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문제 정의
- Table 1은 고온에서 발아가 불량한 금어초 종자를 고온 발아성을 증진시켜 여름철 재배에 활용할 수 있는 생장조절제의 최적 종자처리 조건을 구명하고자 하였다. 생장조절제 중 GAg] 처리된 종자는 처리농도에 관계없이 발아율이 BAP에 비해 높았다.
- 그러나 이와 같은 각각의 종자처리들은 조합처리에 비해 시간과 노력이 많이 소요되는 단점이 있다. 따라서 금어초 재배농가가 직접 활용할 수 있는 합리적인 종자처리 방안을 제시하고자 생장조절제의 최적조건(GA3 250 pM, 20℃ 1일 처리)과 priming 의 최적조건(KNO3 200 mM, 2일 처리)을 조합(KNQ 200 mM + GAg 250 pM, 20℃, 2일 처리)하여 그 효과가 묘 출현율과 초기 생육으로 이 어 지는가를 검토하였다.
- 지금까지 입묘율을 증진시키는 방안으로 실내에서 종자처리를 한 후 파종하는 방법 이 제안되고 있고, 실내 실험을 통해 얻어진 발아촉진 효과들이 포장조건에서 그대로 재현되지 않아 영농현장에 적용되지 않는 경우도 있었다. 따라서 일련의 실험을 통해서 확립된 단독 생장조절제 및 priming 처리와 두 종자처리의 조합이 포장조건에서도 묘출 현과 초기생육 향상으로 연결될 수 있는지를 검토하였다(Table 3).
- 본 연구는 고온에서 발아가 불량한 금어초의 발아성을 증진시킬 수 있는 생장조절제 및 priming 처리의 최적 조건을 구명하고 파종전 종자처리에 의한 유용효과가 묘출현과 초기생육으로 이어지는지를 검정하기 위해 수행되었다.
제안 방법
- 75 MPa 로 조절하였다. Priming 처리는 petridish(9.0 cm)에 종자 2 g을 넣고 priming 화학제를 20 mL 공급하여 적색광이 부여된 2CFC에서 처리기간을 2일 및 4일간 처리하였다. Priming 처리 후 종자는 증류수에 2분간 수세하여.
- 500 pM 및 1000 iiM였다. 또한 생장조절제 혼용처리에 의한 발아촉진 효과를 검정하고자 GA3와 BAP를 각각 50 p M, 100 pM, 250 yM, 500 pM 및 1000 uM의 농도로 혼용된용액을 조성하였다.
- 발아 과정중에 주어지는 광에 따른 발아양상을 조사하고자 빛이 없는 암처리와 660 nm의 적색광을 방사하는 light emitting diode(LED) plate(GF-520S)를 설치한 15, 20, 25 및 30℃의 항온기에서 발아성을 검정하였다. 발아실험은 항온기에서 발아성을 검정하였다. 발아실험은 petridish(9.0 cm)에 흡습지(Whatman No. 2) 2장을 펴고 각 처리 당 100립의 종자를 3반복으로 치상하여 실시하였다' 발아 조사는 종자를 치상한 후 18일까지 12시간 간격으로 하였으며, 발아 판정은 유근이 종피를 뚫고 1.0 mm 이상 신장된 것을 기준 하였다. 최종발아율과 평균발아소요일수(MDG)는 Hartmann과 Kester[4] 공식을 이용하였고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수(丁前는 Coolbear[2] 공식에 의해 산출하였다.
- 묘출현율 판정은 자엽이 지면 위로 완전히 전개된 것을 기준 하였다. 생육조사는 파종한 후 40일 생육시킨 유묘를 10주씩 3반복으로 채취하여 생체중, 건물중, 초장 및 엽수를 조사하였다.
- 생장조절제 처리가 금어초 종자의 발아성에 미치는 효과를 검정하기'위해 gibberellic acid(GA3)및 6-benzylamino-purine(BAP) 를 사용하였고, 처 리농도는 50 pM, 100 pM, 250 pM, 500 pM 및 1000 iiM였다. 또한 생장조절제 혼용처리에 의한 발아촉진 효과를 검정하고자 GA3와 BAP를 각각 50 p M, 100 pM, 250 yM, 500 pM 및 1000 uM의 농도로 혼용된용액을 조성하였다.
