수목의구조및생장 박재인 충북대학교농업생명환경대학 산림학과
관속식물 1 콩 옥수수 선 인 장 나자식물 벼 피자식물
관속식물 2 양치 Hornwort 식물 lichens hepatics or liverworts
관속 ( 管束 ) 식물 관속식물 (vascular plant) 목부와사부를갖는식물 - 나자식물 ( 침엽수 ) 피자식물 ( 현화식물 ) 석송속새양치식물을포함 비관속식물 (non- vascular plant) - 이끼태류붕어마름
상록성반상록성낙엽성 교목 상록성 소나무잣나무전나무주목개잎갈나무왕대가시나무류편백측백나무 반상록성 낙엽성 참나무류벚나무류백합나무버즘나무류아까시나무 아교목 노간주나무 팥배나무단풍 나무 관목 사철나무회양목둥근향월귤 ( 철쭉 ) 개나리진달래철쭉산앵두나무 비고
종자식물의발달과정 꽃에서생긴생식세포의결합 ( 암 + 수 ) 단세포인수정난에서시작극성화가일어남 배형성 ( 종자안에위치 ) 발아 뿌리, 잎줄기발달 성체로성장 ( 포자체라함 (sporophyte) 개화생식세포형성 * 극성화 뿌리와줄기의발달방향결정
Raunkiær plant life-form Raunkiær's life forms (the plant structures that survive the unfavourable season are shown in black): 1. Phanerophyte.2-3. Chamaephytes.4. Hemicryptophyte.5-9. Cryptophytes [disambiguation needed]. * 5-6. Geophytes. * 7. Helophyte. * 8-9. Hydrophytes. Therophyte, aerophyte and epiphyte not shown
월동하는눈 ( 아, 芽 ) 의높이에따른식물분류 Phanerophytes Projecting into the air on stems normally woody perennials - with resting buds more than 25 cms above soil level, e.g. trees and shrubs, but also epiphytes, which Raunkiær separated out as a special group in later versions of the system. Further subgrouping May be further subdivided according to plant height in megaphanerophytes, mesophanerophytes and nanophanerophytes and other characters, such as duration of leaves (evergreen or deciduous), presence of covering bracts on buds, succulence and epiphytism. Chamaephytes Buds on persistent shoots near the ground woody plants with perennating buds borne close to the ground, no more than 25 cm above the soil surface, (e.g. bilberry and periwinkle). Hemicryptophytes Buds at or near the soil surface, e.g. daisy, dandelion. Protohemicryptophytes only stem leavespartial rosette plants both stem and basal rosette leavesrosette plants only basal rosette leavescryptophytes Cryptophyte geophyte Below ground or under water - with resting buds lying either beneath the surface of the ground as a rhizome, bulb, corm, etc., or a resting bud submerged under water. Cryptophytes are divided into 3 groups: Geophytes Resting in dry ground, e.g. crocus, tulip. May be further subdivided into rhizome, stem-tuber, root-tuber, bulb and root geophytes.helophytes Resting in marshy ground, e.g. reedmace, marsh-marigold.hydrophytes Resting by being submerged under water, e.g. water-lily, frogbit.therophytes Annual plants which complete their life-cycle rapidly under favorable conditions and survive the unfavorable cold or dry season in the form of seed. Many desert plants are by necessity therophytes. Aerophytes New addition to the Raunkiaer lifeform classification. Plant that obtains moisture (though not through haustoria) and nutrients from the air and rain; usually grows on other plants but not parasitic on them. [9] This includes some Tillandsia species, as well as staghorn ferns. Epiphytes Originally placed in Phanerophytes (above) but then separated because of irrelevance of soil position.
