삼촌네
커피의 식물형태학적 구분에 따른 특징 본문
1) 뿌리
커피는 같은 뿌리식물에 속한다. 씨앗으로 번식하는 식물은 원뿔형 근계통으로 근계는 뿌리를 총칭한다. 근계의 형대분포와 깊이는 품종, 토양조건에 따라 다르다 보니 세계적으로 커피농사를 짓는 나라의 농업기술책에 따라 매우 다르게 설명이 된다. 품종으로 보았을 때 아라비카, 로부스타 커피의 뿌리는 비교적 얕고, 리베리카 커피 뿌리는 비교적 깊다. 정상적인 상황에서는 두껍고 짧은 원뿌리와 많은 잔뿌리들이 발달해 있다. 아라비카 커피는 3~4년 생장 후 과실을 맺고, 원뿌리는 약 70cm 깊이에 있다. 70cm 이외의 곧은 뿌리는 가늘고 길게 변하고, 양분을 흡수하는 뿌리의 형태를 띠며 아래쪽으로 뻗어나간다. 원뿌리는 일반적으로 교차하지 않지만, 모종을 팔 때 뿌리에 상처가 나면 아주심기를 한 후에는 상처가 아무는 곳부터 아래로 1~2개의 뿌리가 자라 떨어져나간 뿌리를 대신하기도 한다. 원뿌리에서부터 잔뿌리들이 자라나는데 수평 성장하는 것을 수평 곁뿌리라고 하고, 아래 방향으로 생장하는 것을 수직 곁뿌리라 칭하며, 잔뿌리에서 뻗어져 나온 뿌리를 분류하여 2급 곁뿌리, 3급 곁뿌리로 칭한다. 원두의 근계는 명확한 층상구조를 띠고 있는데, 일반적으로 간격은 5cm 정도로 층이 져있다. 그러나 대
부분 흡수뿌리는 토양층 내 0~30cm 안에 분포해 있다. 특히 15cm 이상의 토양 층내에 분포해 있는 것이 비교적 많으며, 일부는 30~60cm의 토양층에 분포해 있고 60~90cm 토양층에는 극소수의 흡수뿌리만이 있다. 토양 표층의 흡수뿌리는 굵고 하얗다. 30cm 이상 깊게 내려가는 것은 누렇고 가늘다. 커피 뿌리의 수평분포는 유년기에 15~20cm 정도 되고, 성인기에는 교차 뿌리가 되기 시작한다. 토양표층 아래는 수많은 성인기의 교차뿌리들로 덮혀있다. 토양에 노출되는 표층뿌리는 쉽게 화상을 입는다. 커피뿌리의 재생능력은 비교적 강한데, 상해를 입거나 절단이 났을 경우 회복이 비교적 빠르다. 7~10일이면 회복가능하고 새로운 곁뿌리에도 싹이 자라난다. 곁뿌리에도 잔뿌리털이 자라나는데 이는 흡수작용을 하는 가장 활발한 뿌리이다.
2) 줄기
원두의 줄기는 곧고, 어린줄기는 다소 네모난 방형으로 녹색을 띠고 있는데 나무화(코르크화)가 진행된 후에는 원형의 갈색으로 변한다. 아라비카 원두의 나무 마디 간격은 4~7cm 정도이고, 그늘이 있는 곳은 없는 곳보다 나무 마디 간격이 긴데, 심한 것은 마디 길이가 20~30cm가 넘는다. 각 마디에는 한 쌍의 이파리가 자라고 잎겨드랑이 아래에 싹이 나는데 위쪽에 있는 것은 윗싹, 아래쪽에 있는 것은 아래싹으로 지칭한다. 윗싹은 자라면서 1번 가지(1분지)가 되고, 아래싹은 수직 성장가지가 된다. 윗싹과 꼭지
눈은 동시에 싹이트고, 윗싹에서는 단 한 번민 싸이 생기고 아래싹에시는 이러 번 생긴다.
