나무 뿌리와 물
나무 뿌리와 물
나무의 뿌리는 식물을 떠받치고 땅속으로부터 물과 영양분을 빨아들이는 기관이다.
뿌리가 하는일은 지상부 줄기잎등을 지지하는일, 물과 양분을 흡수하는일, 영양분을 저장하는일이다.
나무 뿌리의 구조는 뿌리털의 구조가 하나의 표피 세포가 길게 늘어난 것으로 흙과 접촉하는 면적을 넓혀 물과 무기 양분이 잘 흡수되게 하고있다.
뿌리의 1차 기능은 식물체를 토양에 잘 고정하고 물과 물속에 녹아 있는 무기염류를 흡수하며 양분을 저장하고 나무의 줄기나 잎으로 물과 함께 양분을 보내는 기관이라 생각하면 된다.
뿌리가 물의 흡수 원리는 삼투 현상으로 농도가 낮은 흙 속에서 농도가 높은 뿌리털로 물이 이동하는 것을 말한다.
식물의 씨앗에서 싹이 나올 때 맨 처음 나오는 싹이 잎부분이 아니고 뿌리 부분이다. 1차뿌리는 땅속으로 자라 어린 나무를 고정시킨다. 그래서 농담이지만 어른들을 보고도 씨앗에서 싹이 나오는 것이 잎이먼저냐? 뿌리가 먼저냐 하고 물어보면 대부분 잎이 뿌리 보다 먼저 나온다고 생각하고있다.
그런데 뿌리가 먼저다.
토양에 뿌리를 박고 뿌리는 삽투압의 현상으로 물을 빨아들이면서 새싹이라는 과정에서 떡잎이 나온다.
이때 뿌리는 일단 자기의 몸을 지탱하기에 최선을 다한다. 그러나 뿌리는 대부분 땅 속 깊이 들어 가지는 않는다. 자기의 몸체인 줄기와 잎의 체적과 비례하여 자란다고 보면 된다. 즉 자기 몸을 지탱하고 영양을 공급할 량 만큼 자란다. 그리고 뿌리도 호흡을 하여야 하기 때문에 표토에서 땅속 깊게 들어 갈수록 숨 쉬기가 힘들기 때문이다. 동물이나 식물이나 호흡을 하는 것은 마찬가지다.
근모는 토양 속에서도 항상 산소 호흡을 하여야만 활동 할 수 있게 된다. 그러므로 토양 중에 적당한 산소의 공급이 없으면 새 뿌리의 발생이나 뿌리의 생장은 이루어지지 못할 뿐 아니라 뿌리가 물과 영양분의 흡수작용도 못하게 된다. 그러므로 토양을 물로 포화시키거나 또는 토양 중의 공기에서 산소를 빼내고 질소나 탄산가스로 충전하듯 채우기를 하는 실험을 해보면, 뿌리에서의 흡수작용은 중단되고 뿌리는 죽어버리는데 이것은 뿌리가 산소 없이 생존 할 수 없음을 입증하는 좋은 예라고 할 수 있다
또한 잎은 탄산가스를 흡수하지만 뿌리는 산소로 호흡을 한다는 것을 꼭 명심해야 할 일이다.
그래서 식물의 뿌리가 깊게 땅속으로 자라는 것을 사람들은 심근성뿌리라 하고 토양 표면에 자라는 나무뿌리를 천근성뿌리라고 한다. 심근성 뿌리란? 토양 깊숙이 뿌리를 내리고 사는 성질의 뿌리를 말하고 천근성 뿌리란? 토양 표면에 사방으로 뿌리를 뻣으면서 살아가는 식물을 말한다. 우리들이 흔히 볼수있는 지상부위에 혈관처럼 나와 있는 나무뿌리를 볼수있다. 빗물에 토양이 씻겨 내려가서 뿌리가 줄기처럼 나온 광경을 볼수가 있다. 토양의 보수력, 즉 토양의 수분 보유력과 토양의 통기성은 동전의 양면성을 가지 있다고 할 수 있다. 보수력을 강조하다 보면 토양의 통기성이 떨어지게 되고, 토양의 통기성을 강조하면 토양의 보수력은 떨어지게 된다. 그래서 찾아낸 토양이 지금 많이 애용하는 토양이 나무가 좋아하는 마사토 토양이고 일반 초화류 들 에게는 다공성의 배양토, 또는 질석이나 진주석을 고온에서 튀겨낸 버미큘라이트, 펄라이트 등을 사용하기도 한다. 그리고 옮겨 심기하는 나무들에게는 뿌리 주변에 공기가 통할수 있게 산소관을 묻어 주기도 한다.
