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- 너무 작은 화분에 심은 식물은 큰 화분에 심은 식물보다 잎에 질소가 거의 없다.
- 식물은 뿌리를 통해 화분의 크기를 감지하고 그에 따라 성장을 조절한다.
- 식물 질량 1g당 최적의 공간은 1리터

너무 작은 화분에서 식물이 더 느리게 자라는 이유는 무엇일까요?

올리브 나무, 히비스커스, 발코니 장미 등 화분 식물과 큰 대야 식물은 서로 다르지만, 한 가지 공통점은 있다. 바로 너무 작은 화분을 싫어한다는 것이다. 뿌리가 화분에 꽉 차 있으면 느리게 자라다가 시들어 버린다. 그렇다면 정확히 왜 그럴까? 뿌리가 충분히 자라지 못해서 식물에 물이 부족한 걸까? 아니면 뿌리가 너무 많아 영양분이 풍부한 화분 흙이 거의 남아 있지 않아서 영양분이 부족한 걸까? 

▲ 이 묘목은 화분에 아직 공간이 많이 남아 있다. © SXC

너무 작은 화분에서 식물이 자라면 광합성 속도가 느려진다. 그러면 새로운 식물을 형성하는 데 필요한 에너지가 줄어든다. 율리히 연구 센터 생명지구과학 연구소의 헨드릭 푸어터는 이렇게 설명한다. 이로 인해 화분 식물의 성장이 더 느려진다. "하지만 이는 물이나 영양분 공급이 부족해서가 아니다." 동료들과 함께 이 문제를 더 자세히 조사한 연구원 헨드릭 푸어터는 말했다.

영양소도 물도 중요하지 않다.

예를 들어, 너무 작은 화분에 심은 식물은 큰 화분에 심은 식물보다 잎에 질소가 거의 없는 것으로 나타났다. 식물의 녹색 부분에 있는 이 영양소의 비율은 일반적으로 식물이 성장에 필수적인 이 원소를 얼마나 잘 공급받고 있는지를 나타낸다. "하지만 우리는 미미하고 중요하지 않은 차이만 발견했다"고 Poorter는 말했다. 작은 화분에 심은 식물은 영양소를 약간 적게 받지만, 그것만으로는 상대적으로 생장이 좋지 않은 이유를 설명하기에 충분하지 않다.

물 부족은 어떨까?
식물은 뿌리를 통해 토양에서 필수적인 수분을 흡수한다. 실처럼 생긴 뿌리줄기를 많이 만들지 못한다면, 아마도 물을 충분히 얻지 못하는 것일지도 모른다. "이론적으로, 너무 작은 화분은 실제로 식물의 수분 공급에 악영향을 미칠 수 있다"고 Poorter는 말했다. 수분을 적게 유지하여 토양이 더 빨리 마르기 때문이다. 하지만 이상하게도 수경재배 식물은 작은 화분에서도 눈에 띄게 느리게 자란다. 화분에 물이 항상 가득 차 있는데도 말이다. 푸어터(Poorter)는 물 부족이 그 원인일 수는 없다고 말한다.

토양 속 센서

그렇다면 물이나 영양분 공급이 줄어드는 것이 아니라면 무엇일까? 푸어터는 "식물은 뿌리를 통해 화분의 크기를 감지하고 그에 따라 성장을 조절한다"며 그 원리를 설명한다. 자기공명영상(MRI)을 이용하면 물을 추가한 후 식물의 뿌리가 마치 센서처럼 화분 가장자리까지 빠르게 자라는 것을 관찰할 수 있다. 마치 앞으로 얼마나 많은 공간이 남을지 가늠하려는 것처럼 말이다. 연구원에 따르면, 뿌리 자체가 팽팽하게 ... "이것은 뿌리의 상당 부분이 더 방해받지 않고 자랄 수 없을 때 어떤 신호가 있다는 것을 시사한다"고 푸어터는 말했다. 그러면 뿌리 시스템은 경보를 울리는데, 이는 식물의 지상부에 예방 조치로 생장 속도를 늦춰야 한다는 신호를 보내는 것이다. 그러나 이러한 의사소통이 어떤 방식으로 이루어지는지는 아직 불분명하다고 푸어터는 말했다.

식물 질량 1g당 최적의 공간은 1리터

그렇다면 이상적인 화분은 얼마나 커야 할까? 율리히 연구진은 마드리드의 동료들과 함께 최근 이에 대한 경험 법칙을 개발했다. 식물 바이오매스 1g당 1리터의 화분 용량을 확보해야 한다는 것이다. 이론적으로는 먼저 식물의 무게를 측정한 후 필요한 화분 크기를 계산해야 한다. 그러나 이러한 결과는 실내 식물의 경우 종종 적용하기 어렵다. 무게가 1kg 정도 되는 고무나무에는 1천 리터 용량의 통이 필요한데, 이는 쓰레기통 크기다.
하지만 Poorter가 안심시키듯, 아무리 작은 개선이라도 큰 변화를 가져올 수 있다. 이전 화분 크기를 두 배로 키우면 식물이 최대 40%까지 자랄 수 있다.

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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