[나무병원] 수목과 영향

(1) 양분이동

양분이동이란 가스 수분 무기 양분 가용성 탄수화물 및 호르몬과 같은 여러 가지의 물질이 식물체 내에서 이동하는 것을 말한다. 이러한 과정은 발아 종자를 포함한 모든 식물체내에서 일어나는데 특히 수목에서는 특수화된 유관속계 즉 목질부에는 물관부 수피에는 체관부가 발달되어 있어서 서로 멀리 떨어진 뿌리와 잎 사이에고 물질의 이동이 용이하게 일어난다. 가용탄수화물은 공급점에서 이용점으로 이동한다. 양분의 공급원은 광합성을 하는 성숙한 잎인 경우도 있고 잎 줄기 뿌리에 있는 탄수화물의 저장소인 경우도 있다. 양분 이용점은 물질대사가 활발하게 일어나는 모든 부위 특히 분열하는 형성층 발육하는 눈 잎 열매 등이 될 것이다.

1) 양분이동경로

양분 물질의 하향 이동은 주로 체관세포 반세포 유세포 체관섬유로 구성된 체관부를 통하여 일어난다. 모든 양분의 이동은 살아 있는 세포를 통하여 이루어진다. 활엽수나 침엽수의 체관부가 기능적인 활동을 할 수 있는 수명기간은 모두 약 1년간이다. 활엽수의 수분 통도 조직의 끝은 특수하게 분화되고 있고 침엽수의 통도 조직은 분화가 적게 되어 있는데 이들 통도 조직의 경단 방향 세포벽에 대부분이 막공이 있다. 양분의 하향 이동은 근계의 크기 및 호흡률에 의하여 영향을 받는다. 뿌리가 잘 발달하지 않아 호흡률이 낮은 소나무의 유묘에서는 뿌리의 발달이 왕성한 유묘 보다 광합성 물질이 뿌리쪽으로 적게 이동한다. 여기서 원인과 결과의 관계는 명백하지 않지만 호흡률과 양분이 이동 사이에는 서로 밀접한 관계가 있다.

2) 양분의 이동속도

양분의 이동속도에 대해서는 여러 연구결과가 서로 혼동과 모순이 되지만 과거의 연구에서는 이동 속도가 매우 높은 것으로 보고되어 있으나 최근의 연구에서는 이와 같지 않은 결과로 보고되고 있다. 집단이동에 의한 체관부의 최고 양분의 이동속도는 활엽수에서는 시간당40-70cm 침엽수에서는 시간당 18-20cm이다. 그러나 침엽수나 활엽수에 있어서 평균속도는 보통 시간당 1-2cm이다.

3) 양분의 이동원인

식물에서 당류의 이동에 대해서는 여러 가지의 원리가 제기되고 있다. 가장 보편적인 원리는 압력-유동이론으로서 이것은 1930년에 처음으로 munch에 의하여 제기되었다. 이 원리에 의하면 광합성을 하는 성숙한 잎의 세포 즉 양분의 생성 및 공급원이 되는 세포로부터 뿌리 열매 분열조직 등이 물질대사가 활발한 세포 즉 양분을 계속 소비 및 이용하는 세포까지 생기는 팽압의 구배에 따라 양분의 이동이 일어난다는 것이다. 이 때 압력 구배가 생기는 것은 양분공급원의 세포에 광합성이나 그 밖의 대사과정으로 인하여 계속 용질이 생성되어 용질의 농도가 점차 높아지고 한편 이용부위의 세포에서는 호흡 생장 또는 양분의 저장으로 인하여 용질의 농도가 점차 낮아지기 때문이다. 즉 압력 구배로 인하여 용액이 유통이 일어나게 된다. 장거리의 물질 운반에 필요한 원동력은 바로 그 식물의 대사과정이며 그 과정은 공급원에서의 양분의 공급량과 이용 부위에서의 양분의 소모량에 의하여 조절된다.

4) 양분이동에 미치는 환경의 영향

가) 빛
일반적으로 광도가 높아지면 잎에서는 이산화탄소의 흡수량이 증가하고 광합성량이 많아지므로 뿌리 쪽으로의 이동량이 증가한다. 이와 비슷하게 광도가 낮은 조건에서 자라는 식물에 있어서는 양분의 이동이 정지한다.

나) 온도

양분의 이동은 온도가 대개 30℃까지 증가함에 따라 증가한다. 그 이상 온도가 증가하면 양분의 이동량은 감소하는데 이것은 호흡에 의하여 탄수화물량의 소모량이 증가하기 때문이다.

