난(蘭)의 탄소동화작용(광합성)
한국춘란 및 난과식물과 원예식물 등을 배양함에있어 식물의 기본 생육황동에 가장 중요한 것은 자가에너지 생산인 광합성의 메
카니즘의 이해가 필요하다고 생각한다.
한국춘란 배양의 성공과 실패는 오전중의 햇빛 관리 즉, 오전중 광합성이 원활히 이루어 지도록 하는데 있다하겠다. 이는 오전중
에 공기중의 탄산가스의 지면 가까이 낟게 가라앉고 공기중의 수분과 광원(光原)의 상태가 최적(最適)을 이루고 있기 때문이다.
옜날에는 단순히 식물(植物)은 거름과 물을 주어야만 자란다는 "부식질설(腐植質說)" 이였으나 1772년경 영국의 화학자(化學者)
프리슬리(Prisestley)가 광합성(光合成)을 처음 발견하여 오늘날의 햇빛을 이용한 광합성 즉, 탄소동화작용의 원리가 알려지게 되
였다.
*탄소동화작용과 광합성(cabon dioxide assimilation & photosynthesis)
한국춘란 등 식물의 탄소동화작용(炭素同化作用)은 엽록체를 지닌 식물이나 세균류가 이산화탄소(CO2)와 물로 탄수화물(炭水化
物)을 만드는 작용으로 반응 약식에 따라 녹색식물은 광합성, 세균의 광환원(光還元), 세균류의 화학합성으로 구분된다. 수소원자
의 열 핵흉합반응 원자로인 격인 태양이 없다면 아마도 지구의 존재는 없을것이다.
식물은 잎의 엽록체를 통하여 태양에너지를 이용하여 공기중의 탄소(CO2)를 고정하여 탄수화물을 생산한다. 이런과정을 광합성
이라한다. 광합성에는 태양의 빛 에너지를 화학 에너지로 변환시키는 명반응(明反應)과 화학에너지를 이용 탄소고정을 수행하는
암반응(暗反應)의 과정이 있다.
이렇게 고등식물은 공기중에서 잎에의해 흡수된 탄소(CO2)와 뿌리로 부터 흡수한 물(H2O)을 이용 잎의 엽록소에서 빛에너지를
화학에너지로 전환시켜 탄수화물을 합성(合成)하게되는데 탄소동화작용 즉 광합성 이라고 한다. 탄수화물의 화학 기호를 CH2O
로 표기한다. 이러한 일련의 광합성을 위해 탄산가스(CO2)를 흡수하는 반면 같은 양 만큼의 산소를 방출하게 되는데 이과정 에
서 탄수화물(CH2O)이 만들어 진다. 이것을 화학 등식으로 보면 아래의 표와 같다.
화학등식
광합성 ← CO2 + H2O + 광에지 녹색식물 → CH2O + O2 → 호흡작용 |
광합성 공장 엽록체의 내부(위)와 이중막의 기원설(아래)
이와 같이 한국춘란의 에너지대사와 생육은 광합성 산물(産物)에 의존한다. 광합성을 통한 생장은 건물중 증가로 나타나는데 건
물생산(乾物生産) 또는, 물질 생산이라 부른다. 이렇게 생산된 탄수화물은 일부는 호흡작용에 사용하여 한국춘란의 생명을 유지
하는 에너지로 소비되고 나머지는 전분,섬유질 기타의 고분자탄수화물을 합성하는데 사용하고, 일부를 지방질로 바꾸고 나아가
토양으로 부터 흡수한, 유기원소와 결합하여 단백질, 기타의 생육소재가 되는중요한 유기물질을 합성하는 원료물질이 되기도한
다.
*호흡 작용
광합성으로 탄수화물을 생성하는 과정에서 남는 산소는 산소분자(O2)의 형태로 방출된다. 호흡 과정에서 탄수화물을 연소하면
O2가 소비되며 탄소는 다시 탄산가스로 변하는데 이때 탄수화물에 축적된 화학에너지가 방출된다.
동물이나 식물은 직접 또는, 간접적으로 섭취하는 동물도, 동화생산물의 생리적인 연소의 결과 얻어지는 에너지를 이용하여 각
종 에너지 대사를 하며 이산화탄소를 체외로 배출한다. 이러한 일련의 과정을 호흡작용 이라한다. 이렇게 공기중의 탄산가스는
식물의 광합성에 의해 끊임없이 소비되는 한편 동식물의 호흡에 의해 재생산 되면서 균형을 유지하게된다. 떠라서, 탄소원소는
무기계(無機界)에서 유기계(有機界)로 이행하여 생명현상에 관여한후 다시 호흡작용으로 무기계로 환원되는, 순환을 되풀이 하
게된다.이러한 모든 일련의 과정은 잎에서 이루어지게된다.
*광합성의 하루
하루중, 광합성의 대부분이 오전중에 이루어진다. 이는 대기중의 탄산가스 농도, 적절한 온도, 적절한 습도와 적절한 햇빛의 강
도등, 최적의 자연조건이 오전중에 있기 때문이다.
-*온도가 높아 질수록 광합성의 왕성함을 보이지만, 일정한 온도 이상으로 올라가면 광합성을 하지않는다. 식물에 따라 차이는
있지만 한국춘란 등 난과식물은 보통 23~30도 사이가 가장 적합한 온도로 알려저 있다.
-*광합성은 날이 밝아짐과 동시에 시작 되는데 역시 한계를 넘어서면 더이상 하지않는다. 즉 광포화 상태가되면 광합성을 하지
않는다.
한국춘란은 반음생식물로 일반식물과는 달리 광량이 약6000에서 8000룩스 정도의 광량이 적당한것 으로 알려저 있다.
-*오전중에 왕성한 광합성을 하지만 오후가되면 광합성량이 줄어들거나 하지않는 경우도있다. 필요한 에너지는 하루중 아침에
약70%가 만들어 진다고 한다. 공기중에는 광합성에 필요한 탄산가스의 농도가 약 0.03%인데 약10배 까지 높이면 좋은 배양을
할수있다고 한다.
그러나 이는 토마토를 시험한 결과이고 헌국춘란 등에는 어느 정도가 효과적인지 밝혀지지 않고있다. 광합성에 필요한 물의 사
용량은 뿌리로 부터 흡수되는 물의 1% 이하라고 알려저 있다.
그러나 잎의 수분이 줄어들면 기공이 닫혀저 탄산가스의 흡수가 줄어들고 광합성의 량이 줄어들게 되므로 오전중에 공중 분무
등으로 잎에 수분을 충분히 머금고 있게해 주어야한다.
첫댓글 좋은 자료 감사합니다.