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문제 정의
- , 1991), 처리기간 및 온도(Atherton & Farooque, 1983; Sachs, 1977) 등이 관여할 뿐 아니라 작물에 따라서도 그 효과가 다르게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 양파 종자에 가장 효과적인 priming 조건을 찾고자 실시한 결과를 소개하고자 한다.
제안 방법
- Priming 처리 종자의 온도 조건에 따른 발아율에 미치는 영향을 알기 위해 처리약제 및 농도는 실험1에서 가장 효과가 좋았던 KCl 150 mM 농도를 사용하였고, 처리기간 및 온도는 위 시험에서 가장 효과적이었던 10℃에서 6일간 처리한 종자를 10, 15, 20, 25 및 30℃로 달리한 암 상태의 항온기 내에서 발아시켜 시험 1과 같은 방법으로 조사하였다.
- Priming 처리 후 건조 온도가 건조 속도에 미치는 영향을 조사하기 위해 천주대 고품종을 이용하여 150 mM KCl 농도를 사용하여, 10℃에서 6일간 처리한 종자를 15, 20, 25 및 30℃ 조건에서 1시간 간격으로 조사하였고, 종자 함수량이 처리 전종자의 함수량까지 도달하는 시간까지 조사하였다. 발아 조사는 각 조건에서 종자가 처리 전수분 함량에 도달한 종자를 이용하여 20℃ 암 상태의 항온기 내에서 발아시켜 시험 1과 같은 방법으로 조사하였다.
- Priming 처리에 따른 품종 간 차이를 보기 위해 창녕 대고(만생종), 조생대 고(중생종), 슈퍼볼 황(중생종), 나까하라(조생종) 등 4품종을 150 mM KCl 농도를 사용하여, 10℃ 에서 6일간 처리한 종자를 20℃ 암 상태의 항온기 내에서 발아시켜 시험 1과 같은 방법으로 조사하였다.
- Priming 처리 후 건조 온도가 건조 속도에 미치는 영향을 조사하기 위해 천주대 고품종을 이용하여 150 mM KCl 농도를 사용하여, 10℃에서 6일간 처리한 종자를 15, 20, 25 및 30℃ 조건에서 1시간 간격으로 조사하였고, 종자 함수량이 처리 전종자의 함수량까지 도달하는 시간까지 조사하였다. 발아 조사는 각 조건에서 종자가 처리 전수분 함량에 도달한 종자를 이용하여 20℃ 암 상태의 항온기 내에서 발아시켜 시험 1과 같은 방법으로 조사하였다.
- 시험 1에서 priming 약제로서 가장 효과가 높은 것으로 판단된 KCl 150 mM 만을 사용하여 최적 priming 처리 기간 및 priming 처리 온도 조건을 찾기 위해 priming 처리 하였고, 처리온도는 10, 15, 20, 25, 및 30℃의 조합에 처리기간은 2, 4, 6 및 8일간 각각 종자를 처리하여 20℃ 암 상태의 항온기에서 발아시켜 시험 1과 같은 방법으로 조사하였다.
대상 데이터
- 001, respectively, using analysis of variance. Data are the means of the six replications of 50 seeds.
- 본 시험에 사용된 공시 품종은 천주대 고로 종묘회사에서 구입하여 손으로 재정선하여 사용하였으며, priming 약제로는 CaCl2, Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4, NaNO3, KCI, K3PO4, NHqNO.Sigma사 제품) 및 Polyethylene glycol 6000(PEG 6000, Sigma사 제품) 등이다. 약제 농도는 PEG 6000은 Michel과 Kaufmann(1973) 방법에 따라 -0.
- 종자 처리는 Jeong 등(1994)의 방법에 의거 15℃와 20℃ 에 종자를 암 상태에서 4일간 priming 하였다. 처리 후종자는 수돗물에 15분간 씻어서 35℃에서 2시간 건조 후 15℃에서 2일간 더 건조시킨 후 실온에서 4일간 방치해 수분 평형을 이루게 한 후 실험 재료로 사용했다. 발아 조사는 플라스틱 발아상자(sigma 제품, 11x11x3 cm)에 여지(10x10 cm)를 넣고 Burris 등(1977)의 방법으로 50립씩 6반복으로 치상하여 암상태의 20℃ 항 온기 내에서 실시하였다.
데이터처리
- ‘Numbers within columns followed by the same letter do not differ significantly at the 5% level by Duncan's multiple range test.
이론/모형
- 처리 후종자는 수돗물에 15분간 씻어서 35℃에서 2시간 건조 후 15℃에서 2일간 더 건조시킨 후 실온에서 4일간 방치해 수분 평형을 이루게 한 후 실험 재료로 사용했다. 발아 조사는 플라스틱 발아상자(sigma 제품, 11x11x3 cm)에 여지(10x10 cm)를 넣고 Burris 등(1977)의 방법으로 50립씩 6반복으로 치상하여 암상태의 20℃ 항 온기 내에서 실시하였다. 치상 후 6일까지는 12시간 간격으로, 7일부터 는 1일 간격으로 전체 10일 동안 발아 여부를 조사하였는데, 유근이 1.
