종자의 발아촉진

종자의 발아촉진

1. 종자의 휴면 현상

(1) 종자휴면의 정의

임목 종자의 대부분은 적절한 공기 / 수분 / 온도 등의 발아 조건이 갖추어졌음에도 불구하고 발아가 되지 않는 경우가 있는데, 이러한 현상을 발아 휴면성 또는 종자 휴면성이라 한다.

휴면의 원인에는 광선 / 수분/ 온도 등의 외적 환경인자, 식물체 스스로 가지고 있는 내적 인자, 식물체에 인접한 부분의 억제적 영향 등이 있다.

종자휴면의 원인

l  종피의 불투수성(不透水性) : 종피가 단단하거나 두꺼워서 수분을 잘 투과시키지 못하는 것 (잣나무, 산수유)

l  종피의 물리적 작용 : 종피가 배(胚)의 성장을 물리적으로 압박하는 경우 (산사나무, 호두나무)

l  억제물질 : 식물생장호르몬 ABA (감귤류, 핵과류)

l  가스교환 억제 : 종자의 조직이 종자 내부와 종자 외부의 가스, 특히 산소와 이산화탄소의 출입을 방지하여 휴면을 일으키는 경우

l  배휴면(胚休眠) : 배(胚) 자체의 생리적 원인에 의한 일어나는 휴면 (사과나무, 복숭아나무, 배나무)

l  이중휴면성 : 한 종자가 휴면의 몇 가지 원인을 함께 가지는 경우 (주목)

l  미발달배(未發達胚) : 종자는 성숙해도 아직 배의 형태적 발달이 불완전한 경우 (은행나무, 들메나무, 향나무, 주목 등)

2. 종자의 발아 촉진

(1) 종자의 발아 조건

* 발아의 기작 *

종자에서 유아 / 유근이 출현하는 것을 발아라고 하며, 발아에는 충분한 조건이 갖추어져야 한다. 임목 종자는 온도, 습도, 공기, 광선의 4조건이 구비되면 발아하는데 각 요구조건은 수종에 따라 다르다.

종자가 발아에 필요한 조건을 얻게 되면 생장 기능을 발휘하기 위해 시작하여 생장점이 종자의 외부에 나타나게 된다. 이때 유근과 유아의 출현 순서는 수분의 다소에 따라 다르지만 보통의 경우에는 유근이 먼저 나온다.

종자가 수분을 흡수하면 팽윤하여 가스교환이 용이해지면서 어린뿌리가 나와 땅속에 뿌리를 내리고 종피에서 떡잎과 어린줄기가 나온다. 배유와 자엽에 저장된 전분 / 단백질 / 지방 등은 효소 작용을 받아 호흡기질로 쓰인다.

지하자엽(떡잎)형 발아 : 씨앗이 싹이 틀 때 자엽이 땅속에 남아 있는 것 (밤나무, 상수리나무, 호두나무, 가래나무, 참나무, 칠엽수 등)

지상자엽(떡잎)형 발아 : 씨앗이 싹이 틀 때 자엽이 땅 위에 있는 것 (단풍나무, 물푸레나무, 아까시나무, 대부분의 겉씨식물 등)

종자의 발아 과정 : 수분의 흡수 → 효소의 활성화 → 배의 생장 개시 → 종피의 파열 → 유묘의 출현 → 유묘의 성장

 (2) 종자의 발아촉진

종피파상법 (種皮破傷法) : 종피 휴면종자의 발아촉진을 위하여 종피에 상처(종자를 깨거나 마멸)를 내는 방법이다.

종피가 단단한 경우에 작은 돌과 종자를 용기에 넣어 회전시킴으로써 종피에 상처를 내는 방법이다.

콩과수목, 향나무속, 주목나무속, 옻나무속 등에 효과적이다.

침수처리법(浸水處理法) : 깨끗한 물에 1~24일간 담가 두었다가 파종하는 방법이다.

종자를 침수처리하면 종피가 연해지고 발아 억제 물질이 제거되어 발아가 촉진된다. 건조저장 후 차종하는 수종은 대부분 이 방법을 이용한다.

l  냉수침지법 : 1~4일간 냉수에 종자를 담가서 충분히 물을 흡수시킨 후에 파종하는 방법이다. 비교적 발아가 잘 되는 종자에 해당된다. 너무 오래 담그면 오히려 해롭기 때문에 주의한다. 물을 수시로 신선한 물로 교체해 주어야 한다. 낙엽송, 소나무류, 삼나무, 편백나무, 참나무류, 곰솔 등

l  온탕침지법 : 대략 40~50℃의 온탕에 1~5일간 침지하거나 열탕에 수 분간 담갔다가 다시 냉탕으로 옮겨 약 12시간 침지한 후 발아를 촉진하는 방법이다.

