작물의 발아 조건과 온도

핵심 정리

발아는 휴면 상태의 종자가 물을 흡수해 배의 생리 활동을 다시 시작하고, 뿌리와 싹이 바깥으로 나오는 과정이다. 발아의 기본 요건은 수분 흡수, 산소, 온도이며, 빛이 필요한 정도는 작물에 따라 다르다. 벼 볍씨는 수분을 흡수하면서 발아를 시작한다. 종자가 물을 흡수하면 대사가 재개되고 호흡이 급격히 증가하므로, 수분 공급은 발아의 출발점이다. 온도는 세포의 물질대사와 생장률에 영향을 주어 발아가 가능한 온도 범위를 정한다. 같은 작물이라도 발아 최저온도는 품종에 따라 다르다. 벼 발아의 최적온도는 30~34℃이다. 온도가 낮아지면 발아에 필요한 생리 활동이 늦어지므로 발아 기간이 길어진다. 광은 발아를 돕는 작물과 발아에 관계없는 작물이 있다. 광발아종자는 빛이 있으면 발아가 촉진되고 빛이 없으면 발아가 잘 안 되는 종자이며, 담배와 상추가 이에 속한다. 벼와 콩은 이와 달리 빛과 관계없이 싹이 트는 빛 무관계 종자이다. 산소는 발아와 생장에 모두 관여한다. 벼 볍씨의 발아에는 산소가 필요하며, 혐기 조건에서는 발아와 효소 활성이 떨어진다. 산소량에 따라 유근과 유아 중 어느 쪽이 먼저 자라는지도 달라진다. 휴면과 활력은 발아 가능한 범위를 좁히거나 넓힌다. 휴면타파가 충분하지 않거나 활력이 떨어진 종자는 발아온도의 폭이 좁다. 등숙 직후의 벼 종자는 저온 처리만으로 휴면이 타파되지 않는다.

자세히

빛과 발아

빛과 관련한 문제는 빛이 발아를 돕는지 막는지를 주로 묻는다. 벼는 광발아성 종자가 아니므로 명조건과 암조건 모두에서 발아할 수 있다. 볍씨는 발아에 광이 반드시 필요하지 않아 암흑 상태에서도 발아하며, 벼 종자는 발아할 때 광을 필요로 하지 않는다. 광은 발아 자체가 아니라 발아 이후의 생장에 관여한다. 발아 직후부터 유아 생장까지는 광의 영향을 받는다. 맥류가 발아할 때 초엽과 1절간은 암조건에서 현저하게 신장한다. 암흑 상태에서 벼 중배축이 신장하는 정도는 품종군에 따라 다르며, 온대자포니카형이 인디카형보다 대체로 짧다. 광 문제에서는 발아 여부를 묻는지, 발아 뒤의 신장을 묻는지 구분해야 한다. 질문에 따라 답이 달라지므로 같은 작물에 관한 선지도 이 기준으로 판단할 수 있다.

수분 흡수와 발아 단계

벼 발아는 흡수기, 활성기, 발아 후 생장기 순으로 진행된다. 흡수기에 벼 볍씨의 수분 함량은 25～30% 정도가 된다. 활성기는 종자가 수분을 충분히 흡수해 대사가 활발해지는 시기이다. 발아 후 생장기에는 수분 흡수가 다시 왕성해져 수분 함량이 급속히 증가한다. 작물별 수분 흡수 기준도 출제된다. 쌀보리는 종자 무게의 약 50%, 밀은 약 40%의 수분을 흡수해야 발아가 잘된다. 밀은 종자 풍건중의 약 30%에 해당하는 수분을 흡수해야 발아한다. 콩은 발아할 때 풍건중의 1.2배 정도의 수분을 흡수해야 하며, 최적 토양수분량은 최대용수량의 70% 내외이다. 콩은 수분 요구량이 커서 토양수분이 부족하면 발아율이 크게 떨어진다. 수치 선지를 판단할 때는 흡수 기준이 종자 무게인지 풍건중인지 구분해야 한다.

발아 온도

벼의 저온발아성은 고위도(냉온대) 품종에서 강하다. 이 성질은 저위도 지방 품종과 비교할 때 드러나므로, 품종의 위도 조건과 함께 기억해야 한다. 완두는 발아 최저온도가 낮고 서늘한 기후에서 재배하기 좋은 호냉성 작물이다. 반면 동부는 고온에 잘 견디므로 발아 가능한 온도 범위가 넓다. 메밀의 발아 최저온도는 0~4.8°C이고 최적온도는 25~31°C이다. 발아 온도 문제에서는 최저온도와 최적온도를 구분해야 한다. 벼와 메밀의 최적온도는 작물마다 다르므로 한 작물의 수치를 다른 작물에 그대로 적용해서는 안 된다.

산소와 유근·유아

산소가 충분하면 유근이 먼저 나오고, 산소가 부족하면 유근 생장이 억제되어 유아가 먼저 신장한다. 물속에서 발아한 벼는 초엽만 이상신장하고 종근은 거의 자라지 않는다. 벼는 산소가 없는 조건에서도 무기호흡으로 발아할 수 있다. 그렇다고 혐기 조건에서 발아가 잘된다는 뜻은 아니다. 혐기 조건에서는 발아와 효소 활성이 떨어진다. 발아 형태는 자엽이 땅 위로 올라오는지를 기준으로 구분한다. 벼·보리·옥수수는 지하 발아 작물이고, 콩은 자엽이 땅 위로 올라오는 지상 발아 작물이다. 완두는 자엽이 지상으로 출현하지 않는 지하발아 작물이며, 팥은 자엽이 지상으로 나오는 지상발아 작물이다. 벼와 호밀은 발아할 때 배의 끝에서 유아가 나오고, 겉보리는 배의 반대편 끝에서 유아가 나온다.