[기타] 수목생장

수 목 생 장

수목은 생명체이므로 동물과 마찬가지로 태어날 때 이미 유전적 소질에 의해 생장량과 모양이 결정돼 있다. 그러나 동물과는 달리 나무는 환경의 영향을 크게 받기 때문에 적절한 환경에서는 수십 미터의 거목으로 자라지만 분재와 같이 제한된 환경에서 생장을 조절하면 거목의 1/100 크기보다 작은 왜성나무로 키울 수 있다.

따라서 수목의 생장원리와 구조를 이해하면 조경수를 관리하면서 크기와 모양을 원하는 대로 유지하거나 바꿀 수 있다.

생장(growth)이란 일반적으로 생물의 크기가 커지거나 무거워지는 것을 의미하는데 세포의 숫자가 늘어나는 세포분열, 세포의 크기가 커지는 세포신장, 그리고 세포가 전문화되고 구조가 복잡해지는 세포분화에 의해 이뤄진다.

식물의 생장은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 새 가지, 형성층, 뿌리가 자라서 개체의 크기가 커지는 생장을 영양생장(榮養生長)이라 하며, 꽃이 피어 종자를 맺거나 무성번식으로 다음 세대를 만들기 위한 생장을 생식생장(生殖生長)이라고 한다.

수목의 키나 지름이 커지는 것은 분열조직에 의해 이뤄지는데 이는 줄기와 뿌리의 끝부분과 형성층에만 있다. 수목의 여러 부위는 자라는 시기와 자라는 속도가 각각 다르다. 특히 온대지방에서는 봄부터 가을까지의 생육기간이 정해져 있기 때문에 계절적으로 생장의 차이가 뚜렷하며 자라는 부위에 있어서도 뿌리는 생육기간 동안에 거의 쉬지 않고 왕성하게 자라는 반면, 새 가지는 이른 봄에 가장 왕성하게 자라고 후에 활동이 감소하는 경향이 있다.

1. 고정·자유생장

수고생장(樹高生長)이란 수목의 잎과 대(줄기)가 자라서 키가 커지는 현상을 말한다. 수목의 키는 가지 끝에 있는 눈이 자라서 새로운 가지를 만든 만큼 커진다. 이러한 수목의 키가 크는 방식은 풀처럼 잎의 밑부분(엽초)이 자라 올라오는 현상과 다르다.

가지 끝에 있는 새 가지가 자라는 시기와 속도는 수종에 따라 다양하지만 유전적으로 결정돼 있는 수종 고유의 특성이며 고정적으로 자라는 경우와 일시적으로 자유롭게 생장하는 경우로 나뉜다.

고정생장은 생장이 느린 수종에서 볼 수 있는 현상으로서 이른 봄 새 가지가 자라 올라온 후 여름 이후에는 키가 거의 자라지 않는 생장형이다. 이러한 수종은 전년도 겨울눈(동아·冬芽) 속에 당년에 자랄 모든 새 가지의 원기가 이미 만들어져 있다가 봄에 겨울눈이 트면서 새 가지가 한번에 자라 올라온 후 여름 일찍 생장을 정지하고 겨울눈을 만들어 월동준비를 한다. 따라서 이렇게 고정생장을 하는 수종은 봄에만 키가 크고 그 이후에는 자라지 않기 때문에 생장이 느리게 된다.

이러한 생장의 가장 대표적인 수종은 소나무와 잣나무, 가문비나무, 참나무 등이며 이중 참나무류는 나무 모양을 가다듬기 위해 일반적으로 늦겨울에 전지작업을 실시하는 것이 좋지만 6월 말이나 7월 초에 실시할 경우 수형이 그대로 유지된다.

자유생장은 생장이 빠른 수종에서 볼 수 있는 현상으로 봄 일찍 새 가지가 자라 올라온 후 여름, 가을까지 계속 자라는 생장형이다. 이러한 수종은 전년도 겨울눈 속에 봄에 자랄 새 가지의 원기가 만들어져 있다가 봄이 되면서 새 가지가 나와 여름 내내 여름잎을 만들면서 가을까지 계속 새 가지가 자라 올라온다. 이러한 수종은 가을 늦게까지 자라다가 겨울눈을 미쳐 만들지 못해 새 가지 끝이 얼어죽는 경우도 발생하기도 한다.

