1. 토마토의 환경적응성 및 생리적 특성

1. 환경에 대한 적응성

가. 온도

 

토마토는 고온에서는 생육이 빠르고 꽃눈분화 및 개화기가 촉진되지만 꽃수가 적고 꽃이 작다. 그러나 저온에서는 생육이 지연되어 초장이 짧으나 잎이 크다. 또 꽃눈분화 및 개화기는 늦지만 개화수가 많고 꽃이 크다. 이 때문에 고온에서는 비교적 작은 과실이 되고 저온에서는 자실수가 많고 과실이 크다. 주야의 온도 교차가 있는 것이 착과비대, 과실생산에 알맞다. 토마토 식물체의 정상적인 생장과 발달 그리고 과실 착과에 적합한 낮 온도의 범위는 21~29.5°C 이고, 밤 온도의 범위는 15.5~21°C이다. 온도를 기초로 할 때 재배한계는 10.5°C 이상, 30°C 이하이다. 토마토 잎의 적정온도는 20~22°C 사이이다.

 

나. 광

 

토마토는 광포화점(식물의 호흡 작용에서 빛을 더 강하게 비추어도 광합성량이 증가하지 않을 때의 빛의 세기)이 7만 룩스로 강한 광선을 요구하는 작물로 약광 조건에서는 개화수가 적어지고 건전한 꽃가루가 적어서 착과가 불량하며 착과된 과실의 생육도 불량하여 공동과(속빈 과실)가 되고 착색도 불량하다. 때문에 우리나라에서 토마토의 생산력은 일사량이 많은 봄, 가을에 높고 일사량이 적은 겨울에는 낮다. 과실 생장은 광 에너지와 직접적으로 관련되어 있어 똑같은 광 에너지를 받았으나 일장의 길이가 길어질 경우 과실 수량은 증가되었다는 보고가 있다. 따라서 광 강도가 낮을 때 광의 보충은 낮 시간 중 광 강도를 높이기 위한 시도 보다는 광 조사 시간을 연장하는 것이 상당히 효과적이다. 그러나 지나치게 강한 광 강도는 과실의 열과, 일소과 그리고 착색불량 등을 일으킬 수 있으며, 토마토 수관 온도를 높게 만들어 식물체 생육을 불량하게 할 수 있다. 고온기에 온실을 적당하게 그늘지게 하면 높은 품질의 과실을 지속적으로 생산할 수 있다.

 

다. 습도

 

토마토 재배에 적합한 공기습도는 65~80% 정도로 60% 이하에서는 부족현상이 일어난다. 토마토는 토양수분이 충분하고 공중습도가 낮은 건조기후에 적합한 작물로 다습조건에서는 도장하고 각종 병이 많이 발생한다. 그러나 토마토의 생육에는 다량의 토양수분을 필요로 하고 특히 공기 중의 습도가 지나치게 낮은 상태에서는 줄기, 잎이 왜소화되고 생육도 일시 중지되고 낙화가 많아져 수량이 감소한다.

라. 이산화탄소

 

일반적으로 대기는 약 300~350mg l-1(ppm)의 이산화탄소(CO2)를 함유하고 있다. 온실의 토마토 수관(Canopy) 내 이산화탄소는 200mg l-1까지 빠르게 감소될 수 있다. C3 식물인 토마토는 식물체를 둘러싸고 있는 공기 안의 CO2 증가에 대해 민감하게 반응하므로 온실의 CO2 농도를 1,000mg l-1(ppm)까지 높여준다면 토마토 식물체의 생장과 수량이 유의성 있게 향상될 수 있다. 그러나 토마토 재배 시설 내 대기 중 CO2 농도가 1,000mg l-1 이상으로 존재하면 CO2 독성이 발생한다. 1,000~1,500mg l-1(ppm)의 CO2에 광 강도가 높을 경우 토마토 잎은 두꺼워지고, 뒤틀리고, 보라색이 되며 CO2 농도가 증가함에 따라 뒤틀림의 정도는 심해진다.

