작물의 생육은 온도의 영향을 크게 받는다.
종자의 발아에서부터 영양생장, 저장 기관의 발달, 개화, 성숙, 노화에 이르기까지 온도에 따라 다양한 생육 반응을 보인다.
온도는 광합성과 그 산물의 전류에도 큰 영향을 미치게 된다.
작물의 생육온도
작물은 종류별, 생육단계별로 생육적온이 다를 뿐 아니라 주야간의 생육적온도 다르다.
딸기의 촉성재배의 경우, 저온에서는 휴면상태로 돌입하기 때문에 야간 최저온도를 최저 5℃ 이상으로 관리해야 하고, 개화기부터는 착과를 촉진하고 기형과 발생을 줄이기 위해서 8℃ 이상으로 관리해야 한다.
그리고, 대부분의 작물은 주간보다는 야간온도를 낮추어 주는 것이 생육에 유리하다.
작물의 생육가능온도는 최저 한계온도, 생육적온, 최고 한계온도로 구분할 수가 있다.
작물은 적온에서 생육이 가장 잘 이루어진다.
한계온도까지는 생육이 가능하지만 적온에서 멀어질수록 생육이 둔화되며, 적온 범위 밖에 장기간 놓이면 심한 생육억제 현상을 나타낸다.
한계온도를 벗어나면 여러가지 형태의 저온 또는 고온장해를 나타낸다.
저온 및 고온에 따른 피해는 육묘기, 꽃눈분화기, 개화기 전후에 가장 많이 본다.
오이는 저온, 고온 시 어린잎이 피해를 가장 많이 보며 지속 시간이 길어지면 회복이 어렵다.
토마토의 경우 고온에 대한 내성을 보면 꽃눈분화기 이쩐가지는 강한 내성을 지니고 있으나 감수분열기(개화 전 8~10일)에 가장 약해 35℃ 이상의 고온에 이루면 꽃가루와 배가 정상적으로 발달하지 못하고 개화가 되지 않아 수정이 어렵다.
[ 작물의 새육적온과 한계온도(단위 ℃)]
| 작물 | 최저한계온도 | 생육적온 | 밤온도 | 최고한계온도 | |
| 장미과 | 딸기 | 5 | 18 ~ 23 | 10 ~ 13 | 30 |
| 가지과 | 토마토 | 5 | 20 ~ 25 | 8 ~ 13 | 35 |
| 박과 | 수박 | 10 | 23 ~ 28 | 13 ~ 18 | 35 |
| 온실멜론 | 15 | 25 ~ 30 | 18 ~ 23 | 35 | |
| 오이 | 8 | 23 ~ 28 | 10 ~ 15 | 35 | |
[ 작물의 지온과 한계지온(단위 ℃)]
| 작물 | 지온 | ||
| 최저한계온도 | 생육적온 | 최고한계온도 | |
| 딸기 | 13 | 15 ~ 18 | 25 |
| 토마토 | 13 | 15 ~ 18 | 25 |
| 수박 | 13 | 18 ~ 20 | 25 |
| 온실멜론 | 13 | 18 ~ 20 | 25 |
| 오이 | 13 | 18 ~ 20 | 25 |
지온도 생육에 큰 영향을 끼친다.
대체로 15~20℃의 범위에 있으며, 최저 한계 지온은 13℃, 최고 한계 지온은 25℃이다.
30℃ 이상이 되면 근모의 발생이 억제되고 뿌리의 호흡이 왕성해지기 때문에 동화 산물의 소모가 많아진다.
그리고 지온이 낮으면 뿌리의 신장과 활성이 떨어지고 토양미생물의 활동이 억제되어 결국 양분과 수분의 흡수가 불향해진다.
지온이 너무 낮으면 뿌리의 생장과 활력이 떨어져 양, 수분 흡수가 억제된다.
무기 양분 중에서 인산은 13℃ 이하가 되면 흡수가 극히 떨어져 인산 결핍증이 나타나는데 토마토에서 잎과 줄기에 안토시아닌 색소가 나타나 짙은 자색을 띠게 된다.
