손해평가사 농학개론 중 재배학 및 원예작물학
제11강
제3 절 온도
1. 온도에 따른 대사작용
(1) 대사 반응
1) 작물의 생리대사는 온도의 영향을 받는다.
2) 작물은 생육 적온이 있고 적온까지는 온도 상승에 따라 생리대사가 빠르게 증가하나 적온 이상의 고온에서는 온도의 상승에 따라 반응속도가 줄어든다.
3) 온도계수
①온도 10°C 상승에 따른 이화학적 반응 또는 생리작용의 증가 배수를 온도계수 또는 Q10이라
②생물학적 반응속도는 10C° 상승에 2~3배 상승한다. 온도 10°C 간격에 대한 온도 상수를 Q10이라10 부르는데 Q10 은 높은 온도에서의 생리작용률을 10°C 낮은 온도에서의 생리작용율으로 나눈 값으로 Q10 =R2 / R1 이라 한다.
(2) 온도에 따른 광합성과 호흡
1) 온도와 광합성
①광합성은 이산화탄소의 농도, 광, 수분, 온도 등 여러 환경적 요인의 영향을 받으나 온도는 특히 큰 영향을 미친다.
②광합성 속도는 온도의 상승과 함께 증가하나 오히려 적온보다 높아지면 광합성량은 감소한다.
2) 온도와 호흡
①온도의 상승은 작물의 호흡속도를 빠르게 한다.
②일반적으로 Q10 은 30°C 정도까지는 2~3 , 32~35°C 정도에 이르면 감소하며 50°C 부근에서 호흡은 정지한다.
③적온을 넘는 고온은 체내 효소계의 파괴로 호흡속도가 오히려 감소한다.
(3) 양분의 흡수 및 이행
①온도의 상승은 세포의 투과성 및 용질의 확산 속도가 빨라져 양분의 흡수 및 이행이 증가한다.
②적온 이상의 온도는 호흡에 필요한 산소의 공급량이 적어져 정상적 호흡을 못해 탄수화물의 소모가 많아지면서 양분의 흡수가 감퇴된다.
(4) 온도와 증산
①증산은 작물로부터 물을 발산하는 중요한 기작 중 하나이다.
②증산은 작물의 체온 조절과 물질의 전류에 있어 중요한 역할을 한다.
③온도의 상승은 작물의 증산량을 증가시키고 온도에 따른 작물의 체온 유지의 역할을 한다.
2. 유효온도
(1) 주요 온도
①유효 온도: 작물 생육이 가능 범위의 온도
②최저 기온: 작물 생육이 가능한 가장 낮은 온도
③최고 온도: 작물 생육이 가능한 가장 높은 온도
④최적 온도: 작물 생육이 가장 왕성한 온도
(2) 적산온도
①작물의 발아로부터 등숙까지 일평균 0°C 이상의 기온을 총 합산한 온도이다.
②적산 온도는 작물이 정상적인 생육을 하려면 일정한 총 온도량이 필요하다는 개념에서 발생
③유효 적산온도 : 생육 가능한 온도 즉 10° 이상의 일평균기온의 합계
3.변온과 작물의 생육 *변온: 일교차
(1) 변온과 작물의 생리
①야간의 온도가 높거나 낮아지면 무기성분의 흡수가 감퇴된다.
②야간의 온도가 적온에 비해 높거나 낮으면 뿌리의 호기적 물질대사의 억제로 무기성분의 흡수가 감퇴된다.
③변온은 당분이나 전분의 전류에 중요한 역할을 하는데 야간의 온도가 낮아지는 것은 탄수화물 축적에 유리한 영향을 준다.
(2)변온과 작물의 생장
1) 벼
①밤의 저온은 분얼최성기까지는 신장을 억제하나 분얼은 증대시킨다.
② 분얼기의 초장은 25~35°C 변온에서 최대, 유효 분얼수는 15~35°C 변온에서 증대된다.
2) 고구마: 괴근형성은 항온보다는 20~ 29°C 변온에서 현저히 촉진된다. *항온: 일정한 온도
3) 감자 : 야간 온도가 10~14°C로 저하되는 변온에서 괴경의 발달이 촉진된다.
(3)변온과 개화
맥류에서 특히 밤의 기온이 높아서 변온이 작은 것이 출수, 개화를 촉진하다고 하나 일반적으로 일교차가 커서 밤의 기온이 비교적 낮은 것이 동화 물질의 축적을 조장하여 개화를 촉진하며 화기도 커진다고 한다.
