8. 상적 발육과 환경
<용어정리>
- 추파성 : 추파맥류가 저온의 일정기간 처리되지 않으면 생식생장을 하지 않고 영양생장만 계속하는 성질을 추파성이라 한다. 추파성정도가 높은 품종일수록 춘파할 때에 저온처리 및 단일처리의 소요일수가 길다.
- 중성식물 : 가지ㆍ토마토ㆍ고추와 같이 개화에 대한 일정한 한계일장이 없어 대단히 넓은 범위의 일장에서 개화하는 식물을 말한다.
- 감온성 : 작물은 대체로 저온에서 생육하는 경우보다 적온에 달할 때 까지는 고온에서 생육하는 것이 생육이 조장되며 이에 따라 출수개화도 빨라진다. 이와 같이 작물이 고온에서 생육할 경우에 출수개화기가 빨라지는 성질을 말한다.
(조생종벼, 올콩, 봄조, 여름메밀이 해당된다)
- 근출엽형식물(rossete plant) : 단일식물이 장일에 높일 때에는 영양생장을 계속하여 거대형이 되고, 장일식물이 단일에 놓이면 추대가 이루어지지 않아 줄기가 신장하지 못하고 지표면에 잎만 출연하여 근출엽형식물이 된다.
- 장야식물 : 단일식물은 연속암기가 극히 중요하므로 장야식물 또는 장암기식물이라 한다. 단일식물의 연속암기의 중간에 광을 조사하여 연속암기를 소정이하의 길이로 분단하면, 암기의 합계가 명기보다 길다고 하더라도 단일효과는 발생하지 않는다.
1. 상적 발육과 환경
1) 상적 발육의 개념
- 발육상 : 작물의 생육에 있어서 아생ㆍ화성ㆍ개화ㆍ결실 등과 같은 작물의 단계적 양상
- 상적 발육 : 작물의 순차적인 몇 개의 발육상을 거쳐서 발육이 완성되는 현상
- 화성 : 영양생장에서 생식생장으로의 이행을 말함.
2) 화성유도의 주요요인
내적요인 : C/N율설, 호르몬
C/N율(탄질률) : 식물체 내의 탄수화물(C)과 질소(N)의 비율
C/N율설 : C/N율이 식물의 생육ㆍ화성 및 결실을 지배한다고 생각하는 견해
C/N율설이 적용되는 경우 : 고구마순을 나팔꽃 대목, 접목 — 개화ㆍ결실
과수재배에서 환상박피, 각절
② 외적요인 : 광조건(일장효과), 온도조건(춘화처리)
2. 일장효과의 뜻
1) 일장효과의 개념과 조건ㆍ일장형
- 일장효과 : 일장이 식물의 개화와 화아분화 및 그 밖의 발육에 영향을 미치는 현상으로 광주기효과라고도 함.
- 일장효과는 가너(Garner)와 앨러드(Allard, 1920)에 의해 발견됨.
- 유도일장 : 식물의 화성을 유도할 수 있는 일장
- 비유도일장 : 개화를 유도하지 못하는 일장
- 한계일장 : 유도일장과 비유도일장의 경계가 되는 일장
- 광주기 특히 밤의 길이가 식물의 계절적 행동을 결정하며, 이러한 특성에는 피토크롬(phytochrome)이라는 빛을 흡수하는 색소단백질이 관련되어 있음.
2) 일장효과에 영향을 미치는 조건
- 광질 : 최대의 효과를 가지는 광은 600∼680㎚의 적색광, 다음이 자색광인 400㎚의 파장 부근, 480㎚ 부근의 청색광이 가장 효과가 적음
- 광의 강도 : 대체로 광도가 증가할수록 일장효과가 큼
- 온도의 영향 : 일장효과의 발현에는 어느 한계의 온도가 필요
- 처리일수 : 나팔꽃과 도꼬마리는 민감한 단일식물
- 발육단계 : 식물은 어느 정도 발육단계가 진전되어야 감응하나 발육단계가 더욱 진전되면 점차 감수성이 없어짐
- 연속암기 : 단일식물에 있어서는 개화유도에 일정한 시간 이상의 연속암기가 절대로 필요
- 야간조파(night break, 광중단) : 단일식물의 연속암기 중간에 광을 조사하여 암기를 요구도 이하로 분단하면 암기의 합계가 아무리 길다고 해도 단일효과가 발생하지 않음
- 질소의 시용 : 질소가 부족한 경우 장일식물은 개화가 촉진되나 단일식물은 질소가 풍부하여야 단일효과가 잘 나타남.