뿌리 중에서 수분 흡수와 관계가 깊은 것은 다름 아니라 근모이다. 근모는 흡수면을 넓힐 수 있도록 뿌리의 표피가 변화된 것인데 이것이 있기 때문에 식물의 뿌리는 지상부의 표면적보다도 훨씬 넓은 표면적을 확보할 수 있게 되어 지상부에서 아무리 심한 증산작용을 하여도 나무가 견디어 낼 수 있는 수분 흡수가 가능하게 되는 것이다.
보통 조경용 수목 식물들도 이식을 한 후 나름대로의 나무들이 안정하여 쉬며 상처의 회복과 휴식, 휴양을 할수있게 지주목도 메어두고 영양제도 주고 뿌리 주변 그늘 막도 해주는 이유다. 그리고 예전에는 이식 직후 가지치기나 잎따기 등을 해주어 잎에서 증산이 많이 이뤄지지 않게 했지만 요즘은 증산억제제를 뿌려주어 기공을 통한 증산을 억제하는 형식으로 식물체내의 수분을 유지시켜 주기도 한다.
나무에게 물주기와 나무가 물을 활용함에 대하여 생각을해 보자 식물이 토양 중에서 흡수하여 이용하는 물을 유효수분이라고 한다. 토양의 함수량이 저하되면 물은 토양입자의 주위에서 점차 강한 힘에 의하여 유지되게 되는데 이 힘을 뿌리의 흡수력으로 끌어 당겨 수분을 흡수한다는 것은 불가능해진다.
이와 같이 식물이 이용할 수 없는 토양수분을 우리는 토양의 무효수분이라고 한다. 이 무효수분과 유효수분과의 경계가 되는 부분이 위조계수가 되며, 이 위조계수 이하의 토양수분에서는 작물이 물을 흡수할 수 없게 되어 시들게 된다. 우리가 말하는 탈수가 온다고 하는 것이다. 보통은 식물이 시들게 되는 현상을 ‘탈수가 왔다’라고 하는데, 조경과 원예를 하는 사람들은 이를 위조(萎凋)라는 용어를 사용하고 있다. 중력수는 쉽게 흡수는 되지만 토양에서 곧 아래로 흘러가버려서 없어지므로 이용가치는 적고 유효수분의 범위는 포장용수량에서 위조계수까지이며, 거의 대부분이 모관수라고 할 수 있다. 그리고, 비가 오거나 또는 다량의 관수에 의해 포장용수량 이상의 물이 들어오게 되는데, 이 물은 거의 다 지하로 침투해 버리고 작물에 이용되지 않는다. 이 물을 잉여수라고한다. 상식적인 이야기지만 모래토양에서는 유효수분의 범위가 작고, 식토에서는 상당히 많다. 우리나라는 연중 강수량은 풍부한 편이지만 비가 오는 날이 계절적으로 편중되어 있기 때문에 물이 부족한 나라에 속한다. 그렇다면 자생지에서 유효수분의 범위가 좁은 마사토양보다는 식토에서 나무들이 더 살기 좋고 실제로 산에 들어가 보면 습도의 보존이 좋은 곳에 나무도 잘 살고있고 맥문동이나 춘란같은 지피식물들도 군락을 이루고 잘 살고 있는 것을 볼 수 있다..
토양 수분의 종류
토양에 함유되어 있는 토양의 수분은 결합수(흡착수), 모관수, 중력수의 세가지로 크게 나눈다.
중력수는 말 그대로 관수를 하게 되면 중력에 의하여 토양 사이를 자유롭게 그냥 내려가는 물이고,
중력수는 토양입자와의 결합친화력이 약하고 끊임없이 아래로 내려가는 물이므로 이 물은 식물이 흡수하는 양이 적다.
결합수는 분자간 인력에 의하여 토양입자에 직접 닿아 흡착 되어 있는 물로서 작물에는 전혀 이용되지 않는다. 이 결합수는 극단적인 예로 토양입자와 들러붙어 있는 힘이 최고 10,000MPa에 달하는 일도 있다고 한다.