(4)변온과 결실
①대체로 변온은 작물의 결실에 효과적이다
②주야간의 온도차가 커지면 벼의 등숙이 빠르며 야간의 저온은 청미를 적게 한다.
4. 고온장해
① 열해 : 작물은 생육 최고온도 이상의 온도에서 생리적 장해가 초래되고 한계온도 이상에서는 고사하게 되는데 기온이 지나치게 높아 입는 피해를 열해 또는 고온해 라 한다.
②열사: 일반적으로 1시간 정도의 짧은 시간 동안 받는 열해로 고사하는 것
③열사점(=열사온도): 열사를 일으키는 온도
④ 최적 온도가 낮은 북방형 목초나 각종 채소를 하우스 재배할 시 흔히 열해가 문제 되며, 묘포에서 어린 묘목이 여름 나기에서도 열사의 위험이 있다.
2) 열해의 기구
①유기물의 과잉 소모
②질소 대사의 이상: 고온은 단백질의 합성을 저해하여 암모니아의 축적이 많아지므로 유해 물질로 작용한다.
③철분의 침전: 고온에 의한 물질대사의 저해는 철분의 침전으로 황백화 현상이 일어난다.
④증산이 과다하게 증가한다.
3) 열사의 원인
①원형질 단백의 응고: 지나친 고온은 원형질 단백의 열응고가 유발되어, 열사의 직접적인 원인으로 여겨진다.
②원형질막의 액화: 고온에 의해 원형질막이 액화되면 기능의 상실로 세포 생리작용이 붕괴되어 사멸하게 된다.
③전분의 점괴화: 고온에 의한 전분의 점괴화는 엽록체의 응고, 탈색으로 그 기능을 상실한다.
④팽압에 의한 원형질의 기계적 피해
⑤유독물질의 생성
4) 열해 대책
①작물의 종류: 내열성 작물을 선택한다.
②재배시기의 조절: 혹서기 위험을 회피한다.
③관개를 통해 지온을 낮춘다.
④ 피음 및 피복
⑤환기: 시설재배에서는 환기의 조절로 지나친 고온을 회피한다.
⑥과도한 밀식과 질소 과용 등을 피한다.
5) 작물의 내열성
①내건성이 큰 작물이 내열성도 크다.
②세포 내 결합수가 많고 유리수가 적으면 내열성이 커진다.
③세포의 점성, 염류농도, 단백질 함량, 유지 함량, 등이 증가하면 내열성은 커진다.
④작물의 연령이 많아지면 내열성은 커진다.
⑤기관별로는 주피와 완성엽이 내열성이 크고 눈과 어린잎이 그다음이며 미성엽과 중심주가 가장 약하다.
⑥고온, 건조, 강광 환경에서 오래 생육한 작물은 경화되어 내열성이 크다.
(2) 목초의 하고 현상
1) 의의
내한성이 크며 잘 월동하는 다년생 한지형 목초가 여름철 생장의 쇠퇴 또는 정지하고 심하면 고사하여 목초 생산량이 감소되는 현상
2) 원인
①고온: 한지형 목초는 생육온도가 낮아 18~24°C에서 생육이 감퇴되고 24°C 이상에서는 생육이 정지 상태에 이른다.
②건조: 한지형 목초는 대체로 요수량이 커서 여름철 고온과 건조는 하고 현상의 큰 원인이다
③장일: 월동 목초는 대부분 장일식물로 초여름 장일 조건은 생식생장으로 전환되어 하고현상이 조장된다.
④병충해
⑤잡초
3) 대책
①스프링 플러시의 억제
㉠스프링 플러시: 북방형 목초는 봄철 생육이 왕성하여 이때에 목초의 생산량이 집중되는데. 이것을 스프링 플러시라고 한다.
㉡스프링 플러시의 경향이 심할수록 하고 현상도 조장되므로 봄철 일찍부터 약한 채초를 하거나 방목하여 스프링 플러시를 완화시켜야 한다.
②관개: 고온 건조기에 관개로 지온 저하와 수분 공급으로 하고 현상을 경감시킨다.
③초종의 선택: 환경에 따라 하고 현상이경미한 초종을 선택하여 재배한다.
④혼파: 하고현상이 적거나 없는 남방형 목초의 혼파로 하고 현상에 의한 목초 생산량이 감소를 줄일 수 있다.
⑤방목과 채초의 조절
