토마토 재배(1)-토마토 생육의 원리

토마토의 생리

제1편 토마토 생육의 원리 (1) 토마토는 밤에 자란다   토마토의 줄기와 잎은 언제 커지는 것일까, 과일은 언제 비대하고 있는 것일까, 또 언제 착색하는 것일까?   토마토의 경엽이 신장하거나 과일이 충실하거나 색이 붙는다고 하는 눈에 보이는 현상은 서서히 진행하고 있기 때문에 끊임없이 그들의 생장, 발육이 계속하고 있는 것으로 보인다.   그러나 실은 그 생장량을 주야로 나누어 관찰하여 보면 재미있는 것을 알게 된다. 주간에는 잎에서 탄산가스와 물로 탄수화물을 만드는 광합성이 이루어지고 그 탄수화물을 다른 물질로 변환하여 가는 다양한 대사작용이 왕성하게 이루어지고 있다. 그러나 주간에는 토마토에 몸의 크기, 예를 들면 초장이나 줄기의 굵기 등은 그다지 변화하고 있지 않다. 그런데 하룻밤 지나면 토마토는 한층 커져 있다. 즉 밤사이에 경엽은 신장하고 비대하고 있는 것이다. 과일도 마찬가지로 야간에 커져 간다. 이와 같이 토마토 몸 전체를 통해 증산하는 물의 양이 많은 주간에는 체적이나 중량의 증가가 적고 증산량이 적은 밤의 시간대에 커지고 있는 것이다. 그리고 그 때의 기온이 높으면 줄기와 잎이 신장, 비대하고 기온이 낮으면 과일과 뿌리가 충실해진다. 이와 같이 토마토의 생육에는 주야에 따른 리듬이 보인다.   그러므로 토마토가 순조롭게 자라고 있는가 아닌가를 보려면 저녁의 모습과 아침의 모습을 비교해 보면 잘 알 수 있다. (2) 잎과 줄기는 뿌리의 모양을 반영한다 우리 인간도 뚱뚱해지거나 야위거나 하고 또 다양한 성인병의 형태로 몸의 불균형을 호소한다. 이들의 대부분은 일정한 식생활과 운동의 다소 등 매일의 생활 리듬의 편중에서 오고 있다. 즉 먹거리로서 섭취하는 영양소의 종류와 양과 운동 등에 의해 체내에서 소비되는 양이 언밸런스로 될 때 체중이 변화하거나 체형에 혼란이 생긴다.   토마토의 경우도 완전히 마찬가지다. 뿌리에서 흡수한 다양한 비료양분과 잎에서 광합성된 탄수화물과의 균형이 이루어져 뿌리, 줄기, 잎, 과일 등에 순조롭게 그 합성된 양분이 이동(전류)하여 그 기관의 형성과 생장에 이바지하고 있으면 좋은 것이다.   그러나 때로는 생장 정도가 아주 늦어지거나 반대로 경엽이 너무 번무하여 꽃은 피지 않고 열매도 맺히지 않으며 비대해지지 않는 등 균형이 파괴된 생육을 하는 경우가 있다. 이들의 원인은 뿌리에 있다.   토마토의 입(ㅁ)에 해당하는 부분은 2개 있다. 하나는 뿌리로 거기에 생겨나 있는 무수한 근모이고 또 하나는 잎의 이면에 있는 기공 이라는 구멍이다. 근모는 토양 중에서 무기성분(비료)이 녹은 물을 흡수하고 기공은 공기 중에서 탄산가스를 받아들여 수분과 산소를 방출하고 있는 것이다.   이들 근모와 기공이 순조롭게 작용하고 있으면 경엽은 균형있게 생장하고 꽃도 아름답게 피고 과일의 착과도 비대도 왕성한 것이다. 표 1. 경엽변화로 추측할 수 있는 지하부상태   엽색이 진하다 엽색이 엷다 줄기에 기근이 없다 ●비료과다 ●수분부족 ●저지온 ●비료부족 줄기에 기근이 많다 (시든다) ●병충해에 의한 통도조직 장해 ●뿌리썩음   그러나 비료를 너무 많이 준 경우, 또는 물이 정체되어 있거나 너무 건조한 경우, 지온이 너무 높거나 낮은 경우, 또는 기온에 변동이 큰 경우에는 근모나 기공의 작용이 나빠진다. 이와 같은 요인(조건)으로 영양분의 섭취 특히 수분대사에 불균형이 생기면 잎과 줄기의 생장에 이상이 나타난다.   