식물근의 추출물질이 종자발아 및 유식물의 생장에 미치는 영향

The effects of aqueous extracts of plant roots on germination of seeds and growth of seedings

작물근의 분비물질이나 함유물질이 그 작물 자체에 나 또는 다른 작물에 미치는 영향을 구명하여 작무작촌방식 개선에 기여하고자 본연구를 하였다. 재료와 방법은 우리 나라에 적합한 사료작물중에서 레드클로우버, 옹처드그라스 및 브로움그라스의 생근즙액, 부패근즙액, 수경폐액을 채취하여 레드클로우버, 라디노클로우버, 매듭풀, 콩, 오오처드그라스, 이탈리안라이그라스, 브르움그라스, 보리, 밀, 수수, 옥수수 및 기장 등의 종자발아 및 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고, 식물근의 분비물질이나 함유물질중 기지현상과 관계가 깊은 것은 유기산일 것이라는 견해하에 이들 3개 재료작물의 근에서 유기산을 분석하였다. 본 실험 결과는 다음과 같다. (1) 생근즙액의 영향 : 레드클로우버즙액 : 라디노클로우버와 매듭풀의 유식물 생장을 제제하였고, 화본과작물에 대하여는 수수를 제외하고는 모든 작물에 생육제제작용을 하였다. 오오처드그라스즙액 : 레드클로우버와 콩의 유식물생장을 촉진하였으며, 오오처드그라스 자체에 대해서 발아와 생장을 제제하고, 보리와 기장의 생육을 제제하는 이외는 그 밖에 작물에 대한 영향을 인정할 수 없었다. 브로움그라스액즙 : 이탈리안라이그라스에 대해서는 영향이 없고, 그 밖의 작물에 대해서는 모두 제제작용을 하였다. (2) 부패근즙액의 영향 : 레드클로우버즙액 : 레드클로우버의 유식물의 생장을 촉진하였고, 수수를 제외한 그 밖의 작물에 대해서는 모두 제제작용을 하였다. 오오처드그라스즙액 : 레드클로우버와 리디노클로우버, 콩, 수수의 생장을 촉진하였고, 보리와 기장의 발아와 발근을 제제하였다. 브로움그라스즙액 : 레드클로우버, 콩, 수수에 대해서는 생장에 촉진적 영향을 미쳤고, 오오처드그라스, 브로움그라스, 보리, 기장에는 제제적 영향을 미쳤다. (3) 수경폐액의 영향 : 레드클로우버의 폐액은 화본과작물의 생장에 제제적 작용을 하였으며, 오오처드그라스와 이탈리안라이그라스의 폐액은 레드클로우버의 생장에 촉진적 영향을 미쳤다. (4) 유기산 분석 결과 : 레드클로우버근에는 비휘발성 유기산중, 수산, 구연산, 주석산, 마론산, 사과산, 호백산이 들어 있었고, 오오처드그라스와 브로움그라스에는 수산, 구연산, 주석산, 사과산이 들어 있었다. 그리고, 모두 휘발성 유기산인 의산이 들어있음을 확인했다. 이상의 결과로 보아 본실험의 뿌리의 분비물질이나 함유물질의 영향으로 다음 사항을 알 수 있었다. ${\circled1}$ 레드클로우버는 대체로 화본과작물에는 불리한 영향을 미치는데, 그 원인은 뿌리가 함유하는 유기산(수산, 구연산, 주석산, 마론산, 사과산, 오백산, 의산)의 종류와 함량이 많기 때문이라고 인정된다. ${\circled2}$ 오오처드그라스는 두과작물에 대체로 유리한 영향을 미치는데, 그 원인은 뿌리가 함유하는 유기산(수산, 구연산, 주석산, 사과산, 의산)의 종류와 함량이 적고, 또 어떤 생장촉진물질이 들어 있기 때문이라고 인정된다. ${\circled3}$ 브로움그라스의 뿌리는 부패하지 않는 근 두과 화본과작물에 모두 불리한 영향을 미치는데, 그 원인은 확인된 유기산(수산, 구연산, 주석산, 사과산, 의산)이외에 미동정된 수종의 휘발성물질이 들어 있기 때문이라고 인정된다. (5) 근부함유물질의 기지현상에 대한 영향 : ${\circled1}$ 종래 알려진 레드클로우버의 기지현상의 원인은 뿌리의 유독성분에 의하는 것은 아니라고 인정된다. ${\circled2}$ 오오처드그라스 및 브로움그라스는 장기단작의 경우는 뿌리의 유독성분이 기지의 원인이 될 수 있다고 인정된다. (6) 근부함유물질의 작부체계상 상대작물에 대한 영향 : ${\circled1}$ 생근즙액 및 수경폐액의 경우(간작, 혼작 상정) : 1) 유리한 조합 : 오오처드그라스->레드클로우버, 콩. 이탈리안라이그라스->레드클로우버. 2) 불리한 조합 : 레드클로우버->라디노클로우버, 매듭풀, 오오처드그라스 ,이탈리안라이그라스, 브로움그라스, 보리 ,밀, 옥수수, 기장. 오오처드그라스->매듭풀, 오오처드그라스, 보리, 기장. 브로움그라스->레드클로우버, 라디노클로우버, 매듭풀, 콩, 오오처드그라스, 브로움그라스, 보리, 밀, 수수, 옥수수, 기장. 3) 무해한 조합 : 레드클로우버->레드클로우버, 콩, 수수. 오오처드그라스->라디노클로우버, 이탈리안라이그라스, 브로움그라스, 밀, 수수, 옥수수. 브로움그라스->이탈리안라이그라스. ${\circled2}$ 부패근즙액의 경우(후작 상) : 1) 불리한 조합 : 레드클로우버$\longrightarrow$레드클로우버, 수수. 오오처드그라스->레드클로우버, 라디노클로우버, 콩, 수수, 옥수수. 브로움그라스-> 레드크로우버, 콩, 수수. 2) 불리한 조합 : 레드클로우버->매듭풀, 오오처드그라스, 이탈리안라이그라스, 브로움그라스, 보리, 밀, 기장. 오오처드그라스->보리, 기장. 브로움그라스->오오처드그라스, 브로움그라스, 보리, 기장. 3) 무해한 조합 : 레드클로우버->라디노클로우버, 콩, 옥수수. 오오처드그라스->매듭풀, 오오처드그라스, 이탈리안라이그라스, 브로움그라스, 밀. 브로움그라스->라디노클로우버, 매듭풀, 이탈리안라이그라스, 밀.