대표적 수종으로는 은행나무나 낙엽송, 포플러, 자작나무, 플라타너스, 버드나무 등이며 사철나무, 회양목, 쥐똥나무와 같은 관목과 주목도 여기에 속한다. 이러한 수종을 조경수로 심을 경우 새 가지가 연중 자라기 때문에 전지작업을 6월, 8월 혹은 10월에 다시 실시해 수형을 잡아줘야 한다.

2. 수목생장 특성

수목의 생장은 동물과 비교해 여러 측면에서 크게 다르다.

첫째, 동물은 어린 시절에 자라고 일정한 크기가 되면 생장을 정지하지만 수목은 살아 있는 동안 계속해서 자라 키가 커지는 특성을 가지고 있다.

둘째, 동물은 신체 각 부위간에 일정한 비율을 유지하면서 전신이 함께 커지지만 수목의 키는 가지 끝에 있는 눈이 자라서 새 가지를 만들 만큼 커진다.

식물에서 마디와 마디 사이가 길게 자라는 현상을 절간(節間)생장이라고 부르는데 이는 새 가지가 나오는 해에 한정돼 이뤄지며 다음 해부터는 직경만 굵어지고 마디 사이는 더 이상 길어지지 않는다.

가지 끝에 있는 눈을 생장점이라고 하는데 생장점이 자라면서 새로운 가지가 만들어지며 새로운 가지가 자란 만큼 수목의 키가 커진다. 수목이 살아 있는 한 매년 가을에 동아를 만들고 다음 해 봄에 동아가 자라서 키가 크는 현상을 반복한다. 따라서 살아 있는 나무는 계속해서 자라며 수고가 높아지는 특성을 가지고 있다.

3. 직경생장

직경생장(diameter growth)은 줄기에 있는 원통형의 형성층이 세포분열을 함으로써 줄기의 직경이 굵어지는 현상을 말한다. 목본식물의 형성층은 수피 바로 안쪽에 원통형으로 자리잡고 있으며, 수피에 의해 보호를 받고 있다. 형성층 이외에도 직경생장에 기여하는 조직에는 코르크 형성층이 있다. 코르크 형성층은 사부의 바깥쪽에서 코르크층을 만들어 내는데, 생산하는 양이 적어 직경생장에 크게 기여하지 못한다.

형성층은 세포분열을 통해 자신보다 안쪽으로 목부(수목의 줄기에서 형성층 안쪽에 있는 모든 조직)를 추가시키고 바깥쪽으로 사부(篩部)를 추가시키면서 형성층 자체는 계속 분열조직으로 남아 있게 된다. 형성층이 생산하는 목부와 사부조직의 비율은 일정하지 않으나 어느 수종이든 어떤 환경이든 간에 목부 생산량이 사부보다 많으며 그 비율은 침엽수의 경우 평균 10:1 가량 된다.

목부 생산량이 사부 생산량보다 환경변화에 더 예민하게 반응을 보이며, 가뭄이나 그늘 등으로 환경이 불리해지면 그 비율이 서양 측백나무의 경우 15:1에서 2:1까지 줄어들어 직경생장이 감소한다. 온대지방에서는 봄에 형성층이 활동을 재개할 때 사부조직이 목부조직보다 먼저 만들어진다.

4. 형성층의 활동

형성층의 활동(세포분열)은 봄에 새 가지 생장이 시작될 때 함께 시작해 여름에 새 가지 생장이 정지한 다음에도 가을까지 지속된다. 이른 봄 눈에서 만들어진 옥신 호르몬이 밑으로 이동하면서 형성층을 자극해 세포분열을 유도한다. 따라서 형성층의 활동은 나무 꼭대기와 눈 바로 아래의 줄기에서 제일 먼저 시작해 그 여파가 밑으로 전달되므로 나무의 맨 밑동부분에서 제일 늦게 시작된다.

가을이 되어 잎에서 옥신 생산이 줄어들기 시작하면 밑으로 공급되는 옥신의 양이 감소해 제일 먼저 나무 밑동 부근에서 형성층의 세포분열이 중단되며, 그 여파가 점점 위로 전달되므로 나무 꼭대기 부근에서 제일 늦게까지 세포분열이 지속된다.

