원예식물의 생육환경 - 온도환경 (1)

1. 생육과 온도

 

1) 온도의 개념

온도는 광과 더불어 작물의 생육에 가장 영향을 주는
기본적인 환경요인 중 하나.
온도는 기온, 지온, 수온 등이 원예작물 생육에 영향을 미치는데,
광합성과 호흡과 같은 체내의 각종 물질대사와 물질의 흡수,
세포분열과 신장뿐만 아니라 개화와 휴면에도 영향을 미침.
 
기온은 공기온도로서 일반적으로 생육온도는 기온을 의미. 
지온은 뿌리가 있는 지하부의 토양온도로 기온에 비해 변화의 폭이 작음.
수온은 관수하는 물의 온도를 의미.
여름철 고온기와 겨울철 저온기에는 수온에 주의하여 관수해야 함.
 
 

2) 생육온도

 

(1) 생육 적온

작물들은 생태적으로 생육이 가능한 온도범위가 있는데,
이를 유효온도라 함.
대체로 유효온도의 범위는 0~4℃인데,
이 범위에서 온도가 상승하면 생육 속도가 증가하나
어느 일정 온도 이상이 되면 생육속도가 감소하거나 정지 됨.
 
원예작물은 생육속도가 가장 최고로 되는 온도가 최적온도이고,
생육이 정지되는 가장 낮은 온도를 최저온도,
생육이 정지되는 가장 높은 온도를 최고온도라고 함.
(단, 식물의 생육이 정지되는 것이지 죽은 것은 아님)
 
이러한 생육온돈는 원산지에 따라 다른데,
열대 원산인 고추, 토마토, 수박 등 열대식물류는 최적온도가 25~30℃이고,
온대 원산인 작물들은 최적온도가 15~20℃이며,
아한대와 고산성식물은 최적온도가 10℃ 정도이다.
 
채소류들은 온도적응성에 따라 호온성과 호냉성 채소로 분류.
대부분 과채류와 옥수수, 고구마, 생강, 토란, 죽순과 같은
생육적온이 25℃ 내외의 높은 기온에서 생육이 잘 되는 호온성 채소가 많음.

반면 영양기관을 이용하는 엽근채류의 대부분과 딸기, 완두, 잠두와 같은
생육적온이 20℃ 내외의 기온에서 생육이 잘 되는 채소들은 호냉성 채소.
 
 
 

(2) 주간과 야간 온도

 
생육적온은 하루 중에 주간과 야간에 따라 다름.
주간보다야간이 생육적온이 낮음.
이러한 주간과 야간의 기온 차이를 일교차라고 함. 
 
주간에는 광합성을 하기 때문에 온도가 높은 것이 좋고,
야간에는 호흡을 하기 때문에 온도가 낮아야 호흡작용이 억제됨.
식물들은 야간에 잎과 줄기가 신장되며,
광합성 동화물질의 전류도 일어나므로 야간온도는 주간온도보다
3~5℃ 낮은 것이 생장에 유리.
[ 동화물질의 전류 : 잎에서 광합성작용을 통해 생산된 동화물질 (탄수화물)이
다른 부위로 이동하는 것을 전류translocation라고 함 ]
 
주간과 야간의 기온차이를 DIF라고 하며,
이 차이를 이용하여 화훼류의 생장을 조절할 수 있음.
주간온도가 야간온도보다 높을수록,
즉 DIF가 값이 커질수록 절간장이 길어져 초장이 길어지고,
작어질 경우 초장이 짧아짐.
 
 
 

(3) 종자 발아와 온도

 
종자의 발아에 온도가 영향을 미치는데,
종자 발아의 최적온도는 원산지에 따라 다름.
열대산 식물들의 발아적은 25~30℃, 온대산 식물들은 12~21℃.
 
 
 

(4) 광합성과 온도

 
식물의 광합성에도 온도가 영향을 미침. 
온도가 적온범위에서 유지되지 않으면 광합성량은 작아짐.
미나리의 경우 70klux의 광도에서는 25℃ 에서 최대 광합성량을 보이고,
이보다 온도가 높거나 낮으면 광합성량이 감소.
 
광도가 낮아지면 최대광합성량을 나타내는 온도도 낮아져
14klux에서는 15℃ 에서 최대광합성량을 나타냄.
 
 
 

(5) 휴면과 온도

 
㉮ 휴면이란
식물들은 생육에 부적합한 온도 또는 일장조건에서
일시적으로 생장이 둔화되거나 정지하게 되는데, 이를 휴면이라 함.
휴면은 자연상태에서 식물이 생존하기 위한 생리적 수단.
식물의 종류에 따라 휴면 형태 다양.
 
식물의 종류에 따라서 휴면이 타파되었으나 외부의 환경조건이 적합하지 않아
발아나 생장을 하지 않는 것을 타발적휴면(강제적휴면)이라 하고,
생장하기 좋은 환경이 주어졌음에도 계속 휴면하는 것을 자발적휴면(생리적휴면)이라 함.
 
