씨앗의 생리

1. 발아의 생리

씨앗의 발아에 대한 필요한 조건은 온도, 수분, 산소 및 광선이다.  이들의 조건을 적당하게 부여할 때 휴식상태에 있는 배(胚)는 생장을 시작하여 곧이어 발아하게 된다. 발아시험을 할 때는 먼저 이것들의 조건에 대하여 대체적인 기초지식을 가지고 있어야 한다. 더욱 실제적인 발아시험에 있어서는 이 조건외에 휴면(休眠) 경실(硬實)이라는 특수한 생리현상에 대하여 일반적인 지식도 있어야 된다.

(1) 온도

일반 씨앗에서는 5℃정도의 저온에서도 발아하기 시작하나 이를 발아 최저온도라 하고 이것보다 온도가 높아감에 따라 발아도 더욱 양호하게 되고 어느점에 가서는 발아가 가장 잘되는 온도에 도달한다.  이 온도를 발아최적(發芽適溫)온도라 하고 이것보다 더욱 온도를 올려나가면 이번에는 역으로 발아가 점차로 나쁘게 되고 나중에는 전혀 발아하지 않게 된다.  이한계 온도를 발아의 최고온도라 한다.  시금치, 상추, 셀러리, 크로바 등의 씨앗은 5℃이하에서도 발아하며 수박, 참외 등의 씨앗은 40℃에서도 발아되고 있다.  그 작물의 발아 적온에서 행하는 것이 원칙이다.  대개의 채소 씨앗은 20℃∼25℃를 발아적온으로 하는 것이 많다.  그러나 수박, 호박, 단옥수수, 콩, 벼 등은 30℃ 정도의 고온에서 발아가 잘되고 반대로 시금치, 상추, 셀러리, 완두, 잠두, 파, 양파, 자소(紫蘇), 크로바 등은 20℃ 이하의 저온을 좋아한다.

대개의 씨앗은 발아할 때 시종 일정한 온도를 부여하면 발아하게 되나 개중에는 가지 및 삼엽채의 씨앗과 같이 항온에서는 발아불량한 것도 있다.  가지와 같은 씨앗은 자연계의 온도변화와 흡사하게 하여 1일중의 어느 시간은 고온으로 다른시간은 저온으로 하여 매일 이를 반복시키면 용이하게 발아한다.  즉 주야의 온도를 변경시켜 주는 것이며 이 방법을 변온법이라 하고 있다.  변온(變溫)에서 일반적으로 통용되고 있는 온도는 고온이 30℃, 저온이 20℃이고 시간은 1일중 저온일 때의 시간을 16시간 고온의 시간을 8시간으로 조절하고 있다.  그런데 가지의 경우는 이와 반대이고 고온을 16시간 저온을 8시간으로 할 때가 발아가 빠르게 된다.

또 휴면이 있는 씨앗은 급격한 변온으로 하고 휴면이 없는 일반 씨앗은 완만한 변온으로 하는 것이 보편화되고 있다.  국제씨앗 검사규정에서는 많은 종류의 씨앗에 대하여 변온법을 채택하고 있고 여기서 온도와 시간을 서로 엮은(組合)것을 보면 다음과 같다.

 (2) 수분

씨앗은 건조상태가 되면 다른 조건이 구비되어도 씨앗은 발아하지 않는다.  씨앗이 수분을 흡수하는 양은 종류에 따라 상이하나 화본과 작물의 씨앗은 종실(種實)의 원중량의 25∼30%를 흡수하고 콩과식물은 80∼120%의 수분을 흡수한다.  그러나 공급하는 수분량은 너무 많아도 발아에 지장이 있고 반대로 적어도 좋지 않다.  수분이 너무 많으면 산소의 공급을 방해하게 되어 발아가 저해되고 또 너무 적으면 발아에 필요한 양을 흡수할 수 없어 발아지연 및 발아생장의 정지를 초래하여 경우에 따라서는 이러한 수분의 과부족의 불리한 조건에 견디기 위하여 2차 휴면에 들어가는 일도 생긴다.

최초에 첨가하는 수분의 양은 발아상(發芽床)의 종류와 크기에 따라서 결정할 일이다.  발아상은 씨앗의 발아에 필요한 수분을 공급하기 위하여 언제든지 적당한 습기를 가지고 있지 않으면 않된다.  그러나 과도한 수분을 부여하는 일은 씨앗의 공기유통을 방해하게 되므로 절대로 좋지 않다.  다량의 수분을 요구하는 종류의 씨앗를 제외하고는 발아상은 결코 씨앗의 주위에 수막(水膜)을 형성할만큼 수분을 많이 공급하여서는 않된다.  특히 가지, 시금치, 비-트 등의 씨앗은 수분량에 민감하므로 과다하게 되지 않도록 주의가 필요하다.