모관수는 토양간의 모관 인력에 의하여 흡수 . 보유 되어 있는 물로서 식물에 가장 유효하게 이용되는 물이 바로 이 모관수이다.다시 말해 중력수는 관수할 때 그대로 아래로 내려가서 결국 지하수가 되는 물이고, 결합수는 토양입자에 직접 닿아 있는 수분이며, 모관수는 그 바깥쪽에 자리 잡고 있는데 결합수와 모관수는 피막으로 토양입자를 싸고 있다고 할 수 있다.일반적인 토양에서는 중력수가 내려가서 지하수가 되었다가 다시 토양이 건조해지면 모관인력에 의하여 다시 토양 중으로 올라오므로 작물에 대한 물 공급원의 하나가 될 수 있다 .
다시 정리하면
1. 뿌리에서 물을 흡수하는 원리는 토양과 뿌리털 사이의 농도차이에 의한 삼투현상에 의해 흡수된다.
농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물이 이동하게 되는데 이러한 현상을 삼투현상이라하며 이 압력을 삼투압이라 한다
2. 뿌리에서 물이 흡수되어 줄기와 잎으로 이동하는 원리
1) 근압 이다. 뿌리에서 물을 흡수하는 힘(근압)이 한 원인이다. 무성하게 자란 수세미, 오이 호박, 박 등의 줄기를 밑동에서 잘라 주면 자른 면에서 많은 양의 물이 스며 나오는데, 이는 근압에 의해 뿌리로부터 물이 상승하기 때문이다.
2) 모세관 현상 이다. 직경이 매우 작은 관을 물 위에 세우면 작은 관 속의 수면은 관 밖의 수면보다 높게 되며 관의 직경이 작을수록 이러한 모세관현상은 두드러지게 나타난다. 뿌리에서 흡수한 물은 물관을 통해 상승하는데, 이 물관 자체는 세포가 기둥처럼 연결된 매우 가느다란 관이다. 따라서, 물관에서 일어나는 모세관 현상도 물이 상승하는데 큰 역할을 한다. 뿌리와 줄기 줄기와 잎 잎과 꽃에 대하여 생각해 보기로 하자 그리고 열매....
나무의 뿌리는 식물을 떠받치고 땅속으로부터 물과 영양분을 빨아들이는 기관이다.
뿌리가 하는일은 지상부 줄기잎등을 지지하는일, 물과 양분을 흡수하는일, 영양분을 저장하는일이다.
나무 뿌리의 구조는 뿌리털의 구조가 하나의 표피 세포가 길게 늘어난 것으로 흙과 접촉하는 면적을 넓혀 물과 무기 양분이 잘 흡수되게 하고있다.
뿌리의 1차 기능은 식물체를 토양에 잘 고정하고 물과 물속에 녹아 있는 무기염류를 흡수하며 양분을 저장하고 나무의 줄기나 잎으로 물과 함께 양분을 보내는 기관이라 생각하면 된다.
뿌리가 물의 흡수 원리는 삼투 현상으로 농도가 낮은 흙 속에서 농도가 높은 뿌리털로 물이 이동하는 것을 말한다.
식물의 씨앗에서 싹이 나올 때 맨 처음 나오는 싹이 잎부분이 아니고 뿌리 부분이다. 1차뿌리는 땅속으로 자라 어린 나무를 고정시킨다. 그래서 농담이지만 어른들을 보고도 씨앗에서 싹이 나오는 것이 잎이먼저냐? 뿌리가 먼저냐 하고 물어보면 대부분 잎이 뿌리 보다 먼저 나온다고 생각하고있다.
그런데 뿌리가 먼저다.
토양에 뿌리를 박고 뿌리는 삽투압의 현상으로 물을 빨아들이면서 새싹이라는 과정에서 떡잎이 나온다.
이때 뿌리는 일단 자기의 몸을 지탱하기에 최선을 다한다. 그러나 뿌리는 대부분 땅 속 깊이 들어 가지는 않는다. 자기의 몸체인 줄기와 잎의 체적과 비례하여 자란다고 보면 된다. 즉 자기 몸을 지탱하고 영양을 공급할 량 만큼 자란다. 그리고 뿌리도 호흡을 하여야 하기 때문에 표토에서 땅속 깊게 들어 갈수록 숨 쉬기가 힘들기 때문이다. 동물이나 식물이나 호흡을 하는 것은 마찬가지다.