㉯ 휴면의 유기(돌입)
열대산 식물들은 연중 기온이 높아 항상 생육에 적합한 조건으므로
휴면을 하지 않거나 하더라도 휴면의 깊이가 얕음.
온대산 식물들은 저온기나 고온기에 접어들면 휴면을 하게 되는데,
딸기와 온대산 수목을 저온 단일 조건에 의하여 휴면에 유기되고,
마늘, 양파, 상추와 같은 작물들은 고온에서 휴면.

온대산 화목류는 대부분 11월부터 12월까지 자발적 휴면은 타파되지만,
이후 겨울철의 저온으로 인해 타발적 휴면을 하고 있다가
따듯한 봄이 오면 발아 또는 개화함.
 
㉰ 휴면 타파
식물체의 휴면은 고온, 저온 또는 변온 처리에 의해 타파될 수 있음.
사과, 복숭아, 단풍나무, 찔레 등과 같은 온대산 수목의 종자들은
습한상태에서 저온처리를 해야 휴면이 타파됨.
젖은 모래나 용토와 종자를 혼합하여 땅에 묻어 월동을 시키거나
저온처리를 하면 휴면이 타파되어 이듬해 봄에 파종하면
일정시간 후에 발아함. ( 노천매장 또는 저온습윤처리라 함 )
 
온대산 수목의 동아도 저온을 경과해야만
휴면이 타파되어 다음해 봄에 싹이 트거나 개화함.
( 동아 : 늦여름부터 가을사이에 생겨 겨울을 넘기고 이듬해 봄에 자라나는 싹눈 ≒ 겨울눈 )

추식구근인 백합, 튤립의 구근도 저온처리를 통해 휴면이 타파됨.
저온처리 온도와 기간은 식물마다 다른데,
보통 0~10℃ 내외에서 10~60일간 처리를 하면 휴면이 타파됨.
 
고온에 의해 휴면이 타파되는 경우도 있는데,
포도의 휴면아는 45~50℃ 열풍처리를 하면 휴면을 타파 할 수 있음.
온대산 화목류인 개나리, 진달래, 벚나무의 가지를 30~35℃의
온수에 10시간 정도 담갔다가 15~18℃의 온실로 옮겨 관리하면
휴면이 타파되어 개화가 촉진됨.
 
 

(6) 개화의 온도

 
㉮ 화아분화와 온도
식물이 꽃을 피우기 위해서는 화아가 분화(생성)되어야 함.
대부분의 온대산 식물들은 종자나 식물체가 생육과정 중
저온에 일정기간 동안 놓이게 되면 생장점이 화아로 바뀌게 되는데,
이를 춘화현상이라고 함.
화아분화를 유도하기 위해 저온 조건을
인위적으로 부여하는 것을 춘화처리라고 함.
 
식물 중에서 저온을 지각하는 부위는 종자의 배나 줄기의 생장점인데,
춘화처리가 되면 버날린vernalin이라는 가상의 화아형성물질이 생성되고,
이 후 플로리겐으로 전환되어 화아분화가 진행된다고 알려져 있음.
 
춘화처리에 적당한 온도는 0~10℃ 범위이며, 식물에 따라 차이가 남.
저온에 감응 할 수 있는 생육단계는 작물의 종류에 따라 다른데,
종자단계에서 저온에 감응 할 수 있는 식물을 종자춘화형,
반면 식물체가 어느 정도 성장한 후에야
저온에 감응할 수 있는 식물을 녹식물춘화형이라 함.
 
 
㉯ 춘화형상을 이용한 개화조절
추식구근(가을에 심는 구근)은 봄에 개화한 후 여름에 휴면에 들어가고,
가을에 발아하여 겨울의 저온을 경과한 후 봄에 다시 개화.
추식구근을 일찍 개화시키기 위해서는
여름에 휴면에 들어간 구근을 휴면타파 한 후
인위적으로 저온처리를 하여 조기 생육에 적당한 온도조건에서 재배하면 됨.
 
숙근초인 국화 추국품종의 경우도 모주 또는 동지아 상태에서
겨울 동안 저온처리를 받고, 봄부터 여름까지 영양생장하다가
8월 중순 이후부터 단일조건이 됨에 따라 화아분화가 되고
이 후 10월 말 정도에 자연개화함.

추국 품종을 조기에 개화시키고자 한다면
모주 또는 모주에서 채취한 삽수를 4~5℃에서 40일 정도 저온처리한 후
3월에 정식하면 7월에 개화시킬 수 있음.
단, 반드시 일장이 12시간 정도가 되도록 차광재배를 해야 함.
 
 
 

(7) 기타
 

온도는 암꽃과 수꽃의 형성에도 영향을 미침.
박과채소는 저온에서는 암꽃이, 고온에서는 수꽃의 비율이 높아짐.
마늘과 같은 인경은 일정기간 저온을 경과한 후
고온 장일조건이 주어져야 인경이 형성되는데,
난지형에 비해 한지형 마늘이 인경 형성에 저온요구도가 더 큼.
잎과 꽃의 색소발현에도 온도가 영향을 미치는데,
안토시아닌 색소는 고온보다는 저온에서 형성이 촉진됨.