발아상에 여지(濾紙)를 사용할 경우 (2매를 접어 깐다) 직경 9㎝의 시험접시일 때는 4㏄의 수분이 필요하고, 12㎝의 경우일 때는 8㏄의 물이 적당하다.  모래에서 발아시킬 때의 수분량은 시험에 사용하는 사질(砂質)과 시험할 씨앗의 크기에 따라 결정된다.  예를 들면 콩과 식물 및 옥수수 종자는 60%, 옥수수를 제외한 곡물의 씨앗발아상은 50%의 물에 젖은 모래를 사용하고 있다.  모래는 수분을 보존시키고 통기도 충분하게 잘 되므로 큰 씨앗의 발아시험에 적합한 방법인 것이다. 실제 발아시험에 있어서 모래에 첨가하는 수분의 양은 손가락으로 모래를 쥐면 부드러운 덩어리가 되고 쥔 손가락 사이에 물이 젖어 있을 정도가 가장 알맞은 양인 것이다.

(3) 산소(酸素)

산소는 공기중에 충분이 있고 보통 방법으로 발아시험을 할 때는 그다지 문제가 되지 않다. 채소씨앗 발아에 필요한 산소의 농도는 종류에 따라 상이하며 대개 10% 이상의 산소농도 (대기중의 산소는 대략 21.4%)를 필요로 하며 발아 가능한 한계(限界)의 산소농도는 5% 이상이다. 채소종류별로 볼 때 가장 낮은 산소농도에서 발아하는 것은 오이, 배추 외 파 등이고 이것들은 산소 1%에서 표준발아율의 20%이상.  2%의 산소농도에서는 50%이상의 발아율을 나타낸다.  무, 셀러리는 5%의 산소농도에서는 거의 발아하지 않든지 약간 발아되는 것이고 10%에서도 충분한 발아를 않는다고 한다.

(4) 광선(光線)

씨앗이 발아할 때 광선의 존재에 의하여 발아가 촉진되는 씨앗을 호광성(好光性) 씨앗이라 하고 반대로 억제되는 씨앗을 호암성(好暗性)씨앗으로 알려져 있다.  또 이 중간의 씨앗으로서 광선의 영향을 전혀 받지 않는 씨앗도 있다.  채소씨앗 중에서 호광성 씨앗에 속하는 것은 우엉, 삼엽채(三葉菜), 셀러리, 상추, 십자화과의 배추, 양배추와 자소(紫蘇)가 있고 호암성씨앗으로서는 박과채소 씨앗과 무우, 부추등을 들 수 있다.  그러나 광선의 영향은 발아온도에 따라 매우 변화하는 것이다.  예를 들면 우엉씨앗은 항온(恒溫)에서는 각 온도에서 강한 호광성을 나타내나 변온(變溫)에서는 광선의 유무에 따라 발아율 차는 거의 인정할 수 없는 것이고, 삼엽채씨앗도 이것과 동일한 경향을 보이고 있다.  셀러리(Celery).  자소 씨앗도 각 온도에서 호광성을 나타내며 종자령(種子令)과는 무관한다.  상추씨앗은 휴면기간(休眠期間) 중에는 호광성을 나타내며 고온일수록 더욱 호광성이나 휴면기간이 지나면 광감성(光感性)이 소실된다.

또 무우는 휴면기간이 지나도 암광성은 채종직후와 같이 오랫동안 보유하고 있는 것이다.  호박, 수박의 씨앗은 각 온도에서 암광성을 나타내나 저온일 때는 더욱 암광성을 보이고 있다.  오이, 참외, 김치외의 씨앗은 20℃ 이하에서는 암광성을 나타내고 고온일 때는 광감성이 없어진다.  이와 같이 광선의 영향은 발아온도에 따라 변화하고 있으므로 실제 발아시험에서 양자(兩者)를 구별하여 생식할 수는 없는 것이다.  국제씨앗 검사규정에서는 발아에 있어 광선이 필요한 대부분의 씨앗은 변온으로 발아시험을 하기로 되어 있고 광선은 고온을 지속하는 시간동안은 부여하지 않으면 않된다고 규정되어 있다.

더욱 광선의 질에 대하여 검토되어야 하며 씨앗의 발아에는 광선의 파장(波長)과 밀접한 관계가 있는 것이다.  즉, 우엉, 상추, 삼엽채, 셀러리의 씨앗은 적외단파부(赤外短波部)에서 발아가 크게 억제되고 청색부 또는 녹색부에서는 약간 억제된다.  박과채소 씨앗에서는 적외단파부 외에 청색부에서도 발아가 억제당하고 있으나 녹색부 광선에서는 발아억제는 되고 있지 않다. 가지, 토마토, 고추의 각 씨앗은 「적외단파부」 광선에서만이 발아를 강하게 억제당하고 있으나 배추, 양배추류의 씨앗에서는 약하게 발아억제를 받고 있다.

이상과 같이 적외선은 호광성 씨앗에 대하여서도 발아를 억제시키므로 광선중에서 발아를 잘 시키는 광선을 이용하여야 한다. 발아를 좋게하는 광선은 백색계 형광등(螢光燈)의 광선이 가장 좋고 다음이 태양광선이다. 전등광선(電燈光線)은 적외선을 많이 함유하고 있으므로 전자의 광선과 비교할 때 씨앗발아율을 떨어트리는 경우가 많다.  더욱 호광성종자에 대하여서는 부여하는 광선의 밝은도가 대체로 200lux 이상이 될 것이 필요하다.  국제씨앗 검사규정에서는 휴면씨앗에 대하여서는 대체로 750∼1250lux로 하고 있다