Analysis on Practicality of Seed Treatments for Medicinal Plants Published in Korean Scientific Journals

국내 학술지에 발표된 약용작물 종자처리의 실용성 분석

  • Kang, Jin-Ho (Research Institute of Life Sci., Gyeongsang Natl. Univ.) ;
  • Yoon, Soo-Young (College of Agriculture & Life Sci., Gyeongsang Natl. Univ.) ;
  • Jeon, Seung-Ho (College of Agriculture & Life Sci., Gyeongsang Natl. Univ.)
  • 강진호 (경상대학교 생명과학연구소) ;
  • 윤수영 (경상대학교 농업생명과학대학) ;
  • 전승호 (경상대학교 농업생명과학대학)
  • Published : 2004.09.30

Abstract

Presowing seed treatments used to enhance the rates of germination and afterward seedling emergence have not occasionally shown the same rate in indoor and field. The treatments considering germination mechanism and factors affecting germination must be totally included in indoor experiments so that the results drawn can be reproduced in the field. Seed germination is controlled by Phytochrome-mediated action changed with composition rates of red and far-red lights. Sunlight can penetrate soil into $6{\sim}9\;mm$ depth, which in turn means that seeds having $2{\sim}3\;mm$ in their width may receive the light if soil was covered 3 times over them. The penetrating light, moreover, turns to more far-red light than red light reverse to the sunlight. For germination tests after the artificial presowing seed treatments, therefore, seeds of smaller than 2 mm (< 2 mm), $2{\sim}3\;mm$, and larger than 3 mm (> 3 mm) must be done with incandescent lamp (IL) having more far-red light, with IL or in darkness, and in darkness, respectively. The 96 papers published in 13 Korean scientific journals up to the end of 2003 were analysed on the basis of the above explanation. 91 species were used 147 times as experimental materials; 101 times for < 2 mm seeds, 24 times for $2{\sim}3\;mm$ seeds and 22 times for > 3 mm seeds. If they were analysed as the light sources used for germination tests, correct applications reached more and less than 60% in both $2{\sim}3\;mm$ and > 3 mm seeds but 23% in < 2 mm seeds, conclusionally meaning that when the experimental results in the scientific papers were applied into farming practices, care was taken of their application because most of medicinal plant seeds were very small.

농경지에 파종된 종자의 발아율, 나아가 유묘출현율을 증가시키는 것은 대단히 어렵기 때문에 파종전 종자처리를 통하여 이를 조절하고자 다양한 방법이 제시되어 왔다. 그러나 Phytochrome의 광가역적 반응이 종자의 발아를 조절하기 때문에 포장에서 파종 종자가 처하게 되는 빛조건을 고려한 종자처리 방법이 설정되어야만 한다. 실내시험에서 이용될 빛조건과 관련된 포장에 유입되는 햇빛은 토양의 $6{\sim}9\;mm$까지는 투과하나, 토양속으로 투과된 빛은 햇빛의 조성과는 달리 $6{\sim}9\;mm$까지는 적색광에 비하여 초적색광이 많으며, 그 이상의 깊이에서는 빛이 없는 암조건에 처한다. 빛이 투과할 수 있는 이러한 깊이는 종자의 크기별 복토를 고려할 경우 종자크기가 2 mm 이하인 종은 백열등으로, $2{\sim}3\;mm$는 백열등 또는 암상태로, 3 mm 이상은 암상태로 발아시험이 이루어져야만 한다. 이를 기준으로 2003년 말까지 국내 학회지에 수록된 파종전 약용작물 종자에 인위적 처리를 가한 문헌을 분석한 결과 종자크기에 관계없이 종자 발아기작과 관련된 발아시험의 빛조건이 적합, 부적합 또는 판단이 불가능한 비율이 거의 비슷하였다. 그러나 종자크기별로 분석할 경우 파종전 인위적 종자처리에 관한 시험은 종자크기가 2 mm 이하인 종에 집중되었으며, 이러한 소립종자에서 처리 후의 발아시험은 22%가 적절한 빛조건에서 수행되었던 반면, 55%는 부적절한 빛조건에서 수행되어 졌다. 그러나 종자크기 가 2 mm 이상으로 상대적으로 대립종자들에서 처리종자의 발아시험은 60% 이상이 적절한 빛조건에서 수행된 것과는 커다란 차이가 있었다. 약용작물은 2 mm 이하인 소립종자가 대부분이기 때문에 입묘율을 향상시킬 목적으로 파종전 종자처리를 설정할 경우 처리종자의 발아시험은 발아기작과 관련된 빛조건이 포장조건과 다를 수 있는 빈도가 높아 실내에서 도출된 시험결과가 포장에서 재현되지 않을 수도 있다. 그러므로 국내학회지에 수록된 시험결과를 영농현장에 이용할 경우 소립종자일수록 학회지에 기록된 시험결과가 포장에서 유묘출현율로 연결될 수 있는 확률이 낮기 때문에 보고된 처리기슬 이용시 신중을 기할 필요가 있다.

