안녕하세요! 나무의사 자격 시험 준비를 돕기 위한 수목생리학 튜터입니다. 제공해주신 자료는 수목의 구조부터 생장, 대사, 호흡, 수분 생리, 호르몬 및 스트레스까지 수목의 전 생애 주기와 생리적 원리를 포괄하고 있습니다.
시험 대비를 위해 해당 자료에서 다루는 핵심적인 생리학적 원리들을 정리해 드립니다. 구체적인 질문이 있으시면 언제든 말씀해 주세요.
1. 수목의 구조와 생장의 핵심 원리
- 2차 생장(Secondary Growth): 수목은 유관속형성층(부름켜)을 통해 안쪽으로는 2차목부(물관)를, 바깥쪽으로는 2차사부(체관)를 형성하며 직경이 굵어집니다. 이는 초본식물과 구별되는 수목의 가장 큰 특징입니다.
- 고정생장과 자유생장: 소나무, 참나무류처럼 전년도에 형성된 동아 속의 원기만큼만 자라는 고정생장과, 포플러, 느티나무처럼 당년에도 새로운 잎 원기를 만들어 계속 자라는 자유생장의 차이를 이해하는 것이 중요합니다.
- 뿌리 생장: 뿌리는 줄기가 자라기 전 봄철에 먼저 활동을 시작하며, 가을철 줄기 생장이 멈춘 후에도 광합성 산물을 이용해 늦게까지 자랍니다.
2. 광합성과 호흡
- 광합성 경로: 대부분의 수목은 $\text{C}_3$ 식물에 속하며, 루비스코(Rubisco) 효소를 이용해 $\text{CO}_2$를 고정합니다. $\text{C}_4$ 식물이나 CAM 식물과는 $\text{CO}_2$ 고정 기작과 광호흡 유무에서 차이가 있습니다.
- 광보상점과 광포화점: 양수와 음수를 구분하는 중요한 척도입니다. 음수는 양수보다 광보상점과 광포화점이 낮아 그늘에서도 효율적으로 생존할 수 있습니다.
- 호흡작용: 온도 상승에 따라 호흡량은 기하급수적으로 증가($Q_{10}=2$ 이상)하며, 이는 수목의 순광합성량(총광합성량 - 호흡량)을 감소시켜 생장에 영향을 줍니다.
3. 수분 생리 및 무기양분
- 수분 퍼텐셜($\Psi$): 수분은 퍼텐셜이 높은 곳(토양)에서 낮은 곳(대기)으로 이동합니다. 수목 내 수분 이동은 잎의 증산작용에 의한 장력과 물 분자의 응집력(cohesion)에 의해 에너지 소모 없이 상부로 이동합니다.
- 질소 대사: 수목은 질소를 주로 질산태($\text{NO}_3^-$) 또는 암모늄태($\text{NH}_4^+$) 형태로 흡수합니다. 산림 토양은 산성인 경우가 많아 균근의 도움을 받아 암모늄태 질소를 직접 흡수하기도 합니다.
- 무기양분의 이동성: 질소(N), 인(P), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)은 이동성이 좋아 결핍 시 노령엽에서 먼저 증상이 나타나지만, 칼슘(Ca), 철(Fe), 붕소(B)는 이동성이 낮아 어린 조직에서 결핍증이 먼저 나타납니다.
4. 식물호르몬의 작용
- 생장 촉진 호르몬: 옥신(Auxin), 지베렐린(Gibberellin), 시토키닌(Cytokinin)은 세포 분열, 신장, 분화 및 정아우세를 조절합니다.
- 생장 억제 및 스트레스 호르몬: 아브시스산(ABA)은 기공 폐쇄, 휴면 유도, 스트레스 감지를 담당하며, 에틸렌(Ethylene)은 과실 성숙과 침수 시 상편생장을 유발합니다.
5. 환경 스트레스
- 저온 스트레스: 수목은 가을철 저온순화를 통해 세포 내 당류 함량을 높여 빙점을 낮추고 동해를 방지합니다.
- 대기오염: 아황산가스($\text{SO}_2$)나 오존($\text{O}_3$) 등은 기공을 통해 흡수되어 광합성 기작을 파괴하고 잎의 황화현상을 일으킵니다.
학습하시다가 이해가 되지 않는 문항이나 특정 개념에 대해 질문을 주시면 더욱 자세히 설명해 드리겠습니다. 열공하세요!