This study aimed at contributing to the improvement of cropping systems after finding out the effects of excrements and components of crop root influence on other crops as well as themselves. The following forage crops suitable for our country were selected for the present study. Aqueous extracts of fresh roots, aqueous extracts of rotting roots and aqueous solutions of excrements of red clover, orchard grass and brome grass were studied for the effects influencing the germination and growth of seedlings of red clover, ladino clover, lespedeza, soybean, orchard grass, Italian ryegrass, brome grass, barley, wheat, sorghum, corn and Hog-millet. In view of the possibility that the organic acid might be closely related to the excrements and components of crop root connected with soil sickness, the acid components of three species of roots were analysed by paper chromatography and gas chromatography method. The following results were obtained: 1. Effects of Aqueous Extracts of Fresh Roots : Aqueous extracts of red clover: The extracts inhibited the growth of seedlings of the ladino clover and lespedeza and also inhibited the development of most crops except that of sorghum among the Graminaceae. Aqueous extracts of orchard grass: The extracts promoted the seedlings growth of red clover and soybean, while it inhibited the germination and growth of orchard grass. There were no noticeable effects influencing other crops while it inhibited the growth of barley and Hog-millet. Aqueous extracts of brome grass: There was no effect on Italian ryegrass but there was an inhibiting effect on the other crops. 2. Effects of Aqueous Extracts of Rotting Roots : Aqueous extracts of red clover: The extracts promoted the seedling growth of red clover. But it reflected the inhibiting effects on other crops except sorghum. Aqueous extracts of orchard grass: The extracts promoted the growth of red clover, ladino clover, soybean and sorghun, while it inhibited the germination and rooting of barley and Hog-millet. Aqueous extracts of brome grass: The extracts gave the promotive effects to the growth of red clover, soybean and sorghum, but caused inhibiting effects on orchard grass, brome grass, barley and Hog-millet. 3. Effects of Aqueous Solutions of Excrements : The aqueous solution of excrements of red clover reflected the inhibition effects to the growth of Graminaceae, while the aqueous solutions of excrements of orchard grass and Italian ryegrass caused the promotive effects on the growth of red clover. 4. Results of Organic Acid Analysis : The oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malonic acid, malic acid and succinic acid were included in the roots of red clover as unvolatile organic acid, and in the orchard grass and brome grass there were included the oxalic acid, citric acid, tartaric acid and malic acid. And formic acid was confirmed in the red clover, orchard grass and brome grass as volatile organic acid. In consideration of the results mentioned in above the effects of excrements and components of roots found in this studies may be summarized as follows. 