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식물은 과습토양에 어떻게 적응하는가

전문가 제언: ◃전문가 제언▹

○ 각종 농작물은 다소의 차이는 있으나 산소를 필요로 한다. 토양이 과습상태가 되면 산소공급이 중단된다. 과습상태로 분류되려면 지하수면이 토양의 표면에 얼마나 가까이 있어야 하는지가 목적하는 관점에 따라 달라진다. 각 농작물마다 과습이 없어야 할 시기는 벼의 성장에서와 같이 한 해의 계절중에서도 달라진다.

○ 물에서는 공기에서보다 가스확산이 1만분의 1로 느려지기 때문에 과습토양은 산소결핍증이 일어나고 완만한 가스확산은 과잉으로 용해된 무기탄소를 축적하게 만든다. 과습토양에서는 식물의 피층의 기체공간연속체가 공기로부터 뿌리로의 O2의 기본적인 경로를 제공하는 반면 대부분의 경우 산화적 인산화를 위해 충분한 O2를 제공받는 영역은 산소결핍영역에 인접해 있다.

○ 습지의 식물은 확실히 홍수때에 잘 자라는데 이는 뿌리로 산소공급을 증진시키기 위하여 광범위한 내부 기체공간시스템을 발달시켰기 때문이다. 습지식물의 내부 산소수송은 지하경과 뿌리의 산소공급을 증진시키며 주변의 퇴적물에 산소를 전달한다. 식물잎으로부터의 수분발산은 근권의 수분포텐셜 감소의 원인이 되며 이는 퇴적물내에 깔려있는 물기둥을 통해 용해되어 있는 용질류를 함유한 물의 침투를 유발한다.

○ 뿌리 기부로부터의 산소의 누설을 억제하여 근단까지 산소량을 증가시키는 효율적인 산소수송(barrier to radial oxygen loss)이 벼에 존재한다는 것은 앞으로 많은 습생식물에서도 이를 발견할 수 있다는 것을 의미하며 이에 대한 메커니즘이 좀 더 명확히 밝혀지게 되면 식량자원이 아닌 바이오연료 원료로서도 우리나라 습지 일부에 재배가능하므로 이에 알맞는 습지식물의 발견과 육종 및 유전공학적인 품종개발을 위해 정부차원의 개발계획이 반드시 필요하다.

저자: Katsuhiro SHIONO, Hirokazu TAKAHASHI, Mikio NAKAZONO
자료유형: 학술정보