논에 규산을 주니까 질소를 더주지 않아도 쌀이 평균11% 증수된다고 한다. 특히, 도열병지는 51%, 산간고랭지는 20% 증수된다.

함수규산염제현재 시중에서 판매 또는 개발중인 토양개량제 대부분의 제품에 큰 문제점이 있습니다. 가장큰 문제점은 몇가지 광물질을 분쇄하여 혼합하거나 여기에 알카리도를 높이기위하여 석회석을 혼합 한다 든지 하는 제품들은 수용성이 아니라는 것입니다.이러한 광물질을 토양에 투입시 2차적 토양오염이 돌이킬 수 없을 정도로 심각해 집니다..가공되지 않은 석회석을 토양에 투입시 물과 반응시 순간적인 높은 온도가 발생하여 오히려 토양에 각종 유익한 미생물을 죽일 수 있다는 사실과 일정 농도를 초과시 토양의 경화성이 아주 빠르게 진행 되어 다시는 회복이 불가능한 못쓰는 토양으로 변해 버릴 수 있습니다. 토질 개선제는 반드시 입단화나 안전한 제품으로 가공처리 되어야만 2차적인 환경 오염을 막을 수  있으며 또한 물이나 토양 내에서 수용된 후에도 또 다른 환경오염이 100%  없는 제품 이어야  됩니다.1차 광물질(광석가루,일명 돌가루)을 분쇄하여 여러 가지 혼합 시킨 제품은 절대 사용하여서는 안됩니다. 또한 토양 개선제로 구분되어서는 절대 안됩니다. 엄청난 환경 오염과 토양의 경화를 오히려 촉진할 뿐입니다. 이러한 제품을 토양에 지속 사용 시에는 초기에는 문제가 없을수도(발견을 못 함)있으나 2회 3회 반복 투여 될 시에는 우리의 소중한 토양은 영원히 회복 불가능 한 토양이 되어 버릴 수도 있습니다.아무리 미량 원소가 다수 포함된 광석 가루라고 할 지라도 이러한 물질이 완전 수용성화 입단화나 휘산 작용 메디아 혹은 딤체 역활 등을  않는다면 토양은 숨을 쉴 수가 없습니다. 죽어가는 토양은 더욱 빠르게 경화 (딱딱해짐)되어 갈 뿐입니다. 우리가 말하는 토양에는 원천적으로 수억 만년간 광석이 분해되온 약 70%이상 규소(SIO2,SIO3.)의 무기질 가루 덩어리와 식물등이 썩어서 형성된 약 4%의 유기질 덩어리와 함께 물(액체) ,공기(기체)가 적정 비율로 혼합 되어 있습니다. 여기에 물은 바로 흡수되거나 유출 혹은 증발되여 자연 증감 조절되고 공기 또한 여러가지의 미생물 등에 의하여 끈임없이 생성과 소멸을 반복 하면서 토양은 자연스럽게 숨쉬고 있습니다. 또한 농경지로 사용되는 우리의 토양은 과다한 농약과 비료 사용으로 인해서 각종 중금속으로 오염 되여 있으며 떨어지는 알카리도(산성화)을 보상하기 위해서 수년간 석회석을 사용하다보니 전 국토의 대부분의 토양이 빠르게 경화성을 보이고 있으며 전혀 회복될 여건을 만들어 주지 못하고 있습니다.