[책] 수목진단_생육메카니즘

수목생육 메카니즘

※요약: 수목의 진단과 조치, Hori Taisai & Iwatani Minae저 (서영대,김재온 번역), 2008, 두양사

Part2. 수목이 생육하는 메카니즘

2) 양수분의 흡수와 광합성 산물의 전류 

1. 수분을 흡입하는 구조와 증산기능

● 수분을 흡입하여 끌어 올리는 힘은 무엇인가

물분자의 응집력/ 잎과 대기사이의 수증기압의 차/ 삼투압과 모세현상

● 잎을 통해 물을 방출.증산하는 수목의 목적

● 증산량과 보수량이 많아지는 산림

● 상록활엽수의 잎은 왜 광택을 띄는가?

2. 당분을 만드는 광합성

● 잎안의 수분에 이산화탄소를 용해함으로 흡수

● 잎은 건강의 척도

● 새벽에서부터 오전중에 활발한 광합성

● 수간에서도 이루어지는 광합성

● 양수와 음수의 차이

● 뿌리는 산소가 용해된 수분을 흡수하여 숨쉰다.

● 배수가 좋지 않으면 산소결핍

● 물주기보다는 산소공급을

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● 수분을 흡수하여 끌어 올리는 힘은 무엇인가

- 물분자의 응집력

물분자는 강한 힘으로 연결되어 있다. 가는 관속에 물이 가득차 있을 때는 물기둥이 쉽게 끊기지 않는다.

수목에 상처를 주면 뿌리로부터 잎으로 연결되어 있는 길고 가느라단 관에 공기가 들어가게 된다. 매우 작은 양이라도 공기가 주입되면 수분을 흡입하는 힘이 절단되어 버린다.

- 잎과 대기사이의 수증기압의 차

대기는 습도가 낮고 건조하면 잎에서 수분을 끌어올리는 흡입력이 강해진다.

맑은날, 기온이 높고, 습도가 낮은 날은 잎과 대기사이의 수증기압의 차이가 커지며 대기는 맹렬하게 수증기압이 높은 잎으로 부터 수분을 끌어당긴다.

물분자의 응집력과 대기와 잎 사이의 수증기압차이로 생기는 수분흡수력은 이론적으로 400m에서 2000m까지 가능하다

- 삼투압과 모관현상

토양중의 수분은 각종 양분이나 질소가 용해되어 있지만 토양용액의 농도는 매우 옅기 때문에 뿌리 세포의 농도가 더 높은 용액이 되어 있다.

세포의 내부와 외부사이의 당분이나 염기의 농도차에 의해 침투압(삼투압)이 작용하여 세포내부에 수분을 끌어 들인다.

뿌리에 흡수된 수분이 목부를 상승하는 또 다른 힘은 모관현상이다. (붕대에 물을 떨어뜨리면 적신 부분이 점점 확산되어 가는 현상)

삼투압과 모관현상은 물을 상승시키는 역할을 하지만, 그 힘이 매우 약해서 겨우 수미터 상승시킬 수 있을 정도이다.

● 잎을 통해 물을 방출, 증산하는 수목의 목적 ★

- 뿌리로부터 흡수한 수분은 거의 잎을 통해서 방출된다.

- 광합성에 사용하는 수분은 수목이 소비하는 물의 1%이하, 나머지 대부분은 잎의 기공을 통해 방출한다.

- 이유는 물이 잎에서 증산 할때의 기화열로 엽면을 냉각하기 때문이라고 생각됨

- 광합성이나 그외의 생리작용을 위해서는 질소나 양분 등의 비료성분이 많이 필요하지만, 토양용액 중에는 비료성분이 매우 적기 때문에 충분한 비료성분을 모아들이기 위해서는 엄청난 양의 수분을 흡수할 필요가 있다.

- 물이 잎에서 증산할 때, 물에 녹아 있는 비료성분은 증발하지 않고 잎 내부에 잔류하므로 필요한 양의 비료성분을 얻을 수가 있다.

 

● 증산량과 보수량이 많아지는 산림

- 산림이 물을 증가시키는 것이 아니라, 하천에 한꺼번에 유입되지 않도록 조절하는 것이다. 이는 토양의 부식층이 풍부한 것과 깊은 관계가 있다. --> 오히려, 수목이 있으면, 토양내부에 뿌리가 활발하게 수분을 흡수하고, 잎을 통해 증산시키기 때문에 토양내부는 오히려 건조하다.

● 상록활엽수의 잎이 왜 광택을 띄는가?

- 잎의 표면에 큐티큘라(표피층)로 되어 있음.... 반들반들 광택이 남.

- 잎표면의 물의 증산을 방지 (건조한 곳에 서 생육하는 식물일수록 더 발달)

- 표면을 미끄럽게 하여 젖기 어렵게 함 (겨울철 눈이 내리더라도 눈이 붙어 잎이 얼지않도록 해서, 잎안의 조직이 파괴되지 않도록 보호)

● 잎안의 수분에 이산화탄소를 용해함으로 흡수

- 식물은 빛에너지를 사용하여, 물을 수소와 산소로 분해하고, 수소와 이산화탄소를 합성하여 당을 만들어, 영양분으로 이용

- 기공으로부터 들어온 이산화탄소는 (해면조직사이의 틈새가 물로 채워져 있는데) 그 물에 용해된 후, 해면상조직의 세포에 흡수된다.

