올해는 뜰에 많은 변화가 발생했다. 수선화가 11월 중순부터 피기 시작했다. 12월에도 천사의 나팔꽃이 자태를 뽐내고, 금잔화와 메리골드꽃이 유별나게 맑고 진하다. 아가판서스의 늠름한 잎이 유독 정겹게 다가온다. 피라칸사스의 주황색과 빨강색의 열매가 수많은 공명을 일으킨다.
이들 식물은 물리적·화학적 조성이 다른 한 웅큼의 토양과 기후에 따라 다양한 모습을 표출할 것이다. 토양의 전형적인 감촉과 질감은 크기가 다른 입자들의 분배에 달려 있으며, 특히 점토의 함량에 의존할 것이다. 뜰의 토양은 거칠지만 식물들이 환경에 적응하는 모습이 눈물겹다.
특히 토양은 식물 뿌리를 위한 정착지를 제공하며 성장에 필요한 화학원소들도 제공한다. 질소·인·황·칼륨·칼슘·마그네슘 등의 원소들은 주요 원소, 붕소·철·구리·망간·아연·몰리브데넘·나트륨·염소·코발트 등은 미량 원소라고 한다.
그 밖에 다른 원소들은 식물에 필수적이지는 않지만 흡수돼 식물체를 먹고 사는 동물에게는 필수적일 수 있다. 이처럼 식물은 토양의 화학원소를 이용해 살아가고, 인간을 비롯한 동물은 식물 덕분에 삶을 영위한다.
원소의 이용도는 존재하는 양과 형태, 무기질에서 방출되는 비율 및 토양의 pH 등에 의존한다. 양이온은 음으로 하전된 점토 및 유기질 입자에 붙어있다. 과량의 칼륨은 마그네슘의 흡수를 방해할 수 있으며 그 역도 성립한다.
토양에 아연이 적당량 있을 때조차 과잉의 과산화인산염으로 인해 아연의 결핍을 가져올 수도 있다. 토양의 pH는 식물의 원소 이용도에 결정적인 영향을 미친다. 그래서 석회가 많이 함유돼 있는 경우에는 철분과 망간의 이용도를 감소시킨다.
식물의 영양소와 관련해 실례로 양배추는 실제로 무엇인가? 2㎏의 양배추를 건조시키면 물이 제거되고 160g 정도의 건조물이 남게 된다. 이것을 연소시키면 주로 이산화탄소가 날아가고 12g 정도의 재가 남는다. 이 재는 전체 양배추 원래 무게의 약 0.6%에 불과하지만 다양한 원소를 포함한다.
식물은 공기 중에 존재하는 질소는 암모늄 양이온이나 질소 관련 음이온의 형태로 고정될 때까지는 이용할 수 없다. 콩과식물의 뿌리혹에서 살고 있는 라이조비움(Rhizobium) 같은 토양 미생물은 매년 황산암모늄 형태로 엄청난 양의 질소를 고정시킨다.
칼륨은 체액 무기질의 균형에 중요하며, 줄기가 번성하는 것과 외부 세포의 외세포벽을 두껍게 하는 데 관여한다. 칼륨 결핍은 식물 조직에 당분과 질산염의 축적을 야기시킨다. 당분은 식물을 공격하는 유기체들에게 영양소를 공급해 주므로 식물체가 병에 걸릴 위험성을 제공한다. 칼륨은 운모 내부와 점토 입자의 표면 등에 존재한다. 칼륨의 좋은 공급원은 나무재이다.
마그네슘은 클로로필을 생산하는 데 필요하며 광합성에 필수적이다. 칼슘처럼비가 많이 내리는 지역의 모래땅 산성 토양에서 결핍되기 쉽다. 칼륨의 과량 주입은 마그네슘의 결핍을 유발할 수도 있다.
황은 아미노산인 시스테인과 메티오닌에 필수적인 원자이며 단백질 생산에 한축을 담당한다. 또한 이것은 양배추, 양파 등 식물체에 풍미와 냄새를 유발하는 성분이며, 아스파라거스을 섭취한 후 발하는 소변의 냄새는 황화물 때문이다. 바다 근처에서는 바다 물보라에서 오는 황산염이 황의 공급원이 될 수도 있다.
몰리브데넘은 강철의 합금제로 사용되며, 이 합금은 아주 단단하고 녹슬지 않으며 고온에서도 물러지지 않아 여러 용도로 아주 중요하게 사용된다. 이런 용도를 가진 몰리브데넘이 박테리아에 의해 공기 중 질소를 고정시킬 때 필요하며, 특히 콩과식물에 중요하다.
