60. 적산온도와 온도의 변화

- 적산온도와 온도의 변화

 

- 유효온도란 다음과 같다(2).

 

- 적산온도

작물이 일생을 마치는 데 소요되는 총온량(온도의 총량)을 표시한 것이 ‘적산온도’이다. 관행적(오래전부터 해 오는 대로 함. 또는 관례에 따라서 함)으로는 작물의 발아로부터 성숙에 이르기까지의 0℃ 이상의 일평균기온을 합산하여 적산온도를 구하고 있다. 따라서, 작물의 적산온도는 생육시기와 생육기간에 따라 차이가 생긴다.

 

1) 여름작물 : 벼(3,500~4,500℃), 담배(3,200~3,600℃), 메밀(1,000~1,200℃), 조(1,800~3,000℃)

 

2) 겨울작물 : 추파맥류(1,700~2,300℃)

 

3) 봄 작물 : 아마(1,600~1,850℃), 봄보리(1,600~1,900℃)

 

한편, 적산온도는 발아~성숙기간의 일평균 유효온도만을 합산하는 경우도 있다. 이때에는 최저온도를 냉량지작물은 5℃, 온난지작물은 10℃, 열대작물은 15℃로 보고, 그 이상을 유효온도라고 한다. 그러나 이렇게 산출한 적산온도는 온도입지(식물이 생육하는 일정한 장소의 온도환경)의 작물 간 차이를 오히려 잘 나타내지 못한다.

 

- 유효적산온도

작물생육에서 저온의 한계, 즉 생육은 멈추지만 죽지는 않는 온도를 작물별로 찾아 그 온도를 해당 작물의 ‘기본온도’로 정하고, 또 고온의 한계, 즉 어떤 온도 이상으로 올라가도 생육효과가 나타나지 않는 온도를 찾아 그 이상의 온도는 ‘유효고온한계온도’와 같은 수준으로만 인정하여, 그 범위 내의 온도를 작물생육의 ‘유효온도’라고 한다. 이 유효온도를 작물의 발아 이후 일정한 생육단계(생식생장기, 출수기 등)까지 적산한 것을 ‘유효적산온도(growing degree days, GDD)’라고 하며, 다음과 같이 계산한다.

 

GDD(℃)=Σ{(일 최고기온+일 최저기온)/2-기본온도}

 

유효적산온도는 옥수수, 조생종 벼와 같은 감온성(동식물이 특정한 온도에 반응하여 생리, 생장 따위의 방향을 바꾸어 발육하는 성질) 작물의 적지적작(알맞은 땅에 알맞은 작물을 골라 심음)을 선정할 때 요긴하게 이용된다. 기본온도는 대체로 여름작물은 10℃, 월동작물과 과수는 5℃로 보는데, 일시적으로 나타나는 이 온도 이하의 온도는 기본온도와 같은 수준으로 본다.

 

- 온도의 변화는 다음과 같다.

 

- 계절적 변화

우리나라의 기온과 그 밖의 기후요소들의 연간 분포는 대체로 다음과 같다.

(1961~2000년의 40년 평균, 단 *는 관측된 극일 기록임)

(2000년 이후 세계적인 지구온난화 현상으로 현재까지의 평균기온은 더 높아졌을 거라 추측된다. 예를 들면, 제주도의 귤은 내륙 남부에서도 재배되고 있으며, 과수의 재배도 점차 북상하고 있다)

 

1) 연평균 기온 : 6.4℃(대관령)~16.2℃(서귀포)

 

2) 월평균 최저기온 : 1월, -12.5℃(대관령)~3.2℃(서귀포)

 

3) 월평균 최고기온 : 8월, 22.9℃(대관령)~30.9℃(대구)

 

4) 첫 서리 : 10월 3일(대관령)~12월 27일(서귀포), 1월 3일(제주 고산)

 

5) 끝 서리 : 2월 9일(서귀포)~5월 13일(대관령)

 

6) 무상기간 : 144일(대관령)~321일(서귀포)

 

7) 첫 서리극일* : 1981년 9월 14일(대관령)~2000년 12월 25일(제주 고산)

 

8) 끝 서리극일* : 1994년 3월 18일(제주 고산)~1978년 6월 1일(대관령)

 

9) 연 일조시간 : 1,826시간(울릉도)~2,698시간(영덕)

 

10) 연 강수량 : 972mm(의성)~1,850mm(서귀포)

 

11) 연증발량 : 1,053.9mm(대관령)~1,419.2mm(포항)

 

우리나라의 기온은 8월에 가장 높고, 1월에 가장 낮은 계절변동을 한다. 최저기온은 작물의 월동(겨울을 남)을 지배하며, 가을보리는 평야지 전역에서 월동하나, 가을쌀보리는 영남과 호남지방에서라야 월동이 안전하다. 최고기온은 작물의 월하(여름을 넘김. 또는 여름을 남)를 지배하며, 감자는 고랭지에서는 월하하나 평지에서는 월하하지 못한다.

