1) 뿌리의 생장
▶봄에 뿌리생장은 줄기보다 2주 가량 먼저 시작하고, 11월 초까지 계속된다.
(스토브잣나무의 경우는 잎의 생장보다 1.5개월 빠르다. 잎은 8월말까지 생장한다.)
(참나무는 9월에 뿌리생장이 정지한다.)
▶봄이 이식 적기인 것은 뿌리의 생장을 통해서 확인할 수 있다.
(뿌리생장은 봄에 왕성하게 자라다가, 여름에 생장속도가 감소했다가 가을에 다시 생장이 왕성해지며, 겨울에 토양온도가 낮아지면 생장을 정지한다.)
▶월동대책시 뿌리부의 지표면을 보양해주는 것은 효과가 크다고 판단된다. 이는 뿌리를 따뜻하게 해주면 뿌리가 지속적으로 자라며, 수분공급과 호흡을 할 수 있어 건조해를 줄일 수 있기 때문이라고 생각된다.
▶수분과 양분을 흡수하는 세근의 수명은 약 1년 가량이며, 세근이 죽는 시기는 주로 추운 겨울철이다.
▶세근은 표토에 집중적으로 모여 있는데, 그 이유는 표토의 통기성이 좋아서 뿌리 호흡이 유리하고, 무기영양분의 함량이 높으며, 적은 강우량에서도 곧 수분을 이용할 수 있기 때문이다.
참나무와 소나무의 경우, 표토 12cm내에 전체 세근의 90%가 존재
보통 나무들은 표토 15cm내에 세근의 90%가 존재한다.
▶가는 뿌리(세근)는 수명이 1년 정도이기 때문에 봄부터 가을까지 쉬지 않고 새로 만들어지며, 세포분열을 하느라 호흡작용을 매우 활발하게 한다.
복토나 심식은 세근에 산소공급을 방해한다.
복토와 심식 피해로 인한 초기 증상은 새로나온 잎의 황화현상과 왜소화, 가지 생장 위축, 그리고 조기낙엽이다. 더 진행되면 가지 끝부더 서서히 죽어 내려와서 마치 가지마름병같이 보이면서 수관의 크기가 작아진다.
2) 뿌리의 호흡
▶뿌리는 산소호흡을 한다.
그 중에서 세근은 살아 있는 유세포로 구성되어 있으면서 세포분열을 왕성하게 하고, 무기염을 흡수하는데 APT를 소모하기 때문에 호흡량이 많다.
(낙우송이나 버드나무 같은 나무가 과습토양에서 잘 견디는 것은 줄기에서 뿌리로 산소를 확산시키는 능력이 크거나, 또는 뿌리가 혐기성 호흡에 잘 견디기 때문이다. 특히 낙우송은 침수상태에서도 잘자라는데, 물에 잠긴 뿌리로부터 물 바깥쪽으로 호흡근을 보내서 뿌리의 호흡을 돕는다.)
뿌리가 호흡을 함으로서 없어지는 토양 속 산소는 공기중에 있는 산소로 채워지는데, 진흙으로 덮었을 때, 토양 속의 산소의 함량은 1%로 줄고, 이산화탄소는 20%로 증가한 반면, 복토가 되지 않은 토양은 산소가 18%, 이산화탄소가 2.5%로 정상적인 수치를 보였다.
3) 단근과 이식
▶ 단근의 생리적 효과는 증산작용과 광합성량의 감소를 우선적으로 생각할 수 있다.
단근 초기에는 더 많은 탄수화물이 뿌리로 이동하기 때문에 줄기생장이 감소하면서 뿌리생장이 증가한다. 따라서, 단근후 점진적으로 지하부의 비율이 상대적으로 증가한다.
▶단근처리 시기는 연중 봄이 가장 적절한데, 그 이유는 봄철에 뿌리발달이 가장 왕성하기 때문이다. 가을에 단근처리를 실시하면 광합성량이 적기 때문에 뿌리로 운반되는 탄수화물의 양이 적어서 새 뿌리의 발달이 미약하다.
①수목 생리에 근거하여 수목을 이식하는 가장 적절한 시기는 이른 봄이다.