초본목본 상록성식물 덩굴식물 초본 매화노루발노루발한란솔잎란석송과부처손과속새 하수오적하수오박주가리환삼덩굴뚜껑덩굴 목본 사철나무개잎갈나무 인동줄사철칡으름다래류미역줄나무등칡오미자 기생식물갯실새삼실새삼새삼겨우살이 착생식물 부생식물 보춘화석곡나도풍난 대흥란 상록다년초가나무가아니고풀이라는데주목할일
나무와풀 나무 - 목본식물 온대한대지방 - 겨울에도줄기가살아있다 열대지방 - 형성층에의해 2 차생장을한다. 유관속 : 목부는안쪽에사부는형성층바깥쪽에발달 나이테가일년에 [ 하나씩생김 ( 예외 : 대나무와야자나무는흩어져있지만나무모양으로자람 : 나무로취급 ) 풀 - 초본식물 온대한대지방 - 겨울에는줄기가죽는다. 안한다. 흩어져분포
초본식물과목본식물
잎 활엽수 - 피자식물 잎이넓다 예외 : 위성류 침엽수 - 나자식물 잎이바늘같이뾰족하다. 깃털모양 : 낙우송, 메타세쿼이어 예외 : 은행나무
어린잎과성숙잎 어린잎 성숙잎 향나무바늘형 ( 침엽 ) 비늘잎 ( 인엽 ) 담쟁이덩굴삼출엽 단엽 가이즈카향나무 : 대부분인엽이나침 엽도생김
기공 ( 氣孔, stomata) wiki 기공길이분포밀 (um) 도 ( 개 수종 /mm2) 은단풍 17.3 419 아까시나무 17.6 282 An open stoma (a) and a closed stoma (b) 1 Epidermal cell 2 Guard cell 3 Stoma 4 K+ ions 5 Water 6 Vacuole 사탕단풍나무 19.3 463 미국물푸레나무 24.8 257 미국느릅나무 26.3 440 루브라참나무 26.7 532 벚나무속 30.5 306 흑자작나무 39.4 281 은행나무 56.3 103
정아 ( 가운데눈, terminal bud) 측아 ( 곁눈, lateral bud) 동아 ( 겨울눈, winter bud) 잠아 (dormant bud) 맹아 (sprout) 액아 (axillary bud) 부정아 (adventitious bud) 화아 (flower bud) 엽아 (leaf bud) 혼아 (mixed bud) 눈
줄기 (stem) 마디 ( 절, node) 절간생장 (internodal growth) 피목 ( 皮目, lenticel) 수간 ( 樹幹, trunk) The dark horizontal lines on Silver birch bark are the lenticels
목부 (xylem) 형성층안쪽의조직 목재로이용됨 2 차목부 - 초본에는없다 ( 약 3 억 8 천년전진화 ) 심재 ( 心材, heart wood) 죽은조직 변재 ( 邊材, sap wood)- 살아있는조직 A section of a Yew branch showing 27 annual growth rings, pale sapwood and dark heartwood, and pith (center dark spot). The dark radial lines are small knots.
줄기표면
형성층 ( 形成層, cambium) wiki There are several distinct kinds of cambium found in plant stems and roots: Cork cambium, a tissue found in many vascular plants as part of the periderm. Unifacial cambium, which produces cells to the interior of its cylinder. Vascular cambium, a lateral meristem in the vascular tissue of plants. http://www.appleman.ca/korchard/grfting3.htm
뿌리 (root) 직근 (tap root) 측근 (lateral root) 수평근 (horizontal root) 개척근 (pioneer root) 장근 (long root) 단근 (short root) 세근 ( 가는뿌리,fine root)- 양분과수분대부분흡수 - 겨울난후죽고다시만듬 - 형성층없음 굵은뿌리 - 수십년살아나무지탱 - 목부와사부있음 Ficus Tree with buttress roots