Keywords

References

  1. Bewley JD, Black M (1994) Seeds: Physiology of development and germination. p. 199-271. 2nd eds. Plenum Press, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA
  2. Chong C, Bible BB (1995) Germination and emergence. p. 85-146. In M. Pessarakli (ed.). Handbook of plant and crop physiology. Marcel Dekker, Inc., 270 Madison Avenue, New York, NY 10016, USA
  3. Delouche JC, Baskin CC (1973) Accelerated aging techniques for predicting the relative storability of seed lots. Seed Sci. Tech. 1:427-452
  4. Frankland B, Taylorson R (1983) Light control of seed germination p. 428-456. In Shropshire, Jr., W. and H. Mohr (eds.). Photomorphogenesis. Encyclopedia of Plant Physiology, New Series V. 16A. Springer-Verlag, Berlin, Heideberg, Germany
  5. Fujikura Y, Kraak HL, Basra AS, Karssen CM (1993) Hydropriming, a simple and inexpensive priming method. Seed Sci. Tech. 21:639-642
  6. Gaspar S, Fazekas J, Petho A (1975) Effect of gibberellic acid (GA$_3$) and prechilling on breaking dormancy in cereals. Seed Sci. Tech. 3:555-563
  7. Hart JW (1988) Light and plant growth. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, NJ 07458, USA. p. 40-104
  8. Hartmann HT, Kester DE, Davies Jr. FT, Geneve RL (1997b) Plant propagation: Principles and practices (6th eds.). Unwin Hyman Ltd., 15/17 Broadwick Street, London W1V 1FP, UK. p. 216-237
  9. Kang JH, Kang SY, Jeon BS, Lee SW (2002) Effect of seed coat softening, washing and drying on seed germination of gourd Korean J. Life Sci. 12(6):694-699 https://doi.org/10.5352/JLS.2002.12.6.694
  10. Kang JH, Jeon BS, Lee SW, Choe ZR, Shim SI (2003a) Enhancement of seed germination by aging, cold-stratification, and light quality during desiccation in burcucumber (Sicyos angulatus L.). Korean J. Crop Sci. 48(1):13-16
  11. Kang JH, Park JS, Kim YG (1997c) Effect of $GA_3$ and light quality on seed germination in three Campanulan plants. Korean J. Medicinal Crop Sci. 5(3):169-176
  12. Kang JH, Yoon SY (2003b) A proposed model for presowing seed treatments to promote germination and seedling emergence. Korean J. Medicinal Crop Sci. 11(5):321-328
  13. Kendrick RE, Spruit CJP (1977) Phototransformation of phytochrome. Photochem. Photobiol. 26:201-204 https://doi.org/10.1111/j.1751-1097.1977.tb07473.x
  14. Mohr H (1994) Coaction between pigment system. p. 353-373. In R.E. Kendrick, G.H.M. Kroneberg(ed.). Photomorphogenesis in plants (2nd ed.). Kluwer Academic Pub., 101 Philip Drive, Norwell, MA 02061, USA
  15. Pons TJ (2000) Seed responses to light. p. 237-260. In M. Fenner (ed.). Seeds: The Ecology of Regeneration in Plant Communities (2nd ed.). CABI Pub., 10 E 40th Street Suite 3203, New York, NY 10016, USA
  16. Smith H (1982) Light quality, photoperception, and plant strategy. Annu. Rev. Plant Physiol. 33:481-518 https://doi.org/10.1146/annurev.pp.33.060182.002405
  17. Tester M, Morris C (1987) The penetration of light through soil. Plant Cell and Environ. 10:281-286 https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.1987.tb01607.x
  18. Taiz L, Zeiger E (2002) Plant physiology (3rd ed.). Sinauer Associates, Inc., Pub. Co., Inc., 390 Bridge Parkway, Redwood City, California 94065, USA. p. 375-402
  19. Vincent EM, Roberts EH (1977) The interaction of light, nitrate and alternating temperature in promoting on the germination of dormant seeds of common weeds species. Seed Sci. Tech. 5:659-670
  20. Yuk CS (1989) Coloured Medicinal plants of Korea. Academic Book Co., Seoul, Korea