61. 수온과 지온, 작물체온의 변화 및 열해

- 수온과 지온, 작물체온의 변화 및 열해

 

- 온도의 변화는 다음과 같다(2).

 

- 수온과 지온, 작물체온의 변화

1. 수온

수온의 최저, 최고 시간은 기온보다 약 2시간 늦게 온다. 또한, 최고온도는 기온보다 낮으나 최저온도는 기온보다 높으며, 수심이 깊을수록 수온 변화의 폭이 작아진다.

 

벼의 생육 초기에 물은 밤에 보온 효과가 있으며, 냉온기에 물깊이대기(냉해 따위의 기상 장해를 막거나, 벼의 분얼을 억제하기 위하여 깊게 물을 공급하는 일. 벼의 생육 온도 조절 및 태풍 통과 시에 피해를 예방할 수 있다)를 하면 냉해를 경감한다. 그러나 냉수 관개(농사를 짓는 데에 필요한 물을 논밭에 댐)는 작물에 해로울 때가 많다.

 

2. 지온

지온의 최저, 최고 시간도 기온보다 약 2시간 늦게 온다. 지온의 최저온도도 대체로 기온보다는 약간 높다. 지온의 최고온도는 수분이 많은 백토(빛깔이 희고 부드러우며 고운 흙 또는 잔모래가 많이 섞인 흰 빛깔의 흙)의 경우는 기온보다 낮으나, 건조한 흑토(부식질이 많이 들어 있는 검은색 또는 검은 갈색의 기름진 토양. 빛깔이 검다)의 경우에는 기온보다 훨씬 높다. 혹서기(몹시 무더운 시기)에 작물의 군락(같은 생육 조건에서 떼를 지어 자라는 식물 집단. 겉보기의 특징에 따라 수림ㆍ초원ㆍ황원ㆍ수생 식물 군락 따위로 크게 나뉜다)이 우거지지 않은 경우에는 기온보다 10℃ 이상이나 높아서, 어린 식물은 열사(높은 온도로 인해 식물의 생육이 장해를 받아 죽는 현상)를 초래하는 수도 있다.

 

3. 작물체온

밤이나 그늘의 작물체온은 흡열보다 방열(열을 내보내거나 내뿜는 일. 또는 그 열)이 우세하여 기온보다 낮다. 그러나 여름의 맑은 한낮에는 방열보다 흡열과 생활 작용에 따른 발열이 더욱 우세하여 기온보다 10℃ 이상이나 높아지는 일이 있다. 바람이 없고, 대기습도가 높으며, 작물 군락의 밀도가 높을 때 작물체온의 상승이 더욱 크다.

 

- 열해란 다음과 같다.

작물이 과도한 고온으로 인하여 받는 피해를 ‘열해’ 또는 ‘고온해’라고 한다. 열해를 받아 단시간(보통 1시간 정도) 내에 작물이 고사(나무나 풀 따위가 말라 죽음)하는 것을 ‘열사’라 하고, 열사를 초래하는 온도를 ‘열사온도’ 또는 ‘열사점’이라고 한다.

최적온도가 낮으면서 월하(여름을 넘김. 또는 여름을 남)하는 한지형 목초(추운 지역에서 잘 자라는 목초. 더위에는 약해, 고온에서 생육이 정지되고 말라 죽는 현상을 보인다)나 호박 같은 작물은 터널재배 또는 하우스재배에서는 흔히 열해가 문제가 되고, 묘포(묘목을 기르는 밭)에서 어린 묘목이 월하할 때에는 열사의 위험성이 있다.

 

- 열해의 기구

작물이 생육적온(어떤 생물이 가장 잘 성장하고 발육할 수 있는 온도)을 넘어서 최고온도 가까운 온도에 오래 놓이게 되면 생육이 쇠퇴하여 고온장해가 발생하는데, 그 주요 원인은 다음과 같다.