- 생장조절제의 종자처리 방법은 2 g의 종자를 petridish(9 cm)어】 넣고, 생장조절제 용액을 20 mL 공급한 후 밀봉하여 적색광이 설치된 20C에서 1일간 처리하였다. 처리 후 종자를 증류수에 2분간 수세하여 실온에서 12시간 건조시킨 다음 적색광이 부여된 1¥C, 25C 및 30℃의 항온기에서 발 아성을 검정하였다.
- Priming 처리 후 종자는 증류수에 2분간 수세하여.실온에서 北시간건조시킨 다음 적색광 처리된 20C의 항온기에서 발 아성을 검정하였다.
- 육묘시험은 파종 전처리된 종자를 상토(초록이, 농우그린텍)로 채워진 105구 트레이의 각 셀에 1립씩 파종한 후 묘 출현과 초기생육을 조사하였다. 묘출현율 판정은 자엽이 지면 위로 완전히 전개된 것을 기준 하였다.
- 설치된 20C에서 1일간 처리하였다. 처리 후 종자를 증류수에 2분간 수세하여 실온에서 12시간 건조시킨 다음 적색광이 부여된 1¥C, 25C 및 30℃의 항온기에서 발 아성을 검정하였다.
대상 데이터
- 금어초 종자의 발아력을 극대화시킬 수 있는 priming 조건을 확립하기 위해 사용된 화학제는 Ca(NO3)2, KNO% K3PO4, KC1, MgSO4 및 PEG 6000 이 었으며, 처 리 농도는 mM, 200 mM 및 300 mM 였다. PEG 용액의 수분포텐셜은 Michel과 Kaufmann[15] 방법에 따라 -0.
- 본 실험에 사용된 공시품종은 富士丿雪('Fujinoyuki' 중앙 화훼종묘)로서 2002년 6월중에 채종된 종자를 5℃의 냉장고에서 2개월간 저장한 후 실험에 사용하였다.
이론/모형
- 200 mM 및 300 mM 였다. PEG 용액의 수분포텐셜은 Michel과 Kaufmann[15] 방법에 따라 -0.5 MPa와 -0.75 MPa 로 조절하였다. Priming 처리는 petridish(9.
- 최종발아율과 평균발아소요일수(MDG)는 Hartmann과 Kester[4] 공식을 이용하였고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수(丁前는 Coolbear[2] 공식에 의해 산출하였다. 그 밖의 발아실험은 ISTA[5] rule에 근거하여 시행하였다.
- 0 mm 이상 신장된 것을 기준 하였다. 최종발아율과 평균발아소요일수(MDG)는 Hartmann과 Kester[4] 공식을 이용하였고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수(丁前는 Coolbear[2] 공식에 의해 산출하였다. 그 밖의 발아실험은 ISTA[5] rule에 근거하여 시행하였다.
성능/효과
- 30℃에서는 무처리 종자의 발아율이 15%에 불과하여 32% 발아한 25Y와 비교한다면 발아율이 17% 감소하여 금어초는 고온에서 발아가 불량한 저온발아성 종자임이 증명되었다. 고온에서 발아가 불량한 금어초 종자를 BAP 단독처리나 GA3 + BAP 혼용처리를 하더라도 고온발아력을 증진시키지 는 못했다.
- 50% 묘출현에 소요되는 일수도 무처리 종자는 16일이 소요된 반면 GA3 처리된 종자는 무처리보다 1 일 빨랐고, pri ming 처리 및 priming과 GA3 처리를 조합하면 무처리보다 2일 빨랐다. 생장조절제와 priming의 조합처 리 효과는 선행연구에 의해서도 증명된 바 있고, Kang 등[9]은 들깨에서 priming 화학제에 GA3를 첨가하면 휴면타파 뿐만 아니라 발아가 증진된다고 하였다.