- Sigma사 제품) 및 Polyethylene glycol 6000(PEG 6000, Sigma사 제품) 등이다. 약제 농도는 PEG 6000은 Michel과 Kaufmann(1973) 방법에 따라 -0.75 Mpa, -1.0 MPa, -1.5 MPa 및 -1.75 MPa로 구분하였으며, 그 외 약제들은 공히 각각 100 mM, 150 mM, 200 mM 및 250 mM로 수준을 달리하였다. 종자 처리는 Jeong 등(1994)의 방법에 의거 15℃와 20℃ 에 종자를 암 상태에서 4일간 priming 하였다.
- 75 MPa로 구분하였으며, 그 외 약제들은 공히 각각 100 mM, 150 mM, 200 mM 및 250 mM로 수준을 달리하였다. 종자 처리는 Jeong 등(1994)의 방법에 의거 15℃와 20℃ 에 종자를 암 상태에서 4일간 priming 하였다. 처리 후종자는 수돗물에 15분간 씻어서 35℃에서 2시간 건조 후 15℃에서 2일간 더 건조시킨 후 실온에서 4일간 방치해 수분 평형을 이루게 한 후 실험 재료로 사용했다.
- 발아 조사는 플라스틱 발아상자(sigma 제품, 11x11x3 cm)에 여지(10x10 cm)를 넣고 Burris 등(1977)의 방법으로 50립씩 6반복으로 치상하여 암상태의 20℃ 항 온기 내에서 실시하였다. 치상 후 6일까지는 12시간 간격으로, 7일부터 는 1일 간격으로 전체 10일 동안 발아 여부를 조사하였는데, 유근이 1.0 mm 이상 나온 것을 발아한 것으로 간주하였으며, 발아율은 ISTA(Intemational Seed Testing Association)와 AOSA(Association of Official Seed Analysists) 방법으로, 최종 발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수 (T50)는 Coolbear 등(1984)의 공식을 이용하여 계산하였다.
성능/효과
- 1. 양파 종자의 초기 발아 촉진 및 발아율 향상을 위한 priming 처리 결과 최종 발아율 향상 및 발아소요일수 단축에 효과적이었으며, priming 처리에 가장 효과적이• 약제는 150 mM 농도의 KCl이였으며, priming 처리 기간 및 온도는 I0℃ 에서 6일간 처리하는 것이 가장 효과적이었는데 발아율은 96%로 일반 종자의 82%에 비해 14%가 높았다.
- 2. Priming 처리한 종자는 발아온도 20℃이상보다는 10℃ 및 15℃의 저온에서 발아율 향상 및 발아소요일수 단 축 효과가 커서 적온보다는 저온에서 priming 처리 효과가 극대화될 것으로 판단된다. Priming 처리한 후 종자 건조 조건은 20℃에서 5시간 건조시키는 것이 가장 좋았다.
- Priming 처리 기간 및 온도조건을 구명하기 위해 위 실험에서 발아율이 가장 높았던 약제와 농도(150 mM, KCl)로 priming 처 리기간과 온도조건을 달리하여 발아율 및 Tso을 조사한 결과(Table 2) 처리 온도가 높을수록 발아율이 떨어지는 경향을 보였고, 같은 온도 조건에서는 처리일수가 짧거나 길수록 발아율이 떨어졌는데 이와 같은 현상은 온도가 높을수록 뚜렷하였다. 처리온도 별 발아율을 보면 io°c 에서 6일간 처리한 조건과 15℃에서 4일간 처리한 조건에서 각각 96%와 94%로 가장 높았으며, 20℃에서는 4일, 15℃ 에서는 2일, 4일 및 6일에서, 10℃에서는 처리일수와 관계없이 priming 처리하지 않은 종자에 비하여 발아율이 높았다.
- Priming 처리 종자도 건조 온도에 따라 막의 보존 상태가 달라질 수 있는데, 특히 고온에서 급속한 건조는 인위 노화 처리와 유사하게 작용하여 막 손상에 의한 기능성 상실을 할 수 있으므로 가능한 한 15 ℃ 이하의 낮은 온도에서 서서히 건조시키는 것이 종자의 활력 유지에 유리한 조건이지만 산업화를 위한 대량 처리에 적용하기에는 건조 속도가 완만하여 처리비용 측면을 고려한다면 양파에서는 20℃ 전후의 건조온도가 적합할 것으로 판단된다.