 

마. 토양수분

 

토마토의 줄기와 잎은 90%, 과실은 95% 정도 수분이므로 다수확을 위해서는 다량의 수분을 필요로 한다. 생육단계별로 보면 생육초기 개화하여 착과될 때까지는 식물체의 생육도 적어 수분을 많이 필요로 하지 않지만, 생육 최성기에는 1일 1주당 1~2리터(3~6mm 해당)의 물이 증발산된다. 따라서 생육전반기에는 토양수분을 10~30kPa로 유지하고 후반기에는 3~10kPa을 유지하도록 관수관리를 한다. 토마토 뿌리는 보통 깊이 40~50cm에 밀집 분포하고 있으나 1m 이상에 달하는 뿌리도 있다. 토마토 뿌리는 침수(혐기 조건)에 대한 적응 기능이 없어 과도한 수분을 요구하지 않는다. 특히 산소부족에 약하여 토양공기 중 산소 농도 2% 이하에서는 고사하기 쉽고 5% 이상에서 생육이 좋다. 따라서 토마토 재배는 배수가 좋은 지하수위 60~80cm 이하의 토양이 좋다. 저습지에서는 이랑을 높게 재배하여 지하수위의 변동이 없도록 하고 배수관리에 특히 주의한다.

2. 생리적 특성

가. 화아분화

 

토마토는 싹이 난 후 본 잎이 8~9매 나올 때 생장점에서 화아(자라서 꽃이 될 눈)가 분화하기 시작한다. 토마토는 식물체 내에 영양분이 축적되면 화아를 형성하는 영양감응형이다. 즉 광이 강하고 저온일 때 충분한 양분을 흡수하면 꽃눈 분화가 촉진된다. 그러나 상대적으로 광이 약하고 온도가 높으면 흡수하는 양분이 적을 때에는 영양생장이 촉진된다. 보통 자엽 전개 후 7~10일간 야간온도 10°C 정도에 처하면 제1화방은 6~8절에서 출현하지만 야간온도를 20~25°C로 조절하면 10~12절에서 출현한다.

 

나. 착화습성

 

토마토 꽃은 보통 제 8~9절 잎 사이에 제1화방이 착생하고, 이후부터 각 화방은 잎이 3장 나오고 착생한다. 그러나 품종 및 유묘기의 환경 또는 영양상태 등에 따라 제1화방의 착생절위는 제6~7절 잎부터 제14~15절 잎까지 되는 경우도 있다. 제2화방 이후의 착생절위는 제1~2절 잎 또는 제4~6절 잎 간격으로 착생하는 경우도 있다.

 

다. 개화

 

우리나라에서 주로 재배되는 무한형 초형의 토마토에서 제1화방의 제1번화의 개화는 대체로 본잎이 9~10매 전개한 시기이다. 토마토는 꽃눈분화가 시작되어 30일 정도 지나면 화기형성이 완료되고 개화기에 달한다. 토마토의 꽃은 꽃받침이 열개하여 꽃잎이 황색으로 보이면 그 다음날에 개화한다. 꽃잎은 개화 후 2~3일 정도 열려 있다.

 

라. 수정

 

현재 상업적으로 유통되는 토마토는 자기 꽃가루를 받아들이는 자가 화합성으로 화사 길이는 약의 길이와 비슷하며 자가수정률이 96~99.5%로 매우 높다. 토마토는 꽃이 개화됨과 동시에 꽃가루 주머니가 벌어지고 암술머리에 꽃가루가 닿아 수분이 이루어진다. 토마토 꽃의 수정 능력은 암술은 개화 2일전부터 4일간이고, 꽃가루는 2일 정도이며, 발아율은 저하되지 않는다. 토마토 꽃의 수정은 화분발아가 늦어 수분 후 24~48시간에 수정하고 배의 활동은 수정 후 82시간 전후해서 시작한다. 토마토 꽃의 수정은 야간온도가 13~24°C, 주간온도가 15.5~32°C 사이에 있을 때 적정하다. 더 높거나 낮은 온도에서는 수정이 잘 안되며 특히 야간온도가 적정 범위 밖에 있으면 과실이 잘 착과되지 않고 꽃이 낙화된다. 그리고 낮의 길이가 8시간 이하이거나, 약한 광도에서는 광 조사 시간을 연장하면 낙화를 감소시킬 수 있다.