예를 들면 표 1과 같이 경엽의 색이 너무 짙어지는 경우는 비료과다, 수분부족, 저지온 등으로 뿌리의 작용이 약해지고 있는 것이다. 역으로 색이 바랜 상태로 진해지지 않으면 뿌리는 작용하고 있으나 비료분이 적다. 아침 물방울이 생장점에 많이 붙어 있을 때는 뿌리가 잘 신장하고 물을 잘 흡수하고 있다. 또 그루밑동 줄기에서 기근이 많이 나오기 시작하면 뿌리가 약해지고 있는 증거다. 생장점의 잎이 위쪽을 향해 자라지 않게 되었을 때도 뿌리의 상태가 나빠지고 있다. 낮에 상위 잎이 시드는 것은 물 부족보다도 통도조직의 이상이 있음을 나타낸다.   이와 같이 경엽의 신장이 멈추거나 너무 자라거나 하기 전에는 반드시 뿌리의 생장이 나빠지거나 너무 왕성해지고 있다. 잎과 줄기를 잘 관찰하면 보이지 않는 뿌리의 변화를 판단할 수 있다. (3) 일조부족이 되면 무조건 자라기만 한다 포트에 토마토를 심어 집 안에서 토마토의 생육을 즐기면서 수확하려는 사람들은 자주 다음과 같은 의문을 제기한다. 나무는 계속 자라는데 꽃은 빈약하고 열매가 맺히지 않는다, 물을 주고 비료도 주고 또 집을 따뜻하게 하고 전등 조명을 해주어도 꽃이 잘 피지 않는다. 등이다. 이것은 소위 일조부족에 의한 연약 도장현상이다. 연백 두릅은 이 현상을 잘 이용하여 차광하고 온도를 높여 재배한 것이다. 체내에 오옥신이나 지베렐린 들의 세포를 신장, 비대시키는 호르몬이 증가하지만 일조부족으로 탄수화물 등의 내용물의 보급이 따라주지 않아 그저 자라기만 하는 현상이다.   특히 토마토의 고향은 광선이 풍부한 안데스 지방이다. 만족한 생육을 바라려면 4～5만 룩스 이상의 광선이 필요한데 집 안에서는 무리이다. 일조 부족이 되면 동화양분이 축적되지 않아 화아분화도 안되고 설령 꽃이 피어도 수정되지 않는다.   온도관리를 잘하는 전업농가는 겨울철의 낮은 일조를 온도와 비배관리로 서서히 생육시켜 극복하고 있지만 아무리 적어도 2만 룩스는 필요하다. 수광량이 반감하면 과일은 작고 가벼워지며 수량은 20～30% 감소한다. 과일의 내용물이 묽고 색택도 나쁘며 맛 영양가가 더욱 반감된다. 줄기가 가늘고 절간이 길게 신장하여 너무 자랄 때에는 일광을 잘 쪼이는 것이 무엇보다도 중요하다. (4) 나무가 신장하지 않으면?   토마토의 나무가 자라지 않을 때는 뿌리도 자라지 않는다. 그 원인은 모의 소질이 나쁜 경우와 뿌리 주위의 조건이 나쁜 경우, 두 가지 면에서 생각해 보면 된다.   에너지가 축적된 모라면 어느 정도 난폭하게 취급해도 자연스럽게 발근하게 된다. 따라서 잘  심고 세심한 관리를 하여도 잎과 줄기의 신장이 나쁜 것은 발근하기 위한 에너지를 갖고 있지 못한 소질이 나쁜 모이다.   모가 좋은데도 신장하지 않는 경우는 어떤 경우일까? 토마토 뿌리는 토양 속에서 물을 왕성하게 흡수하고 있다. 그 때문에 충분한 산소가 공급되어야 한다. 비온 후 등에는 토양표면이 단단해지거나 물을 많이 포함하므로 배수가 나빠지면 뿌리가 질식하거나 썩는다.   토양 주위의 산소가 부족하면 세포의 성숙·노화를 촉진하는 에틸렌이 발생하고 뿌리에서 이루어져야 할 호흡량이 감소하므로 뿌리의 젊음을 유지하는 작용을 하지 못한다. 계속 악화되면 지상부에서 전류되는 탄수화물과 단백질 등의 양분이 닿지 않고, 썩어간다.   뿌리는 양수분을 찾아 발근할 때에는 충분한 산소를 소비하면서 체내 에너지를 사용한다. 통기성, 투수성이 좋은 토양에서는 뿌리의 뻗음이 좋아 지상부의 생육은 무리가 없고 장방형이 된다. 그런데 배수가 나쁜 토양에서는 뿌리가 발달하지 않고 지상부는 끝이 가늘고 삼각형이 된다. 