줄기 꼭지눈이 억제를 받거나 휘었을 경우에는 아래싸에서 바로 수직 성장 가지를 만들어낸다. 그런 수지성장기지를 주요 나무줄기로 키워낸다. 거피 주요 나무줄기의 성장은 매우 우세하다. 줄기의 꼭대기에 가까울수록 생장이 왕성한데, 이런 강점은 줄기가 키질수록 약해진다. 그 성장량은 품종과 그 지역 자연 기후의 특성에 따라 상이하다. 아라비카 원두커피 모종 줄기에서 6~9쌍카네포라는 8~12쌍) 정도의 이파리가 자라날 때, 1분지 한 쌍이 지평에 평행하게 가로 방향으로 치음 나온다. 아주심기한 그 해에는 일반적으로 4~8쌍의 1분지가 자라나고, 이듬해에는 생장량이 7~12쌍으로 점점 증가한다. 3년째 되는 해에는 14~15쌍이 자라나고, 만약 기후가 적합하고 관리가 잘 된다면 18~20쌍까지 자랄 수 있다. 동시에 수관의 아래에는 2분지(2번째 가지)가 하늘 방향으로 자라난다. 수관이 형성되기 시작하면서 소량의 걸실이 맺어지기 시작한다. 일반적으로 나무를 심은 후 3년째는 영양이 가장 왕성하고 성장량이 가장 많은 한 해이다. 그러므로 반드시 관리를 강화해야 하고, 특히나 물과 비료의 공급에 신경써서 크고 실한 수관으로 자라날 수 있도록 해야 한다. 4년째는 주요 줄기의 생장이 줄어들기 시작한다. 마디가 점차 짧아지면서 열매 맺는 시기로 진입한다(영양생장이 왕성하면, 이듬해 다량의 분지가 자라나고 2년째나 3년째에 바로 열매 맺는 시기가 된다). 만약 줄기를 생장하는 대로 내버려두면 아라비카는 4~6m, 로부스타는 6~8m, 리베리카는 10여m로 자라난다. 그렇게 되면 수확이 어려워지고 생산량이 낮아지기 때문에 줄기의 가지를 잘라내어 주어야 한다.
주요 줄기의 생장은 계절성 변화가 있다. 건기에는 생장량이 적고 마디 간격도 짧다. 우기는 생장량이 많고 마디 간격도 길다. 겨울의 생장량이 제일 적고 마디 간격도 제일 짧은데 마디마디가 밀집되어 있을 정도이다. 그러므로 이 생장 특징에 따라 자연적으로 크는 식물의 나이를 알 수 있다.
커피의 가지는 착생하는 부위와 생장방향에 따라 아래와 같이 분류된다.
1. 1차 분지 : 커피 주요 줄기 겨드랑눈은 위, 아래 모두 나 있다. 주요 줄기 위에 나는 싹(꼭지눈과 동시 발육)으로부터 가로방향으로 빠져 자라는 가지를 1차 분지라고 부른다.
2. 2차 분지 : 1차 분지 겨드랑눈에서 45~60°의 각도로 빠져 자라는 가지를 2차 분지라고 부른다. 이것은 비교적 1차 분지보다 짧다.
3. 3차 분지 : 2차 분지 겨드랑눈에서 규칙적으로 빠져 나온 가지를 3차 분지라고 부른다. 기타 분지는 이러한 방식으로 유추된다. 카페다 커피농장의 아라비카 커피는 최고 7차 분지까지 나뉜다.
4. 파생지 : 1차, 2차 분지상에 불규칙적으로 수관내부나 위, 아래로 자라나는 가지를 말한다.