▶지상부의 세포눈은 영상 5℃를 넘으면 세포분열을 시작하는데, 뿌리는 겨울눈이 트기 2~3주전부터 새뿌리를 만들기 시작한다.
따라서, 봄철 겨울눈이 트기 2~3주전에 나무를 이식하는 것이 수목건강에 가장 좋다.
식목일은 중부지방의 경우 3월 중순경으로 바꿔야한다.
②봄 이식과 가을 이식 중에서 어느 쪽이 더 수목 생리에 적합한가
▶서부 유럽은 해양성 기후(겨울이 따뜻하고, 눈비가 자주온다)로 가을에 낙엽이 진후 나무를 옮겨 심어도 월동하는데 큰 문제는 없다.
▶한반도는 대륙성 기후(겨울이 춥고, 건조하다)로 인하여 가을에 옮겨 심은 나무는 겨울 동안 건조 피해나 동해를 받을 수 있다. 가을 이식을 피해야 하는 이유다.
▶또한 지구온난화현상도 가을 이식을 불리하게 한다.
- 상록수가 낙엽수보다 더 예민한 반응을 함.
소나무와 잣나무는 겨울에 기온이 올라가면 증산작용을 한다. 이 증산작용은 토양이 건조한 상태에서도 계속된다. 겨울 내내 비가 오지 않으면서 서서히 잎이 마르고 봄이 되면 누렇게 변하면서 죽는다.
- 따라서, 가을에 옮겨 심은 나무(특히 상록수)는 이상난동과 가뭄이 함께 동반할 때에는 겨울철에도 관수를 해야 한다.
③수목 생리적으로 수목 이식에 가장 부적절한 시기는 언제인가?
▶그 시기는 나무뿌리가 가장 왕성하게 자라는 시기에 해당한다.
중부지방에서는 5월 중순이다.
(기온이 20℃ 정도 상승하여 나무들이 가장 왕성하게 자란다.)
▶5월 중순~6월말까지는 줄기의 생장이 가장 많으며, 잎이 생장하는 시기로 수분과 무기영양분의 공급이 가장 많이 필요한 시기이다.
이때, 이식하면, 세근의 생장속도보다, 잎과 줄기의 생장속도가 빨라서 밸런스를 맞추기가 어렵다.
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근거자료
수목생리학
이경준 저 (서울대학교출판문화원) 에서 발췌
2-5. 뿌리
2-5-1. 근계의 분류
근계- 유모시절에는 수종에 따라서 유전적으로 형태가 독특하며, 특징이 두드러지게 나타난다.
나무가 나이를 먹으면 환경조건의 영향을 더 많이 받기 때문에 고유의 모양이 점점 모호해진다. 일반적으로 배수가 잘되고 건조한 토양에서는 주로 직근의 발달이 깊게 이루어지는 반면에, 습기가 많거나 배수가 잘 안되는 토양에서는 직근 대신 측근이 얕게 퍼지는 경향이 있다.
장근과 단근- 장근은 빨리 뻗어나가면서 새로운 근계를 개척하며, 형성층에 의해 직경이 굵어지면서 주근을 이루어 오래도록 살아남는 반면,
단근은 뻗어나가는 장근에서 기원하여 천천히 자라는데, 형성층이 없어서 직경생장을 하지 않으며, 1년 혹은 2년간 살다가 죽어버린다.
그렇지만 단근이 실제로 수분과 영양분 흡수를 담당하고, 토양곰팡이와 균근을 형성하는 세근(가는뿌리)이 된다.
2-5-2. 어리뿌리의 분열조직
어린뿌리의 정단분열조직은 끝부분에 있다. 세포분열이 일어난느 곳은 끝부분이지만, 근관에 의해 보호되고 있으며,
근관은 탄수화물로 만든 mucigel을 분비하여 토양입자를 둟고 지나가는 데 윤활제 역할을 한다. mucigel 주변에는 토양미생물이 많이 서식하고 있다.