장마기의 직전에 이러한 밭에 정식한 토마토에서 자주 볼 수 있다.   또 포트육묘와 분심기에서는 뿌리에 공기가 많은 화분 주변부의 내벽을 타고 둥글게 감은 뿌리분이 되기 쉽다. 상토가 나쁘고 단단하여 산소부족이 되었기 때문에 생기는 현상이다. 좋은 상토에서 육묘하는 것이 좋다.   또 수분이 부족한 경우에도 뿌리는 신장하지 않고 경엽도 신장하지 않는다. 나무의 크기에 따라 다르지만 착과하여 왕성하게 생육하는 나무에서는 하루에 약1리터 정도의 수분이 필요하다. 만일 100일간 과일을 계속 비대시킨다고 하면 한 포기의 토마토는 약 100리터의 물을 흡수한다(그 생산량은 약 5킬로).   이 수분 요구량을 만족시키지 못할 경우 경엽 신장은 저하한다. 이 수분 부족에 의한 생장 저하는 분심기나 벤치 재배 등, 한정된 토양용적에서 발근시키거나 지면에서 격리시켜 육묘하는 경우에 많다. 특히 분심기의 경우는 관수한 물이 대부분이 배수돼 버려 분내에 남은물량은 의외로 적으므로 주의해야 한다.   또 신장이 저하되는 경우에는 이러한 예도 있다. 점질토를 수분이 많은 상태일 때 경운했기 때문에 토양 덩어리가 크고 굵게 되어 간극이 넓은 포장에 정식한 경우에 잘 발생한다. 정식한 모 뿌리가 아침의 찬 공기에 만나 장해를 입는 것이다. 이러한 경우는 포기주위의 흙만이라도 잘게 부수면서 정식해야 한다. (5) 줄기비만이 되는 이유는 무엇인가 또 과일의 착과와 비대가 늦고 줄기비만이 되거나 경엽이 너무 신장하여 곤란한 일이 있다. 이 경우는 광선부족에 의한 연약도장과는 달리 줄기가 굵고 단단해지며 엽육세포는 신장 비대하지만 통도조직인 엽맥이 비례하여 신장하지 않기 때문에 잎은 두껍고 왕성하게 번무한다. 이때 뿌리의 상태는 대단히 좋다.   이렇게 생육하는 원인은 꽃이 피어 착과하기 전에 뿌리가 너무 신장했기 때문인데 대부분의 경우 제1단 화방을 착과시키지 못했기 때문이다. 제1단 화방을 확실히 착과시켜 두면 수세가 떨어지고 그 이후 순조롭게 생육하는데 처음에 실패하면 점점 악순환을 반복하게 된다. (6) 스스로 호르몬으로 리듬을 조정한다   토마토 잎이 전개하고 줄기가 자라고 꽃이 피고 과일이 달리고 비대하고 착색되며, 그리고 이들을 지탱하고 있는 뿌리가 신장하는 현상은 모두 체내의 호르몬은 토마토의 다양한 부위에서 광합성으로 만들어진 당이 변환되어 생성된다. 대충 말해 오옥신, 지베렐린, 사이토카이닌 등은 생장을 촉진하는 작용을 갖고 앱사이딘산이나 에틸렌은 생장을 억제하는 작용을 갖고 있다. 이들은 상호 서로 돕거나 반발하면서 생장과 발육의 리듬을 유지하도록 작용하고 있다.   호르몬의 생성에 영향을 미치고 있는 것은 광선, 양수분, 온도 등의 환경 요인이다. 따라서 체내의 호르몬을 직접 조절할 수는 없지만 토마토가 생육하고 있는 환경을 조정하여 간접적으로 호르몬을 조절할수 있다. 이것이 재배기술 그 자체이다. (7) 모의 형태로 알 수 있는 생육 리듬   세살 버릇 여든까지 간다고 한다. 태·유아의 교육이 중요하다고들 하는데 어느 것이나 기본적인 성질·성격은 아주 어린 시절에 형성되고 있다고 한다. 토마토는 모 상태일 때 제3화방까지 화아가 만들어져 있다. 이 모를 정식한후 활착-개화-착과·경엽 신장이라는 순조로운 생육이 가능한가 아닌가가 그 후의 생육의 리듬을 결정한다고 하여도 과언은 아니다.   모는 정식후 바로 활착할 수 있는 힘이 필요하다. 그러기 위해서는 육묘기간에 광합성을 충분히 하고 무기영양도 많이 흡수하여 활착후 생장력의 원천이 되는 당, 산, 아미노산 등의 양분이 체내에 풍부하게 축적되어 있어야 한다.   