근모는 토양 속에서도 항상 산소 호흡을 하여야만 활동 할 수 있게 된다. 그러므로 토양 중에 적당한 산소의 공급이 없으면 새 뿌리의 발생이나 뿌리의 생장은 이루어지지 못할 뿐 아니라 뿌리가 물과 영양분의 흡수작용도 못하게 된다. 그러므로 토양을 물로 포화시키거나 또는 토양 중의 공기에서 산소를 빼내고 질소나 탄산가스로 충전하듯 채우기를 하는 실험을 해보면, 뿌리에서의 흡수작용은 중단되고 뿌리는 죽어버리는데 이것은 뿌리가 산소 없이 생존 할 수 없음을 입증하는 좋은 예라고 할 수 있다
또한 잎은 탄산가스를 흡수하지만 뿌리는 산소로 호흡을 한다는 것을 꼭 명심해야 할 일이다.
그래서 식물의 뿌리가 깊게 땅속으로 자라는 것을 사람들은 심근성뿌리라 하고 토양 표면에 자라는 나무뿌리를 천근성뿌리라고 한다. 심근성 뿌리란? 토양 깊숙이 뿌리를 내리고 사는 성질의 뿌리를 말하고 천근성 뿌리란? 토양 표면에 사방으로 뿌리를 뻣으면서 살아가는 식물을 말한다. 우리들이 흔히 볼수있는 지상부위에 혈관처럼 나와 있는 나무뿌리를 볼수있다. 빗물에 토양이 씻겨 내려가서 뿌리가 줄기처럼 나온 광경을 볼수가 있다. 토양의 보수력, 즉 토양의 수분 보유력과 토양의 통기성은 동전의 양면성을 가지 있다고 할 수 있다. 보수력을 강조하다 보면 토양의 통기성이 떨어지게 되고, 토양의 통기성을 강조하면 토양의 보수력은 떨어지게 된다. 그래서 찾아낸 토양이 지금 많이 애용하는 토양이 나무가 좋아하는 마사토 토양이고 일반 초화류 들 에게는 다공성의 배양토, 또는 질석이나 진주석을 고온에서 튀겨낸 버미큘라이트, 펄라이트 등을 사용하기도 한다. 그리고 옮겨 심기하는 나무들에게는 뿌리 주변에 공기가 통할수 있게 산소관을 묻어 주기도 한다.
뿌리 중에서 수분 흡수와 관계가 깊은 것은 다름 아니라 근모이다. 근모는 흡수면을 넓힐 수 있도록 뿌리의 표피가 변화된 것인데 이것이 있기 때문에 식물의 뿌리는 지상부의 표면적보다도 훨씬 넓은 표면적을 확보할 수 있게 되어 지상부에서 아무리 심한 증산작용을 하여도 나무가 견디어 낼 수 있는 수분 흡수가 가능하게 되는 것이다.
보통 조경용 수목 식물들도 이식을 한 후 나름대로의 나무들이 안정하여 쉬며 상처의 회복과 휴식, 휴양을 할수있게 지주목도 메어두고 영양제도 주고 뿌리 주변 그늘 막도 해주는 이유다. 그리고 예전에는 이식 직후 가지치기나 잎따기 등을 해주어 잎에서 증산이 많이 이뤄지지 않게 했지만 요즘은 증산억제제를 뿌려주어 기공을 통한 증산을 억제하는 형식으로 식물체내의 수분을 유지시켜 주기도 한다.
나무에게 물주기와 나무가 물을 활용함에 대하여 생각을해 보자 식물이 토양 중에서 흡수하여 이용하는 물을 유효수분이라고 한다. 토양의 함수량이 저하되면 물은 토양입자의 주위에서 점차 강한 힘에 의하여 유지되게 되는데 이 힘을 뿌리의 흡수력으로 끌어 당겨 수분을 흡수한다는 것은 불가능해진다.