- 호흡작용에서 사용하는 산소도 기공에서 흡수된다.

● 잎은 건강의 척도

- 잎이 적은 수목은 생산할 수 있는 당이 적기 때문에 생장도 좋지 않다. 수목에서 잎을 대량 손실시키는 것은 중대한 피해이다. 그래서 가지가 많이 잘려지면 즉시 휴면아를 싹트게 하여 잎을 내려고 하는 것이다.

- 전정이란 인간의 사정으로 시행하는 것이며, 수목의 사정은 아니다.

● 새벽에서부터 오전중에 활발한 광합성

- 광합성을 행하기 위해서는

- 기공을 열고, 이산화탄소를 흡수할 필요가 있지만,

- 반대작용으로 

- 기공이 열리면, 증산작용으로 잎의 수분도 빼앗기게 된다. 

- 잎의 수분이 부족하면 광합성이 불가능하게 되며, 심할 때는 시들어 버린다. 잎은 그렇게 되기 전에 기공을 닫고 증산을 억제한다.

- 맑은 날에 광합성이 활발하게 이루어지는 것은 새벽녘부터 오전중이다.

- 태양이 떠오르는 때 전후부터 엽병의 세포를 팽창시키고, 잎을 세워 빛을 중분히 받을려고 한다.

- 여름의 무더운 낮에는 기공을 닫아 증산을 방지하고 잎을 축 처지게 하여 기공이 많이 분포하는 잎의 뒷면에 바람이 닿지 않도록 하여 수관내의 공기가 별로 작용하지 않도록 해서 증산을 막는다.

● 수간에서도 이루어지는 광합성

- 수목은 잎에서만 광합성을 하지는 않는다.

- 올해 나온 가지, 아직 성숙되지 않은 열매, 꽃받침 모두가 녹색이다.

- 녹색은 원래 염록체의 색으로 이곳에서 광합성을 행하고 있다.

- 어린 가지만 아니라, 굵은 수간에서도 광합성을 하고 있다.

- 수피가 녹색인 수목.. 벽오동, 플라타너스, 노각나무, 매화,, 배롱나무, 모과나무 등등

- 노각나무나 배롱나무와 같이 녹색으로 보이지 않더라도 수피가 자주 벚겨지는 옅은 수목은 내수피에 염록체를 가지고 있다.

- 느티나무는 두꺼워지면 얼룩무늬로 수피가 박피된다. 막 박피된 곳을 조금 깎아내면 안에는 옅은 크림색이지만, 몇일 지나서 또 한번 깎아보면 녹색으로 되어 있다.

- 수피가 광합성을 하는 수목의 대부분은 바깥수피가 자주 벗겨져 코르크층이 두꺼워지지 않는다.

- 수간이라도 광합성을 하기 위해서는 이산화탄소를 흡입해야 하며, 이를 위해서는 공기를 흡입하는 입구인 피목을 수피의 표면에 많이 준비하고 있다.

- 반대로 상수리, 졸참, 해송과 같은 나무는 코르층을 매우 두껍게하는 수종은 수간에서 광합성을 하지 않는다. 

● 뿌리는 산소가 용해된 수분을 흡수하여 숨쉰다.

- 뿌리가 생활하기 위해서 산소를 필요로 한다

- 수분이나 비료성분을 흡수하는 세근의 표면은 항상 점액으로 젖어있다.

- 그 점액 안에 용해된 산소가 수분의 흡수와 합께 수목 안으로 흡수되는 것이다.

- 그외 옅은 장소의 두꺼운 뿌리나 수간에 있는 피목으로 부터 흡수된 산소가 피층 통기조직이라는 통기공을 통해 깊은 뿌리부에 보내지고 있다.

- 벼 또는 갈대의 뿌리는 중공(가운데가 비어 있음) 상태인데, 이는 공기가 적은 수중에서도 호흡이 가능하도록 지상부로부터 대량의 공기를 보내고 있다.

- 호흡으로 배출된 이산화탄소는 뿌리 표면의 물에 녹아서, 토양으로 방출되지만 일부는 통도도직에 의해서 잎으로보내져 당의 생산에 이용된다.

● 배수가 좋지 않으면 산소결핍

- 토양속에는 많은 생물이 서식. 모두 호흡을 하여 이산화탄소를 방출

- 유기물이 분해될 때는 많은 이산화탄소가 나온다.

- 토양내부에서는 대기보다 이산화탄소의 농도가 대기보다 진하지만, 100배 정도가 되면 뿌리는 호흡을 할 수 없어 고사된다.

- 빗물이 토양 속으로 깊게 들어가게 되면 토양속의 과잉 이산화탄소는 물에 녹아서 제거되며 물이 빠진 뒤에는 신선한 공기가 들어온다. -- 토양의 통기투수성은 뿌리가 살아가는데 매우 중요하다.

● 물주기보다는 산소공급을

- 배수가 좋지 않으면 토양내의 산소는 적어져, 뿌리는 산소결핍으로 고사하여 뿌리썩음을 일으키게 된다.

- 배수가 좋지 않으면 뿌리는 토양 속으로 깊게 신장하지 않는다. 산소부족이 되면 뿌리는 지표면 근처에 많이 뻗치게 된다.