감자의 생장과 발달 (3) 덩이줄기의 형성, 비대와 성숙

< 그림 >&nbsp; 감자 식물체의 모식도&nbsp; ( 출처&nbsp; : CIP)

 

1. 덩이줄기의 형성

지하부를 뻗어가던 땅속줄기의 끝이 굵어지면서 덩이줄기가 형성된다. 덩이줄기가 형성되는 시기는 지상부의 엽면적 지수(단위면적당 잎의 면적비율)는 보통 1-2의 범위에 도달하며, 덩이줄기형성에는 통상 10-14일 정도가 소요된다.

이 시기는 ① 땅속줄기가 자라는 시기 ② 땅속줄기 끝이 방추상태로 되는 시기 ③ 땅속줄기 끝이 부풀어올라 가로 축과 세로 축의 차이가 적은 시기 ④ 덩이줄기형성이 완성되는 시기 등으로 나눌 수 있다.

 

감자 덩이줄기의 형성은 일장, 온도 및 일조 등 외부 환경조건의 영향을 받는다. 이들 환경요인이 식물체내 호르몬의 질적, 양적 변화를 일으키며 그 결과로 덩이줄기가 형성된다. 예전에는 덩이줄기의 형성은 식물체내 탄소와 질소의 비율(C/N율)의 변화에 의해 영향을 받는다는 설이 지배적이었으나 최근에는 호르몬의 변화로 설명하는 것이 정설이 되었다.

덩이줄기, 괴경 (tuber)

1) 덩이줄기 형성물질

감자는 장일조건(16시간 내외) 하에서 밤에 온도가 높으면 덩이줄기형성이 억제된다. 그러나 야간 온도가 높더라도 일장이 단일조건(8시간)으로 되면 땅속줄기 끝에 덩이줄기가 형성된다. 일반적으로 덩이줄기의 완전한 형성에는 일정 횟수 이상의 단일주기(短日週期)가 반드시 필요하고 일정 이상의 덩이줄기 형성물질이 필요한 것이다.

덩이줄기 형성물질은 줄기 끝의 새로 전개될 잎 속에서 만들어지며 광합성이 왕성하게 이루어지는 성숙한 잎에서는 만들어지지 않는다. 줄기 끝에서 만들어진 덩이줄기 형성물질은 지상부에서 지하부의 땅속줄기 끝으로 이동되어 덩이줄기 형성을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 그러나 덩이줄기 형성물질의 화학적 구조에 대해서는 아직 밝혀지지 않고 있다.

 

2) 지베렐린과 덩이줄기형성

감자의 내생 지베렐린 함량은 환경조건 변화에 반응하여 증감되고, 땅속줄기의 자람을 직접 지배한다. 즉 덩이줄기의 형성에는 덩이줄기의 형성 이전에 내생 지베렐린의 감소가 중요한 전제조건이며, 땅속줄기 끝에 내생 지베렐린 함량은 덩이줄기 형성과 비대에 앞서 감소된다.

따라서 감자의 체내 지베렐린은 덩이줄기 형성을 억제하는 요인이 되고 단일처리, 혹은 야간저온 등의 환경조건 변화에 반응하여 감소되면서 덩이줄기형성이 일어나게 된다. 또한 감자의 덩이줄기 형성은 광질(光質)의 영향을 받는데, 광질이 지베렐린 생성과 밀접한 관계가 있기 때문이다.

 

2. 덩이줄기의 비대

형성된 덩이줄기가 본격적으로 부피를 늘려가는 단계이다. 보통 꽃이 피고 잎과 줄기가 누렇게 변하는 시점에 해당되며, 이 시기에 엽면적지수는 최대기를 맞아 3.5-6.0 정도까지 증가된다.

이 시기는 보통 30-60일간 지속되며, 좀 더 세분하면, ① 비대초기(꽃이 처음 필때～꽃잎이 많이 필 때) ② 비대성기(꽃잎이 많이 필 때～꽃피기가 끝났을 때) ③ 비대 종기(꽃피기가 끝났을 때～잎과 줄기가 누렇게 변하는 시기)로 나눌 수 있다.

 

3. 덩이줄기의 성숙

감자 굵어지면서 부피를 키워가던 덩이줄기는 일정 시기가 되면 더 이상의 부피 생장을 멈추고 성숙단계에 들어가게 된다. 이 시기가 되면 덩이줄기의 표피층이 코르크화되면서 단단해지고, 줄기와 뿌리로부터 탄수화물이 덩이줄기로 이동되어 축적되면서 건물율이 증가하게 된다. 한편, 지상부 생육이 중지되고 탄소동화물질의 덩이줄기로의 전류가 늘어나 엽면적지수는 1 정도까지 떨어진다.