제3장. 수목의 생장
3-3-2. 뿌리의 계절적 활동
뿌리의 신장은 이른 봄에 줄기의 신장보다 먼저 시작하며, 가을에 줄기보다 더 늦게까지 지속된다.
특히 뿌리의 활동은 줄기의 생장이 정지하는 시기에 관계없이 가을까지 지속되는 것이 일반적이다.
스트로브잣나무의 경우, 봄에 뿌리생장은 줄기보다 2주 가량 먼저인 4월 초에 시작, 가을인 11월 초가지 계속된다.
뿌리의 생장이 줄기의 생장 정지시기와 관계없이 가을 늦게까지 계속되는 이유는 줄기가 신장생장을 정지한다 하더라도 잎이 붙어 있는 한 광합성이 계속되어 탄수화물이 뿌리로 이동하여 뿌리가 자라기 때문이다.
계절에 따른 뿌리의 생장을 보면, 봄에 줄기생장이 시작되기 전에 자라기 시작하여 왕성하게 자라다가, 여름에 생장속도가 감소했다가 가을에 다시 생장이 왕성해지며, 겨울에 토양온도자 낮아지면 생장을 정지한다.
일반적으로 뿌리의 생장은 지상부에 있는 줄기의 생장과 무관하게 시작되고 정지한다고 할 수 있다. 따라서, 지상부가 낮은 기온으로 생장을 정지하고 있을 때, 뿌리를 따뜻하게 해주면 가열된 부위만 뿌리가 독자적으로 자라는 것을 관찰할 수 있다.
3-3-3. 뿌리의 신장속도
뿌리가 신장하는 속도는 수종에 따라, 계절에 따라 많이 다르다.
연중 가장 왕성하게 뿌리가 자랄 때, 뿌리의 신장속도는 하루에 1mm에서부터 수cm까지 다양하다.
남부소나무의 뿌리는 가장 왕성할 때 조림지에서 하루에 2~3cm 가량 자라며, 아까시나무와 포플러의 일부 뿌리는 하루에 5cm까지 자란다. 사과나무와 벚나무의 장근은 일주일에 4~8cm가량 자라는 것이 보통이다.
온도가 내려가면 뿌리의 신장속도는 급속히 낮아진다.
3-3-4. 뿌리의 수명
목본식물의 근계는 다년생근과 세근으로 구분
다녕생근- 비교적 오랫동안 사는 직경이 굵은 뿌리
세근 - 짧은 기간 동안만 사는 뿌리. 건강한 나무의 경우에도 세근은 비교적 단기간 동안만 살았다. 예, 사과나무의 세근은 약 일주일 동안만 생존, 독일가문비나무의 세근은 3~4년 가량 산다.
많은 수종들의 세근은 1년 가량 산다. 세근이 죽는 시기는 주로 추운 겨울철이다.
3-3-6. 뿌리의 분포
뿌리는 수평 방향으로도 넓게 퍼지는데, 일반적으로 수관폭에 비례하여 수관폭보다 더 넓게 퍼지며, 토양에 따라 크게 달라진다.
뿌리가 수직방향과 수평방향으로 생각보다 넓게 퍼지는 것에 비해,
수목의 세근의 수직적 분포는 극히 제한되어 있다. 즉, 수분과 양분을 주로 흡수하는 세근은 표토에 집중적으로 모여 있는데, 그 이유는 포토의 통기성이 좋아서 뿌리 호흡이 유리하고, 무기영양분의 함량이 높으며, 적은 강우량에서도 곧 수분을 이용할 수 있기 때문이다.
참나무와 소나무 숲의 경우, 표토 12cm내에 전체 세근의 90%가 존재할 만큼 세근은 표토에 집중되어 있다.
3-3-8. 뿌리에 해로운 복토와 심식
나무뿌리는 지상부의 잎과 마찬가지로 쉬지 않고 호흡을 한다.
가는 뿌리(세근)는 수명이 1년 정도이기 때문에 봄부터 가을까지 쉬지 않고 새로 만들어지며, 세포분열을 하느라 호흡작용을 매우 활발하게 한다. 호흡작용에는 산소가 반드시 필요한데, 산소는 땅속 깊이 들어갈수록 그 농도가 희박해 진다.