5. 상향지 : 주요 줄기 각 마디의 아래 싹은 대부분 잠복상태에 있는데 주간 꼭지눈이 상해를 입거나 생장에 억제를 받을 때는 단기 내에 아래
싹에서 바로 싹이 트고, 줄기와 같은 수직의 윗방향으로 가지가 자라나는데 이를 가리켜 상향지라고 한다. 어떤 상향지는 울창하게 가리어진 수관내에 무성하게 자라는데 이는 쓸데없이 헛자라는 것으로 마디 간격이 매우 길며 도장지라고 칭하기도 한다. 이런 가지의 생장습성은 주간과 비슷하며 많은 가지를 솎아낼 때 그 가지를 주간으로 배양시킬 수 있다.
커피나무가 자라고 열매 맺는 상황은 그 품종과환경조건에 따라서 다르다. 필자가 본 커피농장에서 재배한 아라비카 커피는 기후가 차고 구름이 많으며 일조량이 짧아 식물의 생장은 느리지만, 줄기와 가지가 굵고 견실하여 1차 분지가 열매 맺은 후에는 튼실한 골간의 가지로 자라난다. 2차, 3차 분지가 뻗어나가는 능력은 매우 강해지며 생육이 왕성해져 열매가 촘촘히 열리기 때문에 주요 과실을 맺는 가지가 된다. 그렇기 때문에 주위의 가지를 솎아내야 한다. 2, 3분지는 열매 맺은 2~3년 후 곧 시들어 죽는데 이후 또다시 골간지 상에 제 2, 3분지의 열매의 싹이 난다.
1년 중, 월별로 자라는 1분지의 개화하고 열매 맺는 습성은 각기 다르다. 커피나무 1, 2분지의 열매 맺는습성은 종류와 나는 시기에 따라 다르다. 1분지는 3가지 종류로 나뉜다.
〈유형에 따른 아라비카 커피 가지의 3년간의 변화>
[아라비카 커피 제1종 유형 가지의 3년간의 변화]
1년 - 첫해 생장
2년 - 이듬해 생장부분 (첫해 생장한 가지부분은 이듬해에 분지와 결실을 맺는다)
3년 - 2년 생장부분이 3년째 결실을 맺음
[아라비카 커피 제2종 유형 가지의 3년간의 변화]
1년 - 첫해 생장
2년 - 이듬해 생장부분 (첫해 생장부분은 이듬해 결실)
3년 - 2년 생장부분이 3년째 결실 (첫해 생장부분은 이듬해 결실 후 분지가 남)
[아라비카 커피 제3종 유형 가지의 3년간 변화]
1년 - 첫해 생장
2년 - 이듬해 생장부분 (첫해 생장부분은 이듬해 결실)
3년 - 3년째 생장부분 (2년째 결실 후 생장부분의 말미에 분지가 남)
• 제1종 유형 : 매년 2~5월에 나는 1분지, 이것은 영양생장 위주이고 그해 성장량은 가장 많으며 다.수는 이듬해 봄에 2분지가 난다. 건강한 1분지라면 그해(7~9월)에 2분지가 나기도 하는데 몇몇 가기는 이듬해에 개화하고 열매를 맺는다. 단일 줄기를 솎아닐 때, 우선은 제1종 유형의 분지는 남겨아서 골간지가 되도록 배양시킨다.
• 제2종 유형 : 매년 6~9월에 나는 1분지. 난 후에 생식생장과 영양생장이 동시에 진행된다. 때문가이듬해 매 가지마다 모두 개화결실을 맺고, 매우 드물게 2분지가 난다. 열매를 맺은 1분지가 지속적으로 성장하는 부분은 3년째 되었을 때, 개화결실을 맺고 그때 주요 열매를 맺는 가지가 된다.
• 제3종 유형 : 9월 이후에 나는 1분지. 나고 오래되지 않아 저온 및 건조한 시기를 거치기 때문에 생강이 느리고 그해 생장량이 비교적 적다. 단지 1~6마디만이 이듬해에 개화결실을 맺게 된다. 이듬해에연속 생장하는 부분은 2분지가 날 수 있다.