다) 수분

수분의 조건은 양분을 생산 공급하는 잎의 생리 조건을 변화시킴으로서 양분의 이동에 영향을 끼친다. 일반적으로 수분의 결핍이 심해지면 뿌리의 대사과정과 잎이 이산화탄소의 흡수량이 떨어지기 때문에 양분의 이동량이 감소한다.

(2) 영양생리

묘목이 완전히 생육함에는 다음의 요소가 갖추어져야 한다. 즉 물 공기 온도 광선 양분 생육에 유해한 인자가 존재하지 않을 것 등이다. 이들 요소 중 어느 한 요소만이 생육에 대하여 수종 또는 품종별로 그 영향을 알아야 할 것이다. 각 요소별 수목에 미치는 특성은 다음과 같다.

1) 질소(N)

질소는 식물의 모든 부분에서 다량으로 함유되는 성분으로서 중요한 많은 유기화합물을 구성하는 가장 필수적인 원소 중의 하나이다. 식물이 필요로 하는 질소의 대부분은 생육초기에 주로 토양중에서 흡수되어 분열조직중에 저장된다. 토양내에서 식물이 흡수하는 질소의 형태는와이다. 뿌리에서 흡수되는 질소는 물관부를 통과하여 지상부로 이동하며 이 때 질소 이동의 형태는 질소 흡수원과 뿌리의 대사작용에 의해 결정된다. 식물체내에서 질소의 흡수와 분포는 가장 크게 나타난 부분은 생장율이 가장 높은 잎이었고 가장 작게 나타난 부분은 늙은 잎이었다. 뿌리에 공급되는 질소가 부적당하면 늙은 잎에 있던 질소가 어린 식물기관으로 이동하게 된다. 따라서 질소결핍증은 늙은 잎에서 먼저 나타나게 된다. 질소가 결핍하면 생장율이 저조하게 된다. 즉 키가 크지 않고 줄기는 가늘게 되며 분지현상에 제한은 받게 된다. 잎은 전체가 황백화하며 경과하여 결핍이 심하면 잎 전체 또는 잎의 한 부분이 괴사한다. 질소가 과다하면 잎은 농녹색이 되고 생장은 증대하나, 다침질이고, 조대하며, 마디가 긴 도장의 현상이 일어나서 한해 건조해 또는 병충해에도 걸리기 쉽게 된다.

2)인산(P)

인산은 식물체의 영양생장에 있어서 세포핵의 성분으로서 분열작용에 가장 중요한 역할을 한다 식물체내에서는 비교적 종실 중에 많으며 종실의 성열을 촉진한다. 뿌리의 신장을 촉진하고 지하부의 발달을 크게 한다. 따라서 뿌리의 양분흡수면적을 크게하여 내한성 내건성을 크게한다. 또한 식물체를 강경하게 하고 병해에 대한 저항력을 높인다. 이 작용은 질소의 과잉시비시 인산을 다량으로 시비함으로써 현저히 나타나며 또한 세포의 건전한 발달을 촉진하는 결과 병해에 대한 저항력이 커진다. 전분의 생성 이전 및 유용미생물의 활동을 촉진한다. 인산의 결핍증상은 늙은 잎에 나타나며 잎의 색은 암록색이 되거나 혹은 청동색 고동색을 띄운다 또한 ANTHOCYAN색소가 형성되어 자색 적자색을 나타내기도 한다. 땅속에서 뿌리의 발달이 나쁘고 세장하며 신초는 신장이 불량하며 빨리 동아를 형성한다. 특히 열매와 종자의 형성이 감소한다. 인산이 결핍하였을 때 수종에 따라 그 증상이 다르며 낙엽송 소나무의 증상을 보면 발육초기에 하엽의 끝부터 암자색을 띄우는데 후에 적갈색이 되고 8-9월경에 갈색을 띄우게 된다. 인산을 과다 사용하면 오히려 철 붕소의 결핍을 초래하는 일이 있으므로 주의가 필요하다.

3)칼륨(K)

칼륨은 뿌리에서 질소를 속히 단백질로 합성한다. 식물체내에 다량으로 함유되는 성분으로서 종실보다 경엽에 많다. 동화작용을 촉진시키는 작용을 한다. 질소화합물의 합성 및 세포분열을 촉진한다. 뿌리의 발달을 조장한다. 식물체중에서 수용성으로 존재하므로 용액의 농도를 높이고 빙점강하에 효과가 있으며 따라서 내한성을 높인다. 개화 결실을 촉진하며 병충해에 대한 저항력을 증대한다. 칼륨이 결핍하면 초기에 잎의 색이 암록색 또는 농녹색이 되며 질소를 과용하는 것 같은 색을 띄우는데 그 이상 자라지 않고 어딘가 약해 보인다. 칼륨과 칼슘이 동시에 결핍하면 생장이 나빠지는 경향이 있다.

