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문제 정의
- 따라서 양묘를 위한 노지 파종시에는 염류에 의한 피해 가능성을 배제할 수 없다. 그리하여 본 연구에서는 온도 및 NaCl 등의 외부 환경인자에 노출되었을 때 나타나는 종자발아특성을 조사하고 이를 바탕으로 양묘를 위한 노지 파종시 최적의 조건을 설정함으로서 생산성 저하를 방지하는데 도움을 주고자 실시하였다.
- 온도 및 NaCl 등의 외부 환경인자에 노출되었을 때 나타나는 측백나무 종자의 발아특성을 조사하고 불량환경에 대한 내성 및 적정 환경조건을 알아보고자 본 연구를 실시하였다.15, 20, 25, 30℃의 온도조건에서 NaCl 용액을 0, 500, 1,000, 2,000, 4, 000ppm의 5수준으로 분주하여 종자발아 특성 및 상대수분흡수율을 조사하였다.
제안 방법
- 온도 및 NaCl 등의 외부 환경인자에 노출되었을 때 나타나는 측백나무 종자의 발아특성을 조사하고 불량환경에 대한 내성 및 적정 환경조건을 알아보고자 본 연구를 실시하였다.15, 20, 25, 30℃의 온도조건에서 NaCl 용액을 0, 500, 1,000, 2,000, 4, 000ppm의 5수준으로 분주하여 종자발아 특성 및 상대수분흡수율을 조사하였다.
- NaCl 처리를 한 종자의 회복력(recovery)을 알아보기 위해 종자가 5일 동안 발아되지 않는 시점에서 다시 증류수를 분주하여 회복율(recovery percent, RP)을 조사하였다. 회복율은 RP = A/(C -B) X 100의 식을 이용하였다.
- 처리별로 치상된 측백나무 종자 50립에 대하여 치상 전 무게를 측정하고 치상 후 2일째에 초기수분흡수량으로서 무게를 측정하였다. 그리고 발아종료 시점을 최종 수분흡수상 태로 간주하여 Beadle(1993)의 상대생장율 공식을 응용하여 상대수분흡수율(relative water absorption rate)을 산출하였다. 또한 온도, 염도의 주요 요인 및 요인간 상호작용이 발아율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 SAS(ver.
- 기후 인자에 의한 영향을 조사하기 위해 온도에 대한 영향 만을 받는 종자를 대상으로 종자발아특성 및 생리적 특성을 확인하였다(Fig. 1, Table 2). NaCl이 처리되지 않은 측백나무 종자는 15℃에서 94.
- 종자 치상 후 2일 간격으로 발아조사를 실시하였으며 유근이 2mm 이상 신장된 것을 발아된 것으로 간주하였다. 발아 조사 결과를 이용하여 발아율(percent germination, PG), 평균발아일수(mean germination time, MGT), 발아속도 (germination speed, GS), 발아균일지수(germination performance index, GPI)를 산출하였다. 발아율(PG)은 총 공시종자에 대한 발아종자의 백분율로 표시하였다.
- 치상된 종자에 NaCl을 0, 500, 1,000, 2,000, 4, 000ppm의 5처리로 조제한 용액을 매일 3㎖씩 스포이트를 이용하여 분주(分注)하였다. 발아실험 전 종자의 표면소독을 위하여 70% 에탄올, 1% 과산화수소, 증류수를 이용하여 세척하였으며, petri-dish(90 X 15mm)에 여과지를 깔고 반복당 50립씩 4반복 하였다.
- 온도 및 NaCl이 각각 측백나무 종자발아에 미치는 영향 및 두 요인간의 상호작용을 알아보기 위하여 15, 20, 25, 30℃로 온도가 설정된 chamber에 각각 종자를 치상하였다. 치상된 종자에 NaCl을 0, 500, 1,000, 2,000, 4, 000ppm의 5처리로 조제한 용액을 매일 3㎖씩 스포이트를 이용하여 분주(分注)하였다.
- 또한 온도에 대한 영향만을 받는 무처리구 종자에 대하여 Ren and Tao(2004)의 방법을 이용하여 상대발아율 (relative germination), 휴면율(dormancy), 상대휴면율 (relative dormancy), 고사율(mortality)을 추가 산출하였다. 이때 종자의 활력검정은 1%의 tetrazolium 용액에 절단 된 종자를 치상하여 실시하였다.
- 종자 치상 후 2일 간격으로 발아조사를 실시하였으며 유근이 2mm 이상 신장된 것을 발아된 것으로 간주하였다. 발아 조사 결과를 이용하여 발아율(percent germination, PG), 평균발아일수(mean germination time, MGT), 발아속도 (germination speed, GS), 발아균일지수(germination performance index, GPI)를 산출하였다.