- 3% 였으나, 2일간 priming 처리된 종자는 K3PO4를 제외한 모든 화학제에서 무처리보다 높은 발아율을 보였다. K3PO4로 priming 처리된 종자는 36% 이하의 저조한 발아율을 보였는데, 이러한 현상은 priming 처리기간이 길어지고 처리농도가 높을수록 뚜렷하였다.
- 금어초 종자의 발아율과 발아소요일수에는 priming 처리 기간, 화학제의 종류 및 처 리농도에 따라 큰 차이를 보였다. Priming 화학제의 종류와 처리농도에 관계없이 2일간 priming 처리가 4일간 처리된 종자보다 발아율이 전반적으로 높았고, 발아가 촉진되었다. 무처리 종자의 발아율은 53.
- 그러나 종자 발아촉진 물질로 널리 알려져 있는 지베렐린과 사이토카아닌의 혼용처리는 두 물질간의 상조작용에 의해 발아성이 극대화 될 것으로 기대되었으나, 본 연구에서는 GA3 단독처리보다는 발아증진 효과가 낮았다.
- 금어초 종자의 발아율과 발아소요일수에는 priming 처리 기간, 화학제의 종류 및 처 리농도에 따라 큰 차이를 보였다. Priming 화학제의 종류와 처리농도에 관계없이 2일간 priming 처리가 4일간 처리된 종자보다 발아율이 전반적으로 높았고, 발아가 촉진되었다.
- 1과 같다. 금어초를 암조전에서 발아시키면 발아율이 저조하였으나 적색광이 주어지면 암조건에 비해 발아율이 15-20% 향상되었다. 발아속도 또한 적색광을 부여하면 조기발아하여 금어초는 광발아성 종자였다.
- 암상태에서는 저조한 발아율을 보였으나 발아과정중에 적색광이 주어지면 암조건에 비해 발아율이 15-20% 상승되었다. 금어초에서 묘출현율과 초기생육을 향상시킬 수 있는 파종 전 종자처리는 단독 GA3 및 priming 처리보다는 priming 과 GA3 조합한 처리였다.
- 그러나 GA3 + BAP 혼용하면 발아촉진의 상승작용은 크지 않았다. 금어초에서 발아력을 극대화시킬 수 있는 최적 priming 조건은 200 mM 의 KNO3 화학제로 2일간 처리였는데, 무처리에 비해 발아율은 14% 증진되었고, 발아일수는 3.5일 단축되었다. 금어초의 발아적온은 15〜25℃였고, 30℃ 이상의 온도에서는 발아율이 20% 이하로 저하되어 금어초는 저온발아성 종자였다.
- 금어초에서 발아력을 증진시킬 수 있는 생장조절제 최적처리조건은 GA3 250 pM 였고, 무처리구에 비해 15笆에서는 11.4%, 25℃에서는 15%, 30℃에서는 5%의 발아율을 향상시킬 수 있었다. 종자발아는 발아촉진 물질과 억제물질의 양적 농도에 의해 결정되며, GA3 처리에 의해 발아가 촉진된 것은 ABA 등과 같은 발아억제 물질의 농도를 저하시키고, 저장양분의 분해를 활성화시킨 것으로 해석된다[11].
- 따라서 금어초에서는 단독 GA3 및 priming 처리보다는 priming과 GA3 조합한 처리가 묘출현율과 초기생육을 향상시킬 수 있었다. 이는 곧 정식 활착율과 절화의 품질향상에도 연결될 수 있을 것으로 판단된다.
- 비해 5-9% 향상되었다. 묘출현율의 증진효과는 GA3 및 priming를 단독으로 처리한 것보다는 두 처리를 조합한 처리에서 높았다.
- 무처리 종자를 파종하여 40일간 생육시킨 유묘의 엽수는 7.8개 였으나, 단독 GA3와 priming 처 리 및 priming + GA3 를 조합처리 한 후 생육시킨 묘는 엽수가 8.5개로 대조 구보다 0.6개 더 많았다.