4) 칼슘(Ca)

칼슘은 식물체내에서 조절적 역할을 하는 것이며 칼슘이 존재하지 않으면 mg을 이상 흡수하여 그 해가 일어나게 하는 일이 있다. 그러므로 토양 중에 칼슘이 적고 mg가 많은 때는 칼슘의 결핍증상보다 mg의 해작용이 현저히 나타난다. 칼슘은 식물체내에서는 종실보다 경엽에 많이 함유되어 있으며 유독물질의 중화 및 흡수의 결과 생기는 유기산을 중화한다. 엽록소의 생성 탄수화물의 이전 체내의 당의 생성과 이행에 관여한다. 뿌리의 발달을 촉진하며 조직을 강경히 한다. 칼슘의 결핍은 분열조직의 생장이 감소할 때부터 나타나며 이러한 결핍증은 이미 자란 끝부분과 어린잎에서 볼 수 있다.

5) 마그네슘(Mg)

식물에 의해 흡수되는 마그네슘은 mg+ 형태로 흡수된다. 마그네슘은 엽록소의 성분으로서 엽록소의 생성에 밀접한 관계가 있으며 단백질의 생성이전에도 관여를 한다. 식물체내에서 인산의 이동 지방이 생성에도 필요하다. 염화가리 유안 유석회 등의 과인한 사용은 마그네슘을 방출하게되고 그 결핍을 일으키게 된다. 마그네슘은 질소 인산 칼륨 유황과 같이 물에 녹기 쉬운 형태로 존재하며 식물체내를 이동할 수 있는 성분이다. 체내에서는 어린 잎 또는 뿌리의 어린 부분에 가장 필요하므로 그 부분에 가게되고 늙은 부분은 점점 부족하게 된다. 따라서 결핍증은 늙은 잎에서 먼저 나타나기 시작하여 어린잎으로 확대되며 잎맥사이가 황변 또는 황백화 하게 된다.

6) 황(S)

황은 단백질의 성분으로 식물생육의 필수요소로서 주로 so4+2형태로 황을 흡수한다. 대부분 토양속으로 흡수하거나 때때로 대기중의 so2를 이용하기도 한다. 황의 결핍은 식물체내이 단백질합성의 억제를 초래하며 또한 식물의 성장률이 감소한다. 뿌리보다는 줄기의 성장이 보다 큰 영향을 받는다 질소 결핍과는 달리 황백화 증상은 어리고 최근에 형성된 잎부터 나타난다.

7) 철(Fe)

철은 식물체내에서는 단백질로서 유기능의 형으로 함유되어 있으나 그 함량은 매우 적다. 그러나 식물의 생육에는 필요 불가필한 것으로서 이것이 결핍하면 엽록소가 되지 않으므로 잎이 황백색을 띄운다. 엽록소의 생성을 방해하여 식물체에 황화형상이 일어나게 한다. 철 결핍은 반드시 어린잎부터 먼저 나타나며 황백화 현상은 잎맥과 잎맥사이에 나타난다.

8) 망간(Mn)

망간의 흡수는 식물에 따라 큰 차이가 있으며 대사작용에 의해 조절 된다. 식물체내에서는 망간이 비교적 비가동성이다. 망간의 결핍은 엽록체에 가장 영향을 미치며 결핍인 조직은 작고 세포벽이 두껍고 표피조직과 표피조직 사이에 오므라드는 형상을 나타낸다. 망간과 마그네슘의 결핍은 잎의 경우 엽맥과 엽맥사이에 황백화형상이 일어난다는 점에서 비슷하나 망간결핍은 늙은 잎에서 마그네슘결핍은 어린잎에서 각각 먼저 나타난다.

9)붕소

붕소는 식물의 생장점 또는 형성층 같은 분열증식하는 조직의 활동과 깊은 관계가 있으며 또 탄수화물이나 단백질의 신진대사에 필요한 것으로 알려져 있다. 붕소가 결핍하면 식물의 어린 부분에 그 증상이 나타나는 것이나 일반묘목에 대하여는 아직 알려져 있지 않다. 붕소결핍의 일반적 증상으로는 줄기의 장점이 사멸하므로 측아의 생장점이 자극되어 측지가 생기나 이 장점도 사멸한다. 어린 잎들은 모양이 기형적이고 주름살이 잡혀 있고 때로는 두터운 형태로 자라며 진한 청록색을 나타낸다 잎의 주맥과 주맥사이에 불규칙적인 황백화 현상이 나타나는 수가 있다. 근계의 발달이 나쁘다.

본 난에 실린 자료는 임업연구원 홈페이지 "임업기술정보"에서 발췌한 것이며,
기타 관련사항들이나 세부적인 내용을 임업기술정보를 참고하시기 바랍니다.