1) The red clover generally gave a disadvantageous effect on the Graminaceae. Such trend was considered chiefly caused by the presence of many organic acids, namely oxalic, citric, tartaric, malonic, malic, succinic and formic acid. 2) The orchard grass generally gave an advantageous effect on the Leguminosae. This may be due to a few kinds of organic acid contained in the root, namely oxalic, citric, tartaric, malic and formic acid. Furthermore a certain of promotive materials for growth was noted. 3) As long as the root of brome grass are not rotten, it gave a disadvantageous effect on the Leguminosae and Graminaceae. This may be due to the fact that several unidentified volatile organic acid were also included besides the confirmed organic acid, namely oxalic, citric, tartaric, malic and formic acid. 5. Effects of Components in Roots to the Soil Sickness : 1) It was considered that the cause of alleged red clover's soil sickness did not result from the toxic components of the roots. 2) It was recognized that the toxic components of roots might be the cause of soil sickness in case the orchard grass and brome grass were put into the long-term single cropping. 6. Effects of Rooted Components to the Companion Crops in the Cropping System : a) In case of aqueous extracts of fresh roots and aqueous excrements (Inter cropping and mixed cropping) : 1) Advantageous combinations : Orchard grass->Red clover, Soybean, Italian ryegrass->Red clover, 2) Disadvantageous combinations : Red clover->Ladino clover, Lespedeza, Orchard grass, Italian ryegrass, Fescue Ky-31, Brome grass, Barley, Wheat, Corn and Hog.millet, Orchard grass->Lespedeza, Orchard grass, Barley and Hog-millet, Brome grass->Red clover, Ladino clover, Lespedeza, Soybean, Orchard grass, Brome grass, Barley, Wheat, Sorghum, Corn and Hog-millet, 3) Harmless combinations : Red clover->Red clover, Soybean and Sorghum, Orchard grass->Ladino clover, Italian ryegrass, Brome grass, Wheat, Sorghum and Corn, Brome grass->Italian ryegrass, b) In case of aquecus extracts of rotting roots(After cropping) : 1) Advantageous combinations : Red clover->Red clover and Sorghum, Orchard grass->Red clover, Ladino clover, Soybean, Sorghum, and Corn, Brome grass->Red clover, Soybean and Sorghum, 2) Disadvantageous combinations : Red clover->Lespedeza, Orchard grass, Italian ryegrass, Brome grass, Barley, Wheat, and Hog-millet Orchard grass->Barley and Hog-millet, Brome grass->Orchard grass, Brome grass, Barley and Hog-millet, 3) Harmless combinations : Red clover->Ladino clover, Soybean and Corn, Orchard grass->Lespedeza, Orchard grass, Italian ryegrass, Brome grass and Wheat Brome gass->Ladino clover, Lespedeza, Italian ryegrass and Wheat.