수분환경

생체의 70% 이상은 물이다. 따라서 물이 있는 곳에 생명이 있게 마련이다. 생물은 물과 더불어 있으며 생명현상은 물과 결부된 가운데 이루어지고 있다. 물은 작물의 생리대사 과정에 필요한 생리수와 환경을 조절하기 위한 환경수로 나누어 생각할 수 있는데, 이 모두가 작물재배에 중요한 사항이다. 수분은 살아있는 식물세포 원형질의 생활상태를 유지시키며, 식물체의 구성물질이고, 영양물질을 흡수하는 용매구실을 한다. 또한 식물체가 필요로 하는 물질의 합성과 분해과정의 매개체 역할을 수행한다. 이에 따라 수분의 기본 생리작용과 습해, 수해, 한해 등 수분의 과부족이 작물생육에 미치는 영향을 알아보자.

수분은 살아있는 식물세포 원형질의 생활상태를 유지시키며, 식물체의 구성물질로 영양물질을 흡수하는 용매구실을 한다. 작물체의 수분흡수는 삼투압과 막압의 차이인 확산압차(DPD)에 의해 이루어지며, 뿌리에서는 토양의 수분보유력, 그리고 세포 사이의 이동에는 확산압차구배(DPDD)가 각각 관여한다.

작물의 건물 1g을 생산하는데 소비된 수분량(g)을 요수량이라 한다. 관개는 생리적으로 필요한 수분공급 외에 천연양분공급, 지온조절 등의 부수적 효과를 가지며 벼는 생육단계별로 관개 정도가 다르다. 토양수분이 충분한 경우에도 근계의 불충분한 발달, 과습에 의한 호흡불량, 뿌리의 기능저하로 한해를 유발하는 경우가 있다.

과습은 토양산소의 부족을 초래하여 뿌리의 호흡이 억제되고 에너지 방출이 억제되며 환원성 유해물질이 생성되어 여러가지 생육장해를 유발한다. 작물의 내습성은 뿌리의 구조(통기조직의 발달 여부), 뿌리조직의 목화 정도, 뿌리의 발달습성에 의해 좌우된다.

작물이 물에 잠기는 것을 관수라고 한다. 관수되면 산소부족으로 에너지 방출에 불리한 무기호흡을 하게 되어 양분고갈로 생육장해가 유발된다. 수해 정도는 품종, 생육시기, 생육의 건전도, 수온, 수질 등에 따라 크게 차이가 있다.

작물이 건조에 견디는 성질을 내건성이라 하는데 형태적, 세포적, 물질대사적 특성 등에 의하여 지배된다. 내건성이 강한 작물은 체내수분의 상실이 적고 수분의 흡수능력이 크며 체내의 수분보유력이 크다.

하천의 물이 오염될 경우, 시간이 흐르면 하천 자체가 그 오탁을 체감시키는데 그 기능을 물의 자정작용이라고 한다. 자정작용의 지표로서 생화학적 산소요구량(BOD)이 사용되고 있다. BOD가 높으면 오염도가 크다.

1. 작물생육에 대한 수분의 기능을 열거하라.

모든 생물은 물을 떠나서 존재할 수가 없다. 원시생명이 물에서 출발하였고 때문에 물과 생명현상은 불가분의 관계를 맺고 있으며, 현존생물의 대부분이 물론 구성되어 있다는 것은 그만큼 수분이 중요한 역할을 하고 있다는 것을 말해준다. 또한 물의 물리화학적 성질이 생명현상 영위에 알맞게 되어있다. 작물에 대한 물의 기능을 다음과 같다.
- 원형질의 생활상태를 유지시킨다.
- 식물체 구성물질의 일부가 된다.
- 물질의 용매로서 생화학적 반응을 가능하게 해 준다.
- 세포의 긴장상태를 유지하여 체제유지를 가능하게 해 준다.
- 양분의 이동을 가능하게 하여 체내 물질분포를 고르게 조절한다.
- 식물 체온유지에 필요하다.

2. 한해의 생리, 발생기구 및 대책을 기술하라.

토양수분이 부족하거나, 수분이 충분하더라도 작물의 흡수기능이 나쁠 때 작물은 위조상태에 도달한다. 위조상태에 도달하면 기공식 폐쇄되어 광합성이 거의 정지되는 반면, 호흡은 계속 진행되어 동화량보다 소비량이 많게 된다. 그 결과 성장이 억제되고 수량이 크게 감소된다. 위조가 심하면 결국 건조사를 초래한다. 건조사는 세포 내의 수분이 탈수 또는 흡수되는 과정에서 기계적 인력을 받은 원형질이 파괴되기 때문이다. 그리고 위조상태에 놓이면 효소작용에 이상이 생겨 물질의 합성이 감퇴되는 반면 분해가 촉진되며 세포가 생리적 장해를 받게 되는 것으로, 이와 같은 효소계 평형이 교란되어 결국 건조사에 이른다. 한해대책으로는 관개시설, 내건성작물 선택, 토양입단의 조성, 피복, 중경제초 등의 토양수분 보유력 증대와 증발억제제를 살포하는 방법이 있다. 그리고 재배 면에서 볼 때 파종방법, 재식밀도, 합리적 시비, 재배시기 조절 등으로 가능한 한 토양건조를 막고 작물의 내건성을 증진시키는 대책을 강구한다.