3) 일장효과의 기구
- 일장처리에 감응하는 부위 : 잎(나팔꽃은 완전 전개한 자엽)
- 일장효과에 관여하는 물질의 본체 : 호르몬성 물질(플로리겐 또는 개화호르몬)
- 일장처리에 의한 자극의 전달 : 잎에서 생성되어 줄기의 체관부 또는 피층을 통해 화아가 형성되는 정단분열조직으로 이동
- 화학물질과 일장효과 : 장일식물은 옥신 시용으로 화성이 촉진되나 단일식물은 옥신에 의해 화성이 억제되는 경향이 있음
4) 작물의 일장형
- 단일식물 : 단일상태(보통 8∼10시간)에서 화성이 유도되고 촉진되는 식물
(예) 늦벼ㆍ조ㆍ기장ㆍ피ㆍ옥수수ㆍ콩ㆍ아마ㆍ담배ㆍ호박ㆍ오이 등
- 장일식물 : 장일상태(보통 16∼18시간)에서 개화가 유도되고 촉진되는 식물
(예) 추파맥류ㆍ완두ㆍ박하ㆍ아주까리ㆍ시금치ㆍ양딸기ㆍ해바라기 등
- 중성식물 : 개화에 일정한 한계일장이 없고 대단히 넓은 범위의 일장에서 개화하는 식물 (예) 가지ㆍ토마토ㆍ강낭콩ㆍ당근ㆍ셀러리 등
- 정일식물(중간식물) : 좁은 범위의 일장에서만 화성이 유도되고 촉진되며 2개의 한계일장이 있음 (예) 사탕수수의 ‘F 106'
- 장단일식물 : 처음은 장일이고 뒤에 단일이 되면 화성이 유도되는 식물(늦여름과 가을에 개화) (예) 야래향ㆍ브리오필룸속ㆍ칼랑코에속
- 단장일식물 : 처음은 단일이고 뒤에 장일이 되면 화성이 유도되는 식물(초봄에 개화) (예) 토끼풀ㆍ초롱꽃ㆍ에케베리아 등
5) 개화 이외의 일장효과
- 수목의 휴면 : 어느 수종이든지 15∼21℃에서는 일장의 여하에 관계없이 휴면함
- 등숙ㆍ결협 : 단일성인 콩이나 땅콩의 경우 등숙ㆍ결협은 단일조건에서 조장됨
* 영양번식기관의 발육
고구마의 덩이뿌리, 봄무나 마의 비대근, 감자와 돼지감자의 덩이줄기, 달리아의 알뿌리 등 : 단일에서 비대가 조장
양파의 비늘줄기 : 장일에서 발육이 조장
④ 영양생장 : 일반작물이 단일식물이 장일에 놓일 때에는 거대형이 되고, 장일식물이 단일에 놓일 때 근출엽형식물이 됨.
⑤ 성의 표현 : 모시풀은 8시간 이하의 단일에서는 자성(雌性), 14시간 이상의 장일에서는 웅성(雄性)으로 표현
6) 일장효과의 이용
- 재배상의 이용 : 단일성 국화는 단일처리에 의해 촉성재배를 하고 장일처리로 억제재배를 하여 연중 어느 때나 꽃을 피우게 할 수 있음(주년재배).
- 육종상의 이용 : 고구마를 나팔꽃에 접붙히고 8∼10시간의 단일처리를 하면 개화가 유도되어 교배육종이 가능
- 성전환에 이용 : 삼은 단일에 의해 성전환이 되므로 이를 이용해 암그루만을 생산할 수 있음.
- 수량증대 : 북방형목초(장일식물) ― 야간조파 ― 일장효과발생 ― 절간신장
3. 춘화처리의 개념과 조건ㆍ종류ㆍ농업적 이용
1) 춘화처리(vernalization)의 개념
- 온도유도 : 식물들에 있어서 생육의 일정한 시기에 일정한 온도에 처하여 개화를 유도하는 것
- 춘화처리 : 작물의 개화를 유도하기 위해 생육의 일정한 시기에 일정한 온도(주로 저온)처리를 하는 것
2) 종자춘화형식물과 녹식물춘화형식물
- 종자춘화형식물 : 최아종자 때부터 저온에 감응하는 작물 (예) 추파맥류ㆍ완두ㆍ잠두ㆍ봄무 등
- 녹식물춘화형식물 : 녹체기 때부터 저온에 감응하는 작물 (예) 양배추ㆍ히요스 등
3) 춘화처리에 관여하는 조건
- 건조 : 고온과 건조는 저온처리의 효과를 경감 또는 소멸시킴
- 광선 : 온도를 유지하고 건조를 방지하기 위하여 암중에 보관하는 것이 좋음.
- 산소 : 산소가 부족하여 호흡이 불량하면 춘화처리의 효과가 지연되거나(저온) 발생하지 못함.
- 처리온도와 기간 : 일반적으로 겨울작물은 저온, 여름작물은 고온이 효과적임.
