탄수화물이 잎으로 보내지는지 괴경으로 보내지는지는 주로 식물 발달의 모든 측면을 조절하는 식물 호르몬에 달려 있습니다.
감자 생산에 가장 중요한 호르몬 중 하나는 지베렐린산 (GA). GA는 잎의 성장과 줄기 신장을 촉진합니다. 그리고 그것은 괴경 성장에 반대 효과가 있습니다. 덩이줄기를 시작하려면 뿌리와 줄기의 GA 수준이 감소해야 하는 반면 다른 호르몬, 특히 옥신과 아브시스산 (ABA) 증가.
식물 호르몬은 온도를 포함한 식물 환경의 변화에 매우 민감합니다. 고온은 GA 수준을 높이고 옥신 및 ABA 수준을 감소시킵니다. 낮은 온도는 역효과를 냅니다.
기온과 작물의 성장
제가 대학원에 다닐 때 교수님 중 한 분이 감자 식물이 일정한 77°F에서 자라는 성장실 연구에 대해 말씀해 주셨습니다. 식물은 건강한 캐노피를 생산했지만 결코 괴경을 생산하지 않았습니다. 그들은 괴경 발달을 유도하기 위해 더 낮은 온도가 필요했습니다.
덩이줄기 성장을 위한 최적의 온도는 약 59°F이며 잎의 경우 약 75°F입니다. 밤은 서늘하고 낮은 따뜻한 주간 온도 주기는 감자 생산에 이상적입니다.
성장기 초기의 고온은 덩이줄기 시작과 빠른 덩이줄기 팽창의 시작을 지연시키면서 캐노피 성장을 촉진할 수 있습니다. 덩이줄기 발달이 오래 지연되면 작물을 일찍 수확할 경우 낮은 수확량을 초래할 수 있습니다. 그러나 손실된 시간을 보상하기 위해 성장기를 연장할 수 있다면 문제가 되지 않을 수 있습니다.
반대로 낮은 온도는 덩이줄기의 시작을 촉진하는 경향이 있습니다. 이것은 또한 식물이 더 오랜 기간 동안 잎과 괴경의 성장을 모두 지원하기 위해 자원을 나누어야 하기 때문에 수확량을 낮출 수 있습니다.
타이밍 및 온도 영향의 예
시기와 고온이 덩이줄기 발달에 어떤 영향을 미치는지 분석해 보겠습니다. 덩이줄기 시작 후 높은 온도는 두 가지 방식으로 수확량을 낮출 수 있습니다. 광합성 속도로 인해 식물에서 탄수화물이 적게 생성됩니다. 감자의 광합성은 75°F에서 최적이고 온도가 상승함에 따라 급격히 감소하며 약 86°F에서 효과적으로 멈춥니다.
열 스트레스는 덩이줄기 대신 잎에 탄수화물이 우선적으로 분포되도록 할 수 있습니다(위에서 설명한 호르몬 효과). 사실, 식물은 때때로 잎의 성장을 지원하기 위해 괴경에서 탄수화물을 재흡수합니다. 덩이줄기가 시작된 직후에 극심한 열 스트레스로 인해 일부 작은 덩이줄기가 완전히 사라질 수도 있습니다.
나중에 발병하는 열 스트레스는 덩이줄기 질환을 유발할 수 있습니다. "설탕 끝" 또는 "반투명 끝" 또는 "젤리 끝"으로 알려진 장애는 식물이 열 스트레스 기간 후에 캐노피 성장을 지원하기 위해 괴경의 줄기 끝에서 탄수화물을 끌어당길 때 발생합니다. 열 스트레스로 인해 덩이줄기 발달이 중단되고 식물이 성장을 재개할 때 덩이줄기의 새싹 끝에서 새싹이 생성될 때 열 새싹이 발생할 수 있습니다. 이 경우 식물 호르몬은 식물 성장으로 되돌아가는 신호를 보냅니다.
“All vines and no taters”는 19세기 미국의 속담으로 화려하지만 실체나 지능이 부족한 무언가 또는 사람을 묘사했습니다. 감자 생산에 익숙한 대부분의 사람들은 그 표현을 이해합니다. 그러나 오늘날 대부분의 인구는 그 기원과 의미를 이해하지 못합니다.
질소 및 감자 작물 개발
온도는 감자 식물에서 탄수화물의 분할에 영향을 미치는 유일한 요인이 아닙니다.
높은 수준의 질소 비옥도는 괴경을 희생시키면서 과도한 잎 성장을 유발할 수 있습니다. 따라서 질소가 덩이줄기 성장을 조절하는 식물 호르몬 수치에도 영향을 미친다는 사실은 놀라운 일이 아닙니다. 높은 질소는 GA 증가 및 옥신 및 ABA 감소와 관련이 있습니다. 낮은 질소는 역효과를 냅니다.
감자 작물이 자라기 위해서는 잎이 필요하며 감자 식물이 가능한 한 빨리 땅을 덮을 때 최대 수확량이 달성됩니다. 이것은 식물이 가장 많은 양의 태양 에너지를 포착하도록 합니다. 그러나 잎과 덩이줄기의 성장 사이에 올바른 균형을 유지해야 합니다. 과도한 잎 성장은 덩이줄기 시작과 팽창을 지연시킬 수 있습니다. 그리고 성장기가 너무 짧으면 큰 수관을 유지하는 에너지(탄수화물)의 많은 부분이 덩이줄기에서 끝나지 않을 것입니다. 반면에 캐노피 성장의 최적 수준을 제한하는 것은 식물이 더 적은 에너지를 포착하고 잠재적인 수확량을 제한하는 결과를 초래할 것입니다.