경엽의 모양에서 좋은 모를 분간하는 방법은 여기서는 모의 형태에 따라 달라지는 정식후의 생육 과정을 개략적으로 살펴보자.   모의 형태를 크게 나누면  3각주묘, 원통형묘, 역삼각주묘의 세 가지가 있다.   삼각주묘는 육묘 후반에 관수를 억제하고 빈약한 모다. 모에 힘이 없고 개화도 늦고 화아도 충실하지 않다. 그 때문에 활착하여 양수분을 흡수하여도 그것이 화방으로 배분되지 않고 경엽, 뿌리에 많이 전류되어 줄기비만이 되기 쉽다.   역삼각주묘는 반대로 육묘 후반에 힘이 붙은 모다. 화아도 충실하므로 활착하지 않은 가운데 개화, 결실해 버린다. 그러면 양수분이 화방에 편재되어 전류하기 때문에 경엽이나 뿌리가 자라지 않고 끝이 가는 형의 생육이 된다.   모 상태일 때 뿌리, 줄기, 잎과 화아가 균형있게 생육한 원통형의 모는 정식 후에도 바로 활착하고 그 후 순조롭게 결실한다. 그 때문에 양수분이 뿌리, 경엽, 화방에 균형있게 배분되고 그 후도 순조로운 리듬으로 생육한다.   이와 같이 정식후의 생육리듬은 모질에 좌우되는 일이 많다. 또 이 정식후의 생육 리듬은 그림 1과 같이 모령(육묘일수, 모의생장정도)에 따라 다르다.   육묘일수가 짧은 어린 모는 모에 힘이 있어 활착이 빠르지만 밭에 비료분이 많은 경우에는 비료분을 흡수하고 개화도 늦은 것도 있어 줄기비만 쪽으로 기울기 쉽다.   역으로 육묘일수가 많고 개화가 진전된 노화묘는 경엽의 윤기가 없고 잎의 전개매수도 많으며 뿌리도 노화되어 힘이 약하다. 이러한 노화묘는 활착이 늦고 화방의 활착·비대로 인한 부담이 일찍부터 걸리기 때문에 나무에 짐이 되기 쉽다.   밭에 정식하여 이상적인 생육출발을 하기 위해서는 모 뿌리가 충분히 많아서 본 밭의 토양에 많은 뿌리가 신장하고 선단의 잎이 선명한 황색으로 되었을 때 제1화방이 개화, 결실하는 리듬을 취하는 것이 포인트이다. 그렇기 위해서는 제1화방의 일번화가 필 무렵 정식하는 것이 좋다. 그림 1. 모의 형태를 보면 그 후의 생육을 알 수 있다 (8) 모 상태일 때 결정되는 과일의 모양과 수량   양질의 과일을 많이 수확하기 위해서는 그것을 착과시키고 비대시키는 것이 가능한 수체 그자체를 훌륭하게 만들어야 한다. 또 그것이 꽃의 질이나 수에도 크게 관계되어 있다.   토마토 제1화방의 원기가 만들어지는 것은 본잎이 2매 정도 전개하기 시작할 무렵이다. 그 무협 모의 생장점을 실제로 현미경으로 관찰해보면 7～9매 정도의 본엽이 이미 분화되어 있다. 그후 제1화방의 꽃이 점차 분화하고 그리고 제1화방 위에 본엽이 3매 분화하면 제2화방의 원기가 분화하고 또 화방내의 개개 화아의 형성으로 옮긴다. 이 무렵은 본엽 4～5매가 크게 전개되어 있는 시기에 해당한다.   나아가 제1화방의 꽃봉오리가 쌀알 반톨 정도의 크기로 되고 본엽이 8매정도 전개하기 시작할 무렵에는 제3화방의 화아분화도 거의 종료되어 모 시대를 마친다.   이와 같이 토마토는 과일의 기본이 되는 꽃이 제3화방까지 만들어지고 제4화방의 분화에 이를 무렵까지 묘상에서 지내는 것이다. 제4화방까지만 수확하는 재배라면 과일의 장래는 이미 이 시기에 결정되어 있는 것이다.   그러면 꽃의 형태나 수는 어떻게 하여 결정되는가를 생각해 보기로 하자. 토마토의 화방은 경정(중기의 선단)에 있는 정아라는 세포분열이 왕성한 장소(생장점)에서 만들어진다. 그 정아의 내용 성분이나 호르몬의 다소에 의해 화아가 되는가 엽아가 되는가가 구분된다. 