- 최아 : 최아종자는 처리기간이 길어지면 부패하거나 유근이 도장될 우려가 있음.
4) 춘화의 감응부위와 종류
자극의 감응부위 : 생장점
이춘화와 재춘화
이춘화(離春花) : 저온춘화처리를 실시한 직후에 35℃의 고온에 처리하면 춘화처리효과가 상실된다.
재춘화 : 가을호밀에서 이춘화 후에 저온춘화처리를 하면 다시 춘화처리가 되는 것을 말한다.
5) 춘화처리의 이용
촉성재배 : 꽃의 촉성재배에 저온춘화와 고온춘화를 이용
춘화처리를 이용하여 육종연한을 단축시킬 수 있음.
월동하는 작물을 봄에 심어도 저온처리하면 출수ㆍ개화하므로 채종재배에 이용
재배상의 이용 : 추파성과 춘파성을 알면 파종기나 재배적지 등의 선택에 도움이 되며, 추파맥류라도 춘화처리하여 춘파할 수 있음.
재배법의 개선 : 추파성 정도가 낮은 품종은 월동 전에 생식생장 유도되므로 비교적 만파하는 것이 안전함.
수량의 증대
종 또는 품종의 감정
4. 품종의 기상생태형
1) 기상생태형의 분류
- 감광형(bLt형) : 기본영양생장기간이 짧고 감온성은 낮으며 감광성만이 커서 생육기간이 감광성에 지배되는 형태의 품종
- 감온형(blT형) : 기본영양생장성과 감광성이 작고 감온성만이 커서 생육기간이 감온성에 지배되는 형태의 품종
- 기본영양생장형(Blt형) : 기본영양생장성이 크고 감온성ㆍ감광성이 작아서 생육기간이 주로 기본영양생장성에 지배되는 형태의 품종
- blt형 : 어떤 환경에서도 생육기간이 짧은 형의 품종
2) 기상생태형의 지리적 분포
중위도지대 : 위도가 높은 곳에서는 감온형이 재배되며 남쪽에서는 감광형이 재배 (예) 일본과 우리나라
고위도지대 : 여름의 고온기에 일찍 감응되어 출수ㆍ개화하여 서리가 오기 전에 성숙할 수 있는 감온성이 큰 감온형(blT형)이 재배
(예) 일본의 훗카이도ㆍ만주ㆍ몽골 등
저위도지대 : 기본영양생장성이 크고 감온성ㆍ감광성이 작아서 고온단일인 환경에서도 생육기간이 길어 수량이 많은 기본영양생장형(Blt형)이 재배
(예) 대만ㆍ미얀마ㆍ인도 등
3) 기상생태형과 재배적 특성
조만성 : blt형, 감온형이 조생종
묘대일수감응도 : 감온형이 높고, 감광형, 기본영양생장형이 낮다.
만파만식 : 출수기지연은 기본영양생장형과 감온형이 크다. 감광형 작다.
만식적응성 : 감광형은 만식을 해도 출수의 지연도가 적다.
4) 우리나라 작물의 기상생태형
감온형 품종은 조생종, 감광형 품종은 만생종, 기본영양생장형은 어느 작물에서도 존재하기 힘듦
우리나라는 북부 쪽으로 갈수록 감온형인 조생종, 남쪽으로 갈수록 감광성의 만생종이 재배
감온형은 조기파종으로 조기수확, 감광형은 윤작관계상 늦게 파종
<정리하기>
1. 작물은 화아분화를 기준으로 하여 영양생장에서 생식생장으로 전환한다. 화아분화는 내적으로 C/N율과 식물호르몬, 외적으로 일장의 길이와 온도 등의 환경이 관여한다.
2. 작물의 개화를 유도하기 위해 생육의 일정시기에 일정한 온도(주로 저온)로 처리하는 것을 춘화처리(Vernalization)라고 한다. 춘화처리에는 종자춘화형식물과 녹식물춘화형식물이 있다. 종자춘화형식물은 최아종자때부터 감응이 되지만, 녹식물춘화형식물은 식물체가 일정 크기에 도달해야 저온에 감응하는 식물이다.
3. 작물의 개화에 일장의 길이가 영향을 주는데, 이를 일장효과라고 한다. 일장에 감응하는 식물체 부위는 충분히 전개된 잎이다. 단일식물은 일장의 길이가 8∼10시간에서 화성이 유도되는 식물로 연속적인 암기가 요구되는 특징 때문에 장야식물이라고도 한다.
4. 기상환경조건에 따른 품종들의 반응을 기초로하여 분류한 품종군을 기상생태형이라고 한다. 온도와 일장에 따른 개화반응을 기준으로 감온형, 기본영양생장형, blt형으로 분류된다. 조생종은 감온형이고 만생종은 감광형이다.
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