뇌우가 그날의 정원 가꾸기 계획을 방해할 수 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 자연의 빛의 쇼가 갑자기 나타날 수 있으며 많은 야외 활동을 하기에는 정원이 너무 습하고 젖어 있을 수 있습니다. 비록 이러한 폭풍이 반가운 비를 가져오기는 하지만, 뇌우에는 여러분이 깨닫지 못하는 또 다른 이점이 있습니다. 번개로 인한 질소는 식물에 도움이 됩니다.
번개는 식물에 어떻게 도움이 되나요?
매년 지구 주위에 1,600만 건의 뇌우가 발생한다는 사실을 알면 놀랄 수도 있습니다. 이러한 뇌우는 초당 약 44번의 번개를 발생시킵니다. 번개는 대기 중의 질소를 식물이 사용할 수 있는 형태로 변형시킵니다.
학창 시절을 되돌아보면 아마도 지구 대기의 78%가 질소로 구성되어 있다는 것을 배웠을 것입니다. 이 가스는 두 개의 강하게 결합된 질소 원자로 구성됩니다. 몇몇 종의 미생물을 제외하고 이 질소는 식물에 거의 존재하지 않습니다.
이것이 번개가 작용하는 곳입니다. 각 번개는 약 108줄의 에너지를 소모합니다. 이는 보통 규모의 가정에서 3~6일 동안 사용하는 전력량에 해당합니다.
그러나 번개의 지속 시간은 약 1억분의 1초에 불과합니다. 이는 질소 가스(N2) 분자를 함께 묶는 결합을 끊을 만큼 강한 에너지 폭발을 생성합니다. 따라서 번개가 칠 때마다 질소 원자가 방출됩니다. 이 과정을 번개 질소 고정이라고 합니다.
식물이 질소를 이용할 수 있게 만들기
번개에 의해 질소 가스 분자가 쪼개지면 대기 중의 산소 원자와 빠르게 결합하여 이산화질소를 형성합니다. 이 수용성 화합물은 빗방울에 용해되어 질산을 생성하고 질산염으로 땅에 도달합니다.
번개에 의해 분열된 질소 원자는 수소와 결합하여 암모니아를 형성할 수도 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 화합물을 함유한 빗물은 토양으로 스며들어 이제 질소는 식물이 사용할 수 있는 형태가 되었습니다.
정원사로서 우리는 질소가 식물 성장에 필수적인 영양소라는 것을 알고 있습니다. 번개와 식물이 유익한 조합이라면 왜 농작물에 비료를 줄 때 이 영양소를 포함해야 합니까?
단순한 진실은 번개가 식물의 성장에 필요한 소량의 질소만을 제공한다는 것입니다. 과학자들은 번개가 매년 전 세계적으로 250,000톤의 질소를 생성한다고 추정하지만, 이는 에이커당 1~50파운드(454g~23kg)에 불과합니다.
또한 강한 폭풍으로 인해 많은 비가 내릴 수 있습니다. 이는 영양분을 토양 속으로 더 깊이 그리고 많은 식물의 뿌리 아래로 밀어 넣을 수 있습니다. 폭우로 인한 유출수는 영양분을 씻어낼 수도 있습니다.
그래서 우리가 “번개가 식물에 좋은가요?”라고 묻는다면, 대답은 ‘예’입니다. 질소는 엽록소 의 주요 구성 요소이므로 폭풍우가 지나간 후에는 식물이 더 푸르게 변하는 것을 볼 수도 있습니다.