가는 뿌리는 산소 공급이 쉬운 토양 표면 근처에서만 자라며, 가는뿌리의 90%이상이 지표면 15cm깊이 이내에 모여 산다.
복토와 심식은 이미 자라고 있는 나무부리 위에 흙을 덮는 행위이므로 뿌리에 산소 공급을 방해한다.
복토와 심식 피해로 인한 초기 증상은 새로나온 잎의 황화현상과 왜소화, 가지 생장 위축, 그리고 조기낙엽이다. 더 진행되면 가지 끝부더 서서히 죽어 내려와서 마치 가지마름병같이 보이면서 수관의 크기가 작아진다.
뿌리의 생장 억제 이외에도 땅속에 묻힌 나무 밑동의 수피에도 악영향을 준다. 수피가 땅속에 묻혀 과다한 수분으로 썩으면, 잎에서 만든 설탕을 뿌리로 내려 보내는 사부 조직이 붕괴되면서 설탕이동이 중단되어 뿌리가 죽는다. - 수피의 부패는 서서히 진행되기 때문에 나무가 완전히 죽는데 20년 혹은 그 이상이 걸리기도 한다.
제5장. 호흡
5-4-4. 수목의 부위
호흡은 원형질을 가지고 있는 살아 있는 세포, 즉 유세포가 모여 있는 부위에서 높게 일어나며 죽은 세포로 된 부위에서는 호흡이 거의 일어나지 않는다.
2.지하부
뿌리는 산소호흡을 한다.
뿌리 중에서 세근은 살아 있는 유세포로 구성되어 있으면서 세포분열을 왕성하게 하고, 무기염을 흡수하는데 APT를 소모하기 때문에 호흡량이 많다. 뿌리의 호흡량은 보통 나무 전체 호흡량의 8% 가량 된다.
세근의 90%이상이 표토 20cm 깊이 이내에 모여 있고, 굵은 뿌리만이 깊숙이 뻗는다.
나무에 복토를 하는 것은 산소공급을 막아서 나무에 크게 해로우며, 어떠한 경우에도 실시해서는 안된다. 부득이한 경우에는 자갈이나 왕모래와 같이 굵은 입자로 된 흙을 사용해야 한다.
낙우송이나 버드나무 같은 나무는 과습토양에서 잘 견디는데, 그 이유는 줄기에서 뿌리로 산소를 확산시키는 능력이 크거나 혹은 뿌리가 혐기성 호흡에 잘 견디기 때문이다. 특히 낙우송은 침수상태에서도 잘자라는데, 물에 잠긴 뿌리로부터 물 바깥쪽으로 호흡근을 보낸서 뿌리의 호흡을 돕는다.
5-6-4. 특수환경에서의 호흡
1.공기 유통이 저조한 토양에서의 뿌리 호흡
뿌리가 호흡을 함으로서 없어지는 토양 속 산소는 공기중에 있는 산소로 채워진다.
그러나 답압, 복토, 높은 지하수위, 불투수층, 도로포장, 침수 상태가 되면 가스교환이 제대로 되지 않아 뿌리가 호흡을 못하게 된다.
잘못 실시하는 복토는 토양속에 산소 부족을 가져온다.
땅표면을 공기가 잘 통하지 않는 진흙으로 덮었을 때, 토양 속의 산소의 함량은 1%로 줄고, 이산화탄소는 20%로 증가한 반면, 복토가 되지 않은 토양은 산소가 18%, 이산화탄소가 2.5%로 정상적인 수치를 보였다.
저습지에서 잘자라는 수목은 토양중에 산소가 부족한 상태에서 적응하는 특수한 능력을 가지고 있다. 버드나무의 경우, 잎의 기공을 통해 들어온 산소가 뿌리까지 전달되면, 산소가 가지와 줄기의 피목을 통해서 들어와 뿌리로 전달되기도 한다.
제15장. 조림과 무육생리
15-6. 단근과 이식
단근의 목적은 주로 이식에 대비하여 조밀한 잔뿌리의 발달을 촉진하고, 이식쇼크에 대한 저항성을 기르기 위한 것
단근의 생리적 효과는 증산작용과 광합성량의 감소를 우선적으로 생각할 수 있다.
