광합성에 영향을 주는 기타요인

1. 잎의 나이

  잎의 나이는 광합성에 미치는 영향이 크다. 어린잎이 생성된 후에는 성숙해짐에 따라 광합성량이 변화한다. 단위 엽면적을 기준으로 비교할 때, 저광도와 고광도에서 모두 성숙한 잎이 어린잎보다 더 많은 광합성을 수행한다. 이는 성숙한 잎이 세포당 더 많은 엽록체 수, 두꺼운 잎, 두꺼운 책상조직, 높은 탄소동화율, 그리고 높은 루비스코 효소의 활동을 가지고 있기 때문이다.

  일반적으로 어린 잎은 음엽의 특성을 가지며 광합성량이 매우 낮다. 잎이 완전히 자라면 광합성량이 최고치에 도달하며, 이후 잎이 노화하면서 광합성이 감소한다. 미루나무의 경우 어린 잎이 성숙한 잎의 1/20 크기가 될 때 비로소 광합성량이 호흡량을 넘어서 이산화탄소를 흡수하기 시작한다.

  생장이 빠른 포플러는 잎이 연중에 새로 자라나기 때문에 성숙한 시점에 최고의 광합성을 보이다가 노화로 인해 광합성량이 감소한다. 반면, 봄에만 새순을 만드는 설탕단풍과 너도밤나무는 어린잎이6월에 성숙하면 광합성이 최고로 증가하며, 9월까지 높은 광합성 능력을 유지한다.

  침엽수의 잎은 1년 이상 생존하므로 활엽수와는 다른 양상을 보인다. 소나무의 경우 잎이 완전히 자랄 때 광합성량이 최고치에 도달하고, 이후 매년 조금씩 감소한다. 미국 검은가문비나무는 잎의 수명이 13년까지 지속되는데, 1년이 경과하면 최고의 광합성을 보이며, 4년까지는 높은 수준을 유지하다가, 이후 점진적으로 감소하여 13년생 일 때에는 최고치의 40% 정도 광합성을 한다.

 

2. 수종과 품종

  목본식물의 광합성률은 여러 외부 및 내부 요인에 의해 크게 영향을 받는다. 수목의 종류, 품종, 실험 상태 등 생물학적 및 환경적인 다양한 요인들이 광합성량에 상당한 변동을 일으킬 수 있다. 특히 광합성 측정은 주로 실험실에서 이루어지며, 실험목 상태, 온실 내 조건, 영양 상태, 묘목 크기 등에 따라 큰 차이가 나타날 수 있다. 따라서 논문 결과를 비교할 때에는 이러한 환경적 차이에 대해 주의가 필요하다.

  수목의 광합성 능력은 수종 간, 동일 종 내에서도 품종 간, 심지어는 산지 간에도 큰 차이를 보인다. 수종에 따라 사과나무는 배나무보다 높은 광합성을 가지며, 두 나무 모두 귤보다 3배 정도 높은 광합성량을 보인다. 이러한 차이는 대개 대사작용, 잎의 구조, 수관의 모양, 엽면적, 줄기의 계절적 활동, 생육기간 등과 관련이 있다.

  산림 수목 중에서는 포플러와 유칼리가 광합성 능력이 크며, 나무 중에서도 미송, 잎갈나무, 메타세쿼이아 등이 높은 광합성을 보인다. 침엽수 중에서도 미송이 잣나무보다 많고, 잣나무는 독일가문비나무보다 많다.

이렇게 수종 간에 나타나는 광합성 능력은 일반적으로 생장이 빠른 수종일수록 큰 경향이 있다. 또한, 동일한 종 내에서도 품종 간에도 유전적 차이가 존재한다. 그러나 품종 간의 광합성 능력 차이가 실제 생장량과의 상관관계가 적다는 것이 확인되었다.

 

품종 간의 광합성 능력에 차이가 있는 것은 다음과 같은 해부학적 또는 생리학적인 차이로 설명할 수 있다.

 

• 단위 엽면적 당 기공수 : 까치밥나무의 경우 2배체가 4배체보다 단위 엽면적당 기공수가 45%가량 더 많아서 광합성률이 높다.
• 개체당 엽량 : 구주소나무의 경우 서부독일산이 터키산보다 엽량이 많기 때문에 광합성률이 높다. 테다소나무의 경우 플로리다산이 조지아산보다 광합성이 높은데, 단위 엽면적당 광합성량보다 총엽량이 많기 때문이다.
• 생육기간 : 산지 간에 봄에 동아가 발아하는 시기와 낙엽 지는 시기가 다르다.
• 광합성률의 계절적 변화 : 구주소나무의 경우 고산형은 봄부터 여름까지 광합성률이 저지대형보다 높으나 그 이후에 낮아지며, 저지대형은 반대로 여름에 낮고 가을에 높아진다.

  따라서 광합성률이 높은 개체가 더 빠른 성장을 나타내지 않는 경우가 많다. 이는 광합성율이 연중 몇 차례 측정되지만, 생장률은 전체 생육기간 동안 광합성뿐만 아니라 엽면적, 광합성 기간, 낙엽 시기, 잎의 수명 등의 다양한 요인에 영향을 받기 때문이다.

 

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)