 

‘무상기간(consecutive frost-free days)’은 여름작물의 생육가능기간을 표시하며, 무상기간( 늦은 봄의 마지막 서리가 내린 날부터 초가을 첫서리가 내린 날까지의 기간. 이 기간의 길이는 농업에 큰 영향을 미치며 농작물의 종류나 수확량 따위를 제약한다)이 짧은 고지대나 북부 지대에서는 벼의 조생종이 재배되고, 무상기간이 긴 남부 지대에서는 만생종이 재배된다.

 

기온변화의 양상은 작물의 생육과 관계가 깊으며, 봄에 기온이 일찍이 상승하면 맥류의 수확이 이르게 되고, 가을에 기온이 늦게까지 떨어지지 않으면 벼의 등숙이 안전하다. 초겨울에 기온이 급히 떨어지면 맥류의 월동이 나빠지고, 초여름에 기온이 급히 상승하면 월동목초의 하고(작물이 여름에 마르는 현상)가 심해진다.

 

- 일변화

기온은 1일 주기로도 변화하는데, 이를 기온의 ‘일변화’ 또는 ‘변온’이라고 한다. 대체로 기온의 최저는 일출 1시간 전, 최고는 오후 2~3시에 오며, 오전 9시의 기온은 일평균기온에 가깝다. 기온의 일교차, 즉 변온의 정도는 작물생육에 큰 영향을 끼친다.

 

1. 발아

변온은 작물의 발아를 촉진하는 경우가 있다.

 

2. 동화물질의 축적

낮의 기온이 높으면 광합성과 합성물질의 전류가 촉진된다. 밤의 기온은 비교적 낮아야 호흡 소모가 적다. 따라서, 변온이 어느 정도 큰 것이 동화물질(생물이 주어진 물질을 섭취하여 전화 생성한 물질, 식물의 경우 광합성을 통해 생산한 물질)의 축적이 많아져 신장생장이 좋아진다. 그러나 밤의 기온이 너무 내려가도 장해가 생긴다.

 

3. 생장

밤의 기온이 어느 정도 높아서 변온이 작을 때 대체로 작물의 생장이 빠른데, 이는 무기성분의 흡수와 동화양분의 소모가 왕성하기 때문이다.

 

4. 덩이뿌리와 덩이줄기의 발달

고구마는 29℃의 항온보다도 20~29℃의 변온에서 덩이뿌리의 발달이 현저히 촉진되고, 감자도 밤의 기온이 10~14℃로 저하하는 변온이 덩이줄기의 발달에 이롭다. 이는 동화물질의 축적이 양호하기 때문이다.

 

5. 개화

맥류에서는 밤의 기온이 높아서 변온이 작은 것이 생장이 빨라 출수 및 개화를 촉진한다고 하지만, 일반적으로 작물은 변온이 커서 밤의 기온이 비교적 낮은 것이 동화물질의 전류와 축적이 활발하여 개화가 촉진되고 화기(꽃이 피어 있는 기간, 여기서는 꽃의 세력으로 이해해야 할 듯하다)도 커진다.

 

6. 결실

변온조건에서 결실이 좋아지는 작물이 많으며, 가을에 결실하는 작물은 대체로 변온에 의하여 결실이 촉진된다. 토마토는 밤의 기온이 20℃ 일 때 과중(열매의 무게)이 최대이며, 콩도 밤의 기온이 20℃ 일 때 결협률(콩과 작물에서, 수분ㆍ수정 후에 열매가 협과로 결실하는 것)이 최대이다. 벼도 등숙기의 밤의 온도가 초기 20℃ 정도에서 후기 16℃ 정도로 점차 저하해야 등숙( 벼, 보리 따위의 곡식이 수확할 수 있을 만큼 여문 것)이 좋다.

 

벼는 평야지보다 산간지에서 등숙이 좋은 경향이 있는데, 산간지는 변온이 커서 동화물질의 축적에 이롭고, 또 등숙기의 평균기온이 낮아서 동화물질의 전류가 완만하여 등숙기간이 길어지기는 하지만, 전분을 합성하는 포스포릴라아제의 활력이 고온인 경우보다 늦게까지 지속되어 전분 축적의 기간이 길어지므로 오히려 등숙이 양호해져서 입중(곡알의 무게)이 증대한다고 한다.

 

또한, 벼의 등숙은 등숙기간(약 40일)의 평균기온이 21~25℃의 범위일 때 평균기온의 적산온도와는 별로 관계가 없고, ‘적산 일조시수’ 및 ‘적산 기온일교차’와는 관계가 있으며, 일조시수와 기온일교차의 적(쌓을 적, 여기서는 합으로 이해해야 할 듯하다)을 적산(측정하거나 계산한 값을 차례차례로 더해 감. 또는 그 합계)한 것과는 밀접한 관계가 있다고 한다. 우리나라에서 자포니카 벼에 알맞은 등숙기간(출수 후 40일 동안)의 일평균기온은 21~23℃로 알려져 있다.