 

마. 과실비대

 

토마토 과실의 세포분열은 개화기까지 거의 완료하고 개화 후 과실비대는 이미 세포분열이 이루어져 있는 세포의 크기가 커져서 이루어지게 된다. 토마토는 수정이 되면 개화 후 4~5일경부터 씨방이 서서히 발달, 비대하기 시작하여 개화 후 30일경까지 급격하게 비대가 진행된다. 이후 비대속도는 둔하여지고 성숙기에 들어가 녹숙기 및 백숙기를 거쳐 최색기에 도달하면 완숙하게 된다. 환경조건이 좋으면 개화후 40~50일경이면 수확기에 달하지만 환경이 불량하면 과실비대 및 수확까지는 개화 후 70~90일이 소요된다.

3. 식물적 특성

가. 초형

 

토마토는 생장형에 따라서 생장이 멈추지 않고 계속 자라는 무한형과 어느 정도 자란 다음 생장이 멈추는 유한형 두 가지로 나눈다. 무한형 초형은 화방간 엽수가 대체로 3매이며 일반적으로 잎과 줄기사이에 나오는 곁가지(측지)를 모두 제거하고 한 개의 원줄기(주지)를 유인하여 재배한다. 전 세계적으로 가장 광범위하게 재배되는 유한형 초형은 일반적으로 곁가지를 모두 재배하며, 무한형 품종 보다 좀 더 조생이다. 유한형 초형은 화방간 엽수가 대체로 2매이며 과일의 성숙이 거의 일시에 이루어지므로 기계수확에 적합하다. 무한형 초형은 식물체가 적절하게 관리되면 장기간 과실을 지속적으로 생산할 수 있어 장기재배에 적합하며 새로 나오는 줄기(신초)의 생장을 멈추게 하고자 하는 경우, 그 위치에서 줄기를 잘라(적심) 재배한다. 유한형 초형은 원줄기의 생장이 일정한 단계에 이르면 멈추게 되므로 단기 재배에 적합하다.

 

나. 꽃

 

토마토 꽃은 총상화서로 수술과 암술의 기관이 함께 있는 양성화이다. 토마토는 중성 식물로 장일이나 단일, 어느 조건에서도 개화한다. 400~700nm 사이의 광에 대한 노출시간이 길수록 제1화방의 개화 수는 증가한다. 보통 6매의 꽃잎과 꽃받침을 갖추고 있으나 각 화방의 첫 번째 꽃은 생육이 좋으면 꽃받침과 꽃잎이 7~10매가 되는 경우도 있다.

다. 화방

 

토마토의 화방은 일반적으로 총상화서이며, 화방자루가 단일한 단순화방과 불규칙적으로 갈라지는 복합화방으로 구분되는데, 동일 개체에서도 2가지 형이 발생되는 경우도 있다. 단일화방은 초기화방에 많고 복합형은 생육후기에 많으며 저온 하에서 육묘할 경우나 영양 과잉된 묘에 많이 나타난다. 1화방의 꽃수는 품종의 특성에 의해서 정해지지만 환경이나 영양조건에 의해서도 다르게 나타난다. 동일개체 내에서도 위에 있는 화방이 밑에 있는 화방보다 꽃수가 많고 봄 재배는 여름 또는 가을 재배보다 일반적으로 꽃수가 많다.

 

라. 과실

 

토마토의 과실은 많은 종자를 가지고 있는 2~12개 씨방으로 이루어진 장과(과육과 물이 많고 속에 씨가 들어 있는 과실을 통틀어 이르는 말. 토마토, 포도, 감 등)이다. 씨방 수는 유전적 소질, 화아발육의 환경조건 및 영양조건에 따라 증감하여 변이가 크다. 과실의 모양은 원통형, 계란형, 서양배형, 심장형, 원형, 편원형, 편평형 등이 있고 과일의 크기는 1g에서부터 500g 내외까지

다양하다. 과일의 부분별 비율을 보면 과육 80.7%, 종자 주변의 과즙 15.2%, 과피 3.57%, 종자 0.53%이다. 완숙한 과일의 색소의 대부분은 카로티노이드 이고 그 외에 플라보노이드가 약간 있다. 적색을 나타내는 라이코핀은 전체 카로티노이드의 75~95%를 점유한다.