아라비카의 2. 3분지의 생장 및 결실 습성은 1분지와 다르다. 기후가 적당하고 관리를 잘하면 매년 2~번(2~3월, 5~6월, 8~9월) 정도 가지가 날 수 있다. 연초에 난 가지는 그해 생장량이 많고, 이듬해 결실또한 비교적 많다. 가을에 나는 가지는 그해 생장량이 적고, 이듬해 결실 또한 적다. 그러나 이듬해도 연속적으로 생장량이 많다면 3년째 되면 대량의 결실을 맺을 수 있다.
3) 잎
커피의 잎은 마주나는 잎이다. 일반적으로 2열로 넓게 펼쳐져 있으며 몇몇의 잎은 번갈아 난다. 잎자르는 짧고 잎사귀는 가죽같이 질기고 녹색이다(윗부분은 어두운 녹색, 아랫부분은 옅은 녹색), 광채가 있그타원형이나 긴 타원의 모양을 하고 있다. 아라비카 커피 이파리의 크기는 대체적으로 균일하며 잎사귀는작고, 끄트머리는 날카롭고 길다. 잎 가장자리는 물결모양이 선명하고 길이는 대략 12~16cm이며 넓스는 대략 5~7cm 정도 된다. 로부스타 커피 이파리는 길고 크며, 질감은 부드럽고 얇다. 물결무늬가 선동하고, 길이는 약 20~24cm, 넓이는 8~10cm 정도이다. 리베리카의 잎은 가죽처럼 질기고 단단하고 드꺼우며 곧고 날카롭다. 잎 가장자리는 웨이브가 거의 없고, 길이는 약 17~20cm, 넓이는 6~8cm 정도다. 커피나무의 잎사귀는 전형적으로 뒷면 대칭이다. 이파리에는 타닌, 전분립, 옥살산칼슘 등이 함유도어 있다.
4) 꽃
잎겨드랑이 사이에서 몇 송이 많게는 수십 송이의 꽃이 핀다. 한줄기에서 2~5송이의 꽃이 피는데, 꽃자루는 짧고 꽃은 하얗고 향가 난다. 아라비카와 로부스타종의 꽃잎은 일반적으로 5장이고,베리카 종은 7~8장의 꽃잎으로 되어 있다. 꽃잎은 관으로 연결드있는데, 꽃대가 긴 나비모양의 꽃부리가 만들어진다. 수술은 일반으로 꽃잎과 개수가 같고 꽃잎 안쪽 아래에 있다. 두 개의 꽃가루머니는늘대 위에 있고, 그 생김이 丁자를 닮았다. 암술꽃자르길고 가는 실 모양으로, 암술머리는 두 갈래로 나눠지고 씨방은 아래쪽에 위치해 있으며, 통상적으로는 2실이나 1실 혹은 3실도 있다. 각 실의 중앙 태좌 상에는 배주가 거꾸로 매달려 있고 배주 자루는 매우 짧다. 리베리가와 아라비카는 자가수분(家受粉, 한 그루의 식물 안에서 자신의 꽃가루를 지신의 암술머리에 붙이는 현상. self-pollination)이 가능하고, 로부스타는 대부분타 가수분(他不分, 같은 종의 식물에서 한 식물 개체의 꽃가루가 다른 식물 개체의 암술머리에 붙는 현상, Closs-pollination) 한다.