단근정도에 비례하여 증산량과 광합성량이 감소한다.
단근 초기에는 더 많은 탄수화물이 뿌리로 이동하기 때문에 줄기생장이 감소하면서 뿌리생장이 증가한다. 따라서, 단근후 점진적으로 지하부의 비율이 상대적으로 증가한다.
이식이 예상되는 녹음수는 묘포장에서부터 뿌리돌림을 2~3년 간격으로 실시함으로써 이식쇼크에 대한 저항성을 길러줄 수 있다. 뿌리가 잘린 부위에서는 새로운 가는뿌리가 나옴으로써, 이식할 때 만드는 근분내에 가는뿌리가 많이 발생하게 된다.
단근처리 시기는 연중 봄이 가장 적절한데, 그 이유는 봄철에 뿌리발달이 가장 왕성하기 때문이다. 가을에 단근처리를 실시하면 광합성량이 적기 때문에 뿌리로 운반되는 탄수화물의 양이 적어서 새 뿌리의 발달이 미약하다.
15-6-2. 이식
①수목 생리에 근거하여 수목을 이식하는 가장 적절한 시기는 이른 봄이다.
이른 봄에 토양이 녹으면서 온도가 상승하면 뿌리가 세포분열을 시작하여 모근으로부터 새 뿌리가 즉시 나오기 시작한다.
적산온도의 기준이 되는 영상 5℃를 넘으면 지상부의 세포눈도 세포분열을 시작한다. 겨울눈이 분화하는 데 새 뿌리보다 시간이 더 걸린다.
결국 겨울눈이 트는 것을 최초로 감지할 수 있는 시기는 뿌리가 새로 나오는 시기보다 2~3주 정도 늦어지게 된다.
즉, 수목은 봄철에 겨울눈이 트기 2~3주 전부터 새 뿌리를 만들기 시작하는 셈이며, 일반적인 수목생리 현상이다.
따라서, 봄철 겨울눈이 트기 2~3주 전에 나무를 이식하는 것이 수목 건강에는 가장 좋은 방법이다. 식목일은 중부지방의 경우 3월 중순경으로 바꿔야 한다.
②봄 이식과 가을 이식 중에서 어느 쪽이 더 수목 생리에 적합한가
유럽 문헌에서는 가을 이식이 더 유리하다고 적혀있다. 서부 유럽은 해양성 기후를 가지고 있어 겨울이 따뜻하면서 비나 눈이 자주 오고 상대습도도 높다. 즉 가을에 낙엽이 진후 나무를 옮겨 심어도 월동하는 데 큰 문제가 없다.
한반도는 겨울철이 춥고 건조한 대륙성 기후를 보인다. 동계 온도는 낮고 강우량이 극히 적으며, 상대습도도 매우 낮다. 가을에 옮겨 심은 나무는 겨울 동안 건조 피해나 동해를 받을 수 있다. 가을 이식을 피해야 하는 이유다.
가을 이식을 더욱 불리하게 만드는 것은 지구온난화현상이다. 특히 낙엽수보다 상록수가 더 예민한 반응을 보인다. 소나무와 잣나무는 겨울에 기온이 올라가면 증산작용을 한다. 이 증산 작용은 토양이 건조한 상태에서도 계속된다. 겨울 내내 비가 오지 않으면서 서서히 잎이 마르고 봄이 되면 누렇게 변하면서 죽는다.
③수목 생리적으로 수목 이식에 가장 부적절한 시기는 언제인가?
그 시기는 나무뿌리가 가장 왕성하게 자라는 시기에 해당한다. 중부지방에서는 5월 중순이다.
기온이 20℃ 정도 상승하여 나무들이 가장 왕성하게 자란다. 속성수인 포를러의 뿌리는 5월 중순경 하루에 5cm가지 연중 가장 왕성하게 자라며, 소나무 뿌리는 2cm정도 자란다. 이때 나무를 옮기기 위해 뿌리를 건드리는 것은 가장 바람직하지 않다.
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