 

1. 유기물의 과잉 소모

고온에서는 광합성보다 호흡작용이 우세해지며, 고온이 오래 지속되면 유기물의 소모가 많아진다. 고온이 지속되면 흔히 당분이 감소한다.

 

2. 질소대사의 이상

고온에서는 단백질의 합성이 저해되고, 암모니아의 축적이 많아진다. 암모니아가 많이 축적되면 유해 물질로 작용한다.

 

3. 철분의 침전

고온 때문에 철분이 침전되면 황백화현상(잎이 황백색으로 변하는 현상. 엽록소의 구성 성분인 질소, 마그네슘 따위가 결핍되거나 엽록소 생합성에 필요한 철과 망간이 결핍되어 나타난다)이 일어난다.

 

4. 증산과다

고온에서는 수분흡수보다도 증산이 과다하여 위조(쇠약하여 마름)를 유발한다.

 

- 열사온도와 열사의 원인

종자나 조류(하등 은화식물의 한 무리. 물속에 살면서 엽록소로 동화 작용을 한다. 뿌리, 줄기, 잎이 구별되지 않고 포자에 의하여 번식하며 꽃이 피지 않는다)에는 80~90℃ 이상에 견디는 것도 있으나, 생육 중의 고등식물의 열사온도는 50~60℃의 범위에 있다. 혹서기의 지표 온도나 작물체온은 기온보다 10~20℃ 정도나 높아 열사를 초래하는 일이 있다. 어린 모와 과실, 잎이 땅 부분에 데이거나, 비닐 피복 시에 열사가 일어나는 일이 있다.

열사를 일으키는 원인은 다음과 같다.

 

1. 원형질단백의 응고

지나치게 고온이 되면 원형질단백의 열 응고가 유발된다.

 

2. 원형질막의 액화

원형질막은 반투성인 인지질로 구성되어 있는데, 고온에 의하여 액화하면 그 기능이 파괴된다.

 

3. 전분의 점괴화

전분이 열 응고하여 점괴화(차진 덩어리처럼 변하는 현상)하면 엽록체가 그 기능을 상실한다.

 

- 작물의 내열성

작물이 열해에 견디는 성질을 ‘내열성’이라고 하는데, 작물의 내열성에 관여하는 요인은 다음과 같다.

1) 내건성이 큰 것은 내열성도 크다.

2) 세포 내의 결합수(생체 안의 구성 분자 속에 채워진 물. 생명 유지에 필요한 최소한도의 물이다)가 많고, 유리수(생체나 토양에 함유된 수분 가운데서 자유로이 이동이 가능한 물. 생체 반응이나 영양물ㆍ이온의 수송 따위에 중요한 역할을 한다)가 적으면 내열성이 커진다.

3) 세포의 점성, 염류농도, 단백질 함량, 유지 함량, 당분 함량 등이 증가하면 대체로 내열성은 증대한다.

4) 작물체의 연령이 높아지면 내열성이 증대한다. 기관별로 보면 주피(껍질켜)와 늙은 잎이 가장 내열성이 크고, 눈과 유엽(어린잎)이 그다음이며, 미성엽(다 크지 못한 잎)과 중심주(양치식물 이상의 고등 식물의 뿌리나 줄기의 중심을 세로로 지나가는 부분. 수분과 양분의 통로가 된다)가 가장 약하다.

5) 고온, 건조, 다조인 환경에서 오래 생육한 것은 경화되어 내열성이 증대한다.

 

- 열해 대책

1) 내열성이 강한 작물을 선택한다.

2) 재배시기를 조절하여 혹서기의 위험을 회피한다.

3) 그늘을 만들어 준다.

4) 관개를 해서 지온을 낮춘다.

5) 비닐터널이나 하우스재배에서는 환기를 조절하여 지나친 고온을 회피한다.

6) 밀식(빽빽하게 심음), 질소 과용 등을 피한다.