충분한 영양과 화성호르몬의 레벨이 높아지면 화아분화가 유발된다. 이러한 화아분화를 촉진하려면 ①비료를 잘 흡수하고 있는 모를 ②충분한 광선을 주어 기르고 ③온도를 낮게, 특히 밤 기온을 낮추어 주는 것이 중요하다. 이러한 관리를 일찍부터 시작하면 제1화방이 만들어지는 절위가 낮아진다.   일반적으로 토마토의 제1화방의 분화절위는 8엽째로 화수는 6～7화, 자방(과알)의 심피(심실)는 5～7실이다. 이것을 실험적으로 발아부터 충분한 광과 비료를 주면서 야온을 8도 정도로 하면 제1화방은 5～6엽째에 �고 심실수도 10～15의 꽃이 만들어진다. 반대로 발아후 광선부족상태로 야온을 20도 정도로 높게 하여 기르면 제1화방은 13～14엽째에 붙고 화수나 심실수도 적어진다.   이 화아분화를 촉진하는 관리를 계속 진행하면 뒤에 말하는 바와 같이 화아내부의 오옥신, 지베렐린, 사이토카이닌 등의 생장 호르몬 농도가 높아지고 화수가 많아지고 꽃도 커진다. 단 과도한 저온관리는 꽃을 너무 크게 하고 난형과의 발생에 원인이 된다. (9) 과일 크기는 언제 결정되는가?   토마토 과일도 세포의 집합으로 이루어져 있다. 과일의 크기는 개개의 세포의 크기와 수로 결정된다.   개화까지는 과일로서 발달하는 자방 세포는 분열을 계속하여 그 수를 증가시킨다. 그러나 일단 개화라는 현상이 일어나면 세포분열을 정지시켜 세포를 비대시키는 작용으로 변환한다. 개화까지에 얼마나 많은 자방세포수를 늘려두었는가가 과일을 크게 만드는 첫째 포인트이다.   그러기 위해서는 고온 관리나 건조는 피하고 양수분이 화아로 충분히 공급되도록 관리하는 것이 중요하다.   개화하고 나서부터의 자방세포 비대는 배의 분열이 시작되어 내생호르몬이 왕성하게 생성되는 수정후 4～5일 경과하고 나서부터 왕성해진다.   수정후 곧바로 비대가 개시되는 것은 아니다. 주두 위에서 발아한 화분관을 통해 웅핵이 자방까지 도달하는데 약 50시간이 소요된다. 수정한 알은 그후 40시간 정도 지나고 나서부터 분열을 시작하여 배로서의 발육을 개시한다. 단 착과 호르몬제 처리를 하면 배가 발달하지 않고 자방세포의 비대가 촉진되므로, 수분→수정으로 진행하는 자연상태의 것에 비해 일찍부터 세포비대를 시작한다.   또 종자의 배유부분의 분열 개시는 수분후 약 66시간이다. 우선 종자를 싸고 있는 젤리상 물질은 태좌(종자가 붙어 있는 기관)조직에서 만들어진다. 이것도 수분한지 약 60시간 후에 시작된다.   이러한 시간적 경과를 충분히 분별하지 못하고 인공적으로 착과호르몬제 처리를 하면 과일중심이 따라주지 않고 비대하여 공동과가 생기게 된다.   자방의 세포분열이 정지하여 세포의 비대기에 들어가면 광합성으로 만들어진 탄수화물이나 뿌리에서 흡수된 다양한 미네랄이 순조롭게 과일 내로 전류한다. 생물은 일반적으로 생육이 왕성하지 않으면 뒤에 가서 아무리 노력하여도 크게 되지 않는다. 이것은 토마토 과일도 서로 동일하다. 그림 2. 토마토의 비대는 전반에 결정된다   그림 2와 같이 토마토 과일의 경우 개화하고 나서 착색까지의 전기간 중 전반 4할의 기간에 대부분의 비대를 마친다. 착색하기까지 약 60일이 걸린다고 하면 전반, 즉  꽃이 핀 후 25일간 중에 대부분의 양분, 특히 탄수화물은 전류하고 있다.   이 시기에 건조 시키거나 비료가 떨어지거나 광선이 부족하거나 극단적인 저온관리를 하는 것은 과일 비대에 대해 대단한 마이너스이다. 뒤에 말하는 바와 같이 배꼽썩음병 등도 이 과일 비대의 전반의 중요한 시기에 가장 많이 발생한다.