또한 질산태 질소, 칼륨의 흡수도 10℃ 이하에서 억제된다.
이와 같이 양분 흡수와 토양 미생물 활동은 지온이 낮을 경우 현저히 억제되므로 적정 수준의 지온 관리가 필요하다.
온도와 광합성
작물의 광합성은 온도, 광도, 이산화탄소 농도의 영향을 받는다.
이 가운데 온도와 광합성의 관계를 살펴보면, 온도가 높아지면서 광합성이 크게 증가하고, 일정 온도 이상이 되면 오히려 감소한다.
대개 광합성 적온이 높은 작물은 생육적온이 높은 것이 일반적인 경향이다.
광합성의 속도가 가장 높은 온도는 작물별, 빛의 세기에 따라 차이가 있으나 토마토는 20~25℃, 고추는 25~30℃, 오이는 23~28℃로 광합성량이 높은 작물은 생육 적온도 높은 편이다.
그러나 고온에서는 광합성량이 감소하며 장시간 고온 조건에 두면 고온에 의한 피해를 봐서 회복이 불가능하다.
작물이 저온에 처하면 광합성이 저하되는 것은 물론 다음날 적온을 유지한다고 해도 그 영향이 지속된다.
기온이 장기간 고온으로 유지되어도 광합성량은 크게 낮아진다.
즉, 지나친 저온과 고곤은 광합성을 억제하고 여러 가지 생리 장해를 유발한다.
낮 동안 생성된 광합성 산물은 작물의 각 부위로 전류된다.
잎에서는 전분의 형태로 존재하다가 당으로 분해되어 줄기, 뿌리, 잎 등으로 이동되는 것이다.
토마토의 경우를 보면 광합성이 이루어지는 낮 동안 2/3 정도가 전류되고, 나머지 1/3은 해가 진 후 4~5시간 동안에 이루어진다.
동화물질의 전류에도 온도가 크게 관여하여 야간온도가 지나치게 낮으면 전류가 잘 안된다.
식물은 전류가 완전히 이루어지지 않은 상태에서 다음날 잎에 탄수화물이 계속 집적되면 탄수화물 과잉증상이 나타난다.
즉, 잎이 짙은 녹색을 띠면서 두꺼워지고 노화가 촉진되며, 잎의 활동이 약화되고 줄기의 생장이 정지된다.
이러한 현상은 일종의 탄수화물 과잉 증상으로 야간 온도가 낮고 저온 지속시간이 길어질수록 많이 나타난다.
따라서, 광합성이 이루어지는 주간에는 25℃ 전후로 관리하고, 해진 후 4~5시간 동안 동화산물의 전류를 촉진시키기 위해 오이는 15~16℃, 토마토는 12~13℃의 비교적 고온으로 유지하는 것이 좋다.
그 후 부터는 호흡에 의한 양분 소모를 줄일 수 있도록 오이는 10℃, 토마토는 5~6℃로 관리하는게 바람직하다.
온도관리모형
작물은 해가 뜨면서 광합성을 시작하지만 시설 내의 온도는 광합성에 충분한 정도의 온도가 안 되기 때문에 이때 1~2시간 정도 예비가온을 하고, 광선이 충분하면 광합성을 최대한 높일 수 있도록 적정 수준으로 유지해 준다.
해가 진 후 4~6 시간 정도는 동화산물의 전류를 촉진시킬 수 있도록 약간 높은 온도를 유지하도록 한다.
전류가 끝난 후부터는 호흡에 의한 소모를 줄일 수 있도록 작물 생육에 지장이 없는 정도의 낮은 온도로 관리한다.
주야간 변온관리방식을 작물과 기상조건에 따라 응요하는 것이 바람직하며, 이러한 합리적인 변온관리로 작물의 수량과 품질을 향상시키는 것은 물론 난방비를 크게 절감할 수 있다.
| 작물 | 17 ~ 22 시 | 22 ~ 08 시 |
| 딸 기 | 10 ~ 12 | 8 |
| 토마토 | 10 ~ 15 | 8 |
| 온실멜론 | 18 ~ 22 | 16 |
| 오 이 | 12 ~ 15 | 10 |
