종자기사 발전과정 — 환경 스트레스와 대응

토양이 중금속으로 오염되었을 때 이를 정화하는 방법을 생물학적 정화라 한다. 이 과정에서 특정 식물이 뿌리나 줄기 등에 중금속을 다량 흡수·축적하면서 건전하게 생육할 수 있으면 그 식물을 중금속 축적식물이라고 칭한다. 축적식물을 수확·처리하면 토양 중금속 농도를 낮출 수 있어 환경 정화에 유용하다고 본다.

대기오염물질은 식물의 잎 표면과 기공을 통해 흡수되어 세포 손상과 광합성 저하를 유발하므로 전반적인 생육을 저해한다. 따라서 대기오염의 영향으로 생육 촉진이나 뿌리 활력 증대가 나타난다는 설명은 논리적으로 맞지 않는다. 불소·오존 등은 잎의 반점이나 기공 기능 저하를 초래하여 성장 장애를 일으킨다.

대기오염 피해를 경감하기 위해서는 식물의 방어력을 높이는 양분 공급이 중요하다. 칼륨은 세포막 투과성 조절과 원형질 점도 증가로 기공을 통한 유해물질 침입을 억제하여 가스해 방어에 효과적이다. 규산은 표면을 단단하게 하여 물리적 침투를 막고, 석회(칼슘)는 세포막 안정화로 해독 작용을 돕는다. 질소·인산 등은 주로 생장 촉진에 관여하므로 가스해 직접 방어 요소로 보기 어렵다.

재배 관리 측면에서 멀칭은 토양 수분 유지·지온 조절·잡초 억제·토양 유실 방지 등으로 생육 환경을 개선한다. 반대로 멀칭이 생육을 억제한다는 설명은 멀칭의 목적과 어긋난다. 또한 봄 결구배추처럼 초기 고온이 추대를 유발하는 작물은 직파보다 육묘 후 이식하여 생육 초기의 고온 노출을 피함으로써 추대를 방지한다.

온도 스트레스별 식물 반응도 구별해야 한다. 고온 스트레스는 호흡량 증대, 암모니아 축적, 전분의 점괴화 등을 유발하므로 생리적 손상이 발생한다. 그러나 원형질막 자체가 점괴화된다는 설명은 자료상 맞지 않다. 한편 벼는 생식생장기인 감수분열기(화분 형성기)에 17℃ 이하의 저온에 특히 민감하여 수정 장애와 결실 불량을 일으킨다.

파이토크롬은 식물의 빛 수용체인 색소 단백질로서 적색광·근적외광을 흡수하여 발아·개화 등을 조절한다. 파이토크롬은 호르몬이 아니므로 광수용체라는 점을 구별해야 한다.