Prop roots ( 지주근 )of Maize plant Cross section of a mango tree
식물의구조와기능 구조와기능 밀접하게관련 : 몸매 ( 날기 ), 피하지방 ( 내한성 ) 식물의기본구조 영양기관 : 잎, 줄기, 뿌리 생식기관 : 꽃, 종자, 열매
The Four Basic Parts of Plants Leaves Stems Roots Flowers (Seeds) (Fruits)
조직 (Tissue) 조직 : 기관을형성 표피조직 ( 표피층, 털, 기공, 각피층, 뿌리털 ), 코르크조직 ( 코르크층, 코르크형성층, 수피, 피목 ) 유조직 ( 생장점, 형성층등 ) 후각조직 ( 엽병, 엽맥, 줄기 ) 후막조직 ( 호도껍질, 섬유세포 ) 목부 ( 도관, 가도관, 수선, 춘재, 추재 ) 사부 ( 사관세포, 반세포 ) 분비조직 ( 수지구, 선모, 밀선 )
조직 (1/2) 종류일명기능관련조직또는세포 표피조직 ( 表皮組織 ) epidermis 어린식물의표면을보호, 수분증발억제 표피층, 털, 기공, 각피층, 뿌 리털 코르크조직 (cork 組織 ): 주피組織 periderm 표피조직을대신하여보호, 수분증발억제, 코르크층, 코르크형성층, 수내화피, 피목 유조직 [ 柔組織 ] parenchyma 원형질을가지고살아있으면서신장, 세포생장점, 분열조직, 형성층, 수분열, 탄소동화작용, 호흡, 양분저장, 저수, 선, 동화조직, 저장조직, 저수통기, 상처치유, 부정아와부정근생성등조직, 통도조직등의유세포가장왕성한대사작용을담당함. 후각조직厚角組織 collenchyma 어린목본식물의표면가까이에서지탱역엽병, 엽맥, 줄기할을하는특수한형태의유세포
조직 (2/2) 종류일명기능관련조직또는세포 목본식물의지탱역할 후막조직 [ 厚膜組織 ] sclerenchyma 을담당, 세포벽이두호두껍질, 섬유세포 껍고, 원형질이없음. 목부 [ 木部 ] xylem 수분통도및지탱 도관, 가도관, 수선, 춘 춘재, 추재 사부 [ 篩部 ] 분비조직 [ 分泌組織 ] phloem secretory tissue 탄수화물의이동및지탱, 코르크형성층의사관세포, 반세포기원점액, 유액, 고무질, 수수지구, 선모, 밀선수지등을분비함
기공길이와밀도 (1/2) 학명한국명기공길이 ( μm ) 분포밀도 ( 개 / mm2 ) Acer saccharinum 은단풍 17.5 419 Robinia pseudoacaia 아까시나무 17.6 282 Acer saccharum 사탕단풍 19.3 463 Rhus typhina 붉나무속 19.4 634 Catalpa bignonioidea 개오동속 23.2 329 Malus sp. 사과나무속 23.8 220 Fraxinus americana 미국물푸레 24.8 257 Juglans nigra 흑호도 25.7 342 Salix fragilis 버드나무속 25.5 215 Ulmus americana 미국느릅나무 26.3 440
기공길이와밀도 (2/2) 학명 한국명 기공길이 ( μm ) 분포밀도 ( 개 / mm2 ) Tilia americana 미국피나무 27.2 279 Quercus rubra 루브라참나무 26.7 523 Vitis vinifera 포도 29.7 121 Prunus serotina 벚나무속 30.5 306 Populus deltoides 미류나무 30.4 163 Gleditsia triacanthos 주엽나무속 36.1 156 Crayaegus sp. 산사시나무속 37.4 221 Betula nigra 흑자작 39.4 281 Ginkgo biloba 은행나무 56.3 103
Tissues of the Leaf (Epidermis) Stomata Openings in the epidermis mainly located on the underside of leaves Exchange of gases