(1) 꽃눈발육 특징
2006년 3월 브라질의 농업연구소에서 작성한 보고서(Pesq. agropec, bras, vol.41 no.3 BrasiliaMar. 2006)에 따르면 커피꽃눈의 형성은 품종 및 환경조건과 밀접한 관계가 있다고 Franco(1940년)가 최초로 제시했고, Borthwick & Piringer(1955년) 등의 인물이 이를 증명해냈다고 한다. 커피는 일조량이 짧은 식물이다(오랜 기간 개화하는 돌연변이 예외). 일조시간이 13시간을 넘거나 혹은 야간에인공조명을 쬐였을 때 식물은 영양 성장만 하고, 온도가 커피의 싹을 틔우는 데 영향을 끼친다는 점도발견해 냈다. 낮 기온이 23도, 밤은 17도일 때 나오는 꽃눈의 수는 낮 기온 26도, 밤 기온 20도일 때보다 많았다. 낮 기온 30도, 밤 기온 22도일 때 꽃눈의 발육이 좋지 않았다. 로부스타 커피는 햇빛을 충분이 쬐었을 때, 그 1년생 가지의 곁눈들 대부분이 정상적으로 꽃눈이 되었고 과도한 그림자에 가려서자란 약한 가지의 곁눈은 거의 발육하지 못했거나 소량만이 꽃눈으로 발육되어 개화결실을 맺었다.같은 종의 커피라도 다른 시기에 곁눈이 움트면 꽃이 되는 그 소요시간도 달라진다. 예를 들면,타 커피는 5월 이전에 움튼 곁눈이 꽃이 피기까지 소요된 시간이 가장 길다(약 6~8개월), 5~10월에움튼 곁눈의 소요시간(약 4~5개월)이 일반적이고 10~11월에 형성된 곁눈은 발육부터 개화까지의 소요시간이 가장 짧다(3~4개월).
(2) 개화 특징
1 커피의 특성은 여러 번 꽃이 피고, 꽃피는 시기가 집중된다는 것이다.커피의 꽃눈은 복아(한 잎사귀에서 나오는 둘 이상의 싹)이고, 잎겨드랑이에 2~6개의 꽃눈이 맺힌다. 하나의 잎겨드랑이에 동시에 꽃눈이 맺혀도 발아는 동시에 이뤄지지 않는다. 이 때문에 여러 번꽃이 피는 것처럼 보여지는 것이다. 매년 비슷하게 꽃이 피는 집중기를 성화기라고 한다.커피의 개화기는 종류와 환경조건에 따라 매우 다르다. 같은 중국에서 자라는 아라비카종을 예로보면 하이난 지방의 아라비카 커피 개화기는 11~4월, 꽃이 왕성히 피는 시기는 2~4월이고, 운남지방의 개화기는 2~7월, 꽃이 왕성해지는 시기는 3~5월, 광시 지방의 개화기는 2~6월, 왕성기는4~6월이다.
2 커피의 개화는 기후의 영향을 받는데 특히나 강수량과 기온의 영향을 많이 받는다. 꽃눈이 발육되고 꽃망울이 분리, 개화되기까지 모두 일정량의 수분이 있어야만 정상적으로 개화할수 있다. 고온 건조하면 아라비카 커피 꽃망울은 정상적으로 자라지 못하고, 별 모양이나 발톱 모양의 꽃으로 변형된다. 너무 건조한 경우에는 꽃망울이 작아지고 꽃을 피우지 못하거나 꽃이 핀 후에도 여물지 못하게 된다. 기온이 10도 이하로 낮아지면 꽃망울이 생기지 않는다. 온도가 13도 이상일때 비로소 개화에 유리하다.
(3) 꽃의 수명은 2~3일로 짧다.
아라비카 커피의 꽃은 일반적으로 새벽 3~5시에 피기 시작해서 5~7시에 만개한다. 만개하기 전, 수술꽃밥은 소량의 꽃가루를 사방에 퍼뜨린다. 9~10시가 되면 꽃가루 주머니가 찢어져 대량의 꽃가루가 날리게 된다. 로부스타의 꽃가루는 아라비카보다 많다. 종류마다 암술대와 수술의 성숙시기는 일치하지 않으며, 아라비카 커피의 임술머리의 성숙시기는 수술보다 비교적 이르다. 암술머리의 수분능력은 개화한 당일과 이튿날에 가장 강력하다. 그 후 점차 수분능력을 상실하면서, 꽃잎은 빠른 속도로 시들어 떨어지게 된다. 만약 개화시기에 건조했다거나 바람을 맞았다거나 혹은 한파가 들었다면, 암술대는 손쉽게 시들고 상해를 입는다. 만약 계속적으로 비를 맞았다면, 꽃부리가 쉽게 부식되는데 이 모든 것들은 수분활동, 열매가 여무는 정도 및 생산량에 영향을 주게 된다.