- Priming 화학제의 종류와 처리농도에 관계없이 2일간 priming 처리가 4일간 처리된 종자보다 발아율이 전반적으로 높았고, 발아가 촉진되었다. 무처리 종자의 발아율은 53.3% 였으나, 2일간 priming 처리된 종자는 K3PO4를 제외한 모든 화학제에서 무처리보다 높은 발아율을 보였다. K3PO4로 priming 처리된 종자는 36% 이하의 저조한 발아율을 보였는데, 이러한 현상은 priming 처리기간이 길어지고 처리농도가 높을수록 뚜렷하였다.
- 고온에서 발아가 불량한 금어초 종자를 BAP 단독처리나 GA3 + BAP 혼용처리를 하더라도 고온발아력을 증진시키지 는 못했다. 반면 ga3 처리에 의해 고온발아성이 향상되었으며, 특히 250 UM 처리는 무처리보다 5%의 발아율을 향상시킬 수 있었다. 발아소요일수는 생장조절제의 종류 및 농도에 따라 차이를 보였으며, 무처리 종자는 Ta;이 3.
- 아니라 발아속도도 빨랐다. 비활성 화학제인 PEG로 priming 처 리하면 처 리 기간에 관계 없이 비교적 높은 발아율을 보였으나, KNO3 보다는 발아증진 효과가 낮았다.
- GA3 250 pM 처리 였다. 생장조절제 종류 중 GA3 가 BAP보다 발아증진 효과가 높았다. 그러나 GA3 + BAP 혼용하면 발아촉진의 상승작용은 크지 않았다.
- 최적 종자처리 조건을 구명하고자 하였다. 생장조절제 중 GAg] 처리된 종자는 처리농도에 관계없이 발아율이 BAP에 비해 높았다.
- 정도 단축되어 조기발아 하였다. 생장조절제 처리에 의한 발아 양상은 15℃와 유사하여 GA3 처리된 종자에서 발아율이 높았고, 발아소요일수는 단축되었다. 반면 BAP 처리는 무처리 종자에 비해 발아율이 약간 향상되는 경향이나, 유의성은 인정되지 않았다.
- 생장조절제를 처리하지 않은 무처리 종자는 15℃의 발아 온도에서 34.6%의 발아율을 보였으나, GA3로 처리된 종자는 1000 iiM을 제외한 모든 처리구들이 무처리보다 5-10% 높은 발아율을 보였다. 또한 최종발아율에 대해서 50% 발아에 소요되는 일수(T50)도 GA3 처리에 의해 단축되었다.
- 금어초는 발아중에 주어지는 광조건에 따라 발아율이 달랐다. 암상태에서는 저조한 발아율을 보였으나 발아과정중에 적색광이 주어지면 암조건에 비해 발아율이 15-20% 상승되었다. 금어초에서 묘출현율과 초기생육을 향상시킬 수 있는 파종 전 종자처리는 단독 GA3 및 priming 처리보다는 priming 과 GA3 조합한 처리였다.
- 종자처리를 가하지 않은 무처리 종자는 52%의 묘 출현율을 보였고, 단독 GA3 및 priming 처리된 종자는 묘출현율이무처리에 비해 5-9% 향상되었다. 묘출현율의 증진효과는 GA3 및 priming를 단독으로 처리한 것보다는 두 처리를 조합한 처리에서 높았다.
- 파종전에 단독 GA3와 priming 처리를 한 후 파종하면 무처리보다 유묘의 생체중과 건물중。T 높았다. 특히, priming과 GA:)를 조합한 처리는 단독 GA3 처리나 priming 처리에 비해 유의성은 인정된다고는 볼 수 없으나 건물생산량이 높았다.
후속연구
- 그러나 금어초에 관한 연구는 절화수명 연장[6, 14]과 절화품질 향상[13]에 국한되어 있을 뿐 발아율을 향상시킬 수 있는 과학적 이고 실용적인 종자처리 방법을 모색한 연구는 드물었다[3]. 이는 금어초가 화훼류 중에서 주된 소득작물이 아닌 것에 기인한 것으로 판단되며, 최근 절화용과 조경화초로도 중요한 위치를 차지함에 따라 앞으로 활발한 연구가 진행될 것으로 예측된다.
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