잎 잎 : 엽록체 - 광합성작용 (CO2), 호흡 ( 산소 ), 증산작용. 피자식물의잎 엽신과엽병. 상표피와하표피, 엽육, 책상조직, 해면조직. 중생지나무의잎 - 양면엽, 건조지나무의잎 - 등면엽, 엽맥 - 목부, 사부, 망상맥, 평행맥 나자식물의잎 - 침엽수상록성 : 대부분, 낙엽성 - 은행, 낙엽송, 메타. 해면조직, 책상조직분화 ( 은행, 주목, 전나무, 미송 ) 또는미분화 ( 소나무 ) 수지구, 단유관속복유관속 기공 : 공변세포두개, 반족세포. 가스교환 ( 탄산가스, 산소, 수분 ) 밀도와크기 : 수종에따라다름
Tissues of the Leaf
줄기 1 줄기 : 수간, 목재로이용나무지탱, 영양분수분이동. 탄수화물 형성층 : 비대생장몇개의세포층, 측방분열조직 ( 줄기와뿌리끝정단분열조직 ) 안쪽으로목부, 밖쪽으로사부생산 유관속형성층 유관속 : 관다발줄기잎뿌리를관통하여분화한다발모양의조직계. 병립유관속 : 종자식물 - 목부와사부가서로접하여성립 복병립유관속 : 박과, 가지과호박 - 목부와사부중어느한쪽이다른쪽을양쪽에서끼듯이위치
External Stem Structure
줄기 2 1 차유관속 : 줄기뿌리의정단분열조직으로부터전형성층에유래하는유관속 심재와변재 심재 - 색이짙고기름, 껌, 송진, 타닌, 페놀등의물질이축적, 죽은조직, 지지역할 변재 - 살아있는부위. 수분통과. 탄수화물저장. 버드나무포플러, 피나무구별없다. 연륜 : 춘재와추재가나이테형성, 환공재. 산공재
Internal Stem Structure Bark Old, inactive phloem. Heartwood Old, inactive xylem. Sapwood New, active xylem.
Internal Stem Structure (Dicots) Plant stems have xylem & phloem separated by the cambium. Example: Trees
Internal Stem Structure (Dicots)
수목의생장 생장 세포분열, 세포신장, 세포분화 - 전문화되고복잡해짐 영양생장, 생식생장 3-1 수고생장 줄기생장 - 수고생장에중요줄기 - 대와잎으로구성절과절간 눈 - 자라지않은어린가지 정아, 측아액아, 잠아부정아, 근맹아엽아, 화아, 혼합아 잎의생장자엽 - 종자의배가자란것. 밤, 참나무류 - 자엽에탄수화물저장. 잎 - 정단분열조직에서형성. 아랫부분이만들어지고엽신분화, 중간에엽병형성. 소나무류잎 - 1 차엽, 2 차엽, 엽속, 엽초. 줄기생장형 ( 정아에의한조절여부 )
나무의생장 유한생장 ( 소나무류, 가문비나무류, 참나무류 ) 무한생장 ( 자작나무, 서어나무, 버즘, 아까시, 피, 느릅나무아흔을남김. 고정생장 ( 전년에생긴원기만자람 )- 적송, 잣나무, 가문비나무, 솔송, 너도밤나무, 참나무 - 나이추정쉽다. 자유생장 - 원기가자란이후에도자람이엽지형성. 고정생장보다빠르다. - 대왕송, 테다소나무,- 재발성개엽. 사과나무, 포플러, 은행나무, 낙엽송, 자작나무 - 나이추정어렵다. 어릴때만자유생장 - 가문비나무노령기에고정생장 - 은행나무, 포플러
나무의생장 2 장지와단지 - 은행나무, 낙엽송, 자작나무, 단풍나무두종류가짐 비정상지 - 도장지 - 그늘의잠아가햇빛받아갑자기자랄경우참나무류 ( 다 ) 물푸레나무 ( 소 ) 유목작은나무 ( 다 ) 피압목 ( 다 ) 임연부 ( 다 ) 다음해자랄눈당년에자라는경우 - 참나무, 오리나무소나무류 - 한여름에비많이올때 - 정아가자라면라마지라함 수관형 - 정아우세, 원추형정아우세현상초본식물에서도관찰됨 - 수직방향으로자라게하는데역할. 피자식물 - 어릴땐원추형, 종크면구형 -
직경생장 유관속형성층 - 수간, 줄기, 뿌리의목부와사부사이에위치. 코르크형성층측방분열조직. 형성층 ( 한층의분열세포군 ) 의세포분열 - 시원세포까지포함. 병층분열 - 접선방향, 수층분열 - 형성층자체의세포수증가 목부사부생산 - 형성층양쪽으로사부와목부형성 - 옥신높으면목부, 지베렐린높으면사부생산 생장에불리한환경이면목부생산준다. 사부가먼저생장개시배나무 8 주, 방크스스트로브스 6 주가량.