- 이들 종자를 30℃에서 2시간, 25℃에서 4시간, 20℃에 서는 5시간 그리고 15℃에서는 6시간 건조했을 때 처리 전의 함수율과 동일한 10%로 건조되었다. Priming 처리 종자의 건조 후 발아율을 보면(Table 4), 15℃에서 6시간 건조가 92.3%, 20℃에서 5시간 건조가 91.0%, 25℃에서 4시간 건조가 91.3% 그리고 30℃에서 2시간 건조가 90.6%로 온도가 낮을수록 발아율이 높아지는 경향이었으나 큰 차이는 없었고, 발아소요일 수도 차이가 없어 priming 처리 전의 종자 함수율에 도달하는 건조조건에서는 건조온도와 관계없이 발아에 전혀 지장이 없었다.
- Priming 처리 후 발아온도에 따른 종자의 발아율과 발아소요 시간 단축 정도를 보기 위해 실험 1과 2에서 가장 효과적이었던 150 mM KCl에서 6일간 처리한 후 발아온도 조건을 달리해서 각 온도별로 priming을 처리하지 않은 종자와 비교한 결과(Table 3) 발아율은 30℃를 제외한 모든 처리에서 무처리에 비해 발아율이 향상되었는데, priming을 처리하지 않은 종자는 온도 조건에 따라 발아율의 차이가 심했으나, priming 처리한 종자는 온도 간에 발 아율 차이가 크지 않았다. 특히 10℃의 저온 처리에서 처리 종자의 발아율은 92.
- Priming 처리에 따른 품종 간 반응을 보기 위해 조생종 （조생대고）, 중생종（슈퍼볼황, 나까히라）, 만생종（창녕대고） 을 공시하여 발아율과 유근출현속도 단축 효과를 조사한 결 과（Table 5） 모든 처리에서 발아율이 향상되었고, 출현 소요일 수 단 축 효과도 인정되었다. 창녕 대고는 priming 처리 종자는 93.
- Priming 처리한 종자는 발아온도 20℃이상보다는 10℃ 및 15℃의 저온에서 발아율 향상 및 발아소요일수 단 축 효과가 커서 적온보다는 저온에서 priming 처리 효과가 극대화될 것으로 판단된다. Priming 처리한 후 종자 건조 조건은 20℃에서 5시간 건조시키는 것이 가장 좋았다.
- 0%로 차이가 없어 양파 종자에서의 priming 처리가 고온보다는 저온 발아율 향상에 효과적이다는 것을 알 수 있다. 또 발아온도에 따른 T50을 보면 대체로 모든 처리에서 priming 처리하지 않은 종자에 비해 발아소요일 수가 단축되었는데, 10℃ 처리에서 처리 종 자는 6.8일, 무처리 종자는 9.5일로 3.1일이 단축되었고, 15℃ 에서는 2.0일, 20℃에서는 1.4일, 25℃와 30℃에서는 각각 0.5일과 0.6일로 온도가 낮을수록 단축 효과가 크게 나타났다. 이는 Jeong 등(1994b)이 토마토에서 priming 처리 시 온도가 낮을수록 출현 소요일 수 단 축 효과가 컸다는 보고와 비슷한 결과이다.
- 본 실험에서도 priming 처리가 발아온도에 관계없이 초기 발아율 향상 및 T50 단축에 크게 기여한 것으로 나타났으며 이러한 효과는 발아온도가 비교적 낮은 15℃ 이하에서 두드러지는 경향이었는데, 고온보다는 저온하에서 priming 처리 종자가 priming 처리하지 않은 종자보다 세포분열과 세포 신장이 왕성하여 발아가 촉진되었을 것으로 추측할 수 있다.
- Priming 처리에 따른 품종 간 반응을 보기 위해 조생종 （조생대고）, 중생종（슈퍼볼황, 나까히라）, 만생종（창녕대고） 을 공시하여 발아율과 유근출현속도 단축 효과를 조사한 결 과（Table 5） 모든 처리에서 발아율이 향상되었고, 출현 소요일 수 단 축 효과도 인정되었다. 창녕 대고는 priming 처리 종자는 93.3%, 무처리 종자가 88.3%의 발아율을 보였고, 조생대고는 처 리종자가 71.7%, 무처리 종자가 50.7%, 슈퍼볼 황품종은 처리 종자가 74.0%, 무처리가 52.3%, 나까히라 품종은 처리 종자가 92.0%, 무처리가 84.0%로 특히 발아율이 낮은 조생대고와 슈퍼볼 황품종에서 priming 처리 효과가 컸다. 출현 소요일 수를 보면 무처리 종자에 비해 창녕대고가 0.
