74. 일장효과와 식물의 일장형

- 일장효과와 식물의 일장형

일장효과란 무엇인지 알아보고 식물의 일장형에는 어떠한 유형들이 있는지 알아보도록 한다.

 

- 일장효과란 다음과 같다.

 

- 일장효과의 뜻

가너(GARNER)와 앨러드(ALLARD, 1920)는 담배의 신품종 ‘Maryland Mammoth(메리랜드 맘모스)’를 플로리다에서 재배하면 개화 · 결실하나, 워싱턴 D.C에서 재배하면 개화하지 못하고 영양생장만 계속하는 것을 관찰하였다. 여러 가지 검토한 결과 저위도(적도에 가까운 위도)인 플로리다에서는 여름철에 일장(햇빛이 내리비치는 시간)이 비교적 짧아서 개화하고, 워싱턴 D.C에서는 여름철의 일장이 비교적 길기 때문에 개화하지 못하며, 또한 겨울철 온실에서는 일장이 짧기 때문에 개화하는 것으로 결론짓고, 개화에는 광의 강도뿐만 아니라 광을 쬐는 시간의 길이, 즉 ‘일장’이 중요하다고 제창하였다. 이것이 일장효과의 발견이다.

 

1일 24시간 중의 명기(밝은 기간, 햇빛이 나는 기간)의 길이를 ‘일장’이라고 하며, 일장이 12~14시간 이상(보통 14시간 이상)인 것을 ‘장일’이라 하고, 12~14시간 이하(보통 12시간 이하)인 것을 ‘단일’이라고 한다.

 

일장이 식물의 화성(꽃을 피우게 하는 성질) 및 그 밖의 여러 면에 영향을 끼치는 현상을 ‘일장효과(광주율, 주광규율, 광기성, 광주반응)’라고 하며, 식물의 화성을 유도할 수 있는 일장을 ‘유도일장’이라 하고, 화성을 유도할 수 없는 일장을 ‘비유도일장’이라고 한다. 그리고 유도일장과 비유도일장의 경계가 되는 일장, 즉 화성유도의 한계가 되는 일장을 ‘한계일장(임계일장)’이라고 하며, 화성을 가장 일찍 유도하는 일장을 ‘최적일장’이라고 한다. 온도처리나 일장처리의 후작용으로써 화성이 유도되는 현상을 ‘온도유도’ 또는 ‘일장유도’라 하고, 화성유도에 필요한 온도나 일장의 처리기간을 ‘유도기간’이라고 한다. 일장과 온도가 결합하여 화성을 유도하는 것을 ‘일장온도유도’라고 하며, 일정한 일장이나 위도에 대한 식물의 적응성을 ‘일장적응’이라고 한다.

 

예를 들면, 콩의 만생종인 Biloxi의 한계일장은 14시간이며, 14시간 이하가 유도일장이고, 14시간 이상이 비유도일장이다. 최적일장은 5~12시간이다(4시간 이하의 일장에서도 개화하지 못하나, 이는 일장효과보다도 영양조건이 문제 될 것임).

 

- 식물의 일장형

화성이 유도 · 촉진되는 일장에 따라 식물을 나누어 구분한 것을 식물의 ‘일장형’이라고 하며, 다음과 같은 것들이 있다.

 

1. 장일식물

장일식물은 장일상태(보통 16~18시간 조명)에서 화성이 유도 · 촉진되며, 단일상태는 이를 저해한다. 최적일장과 유도일장의 주체가 장일 측에 있고, 한계일장은 보통 단일 측에 있다. 장일식물에는 맥류 · 양귀비 · 시금치 · 양파 · 상추 · 아마 · 티머시 · 아주까리 · 감자 등이 있다.

 

2. 단일식물

단일식물은 단일상태(보통 8~10시간 조명)에서 화성이 유도 · 촉진되며, 장일상태는 이를 저해한다. 즉, 암기가 일정 시간 지속되어야 한다. 최적일장과 유도일장의 주체가 단일 측에 있고, 한계일장은 보통 장일 측에 있다. 단일식물에는 국화 · 콩 · 담배 · 들깨 · 샐비어 · 도꼬마리 · 코스모스 · 목화 · 벼 · 나팔꽃 등이 있다.

 

3. 중성식물

중성식물(중일성 식물)은 일정한 한계일장이 없고, 대단히 넓은 범위의 일장에서 화성이 유도되며, 화성이 일장의 영향을 받지 않는다고 할 수도 있다. 중성식물에는 강낭콩 · 고추 · 토마토 · 당근 · 셀러리 등이 있다.

 

이상이 주요한 일장형이지만, 다음과 같은 특수한 일장형도 있다.

 

4. 중간식물 또는 정일성 식물

중간식물 또는 정일성 식물은 어떤 좁은 범위의 특정한 일장에서만 화성이 유도되며, 2개의 뚜렷한 한계일장이 있다. 사탕수수의 F-106이란 품종은 12시간~12시간 45분의 일장에서만 개화한다.

 

5. 장단일식물

장단일식물은 처음에 장일이고, 뒤에 단일이 되면 화성이 유도되나, 계속 일정한 일장에만 두면 장일이나 단일을 막론하고 개화하지 못한다. Cestrum nocturnum(중남미 원산의 관목인 밤에 피는 재스민)은 열대 중앙아메리카 원산인 관목인데, 12시간 이상의 장일(12~13시간)에 5일 이상 두고, 12시간 30분 이하의 단일(11~12.5시간)에 2일 이상 두어야만 개화한다.

 

6. 단장일식물

단장일식물은 처음에 단일이고, 뒤에 장일이 되면 화성이 유도되나, 계속 일정한 일장(장단일 불구)에 두면 개화하지 못한다. Pelargonium grandiflorum(제라늄류) · Campanula medium(종꽃) 등은 계속 장일(24시간 조명)이나 단일(10시간 조명)에 두면 개화하지 못하고, 처음 단일(10시간 등)에 두었다가 뒤에 장일(24시간 등)에 두면 개화한다.

 

- 식물의 일장감응의 9형

식물의 일장형은 화아분화 전과 후에 따라 다를 수도 있으며, 따라서 식물의 일장형을 더욱 상세히 구분하면 아래와 같다.

a) LL식물 : 화아분화 전-장일성, 화아분화 후-장일성, 종류-시금치, 봄보리

b) LI식물 : 화아분화 전-장일성, 화아분화 후-중일성, 종류-Phlox paniculata(풀협죽도), 사탕무

c) LS식물 : 화아분화 전-장일성, 화아분화 후-단일성, 종류-Boltonia(국화과), Physostegia(꿀풀과)

d) IL식물 : 화아분화 전-중일성, 화아분화 후-장일성, 종류-밀

e) II식물 : 화아분화 전-중일성, 화아분화 후-중일성, 종류-고추, 벼(조생종), 메밀, 토마토

f) IS식물 : 화아분화 전-중일성, 화아분화 후-단일성, 종류-소빈국

g) SL식물 : 화아분화 전-단일성, 화아분화 후-장일성, 종류-앵초(프리뮬러), 세나라리아, 딸기

h) SI식물 : 화아분화 전-단일성, 화아분화 후-중일성, 종류-벼(만생종), 도꼬마리

i) SS식물 : 화아분화 전-단일성, 화아분화 후-단일성, 종류-코스모스, 나팔꽃, 콩(만생종)