5. 생식생장

수목은 꽃을 피우기 전에는 에너지를 영양생장에만 투입함으로써 수고(나무의 키) 생장을 빨리 도모해 햇빛을 유리하게 받으려는 특성을 가지고 있다.

수목은 햇빛 없이 절대 자랄 수 없다. 햇빛은 광합성 이외에도 종자의 발아와 잎의 모양, 배열, 줄기 및 뿌리의 비율 등 수목의 형태를 결정하고 생장과 관련한 여러 가지에 커다란 영향을 끼친다.

수목이 생식생장을 시작하면 꽃과 열매로 에너지가 배분되기 때문에 수고생장이 줄어든다. 조경수의 경우 수관이 넓게 퍼져 수형을 아름답게 유도하기 위해 햇빛이 잘 드는 곳에 식재 간격을 충분히 두고 심어서 옆가지를 발달시켜 개화를 유도하는 것이 바람직하다. 또한 접목과 삽목을 통해 개화를 촉진시킬 수 있다.

나무의 모양은 수종 고유의 타고난 성질이라 할 수 있다. 교목(喬木)은 단일 수간을 형성해 높게 자라지만 관목(灌木)은 수간이 여러 개로 갈라지면서 크게 자라지 못한다. 대부분의 침엽수와 일부 활엽수는 가운데 자리잡은 주 가지가 옆가지보다 빨리 자람으로써 곧추선 원추형의 수관형을 가지게 된다.

이와 같이 주 가지가 옆가지보다 빨리 자라는 특징을 정아우세(頂芽優勢) 현상이라고 하고 낙우송, 메타세쾨이아, 전나무, 가문비나무, 백합나무 등에서 찾아볼 수 있다.

반면에 대부분의 활엽수와 관목은 어릴 때에만 원추형을 보이다가 주가지와 옆가지의 생장이 서로 비슷해져 둥글고 넓은 형태의 수관형을 가진다. 이는 느티나무 등에서 자주 볼 수 있으며 큰 그늘을 만든다.

6. 뿌리생장

뿌리가 자라는 속도는 수종과 계절에 따라 다르다.

가장 왕성하게 자랄 때는 하루에 1mm 자라기도 하며 포플러 등은 하루에 5cm까지 자라기도 한다.

우리 나라 대부분 지역 나무들의 뿌리 생장은 이른 봄에 새 가지보다 먼저 시작해 새 가지 생장이 정지하는 시기에 관계없이 햇빛을 받으며 생장을 지속한다. 특히 새 가지가 고정생장을 하는 소나무류(새 가지 생장 여름에 정지)의 뿌리도 가을까지 생장한다.

최근 지구 온난화로 인해 4월 식목일 전후부터 눈이 트기 시작하지만 뿌리는 3월 중순부터 생장을 개시하기 시작하므로 조경수 이식은 뿌리 생장이 시작되기 전부터 실시하는 것이 바람직하다.

뿌리의 토양 내 수직적 분포는 수종에 따라 독특한 형태를 보인다.

굵은 뿌리는 적송과 같이 심근(心根)성을 나타내고 밤나무 등의 중간 굵기의 뿌리는 천근(天根)성을 나타낸다. 그러나 고유한 형태는 토양 조건에 따라 크게 영향을 받아 모래질 토양에서는 뿌리가 깊게 내려가지만 점토성 토양에서는 공기 유통이 나빠 깊게 내려가지 못한다. 건조한 지역에서는 뿌리가 깊고 넓게 퍼져 지하부의 비율이 지상부보다 커지게 된다.

반면에 세근은 표토층에 집중적으로 모여 있다. 표토는 일사와 통기성이 좋아 왕성하게 호흡하는 세근에 유리하며 무기 양료 함량이 높고 적은 강우에도 곧장 수분을 이용할 수 있기 때문이다. 참나무와 소나무의 경우 표토 15cm 이내에 전체 세근의 90%가 존재하고 있다.