- 처리별로 치상된 측백나무 종자 50립에 대하여 치상 전 무게를 측정하고 치상 후 2일째에 초기수분흡수량으로서 무게를 측정하였다. 그리고 발아종료 시점을 최종 수분흡수상 태로 간주하여 Beadle(1993)의 상대생장율 공식을 응용하여 상대수분흡수율(relative water absorption rate)을 산출하였다.
- 온도 및 NaCl이 각각 측백나무 종자발아에 미치는 영향 및 두 요인간의 상호작용을 알아보기 위하여 15, 20, 25, 30℃로 온도가 설정된 chamber에 각각 종자를 치상하였다. 치상된 종자에 NaCl을 0, 500, 1,000, 2,000, 4, 000ppm의 5처리로 조제한 용액을 매일 3㎖씩 스포이트를 이용하여 분주(分注)하였다. 발아실험 전 종자의 표면소독을 위하여 70% 에탄올, 1% 과산화수소, 증류수를 이용하여 세척하였으며, petri-dish(90 X 15mm)에 여과지를 깔고 반복당 50립씩 4반복 하였다.
대상 데이터
- 본 연구를 수행하기 위하여 2004년 10월 충북 충주지역에서 측백나무 종자를 채취하였다. 채취한 종자는 건조 후 정선하여 종자저장고(4±2℃)에 약 3개월간 보관하였다가 실험에 이용하였다.
데이터처리
- 그리고 발아종료 시점을 최종 수분흡수상 태로 간주하여 Beadle(1993)의 상대생장율 공식을 응용하여 상대수분흡수율(relative water absorption rate)을 산출하였다. 또한 온도, 염도의 주요 요인 및 요인간 상호작용이 발아율에 미치는 영향을 분석하기 위하여 SAS(ver.8.0)를 이용하여 AN0VA분석을 수행하였다.
이론/모형
- 또한 온도에 대한 영향만을 받는 무처리구 종자에 대하여 Ren and Tao(2004)의 방법을 이용하여 상대발아율 (relative germination), 휴면율(dormancy), 상대휴면율 (relative dormancy), 고사율(mortality)을 추가 산출하였다. 이때 종자의 활력검정은 1%의 tetrazolium 용액에 절단 된 종자를 치상하여 실시하였다.
- , 1984). 발아균일지수는 GPI=PG/MGT의 식을 이용 하였다(Stundstrom et al., 1987).
성능/효과
- 특히, 25℃에서는 NaCl 농도에 따른 발아율의 감소 경향이 뚜렷하였으며 30 ℃에서는 모든 처리에서 매우 낮았다. 또한 각 NaCl의 동일 농도에서 온도간 발아율을 비교했을 때 고온으로 갈수록 감소하였으며, 특히 30℃에서는 현저히 낮아 측백나무 종자 발아에 있어서 고온은 적합하지 않음을 알 수 있었다. 염류에 대한 내성은 환경조건이 가장 중요한 요인으로 알려져 왔는 데(Townsend, 1984), 온도 등의 기후와 상호작용을 하거나 그렇지 않다는 상반된 결과가 보고되었다(Helal and Mengel, 1981).
- 전반적으로 15 ℃ 에서 발아속도가 가장 높았으며 30℃에서는 현저히 낮게 나타났다. 또한 발아속도는 발아율과 높은 정(+)의 상관(r=0.968, P<0.01)을 나타내어 온도 및 NaCl의 환경조건에 따른 발아율의 감소는 발아속도에도 악영향을 미치는 것으로 사료된다. 발아균일지수 역시 온도 및 NaCl의 농도에 따라 차이를 나타내었다(p<0.
- 상대수분흡수율은 15℃에서 가장 높게 나타났으며, NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 발아율, 발아속도 및 발아 균일지수와 높은 정(+)의 상관을 나타내었다. 결과적으로, 고온과 염류는 측백나무 종자의 발아를 저해하는 요인으로 작용하므로 발아율, 발아속도 및 발아균일지수의 감소를 줄이기 위해 노지 파종시 이들 요인에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.
- 그러나 30℃에서 는 NaCl의 독성에 의해 고사종자가 발생하여 증가 후 감소하는 경향을 나타냈다. 발아속도와 발아균일지수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 상대수분흡수율은 15℃에서 가장 높게 나타났으며, NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.
- 2와 같다. 발아율에 있어서 온도와 NaCl 농도에 대한 two-way ANOVA 분석 결과, 요인들 및 요인간 상호작용에 고도의 유의성이 인정되었다(p<0.001, Table 3).
- 발아속도와 발아균일지수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 상대수분흡수율은 15℃에서 가장 높게 나타났으며, NaCl 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 또한 발아율, 발아속도 및 발아 균일지수와 높은 정(+)의 상관을 나타내었다.