침지시간을 조절하지 못하면 발아력을 상실할 수 있으므로 주의해야 한다.

냉수침지법이 효과가 없을 때 사용한다. 콩과 식물(자귀나무, 아까시나무)

노천매장법 : 땅속 50~100m 깊이에 모래와 섞어 묻어 종자를 저장하고, 종자의 후숙을 도와 발아를 촉진시키는 저장법이다. (저장과 동시에 발아촉진) 장기간 노천매장으로 발아촉진되는 수종에는 은행나무, 잣나무, 벚나무, 단풍나무류, 백합나무, 느티나무 등이 있다.

황산처리법(黃酸處理法) : 진한 황산에 종자를 15~60분간 침지시켜 종피의 표면을 부식시킨 다음 물에 씻어 파종하는 방법. 아까시나무, 주엽나무 같은 콩과 식물, 종피가 밀랍으로 이루어진 옻나무, 피나무 등의 종자에 적용된다. 탈납법이라고도 불린다.

층적법(層積法) : 습한 모래나 이끼를 종자와 엇바꾸어 층상으로 겹쳐 쌓아 올려 5℃ 저온에 두는 방법이다. 처리 기간은 대략 1~4개월 정도이다.

광처리법 : 종자에 광선을 조사(照射)하여 발아를 촉진시키는 방법이다. 오렌지색~적색광이 유효하고 청색광은 휴면을 유도한다. 소나무류, 자작나무류, 오리나무류, 포플러류, 버드나무류, 오동나무류 등은 광선이 있으면 발아에 유리하다.

변온처리법 : 늦여름이나, 초가을에 성숙한 종자로 자연의 기온을 참작하여 밤과 낮의 변온으로 관리하는 방법이다.

화학 악품 처리법 : 발아를 촉진시키는 시토키닌, 에틸렌, 질산칼륨, 지베렐린 등 각종 호르몬제와 화학약품을 이용한 방법이다.

3. 종자의 발아 검사

(1) 항온발아기에 의한 방법

일정한 최적온도를 유지하는 항온발아기(정온기)에 종자를 넣고 발아력을 시험하는 방법이다.

항온기의 최적 온도는 23~25℃이다.

수종별로 항온기에서의 종자발아시험기간은 다음과 같다.

l  14일 (2주) : 사시나무, 느릅나무 등

l  21일 (3주) : 가문비나무, 편백나무, 화백, 아까시나무 등

l  28일 (4주) : 소나무, 해송, 삼나무, 낙엽송, 자작나무, 오리나무, 솔송나무 등

l  42일 (6주) : 전나무, 느티나무, 옻나무, 목련 등 (인공조명 및 20~30℃의 변온)

l  광선이 필요 없이 넓은 온도 범위 : 가문비나무류, 느티나무류 등

l  광선이 필요 없이 특정 온도 범위 : 라일락, 측백나무, 소나무 등

(2) 테트라졸륨에 의한 방법 (환원법)

종자의 발아력 검사를 위해 테트라졸륨(T.T.C 용액) 0.1~1%의 수용액을 여과지 등에 적셔 깔고 적출된 배를 담아 처리한다.

생활력이 있는 종자는 붉은색을 띠며 죽은 조직에는 변화가 없다.

휴면종자, 수확 직후의 종자, 발아시험 기간이 긴 종자에 효과적인 방법이다.

(3) X선 분석법

종자를 X선으로 촬영하여 내부 형태와 파손, 해충의 피해 상태, 쭉정이 등을 확인하는 방법이다.

충실한 종자는 하얗게, 죽은 종자는 검게 나타난다.

(4) 절단법

예리한 칼로 종자를 절단한 후 배와 배유의 발달 상태를 육안 또는 입체현미경으로 관찰하여 종자의 발아력과 충실도를 판단한다. 판단기준, 관찰자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있으며 절단하기 힘든 종자는 1~2일 물에 담가 불린 후에 검사한다.