수목스트레스_저온스트레스

식물에 스트레스를 주는 저온의 범위는 열대, 온대, 한대 지방의 수종에 따라 상대적으로 차이가 있다.

 

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1. 생육과 생존의 최저온도

  생물이 생육할 수 있는 최저 온도는 생존할 수 있는 최저 온도와 다르며 생존온도보다 높다.

   ▶(생육온도 > 생존온도 )

 

2. 저온순화

  온대지방 수목이 가을에 서서히 낮은 온도에 노출되면 기상변화에 적응하는 저온순화(cold acclimation) 현상이 생긴다.  순화된 수목이 빙점 이하에 노출 될 때에는 동해를 거의 받지 않는다.

 

즉, 처음 얼음결정이 세포간극에 생기며, 세포내에 있는 수분이 세포밖으로 이동하여 얼음결정의 중심부인 빙핵에 모여 결정이 커지게 된다. 수분을 잃어버린 세포액은 농축되어 빙점이 더 내려가며 탈수 상태에서 견디게 된다.

따라서 온대 지방의 많은 수목의 동결은 약 –40℃에서 발생하며, 이러한 현상을 과냉각이라고 한다. 이러한 현상은 온대지방 활엽수의 사부, 목부유세포, 동아, 종자 등에서 볼수 있으며, 목부유세포는 –38~-47℃에서 과냉각에 의한 동결이 이루어진다.

 

3. 냉해

냉해(chiling injury)는 보통 생육기간 동안에 빙점 이상의 온도에서 나타나는 저온피해를 말한다.

온대지방의 수목은 열대 지방보다 저온에 더 잘 견디지만, 냉해 피해를 받게 되면 개화와 결실에 취약해진다. 예를 들어 봄철 사과나무와 배나무는 0~5℃에서 수분과 수정에서 피해를 입어 수정이 되지 않거나, 늦여름과 가을에 온도가 너무 낮아서 광합성이 제대로 이뤄지지 않아 과일의 당도가 낮아지거나 신맛을 내는 경우를 냉해로 부른다.

 

(참고) 냉해를 유발하는 기작 :  세포의 원형질막과 세포소기관의 막구조 변화

•  지질학설 : 평소에 막이 액체이며 막에 존재하는 효소가 제 기능을 발휘하면서 막의 투과성이 유지되다가, 온도가 내려가면 막의 지질이 고체 겔(gel) 화하면서 수축하며, 이로 인하여 막에 틈새가 생겨서 물질들이 새어나가 막이 제구실을 하지 못하게 된다. 막을 형성하는 인지질은 지방산을 함유하고 있는데, 포화지방산이 불포화지방산보다 더 높은 온도에서 고체화되기 때문에 저온에 더 취약하다. 따라서 냉해에 대한 저항성은 막 구조에서 포화지방산과 불포화지방산의 비율에 의해 결정된다.(막 지질을 구성하는 불포화지방산의 비율이 큰 식물은 그 비율이 작은 식물보다 저온에 대한 저항성이 커진다.)

 

4. 동해

동해(freezing injury)는 빙점 이하의 낮은 온도에서 나타나는 식물의 피해를 말한다.

식물이 순화되지 않은 상태에서 빙점 이하의 온도에 노출되거나, 순화된 식물이라도 빠른 속도로 빙점이하의 온도에 노출되거나 견딜 수 없을 만큼 낮은 온도에 노출되면 식물은 동해를 입는다.

온도가 빙점 이하로 내려갈 때 세포 내에서 얼음결정이 형성되어 세포막 파손된다. (예 :독일가문비나무)

저온순화가 되더라도 근본적으로 내한성이 약한 수종(난대수종)은 피해를 입는다. (예:동백나무 잎은 –12℃에서 피해)

 

서리피해는 봄철에 새싹이 돋아나온 후 생기는 늦서리와 가을에 발생하는 첫서리로 나눌수 있다.

• 늦서리 :  새순이 야간에 –3~-5℃에 노출되면 얼어 죽는데, 세포 내 얼음 결정이 생겨 세포막을 파괴시키며, 침엽수에서 엽육조직의 붕괴와 세포질 응고현상을 볼 수 있다. 늦서리는 식물호르몬이 왕성하게 분비되는 시기에 관찰되기 때문에 대부분 다시 새순이 돋으면 자연적으로 회복된다.
• 첫서리 : 주로 자유 생장을 하는 수목에서 관찰, 심할 경우 나무 모양 훼손되거나 고사

 

 

동계피소 (winter sunscald) :  한겨울 수간 남쪽 햇빛에 가열되면 그늘진 북쪽의 수간보다 20℃이상 온도차이 발생하고 이로 일시적으로 조직의 해빙현상이 나타나는데, 일몰 후에 급격히 온도가 떨어지면서 조직이 동결하여 형성층 조직이 피해를 받는 경우

 

상렬 (frost crack) : 수간이 동결하는 과정에서 단열이 되는 심재(안쪽)보다 변재(바깥쪽)가 더 수축하기 때문에, 남쪽 수피가 낮에 녹았다가 밤에 얼면서 수직방향으로 균열이 일어나는 피해

 

상륜(frost ring) :  생육기간 중에 서리로 인하여 형성층의 시원세포에서 유래한 어린 세포가 일시적으로 피해를 입으면서 나이테에 상처를 남긴 것.

 

출처 : 수목생리학(서울대학교출판문화원)