5) 커피체리
커피체리는 과육부분에 수분이 많은 장과(果, berry : 다래, 머루 따위]이면서도 씨가 단단한 핵으로 쌓여 있는 열매인 핵과[核果, drupe ; 복숭아, 살구, 앵두 따위]라고도 불린다. 타원형의 9~14mm의 크기이고, 풋과실은 녹색이며, 익었을 때는 붉은색이나 자홍색을 띤다. 한 개의 체리에는 보통 2개의 씨앗(커피콩)이 들어있는데, 한 개나 세 개가 들어있기도 한다. 반 타원형 가운데에 선이 하나 있는데 이를 센터 컷이라고 칭한다. 외과피(껍질)는 한 층의 얇고 딱딱한 나무질감의 세포로 조성되어 있고 기공도 나있다.
중과피(과육)는 여러 층의 다각형으로 크고 나무재질로 된 세포로 조성되어 있고, 그 가장 내부의 여러 층의 세포는 압축형태로 되어 있다. 세포 사이에는 다량의 섬유를 함유한 관다발을 볼 수 있고, 내과피(파치먼트)는 양피(생두껍질)로도 불린다. 커피생두 껍질은 실비스킨으로도 불린다. 바깥은 얇은 껍질로 되어있고, 씨껍질의 색과 두께는 품종을 구분하는 특징 중 하나이다. 그린빈은 실버스킨을 벗겨낸 커피콩을 말하는 데 시장에서는 “생두"라고 불린다. 그린빈에는 배젖과 배가 있으며 배는 배젖의 근본이다. 배을 지르면 한 쌍의 해바라기 씨 모양의 잎과 하인 배를 볼 수 있다.
(1) 열매의 발육
커피체리의 발육시간은 비교적 길다. 종류에 따라 열매가 벌어지고 익는데 걸리는 시간이 상이하다. 아라비카 커피는 8~10개월(그 해 10~12월에 익는다), 로부스타는 10~12개월(11월에서 이듬해 5월에 익는다), 리베리카는 12~13개월의 시간이 걸린다. 과실의 발육 속도 또한 종류에 따라 상이하다. 아라비가 열매는 꽃핀 후 2~3개월 동안 가장 빨리 증가하고, 4개월 이후는 사이즈 변화가 거의 없어지며 건물질의 축적이 점점 증가한다. 꽃핀 후 5~6개월은 건물질 축적이 가장 빠른 시기이다. 로부스타는 꽃핀 후 3~4개월간 발육이 점차 빨라지며 4~6개월이 가장 빠른 때이다. 7~9개월부터는 느려지며, 이때 열매 건물질은 신속히 축적 증가한다. 열매가 익기 전에 사이즈가 약간 증가한다.
(2) 기후조건이 열매 발육에 미치는 영향
꽃이 핀 후 1개월 내에 가뭄이 들었다면, 유과(어린 과실)는 수분이 부족하고 시들기 때문에 열매를 맺을 확률이 매우 낮다. 열매 발육기에 가물게 되면 열매는 작고 일찍 여물게 된다. 만약 바람(강풍)이 불면 열매가 쉽게 떨어지므로 생산량 감소나 수확의 실패를 초래하게 된다. 종종 커피생두는 위의 그림(24p)과 다르게 아래처럼 둥근 씨앗 하나로 구성된 씨앗이 있는데 이를 피베리 생두라 부른다.
