7. Root Environment

7. 1 Root Functioning

○ 뿌리의 기능은 지상부와 상호작용에의해 조절 - 호흡율에도 영향

○ 뿌리의 호흡율은 양수분의 흡수이동, 대사물질의 이동과 저장 등에 관련

○ 뿌리의 발달 - 지하부 환경에 영향을 받음

○ 뿌리의 활력은 - O2의 부족 CO2 과잉에 의해 저하(특히 염류집적)

○ 양액내 O2 감소에 대한 감시는 양액순환 횟수를 결정하는데 기여

○ 뿌리의 산소흡수 - 뿌리표면에 양액막형성에 의해 흡수되고 배지내공극의 공 기는 이용 못하므로 주기적 양액교체가 필요

○ 역경재배는 사경재배는 배지공극이 작아 균형된 양액의 공급이 가능하나 교 환되는 양액이 적어 뿌리이용에 제한됨.

○ 배지에서 지나친 건조나 과습의 한계를 구명하는데 역경재배 보다 사경재배 가 더 문제됨.

○ 양액재배에서 뿌리의 양분흡수 특징

① 염류의 흡수는 세포신장과 액포화된 뿌리조직에서 가장빠름.

② 수경재배에서는 근모가 없어 일반 또경재배와 차이를 보임.

③ 흡수가 가장 활발한 부위는 뿌리선단에서 1-2mm 부위임.

④ 노화된 부리에서도 흡수 가능.

⑤ 강제 펌핑에 의한 용질축적은 세포간의 이동에 의존하며 죽은세포에서는 일어나지않음.

7.1.1 Oxygen

○ 토마토의 산소흡수량(mg/s)

구 분

맑 은 날

흐 린 날

6.7 × 10-3

2.5 × 10-3

2.2×10-3

1.1×10-3


○ 물속의 포화 용존산소량(Appendix Table 11)

온 도 (℃)

0

5

10

15

20

25

30

포화 용존산소량

(mg/ℓ)

14.6

12.8

11.3

10.2

9.2

8.4

7.6

○ 20℃ 액온에서 5ℓ의 양액에 재배되는 토마토는 45mg의 포화 용존산소량을 2시간이면 소모되므로 주기적인 양액교체가 필요.

7.2 Relations of Natrient Absorption

○ 뿌리선단의 염류 집적은 부리의 높은 호흡력과 염류의 이동에 관여하는 목부 의 부재시 나타남.

○ 염류와 수분흡수의 이론

- 고농도 양액에서 이온흡수는 증산과 관련, 수분이동은 이온흡수에 제한되고 저농도에서는 흡수작용이 제한되고 증산과는 관련이 없음.

- <Fig.7.1> 정상적인 뿌리와 염류집적상태의 뿌리와의 일일 산소요구과정

일출후 뿌리호흡이 증가하고 광합성은 그후 90분후에 최대에 달하고 뿌리 는 130분후에 최대에 달함. 일몰후의 뿌리호흡량 가소도 양상이 같음.

7.2.1 Nutrient Uptake and Growth of Nature Cells

○ 생장이 멈춘 성숙세포는 이온 축적 못하고 세포분열을 못함(담체형성이 않됨)

○ 어린세포는 Mg, Ca, K 와 같은 양이온을 결합시킬수있는 단백질을 합성하고 P2O52-, NO3-,SO42-등은 신속히 다른 물질로 변환→원형질의 일부가 됨

7.2.2 Factors Affecting Nutrient Uptake

온도 : 양분흡수율은 온도상승과 함께 증가 - 염류의 확산율 증가와 호흡증가에 기인, 40℃에서는 이온축적이 감소

○ 저온 : 음이온의 흡수가 양이온의 흡수에 비해 억제됨 - 물흡수 감소, 신초로 부터 동화 양분 이동감소, 뿌리합성활동 감소, 세포감소, 수분stress

○ 채소류의 생장적온: 15-25℃

7.2.3 Ion Absorption

○ 뿌리세포가 주위의 농도보다 높은농도로 이온을 축적하는것은 살아있는 유기 체의 특징

○ 이온흡수 축적이론

- 음이온의 축적은 대사작용과 직접관련된 능동적흡수에 의하고 양이온의 축적은 음이온의 농도구배에 따라 수동적으로 이동함.

- 담체설: 이온이 유기분자(담체)와 결합하여 세포막 통과흡수되는설

○ 뿌리에 축적되는 이온의 종류와 량: 뿌리의 대사활성, 온도, 공기교환, 식물의 종류에 따라 다름

○ 이온의 이동경로 : 표피→피층→내피→중심주(내초→목부→사부)

○ 양분흡수는 매일 변화하며 CO2 흡수 최고점에서 5-6시간후이며 맑은날은 12:00 GMT(Greenwich Mean Time)에서 이루어짐.

○ Symplast내에서 양분이동속도 : 4∼4.4cm/h이고, 하루에 50∼100cm 이동하며 새로운조직은 빠르고 노화조직은 느리다.