- Priming 처리 기간 및 온도조건을 구명하기 위해 위 실험에서 발아율이 가장 높았던 약제와 농도(150 mM, KCl)로 priming 처 리기간과 온도조건을 달리하여 발아율 및 Tso을 조사한 결과(Table 2) 처리 온도가 높을수록 발아율이 떨어지는 경향을 보였고, 같은 온도 조건에서는 처리일수가 짧거나 길수록 발아율이 떨어졌는데 이와 같은 현상은 온도가 높을수록 뚜렷하였다. 처리온도 별 발아율을 보면 io°c 에서 6일간 처리한 조건과 15℃에서 4일간 처리한 조건에서 각각 96%와 94%로 가장 높았으며, 20℃에서는 4일, 15℃ 에서는 2일, 4일 및 6일에서, 10℃에서는 처리일수와 관계없이 priming 처리하지 않은 종자에 비하여 발아율이 높았다. 한편 최종 발아율에 대한 50% 발아하는데 걸리는 시간은 10℃에서 6일과 15℃에서 4일 처리가 각각 3.
- 0%로 특히 발아율이 낮은 조생대고와 슈퍼볼 황품종에서 priming 처리 효과가 컸다. 출현 소요일 수를 보면 무처리 종자에 비해 창녕대고가 0.9, 조생대고가 2.0일, 슈퍼볼 황이 2.1일, 나까히라가 0.9일이 단축되어 조생대고 및 슈퍼볼 황품종에서 단축 효과가 커 발아율이 높은 품종보다는 낮은 품종에서 priming 처리 효과를 극대화시킬 수 있을 것으로 생각된다.
- Priming 처리 후 발아온도에 따른 종자의 발아율과 발아소요 시간 단축 정도를 보기 위해 실험 1과 2에서 가장 효과적이었던 150 mM KCl에서 6일간 처리한 후 발아온도 조건을 달리해서 각 온도별로 priming을 처리하지 않은 종자와 비교한 결과(Table 3) 발아율은 30℃를 제외한 모든 처리에서 무처리에 비해 발아율이 향상되었는데, priming을 처리하지 않은 종자는 온도 조건에 따라 발아율의 차이가 심했으나, priming 처리한 종자는 온도 간에 발 아율 차이가 크지 않았다. 특히 10℃의 저온 처리에서 처리 종자의 발아율은 92.3%, 무처리 종자는 72.0%로 발아율 차이가 많이 났는데 반해 30C의 고온 처리에서는 처리 종자와 무처리 종자의 발아율이 각각 81.7%와 81.0%로 차이가 없어 양파 종자에서의 priming 처리가 고온보다는 저온 발아율 향상에 효과적이다는 것을 알 수 있다. 또 발아온도에 따른 T50을 보면 대체로 모든 처리에서 priming 처리하지 않은 종자에 비해 발아소요일 수가 단축되었는데, 10℃ 처리에서 처리 종 자는 6.
- 처리온도 별 발아율을 보면 io°c 에서 6일간 처리한 조건과 15℃에서 4일간 처리한 조건에서 각각 96%와 94%로 가장 높았으며, 20℃에서는 4일, 15℃ 에서는 2일, 4일 및 6일에서, 10℃에서는 처리일수와 관계없이 priming 처리하지 않은 종자에 비하여 발아율이 높았다. 한편 최종 발아율에 대한 50% 발아하는데 걸리는 시간은 10℃에서 6일과 15℃에서 4일 처리가 각각 3.0일과 3.1일로 발아소요일 수가 가장 짧았는데 30℃를 제외한 모든 처리에서 priming을 처리하지 않은 종자에 비해 발아소요 시간이 단축되었다.
후속연구
- 이와 같은 결과는 20℃ 에서도 비슷한 경향을 보였다. 양파 종자의 priming 처리 시 발아율이 KCl을 제외한 다른 약제에서 무처리에 비해 발아율이 향상되지 못했던 이유는 명확하지 않은데, Brocklehurst와 Dearman(1984)는 priming 처리 약제의 이온이 종자 내로 침투하여 유독한 영향을 미친다고 했고, Haigh와 Barlow(1987)는 priming 처리 용액의 이온 농도가 증가할수록 배의 이온 축적량이 증가되어 대사작용을 방해한다고 했는데, 이러한 가능성에 대 한 검증은 물론 작물 및 품종에 적합한 약제와 농도 선정에 대한 지속적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
- 이와 같이 동일 작물의 경우에서도 연구자에 따라 priming 처리기간과 온도가 다르게 나타나는 경우가 많은 것은 공시 재료의 품종과 발아율 및 T5o 등의 판단 기준이 다소 다른 것에도 한 원인이 있는 것으로 추측된다. 우수한 priming 처리약제라도 priming 처리기간과 온도에 따라 그 효과가 오히려 반감되는 결과를 초래할 수 있으므로 대상작물에 적합한 priming 처리기간과 온도의 구명이 선행되어야 하고 개선하도록 계속적인 연구개발이 필요할 것으로 생각된다.
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