- 또한 종자의 수분흡수는 NaCl 농도 및 종자발아율과 밀접 한 관계가 있었다(Table 3). 상대수분흡수율은 NaCl 농도와 부(-)의 경향을 보였으며, 종자발아율과는 높은 정(+)의 상관을 나타내어 NaCl의 농도에 따라 수분흡수율이 감소할 수 록 종자발아율도 낮아짐을 알 수 있었다. 또한 Dodd and Donovan(1999)은 염도가 종자의 수분흡수를 제한함으로써 발아를 감소시킨다고 발표한 바 있다.
- 001). 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 발아균일지수가 감소하여 높은 온도와 고농도는 측백나무 종자발아를 불균일하게 함을 알 수 있었다. 또한 발아균일지수는 발아율(r=0.
- 특히, 휴면율은 30℃에서 그 차이가 현저하였으며, 고사율에 비해서도 높은 수치를 보였다. 온도 및 NaCl의 농도에 대한 상호연관성을 알아보고자 two- way ANOVA 분석을 실시한 결과 두 요인 및 요인간 상호작용에서 유의성이 인정되었다(p<0.001). 평균발아일수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 대체적으로 증가하는 경향을 보여 발아가 지연되었음을 나타냈다.
- 종자의 생리적 특성인 휴면율과 고사율을 조사한 결과는 Table 2와 같다. 이때 처리전 종자의 활력은 96.5%를 나타내어 발아율 및 휴면율은 활력 대비(對比) 수치인 상대발아율 및 상대휴면율과 차이를 보이지 않았다. 종자 휴면율과 고사율은 온도가 높아짐에 따라 증가하였다(p<0.
- 측백나무 종자의 온도 및 NaCl 농도에 따른 상대수분흡수 율은 Table 6과 같이 나타났다. 종자의 상대수분흡수율은 온도 및 NaCl의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였는데 특히, NaCl 무처리구에서는 15℃에서 0.052이었으나 30℃에서 0.007을 나타내어 NaCl 처리구에 비해 감소폭 이 더 컸다. 이는 NaCl의 농도 보다는 온도가 종자의 수분흡 수를 저해하는 요인으로 작용함을 보여주었다.
- 측백나무 종자의 회복율(recovery percent)은 각 조건에 따라 뚜렷한 결과를 보이지는 않았으나 대부분 15℃에서 회복율이 높았으며 고온으로 갈수록 회복율이 감소하는 경향을 나타내었다(Table 5). 이것은 종자의 회복율이 NaCl의 농도 보다는 온도에 의해 더 많은 영향을 받고 있음을 의미한다.
- 001). 평균발아일수는 온도 및 NaCl 농도가 증가함에 따라 대체적으로 증가하는 경향을 보여 발아가 지연되었음을 나타냈다. 그러나 30℃에서 는 NaCl의 독성에 의해 고사종자가 발생하여 증가 후 감소하는 경향을 나타냈다.
- 황(1994)은 진달래과(Ericaceae)의 참꽃나무(Rhododendron weyrichii) 종자의 발아실험에서 15, 20℃에서는 발아율이 높았으나 30℃ 에서는 현저히 낮게 나타났다고 하였으며, 한과 김(1999)도 일부 자생 초화류의 경우 30℃에서 발아율이 현저히 감소하였다고 보고한 바 있다. 평균발아일수는 온도가 높아짐에 따라 대체적으로 증가하였으며, 발아속도와 발아균일지수는 발아율과 유사한 경향을 나타내었다.
- 이는 NaCl의 농도 보다는 온도가 종자의 수분흡 수를 저해하는 요인으로 작용함을 보여주었다. 한편, 15, 20, 30℃에서는 NaCl 농도가 증가함에 따라 상대수분흡수 율이 적은 폭으로 감소하였으나 25℃에서는 현저한 차이를 보여 NaCl 농도가 수분흡수에 크게 관여하는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 염류에 대한 내성은 환경조건이 가장 중요한 요인으로 알려져 왔는 데(Townsend, 1984), 온도 등의 기후와 상호작용을 하거나 그렇지 않다는 상반된 결과가 보고되었다(Helal and Mengel, 1981). Bewley and Black(1994)은 고온에서 Na+의 독성 때문에 NaCl의 악영향이 발생한다고 하였으나 본 연구에서는 고온인 30℃에서 NaCl의 영향 때문에 발아율의 감소가 일어났는지 뚜렷하지 않아 더 구체적인 실험이 요구되었다. 또한 Aiazzi et (2002)은 Na+ 독성의 매커니즘은 일부 수종에서는 나타나지 않는다고 보고한 바 있다.
- 또한 발아율, 발아속도 및 발아 균일지수와 높은 정(+)의 상관을 나타내었다. 결과적으로, 고온과 염류는 측백나무 종자의 발아를 저해하는 요인으로 작용하므로 발아율, 발아속도 및 발아균일지수의 감소를 줄이기 위해 노지 파종시 이들 요인에 대한 고려가 필요할 것으로 사료된다.
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