뿌리생장 배의유근발달 - 직근형성 - 측근형성 - 세근성루브라참나무 - 5 억개이상의가는뿌리사과유묘 - 230m 의뿌리 -7 번이상갈라져 40,000 개에달함. 뿌리털 - 표면적확대로무기염과수분흡수수분부족할때 - 뿌리털의발달더왕성 소나무류참나무류 - 외생균근형성 - 뿌리털미형성. 측근의생성 - 내초 - 수종에따라한층또는서너층의세포군. 병층분열계속수층분열 - 상처 - 무기엽부피유동 - 병원균, 박테리아침입 - 질소고정박테리아서식. 계절적활동 - 줄기신장보다먼저시작늦게까지지속. 고정생장수종 - 뿌리는늦게까지자람.
뿌리생장 뿌리형성층 직경이굵어지면서 2 차생장시작.- 줄기와유사 형성층 - 코르크조직형성첫해혹은둘째해시작 내초 - 코르크형성층만들어뿌리보호 - 피층소멸 뿌리형성층 - 지제부에서시작 - 하부로파급 : 줄기보다느림. 귤나무줄기 -> 뿌리 : 2 주, 뿌리에서측근 3 개월
뿌리 유근이발아하여직근을형성, 측근 - 지지력향상 적송 - 심근성, 낙엽송 - 중간형, 밤나무천근성 토성 - 점토뿌리침투불량사질토 : 통기좋아근계발달양호. 모래토양 -15m 까지뻗어. 건조지 -S/R 율작음. 수평방향넓게퍼져수관폭보다넓게 과수 - 모래토양수관폭보다 3 배넓게퍼져양토의경우 2 배까지점토의경우 1.5 배가량 세근표토에모여있다. 이유 - 통기성, 영양분함량수분이용용이 참나무류와소나무표토 12cm 내에세근 90% 집중.
External Parts of Roots Root Cap Indicates growth of new cells.
뿌리의생장 주근은굴지성을보임. 측근도그러하나정도의차이있다. 뿌리의복토와심식은해롭다. 산소공급방해 복토는뿌리의생장억제이외에도땅속에묻힌나무밑둥의수피에도영향을주어뿌리가죽는다. 뿌리에는곰팡이균이균근을형성하면공생을이루어서로도우며살아가는것이보통이다.
External Parts of Roots Root Hairs Tiny one celled hairlike extensions of the epidermal cells located near the tips of roots. Increase surface area. Absorb water & minerals.
호흡근 ( 낙우송 )
대나무 속이빈이유 : 안쪽보다바깥쪽이빠르게자라기때문
대나무의생장 대나무류는모두상록성이며형성층이없고나이테도없다. 왕대 ( 늦죽 ), 솜대 ( 올죽 ) 죽순대 ( 맹종죽 ), 오죽등은크기가크지만이대, 조릿대, 제주조릿대, 사사등은키가작다. 대나무는마디마다생장점이있어일년에다크고그다음해부터는단단해지기만한다. 꽃은드물게피며그후는지상부가죽는다.
인삼해가림시설
인용문헌 이경준. 2011. 수목생리학 (3 차수정판 ). 서울대학교출판문화원. Pp.514 이경준. 2014. 고급수목생리. pp.185-217. 산림치유지도사 1 급교재. 산림청 위키피디어. http://en.wikipedia.com/ 각항 이창복. 2003. 원색대한식물도감. 향문사. 상 `
실습및과제 식물의생장에미치는요인을조사하여제출할것 종자파종실습을위한준비물을조사하여준비할것
끝