햇빛은 식물이 살아가는 데에 있어 가장 중요한 요소이다. 햇빛은 비단 광합성 이외에도 종자의 발아, 잎의 모양과 배열, 줄기의 생장과 굵기, 줄기와 뿌리 비율 등 수목의 형태를 결정하고 여러 생리적 현상에 커다란 영향을 준다.

수목은 수종에 따라 음지에서도 견딜 수 있는 정도가 다르다. 단풍나무나 회양목은 햇빛이 거의 없는 상태에서도 생존이 가능하지만 버드나무나 자작나무, 낙엽송 등은 햇빛이 없으면 생존하기 어려운 특성을 가지고 있다. 따라서 식재시 수종별 내음성(耐陰性)에 따라 식재위치를 잡는 것이 제일 중요하다.

7. 광주기와 광도

광주기(光週期)는 낮과 밤의 상대적 길이를 의미하는데 온대지방에서 자라는 식물은 불규칙한 온도변화보다는 낮의 길이가 바뀌는 것을 통해 계절의 변화를 감지한다. 많은 종류의 수목이 계절의 변화에 따라 점차적으로 생리적 준비를 하는 시기가 일치하게 됨과 동시에 개화하고 휴면에 들어간다.

낮의 길이가 짧아지는 동안 수목은 새 가지의 생장을 정지시키고 겨울눈의 형성을 촉진하며 낮의 길이가 길어지는 동안 생장을 계속한다. 따라서 광주기는 겨울눈의 형성시기와 휴면시기를 결정하게 함으로써 겨울준비를 유도하는 가장 확실한 지표가 된다.

광도(光度)는 햇빛의 밝은 정도를 의미한다. 암흑으로부터 광도가 점차 증가하면 이에 비례해 광합성량이 증가하다가 어느 시점에 오면 광도가 증가해도 더 이상 광합성량이 증가하지 않는 포화상태에 도달하는데 이 때의 광도를 광포화점이라고 한다.

광포화점은 수종과 잎의 종류에 따라 다르지만 일반적으로 개개의 잎이나 작은 묘목은 전광(햇빛이 최대로 비칠 때)의 25∼50% 정도에서 광포화점에 도달한다.

8. 음과 양

나무가 크게 자라면 잎들이 서로 그늘을 만들기 때문에 개개의 잎을 기준으로 한 광포화점을 나무 전체에 그대로 적용할 수 없다. 즉 개개의 잎이 전광의 25∼50%에서 광포화점에 도달하더라도 나무 전체로 보면 광포화점이 훨씬 더 높아지거나 전광에서도 포화점에 도달하지 못한다.

고립된 수목을 보면 햇빛을 가장 잘 받는 남쪽의 잎은 양엽(陽葉)으로서 광합성에 유리하지만 수관 깊숙한 그늘 속에 가려진 잎은 음엽(陰葉)으로 항상 햇빛이 부족하다. 양엽은 높은 광도에서 광합성을 효율적으로 하도록 적응한 잎으로 광포화점이 높고 잎이 두껍다. 반면 음엽은 낮은 광도에서도 광합성을 할 수 있도록 적응한 잎이며 포화점이 낮고 잎이 넓으며 엽록소를 더 많이 가지고 있다. 하지만 음엽이 갑자기 높은 광도에 노출되면 피해가 발생하기도 한다.

그늘에서 제대로 자라는 수종(음수)과 그렇지 못한 수종(양수)이 있다. 양수와 음수는 햇빛을 좋아하는 정도에 따라 구분하는 것이 아니라 그늘에서 견딜 수 있는 내음성(耐陰性)의 정도에 따라 구분된다. 음수도 어릴 때에만 그늘을 선호하며 유묘시기를 지나면 햇빛에서 더 잘 자란다. 생리학적으로 볼 때 양수는 음수보다 광포화점이 높다. 따라서 양수는 광도가 높을 때에는 광합성을 효율적으로 실시해 음수보다 빨리 자라지만 낮은 광도에서는 음수보다 광합성이 저조하다. 반대로 음수는 광포화점이 낮기 때문에 높은 광도에서 광합성 효율이 낮으나 낮은 광도에서는 광합성을 양수보다 더 하기 때문에 생존 경쟁력이 양수보다 높다.