이와 같이 식물이 이용할 수 없는 토양수분을 우리는 토양의 무효수분이라고 한다. 이 무효수분과 유효수분과의 경계가 되는 부분이 위조계수가 되며, 이 위조계수 이하의 토양수분에서는 작물이 물을 흡수할 수 없게 되어 시들게 된다. 우리가 말하는 탈수가 온다고 하는 것이다. 보통은 식물이 시들게 되는 현상을 ‘탈수가 왔다’라고 하는데, 조경과 원예를 하는 사람들은 이를 위조(萎凋)라는 용어를 사용하고 있다. 중력수는 쉽게 흡수는 되지만 토양에서 곧 아래로 흘러가버려서 없어지므로 이용가치는 적고 유효수분의 범위는 포장용수량에서 위조계수까지이며, 거의 대부분이 모관수라고 할 수 있다. 그리고, 비가 오거나 또는 다량의 관수에 의해 포장용수량 이상의 물이 들어오게 되는데, 이 물은 거의 다 지하로 침투해 버리고 작물에 이용되지 않는다. 이 물을 잉여수라고한다. 상식적인 이야기지만 모래토양에서는 유효수분의 범위가 작고, 식토에서는 상당히 많다. 우리나라는 연중 강수량은 풍부한 편이지만 비가 오는 날이 계절적으로 편중되어 있기 때문에 물이 부족한 나라에 속한다. 그렇다면 자생지에서 유효수분의 범위가 좁은 마사토양보다는 식토에서 나무들이 더 살기 좋고 실제로 산에 들어가 보면 습도의 보존이 좋은 곳에 나무도 잘 살고있고 맥문동이나 춘란같은 지피식물들도 군락을 이루고 잘 살고 있는 것을 볼 수 있다..
토양 수분의 종류
토양에 함유되어 있는 토양의 수분은 결합수(흡착수), 모관수, 중력수의 세가지로 크게 나눈다.
중력수는 말 그대로 관수를 하게 되면 중력에 의하여 토양 사이를 자유롭게 그냥 내려가는 물이고,
중력수는 토양입자와의 결합친화력이 약하고 끊임없이 아래로 내려가는 물이므로 이 물은 식물이 흡수하는 양이 적다.
결합수는 분자간 인력에 의하여 토양입자에 직접 닿아 흡착 되어 있는 물로서 작물에는 전혀 이용되지 않는다. 이 결합수는 극단적인 예로 토양입자와 들러붙어 있는 힘이 최고 10,000MPa에 달하는 일도 있다고 한다.
모관수는 토양간의 모관 인력에 의하여 흡수 . 보유 되어 있는 물로서 식물에 가장 유효하게 이용되는 물이 바로 이 모관수이다.다시 말해 중력수는 관수할 때 그대로 아래로 내려가서 결국 지하수가 되는 물이고, 결합수는 토양입자에 직접 닿아 있는 수분이며, 모관수는 그 바깥쪽에 자리 잡고 있는데 결합수와 모관수는 피막으로 토양입자를 싸고 있다고 할 수 있다.일반적인 토양에서는 중력수가 내려가서 지하수가 되었다가 다시 토양이 건조해지면 모관인력에 의하여 다시 토양 중으로 올라오므로 작물에 대한 물 공급원의 하나가 될 수 있다 .
다시 정리하면
1. 뿌리에서 물을 흡수하는 원리는 토양과 뿌리털 사이의 농도차이에 의한 삼투현상에 의해 흡수된다.
농도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 물이 이동하게 되는데 이러한 현상을 삼투현상이라하며 이 압력을 삼투압이라 한다
2. 뿌리에서 물이 흡수되어 줄기와 잎으로 이동하는 원리
1) 근압 이다. 뿌리에서 물을 흡수하는 힘(근압)이 한 원인이다. 무성하게 자란 수세미, 오이 호박, 박 등의 줄기를 밑동에서 잘라 주면 자른 면에서 많은 양의 물이 스며 나오는데, 이는 근압에 의해 뿌리로부터 물이 상승하기 때문이다.
2) 모세관 현상 이다. 직경이 매우 작은 관을 물 위에 세우면 작은 관 속의 수면은 관 밖의 수면보다 높게 되며 관의 직경이 작을수록 이러한 모세관현상은 두드러지게 나타난다. 뿌리에서 흡수한 물은 물관을 통해 상승하는데, 이 물관 자체는 세포가 기둥처럼 연결된 매우 가느다란 관이다. 따라서, 물관에서 일어나는 모세관 현상도 물이 상승하는데 큰 역할을 한다. 뿌리와 줄기 줄기와 잎 잎과 꽃에 대하여 생각해 보기로 하자 그리고 열매....
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